数字电路实验指导书

.z.学生实验守则一、参加实验时应衣冠整洁。进入实验室后应保持安静，不要大声喧哗和打闹，阻碍他人学习和实验。不准吸烟，不准随地吐痰，不准乱扔纸屑与杂物。二、进展实验时必须严格遵守实验室的规章制度和仪器操作规程。保护仪器设备，节约实验器材，未经许可不得乱动实验室的仪器设备。三、注意人身平安和设备平安。假设仪器出现故障，要立即切断电源并立即向指导教师报告，以防故障扩大。待查明原因、排除故障之后才可继续进展实验。四、要以严格、认真的科学态度进展实验，结合所学理论，独立思考，分析研究实验现象和数据。五、实验完毕后必须收拾整理好自己使用的仪器设备，保持实验台整洁，填写实验仪器使用记录。在归还实验仪器后，才能离开。六、违反实验室规章制度和仪器设备操作规程造成事故、导致仪器设备损坏者，将视情节轻重按实验室设备管理制度处理及赔偿。电工电子实验室平安制度一、每个实验室要有专人担任平安员，负责本室的各项平安工作。并定期进展平安检查，发现问题及时向领导和有关部门汇报。二、实验室总电源应有专人负责，各分室电源应有指示灯指示。三、实验室内不准吸烟。要经常检查室内电源设备状况。各种用电设备使用完毕后要断开电源。四、实验室钥匙不能出借他人，实验室所有仪器设备的配置、维修、拆卸等都必须做好记录并严格遵守操作规程，非经有关人员许可不得擅自动用。五、每个实验室要配备必要的消防器材〔灭火器、灭火栓〕，消防器材必须定期检查更换。任何人不得随意搬动、拆卸消防器材。六、工作人员离开时必须断开室内电源、水源，关好门窗。匪警110火警119校保卫处3208393实验报告要求实验前写好预习报告，预习报告要求见各实验章节，实验报告必须用规定的实验报告纸书写。实验报告需附由教师签字的原始数据纸方为有效。实验内容应有以下各项内容：一、实验目的二、仪器与设备三、原理简述〔含实验原理图〕四、内容与步骤〔含测量数据〕五、总结实验一THD-1数字电路箱的使用一、实验目的1、学习THD-1型数字电路实验箱的使用。2、掌握示波器的根本工作原理及使用方法。二、实验仪器THD-1型数字电路实验箱V-252型双踪示波器三、实验内容〔一〕THD-1型数字电路实验箱1、观察实验箱构造，熟悉各局部区域的功能，为今后使用实验箱完成数字电路实验做准备。实验箱各局部区域名称如图1-1所示。1123456直流电源区蜂鸣器继电器IC插座区1总电源开关2脉冲信号区3逻辑笔4数码管5拨码开关6逻辑开关7发光二极管7图1-1THD-1型数字电路实验箱版面图图1-1THD-1型数字电路实验箱版面图+5V2、测试逻辑开关和发光二极管显示功能+5V翻开实验箱的总电源开关，将逻辑开关右侧处接+5V电源，拨动逻辑开关观察结果，逻辑开关遵循正逻辑，即灯亮表示输出逻辑为1，灯灭表示输出逻辑为0；用一连线一端插入发光二极管显示输入插孔，另一端插入逻辑开关的输出插孔，拨动逻辑开关，输出高电平时发光二极管亮，输出低电平时发光二极管灭。+5V试单脉冲和连续脉冲输出端功能+5V在信号区处接上电源。单脉冲有两种输出方式，按动单脉冲按键，每按动一下，单脉冲输出处提供由高电平到低电平〔或由低电平到高电平〕的一个过程；连续脉冲信号输出处，有三档频率粗调供频率范围选择，将输出频率调至1Hz，发光二极管每秒闪亮一次，调至高频时，并调节微调旋钮，看到发光二极管恒亮。〔高频时人的肉眼反响不出频率的变化〕。测试数码显示功能将数码管的ABCD端与四个逻辑开关*0、*1、*2、*3相连接，拨动开关为0000、0001、0010、0011、0100、、、、、、可观察8421码显示，即可顺序显示0、1、2、3、4、、、、、、。将拨码开关任一组ABCD与数码管的任一ABCD相连接，按动拨码开关，观察显示结果。〔二〕示波器的使用按下示波器的电源开关，预热。测试示波器内的标准信号。将示波器MODE档置于CH1位，INTTRIG同样置于CH1，这时表示选择示波器的通道1。在示波器通道1区的下方AC-GND-DC档选择GND档，然后调节POSITION旋钮，将屏幕上的水平基准线置于中间位置。调整好后，将AC-GND-DC置AC档。将示波器面板上屏幕的右下方CAL端子的机内0.5V校准信号与CH1通道相连。调整示波器上通道1区TIME/DIV旋钮和VOLTS/DIV旋钮，并将TIME/DIV旋钮和VOLTS/DIV旋钮锁定在校正状态，同时调整LEVEL旋钮，使显示屏上出现1-2周期的稳定方波。根据如下公式读取波形的相关参数。记入表1中。周期T=一周期格数×扫描速度幅值Um=Um值格数×灵敏度表1一周期格数w〔cm〕扫描速度〔ms/cm〕周期T〔ms〕Um值格数h〔cm〕灵敏度〔V/cm〕Um值(v)实验二TTL集成门电路一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和性能特点；2、能正确使用各种集成门电路；3、进一步熟悉实验箱构造、根本功能和使用方法。二、实验仪器与设备THD-1数字电路实验箱万用表集成片74LS20、74LS86三、实验内容门电路是组成数字电路的最根本的单元，包括与非门、与门、或门、或非门、与或非门、异或门、集成电极开路与非门和三态门等。最常用的集成门电路有TTL和CMOS两大类。TTL为晶体管—晶体管逻辑的简称，广泛的应用于中小规模电路，功耗较大。11234567891011121314图2-174LS20管脚图VccGND本实验所用的74LS20是四输入双与非门。即在一块芯片内含有两个相互独立的与非门，每个与非门含有四个输入端。其逻辑表达式为Y=ABCD，逻辑符号及引脚排列如图2-1。UOLUOHUoUOFFUONUUOLUOHUoUOFFUONUi图2-2电压传输特性曲线图中：UOH：指一个〔或几个〕输入端是低电平时输出的电平；UOL：指输入指端全为高电平时输出的电平；UON：在额定负载下得到规定的低电平，输入端应加的最小输入电平；UOFF：通常规定保证输出电压为标准高电平的条件下所允许的最大输入电平。四、实验步骤1、TTL与非门的逻辑功能和电压传输特性的测试〔1〕、与非门逻辑功能的测试：在数字箱14芯IC插座上，将芯片的小缺口与IC插座的缺口对准插上74LS20四输入双与非门集成元件。按照图2-3接线，14脚接+5V电源，7脚接地，接线后检查无误，通电，按照表2-1改变A、B、C、D状态，观察记录输出状态；从实验结果中写出逻辑表达式Y。表2-1ABCDY图2-图2-3传输特性测试电路5714124+5VWUI6RUo〔2〕、与非门电压传输特性测试用74LS20元件中的任一四输入与非门按照图2-3连接线路.接线检查无误后，通电，准备测试。调节电位器，使输入电压VI从零逐渐增大〔用万用表测量电压的大小〕，按照表2-2要求，同时测量对应的输出VO的数值，将其填入表2-2中。表2-2输入UI〔V〕0.20.40.60.80.91.01.11.21.31.41.61.82.0输出Uo〔V〕根据表2-2的结果，在坐标纸上画出电压传输特性〔uo=f〔ui〕的关系〕,并求出开门电平UON,关门电平UOFF值。异或门的逻辑功能测试74LS86为二输入四异或门元件，即芯片内含有四个异或门。如图2-5，先将VCC接+5V电源GND接地；任选一异或门〔如1，2脚接逻辑开关的输出电平，3脚接发光二极管〕测试异或门的逻辑特性并记入表2-3中。11234567891011121314图2-574LS86管脚图VccGND&&&&五、总结在数字电路箱上使用集成芯片时应注意哪些问题？TTL系列芯片与CMOS芯片的区别。实验三组合逻辑电路设计一、实验目的1、掌握组合电路的一般设计方法；2、掌握半加器、全加器逻辑功能，并用元件实现之，3、根据给定的实际逻辑要求，设计出最简单的逻辑电路图。二、实验仪器THD-1数字电路箱集成片74LS20，74LS00，74LS86三、实验原理数字系统中常用的各种数字部件，就其构造和工作原理而言可分为两大类，即组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路输出状态只决定于同一时刻的各输入状态的组合，与先前状态无关，它的根本单元一般是逻辑门。时序逻辑电路输出状态不仅与输入变量的状态有关，而且还与系统原先的状态有关，它的根本单元一般是触发器。组合逻辑电路的设计步骤一般为：〔1〕根据逻辑要求列出真值表；〔2〕从真值表中写出逻辑表达式；〔3〕化简逻辑表达式，并选用适当的器件；〔4〕根据选用的器件，画出逻辑图。逻辑化简是组合逻辑设计的关键步骤之一。为了使电路构造简单和使用器件较少，往往要求逻辑表达式尽可能化简。由于实际使用时要考虑电路的工作速度和稳定可靠等因素，在较复杂的电路中，还要求逻辑清晰易懂，所以最简设计不一定是最正确的。但一般来说，在保证速度、稳定可靠与逻辑清楚的前提下，尽量使用最少的器件，以降低本钱。组合逻辑设计过程常是在理想的情况下进展的。实际工作中，可能会出现瞬间错误。例：三变量表决电路设计根据逻辑要求，三变量输入中有两个或两个以上为"1〞者，输出为"1〞，列出真值&&&&&&图3-1三表决电路ABC表3-1ABCY得出逻辑表达式并化简Y=选用与非门器件Y=所选的器件为74LS00和74LS20，画出逻辑图3-1。三、实验内容1、参考例子，按照图3-1接电路，验证三变量表决电路〔用74LS00和74LS20〕。设计一个四人无弃权表决电路〔多数赞成则提案通过〕，本设计可采用四输入的双与非门实现。11234567891011121314图3-274LS00管脚图VccGND&&&&2、半加器的设计=1&=1&&SC图3-2半加器ABABSC表3-2逻辑表达式为S=选用元件为74LS86〔异或门〕、74LS00。画出电路图3-2。假设选用与非门器件，把原表达式化成与非-与非式：S=自己画出用与非门表示的半加器的电路图。3、全加器的设计在加法运算中，不仅考虑两个加数本身相加，还要考虑从低位来的进位，这种加法器称为全加器。列真值表3-3写出逻辑表达式Sn==选用元件为74LS86和74LS00，所以全加器的逻辑图如图3-3表3-3AnBnSn+1=1=1Sn图3-3全加器=1&&&AnBn+1四、实验报告要求1、列写实验任务的设计过程，画出设计的电路图。2、对所设计的电路进展测试，记录测试结果。实验四译码器、显示器一、实验目的1、了解译码器工作原理2、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法；3、熟悉数码管的使用。

二、实验原理译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路，译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号。译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用与代码的转换，终端的数字显示，还用与数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。

译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。通用译码器又分为变量译码器和代码变换译码器。

变量译码器〔又称二进制译码器〕如2/4线、3/8线、4/16线译码器，n个输入变量则有2ⁿ个不同的组合状态。如图4-1的2/4译码，两个输入，得到四个输出。输入A、B，输出为AB、AB、AB、AB，所用的74LS00芯片为二输入的与非门，输出为低电平有效。

AABY0Y1Y2Y3图4-1二-四译码器原理图&&&&常用的显示器有荧光数码管、液晶数码管和半导体数码管，目前使用最多的是半导体数码管。半导体数码管又叫LED显示器，它由七个制成条状的发光二极管组成，具有图示共阴管和共阳管；BCD码七段译码驱动器型号有74LS47、74LS48、CC4511等。图4-2为数码管的引脚图。数码管又分共阴、共阳两种，示意图如图4-3。ccdehMabfgM图4-2数码管引脚图MMhagfedcb+hagfedcbM-共阳共阴图4-3数码管示意图图4-4为译码驱动原理图。二进制代码二进制代码译码驱动显示图4-4译码驱动原理图

三、实验内容验证2/4译码器功能。按照图4-1连接电路，A、B输入端接逻辑开关，输出接发光二极管。按照表4-1记录结果。所用芯片为74LS04、74LS00。121234567891011121314图4-574LS04管脚图&&&&&&ABY3Y2Y1Y02、74LS48的逻辑功能测试。芯片的A、B、C、D端〔BCD码输入〕接逻辑开关，a、b、c、d、e、f、g端接数码管的对应端〔注意数码管的M一定要接地〕，3，4，5脚接高电平。按照表4-2测试、记录。ABCD数码显示表4-274LS48芯片的引脚图如4-6，74LS48可以直接驱动共阴极的半导体数码管。11234567891011121314图4-674LS48管脚图1516abcdefgABCDLTBILEGNDVcc实验五触发器及其相互转换一、实验目的

1、掌握根本RS、D、JK触发器的逻辑功能；

2、掌握集成触发器的使用方法和逻辑功能的测试方法；

3、了解触发器之间相互转换的方法。

二、实验原理

触发器具有两个稳定状态，用以表示逻辑状态"1"和"0"，在一定的外界信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，它是一个具有记忆功能的二进制信息存贮器件，是构成各种时序电路的最根本逻辑单元。

1、根本RS触发器

图5-1为由两个与非门穿插耦合构成的根本RS触发器，它是无时钟控制低电平直接触发的触发器。根本RS触发器具有置"0"、置"1"和"保持"三种功能。通常称S为置"1"端，因为S＝0时触发器被置"1"；R为置"0"端，因为R＝0时触发器被置"0"，当S＝R＝1时状态保持。QQQ&&RS图5-1根本RS触发器1234561234567891011121314图5-274LS74管脚图2Rd2D2CP2Sd2Q2QVcc1D1CP1Q1Sd1Q1RdGND121234567891011121314图5-374LS112管脚图15161K1JGNDVcc1Q1Sd1Q1CP2Q1Rd2Rd2K2CP2J2Q2SdJQKQCPDJK-D触发器的转换1&JQKQCPDJK-D触发器的转换1&KD-JK触发器的转换QQD&&1JCP图5-4四、实验内容1、测试根本RS触发器的逻辑功能Q按图5-1，用两个与非门〔选用74LS00〕组成根本RS触发器，输入端R、S接实验箱的逻辑开关，输出端Q、接逻辑电平显示输入插口，按表5-1的要求测试，记录之。〔74LS00的芯片引脚图见前面的实验中〕Q表5-1RRSSQQQ输出状态2、测试双D触发器74LS74的逻辑功能74LS74芯片内含两个D触发器RdSdRdSdRdSdRdSdQ表5-2DCPSSdRdRdQQQ××01××10〔2〕、测试D触发器的逻辑功能RdSdRdSdRdRdSdRdSdRdSd表5-3DCPQnQn+10↑01↓011↑01↓012、测试双JK触发器74LS112逻辑功能(1)、测试Rd、Sd的复位、置位功能Q任取一只JK触发器，Rd、Sd、J、K端接逻辑开关，CP端接单次脉冲源，Q、端接发光二极管。按照表5-4要求，测试并记录Rd、Sd对输出状态的控制作用。Q表5-4JKCPRdRdSdQQ×××01×××10(2)、测试JK触发器的逻辑功能QQ按表5-5的要求改变J、K状态，并用Rd、Sd端对触发器进展异步置位和复位。然后输入单脉冲的下降沿和上升沿，观察并记录状态变化，观察触发器状态更新是否发生在CP脉冲的下降沿〔即CP由1→QQ表5-5JKCPQnQn+100↑01↓0101↑01↓0110↑01↓0111↑01↓01四、总结1、列表整理各类触发器的逻辑功能，并说明触发方式。2、列举实际中触发器的应用。3、利用普通的机械开关组成的数据开关所产生的信号是否可作为触发器的时钟脉冲信号？为什么？是否可以用作触发器的其它输入端的信号，为什么？实验六计数器及其应用一、实验目的学习用集成触发器构成计数器的方法，了解计数器的工作原理；2、掌握中规模集成计数器〔74LS390〕的使用方法及功能测试方法。二、实验原理计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。计数器种类很多。按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器。根据计数制的不同，分为二进制计数器，十进制计数器和任意进制计数器。根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。还有可预置数和可编程序功能计数器等等。目前，无论是TTL还是CMOS集成电路，都有品种较齐全的中规模集成计数电路。使用者只要借助于器件手册提供的功能表和工作波形图以及引出端的排列，就能正确地运用这些器件。CPCPQJQKCPQJQKCPQJQKCPQJQKCLR清零计数输入Q0Q1Q2Q3四位二进制加法计数器CPCPQJQKCPQJQKCPQJQKCPQJQK清零CLRQ0Q1Q2Q3四位二进制减法计数器1、用J、K触发器构成异步二进制加／减计数器图6–1中的加法计数器是用四只触发器构成的四位二进制异步加法计数器，它的连接特点是将低位J、K触发器CP端接CP脉冲，再由低位触发器的Q端和高一位的CP端连接。假设将图稍加改动，即将低位触发器的Q端与高一位的CP端相连接，即构成了一个4位二进制减法计数器，如图。2、中规模十进制计数器74LS390是集成双十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有去除等功能，其引脚排列及逻辑符号如图6-3所示。每个十进制计数器又分为一个二进制计数器和一个五进制计数器，既可单独用于二、五进制计数，也可串联成十进制计数器。实验箱上已有译码驱动电路和发光数码管，电路原理如图6-4。图6-3图6-374LS390管脚图12345678910111213141516GNDVcc1C1RD1QA1C´1QB1QC1QD2C2RD2QA2C´2QB2QC2QDCRDQRDCQ0Q1Q21Q1QA1QB1QC1QD1C1C´1RD2QA2QB2QC2QD2C2C´2RDABCDCD4511ABCDCD4511脉冲输入清零图6-4两位十进制计数译码显示电路图三、实验设备与器件THD-1数字电路箱74LS1122只74LS390四、实验内容1、用74LS112触发器构成4位二进制异步加法计数器。(1).按图6-1连接，触发器的J、K、Sd端接高电平〔防止外界干扰〕，清零端RD接逻辑开关，CP端接单次脉冲。(2)RD清零、复位后，逐个送入单次脉冲，观察并列表记录Q3～Q0状态。(3).将单次脉冲改为1HZ的连续脉冲，观察Q3～Q0的状态。(4).将1Hz的连续脉冲改为1KHZ，用双踪示波器观察CP、Q3、Q2、Q1、Q0端波形，描绘之。〔5〕.将图6-1电路中的低位触发器的Q端与高一位的CP端相连接，构成减法计数器，按实验内容〔2〕，〔3〕，〔4〕进展实验，观察并列表记录Q3～Q0的状态。2、测试74LS390十进制计数功能。〔1〕计数脉冲由1HZ连续脉冲源提供，清零端接逻辑开关，输出端A、B、C、D接实验箱的译码芯片相应插口A、B、C、D〔分别选择个位和十位〕。〔2〕清零后复位，观察输出结果，列表记录之五、实验预习要求1、复习有关计数器局部内容2、绘出各实验内容的详细线路图3、拟出各实验内容所需的测试记录表格4、查手册，给出并熟悉实验所用各集成块的引脚排列图六、实验报告1、画出实验线路图，记录、整理实验现象及实验所得的有关波形。对实验结果进展分析。画出所设计的二十五进制计数器的电路图总结使用集成计数器的体会。实验七555定时器一、实验目的1、了解RC环形振荡器的组成、工作原理及调整振荡频率的方法。2、学会用示波器观察振荡器的工作情况，测定振荡周期。3、了解555集成定时器电路构造、工作原理及功能。4、掌握用555集成定时器组成单稳态触发器、多谐振荡器。二、实验原理在数字系统中，常用到脉冲波形产生及整形电路，最常见的如多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等。这些电路可用分立元件、门电路组成，也可由555集成定时器组成。555集成定时器是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，由于内部电压标准使用了三个5k电阻，故取名为555电路。作为一个独立的单元电路可以用来构成各种定时电路，使用非常广泛。R〔4〕R〔4〕VDD〔8〕RRVssTROUTRCOTHDVDDVssTROUTRCOTHDVDD12348765TH〔6〕+A+CO〔5〕-CO〔5〕-ROUT〔3〕+ROUT〔3〕+TR〔2〕+B-+TR〔2〕+B-+D(7)D(7)RQDRQD图7-2555管脚图Vss〔图7-2555管脚图Vss〔1〕图7-1CC555图7-1CC555逻辑框图图7-1是555的逻辑框图，可以看出，它包含两个电压比拟器A1和A2，一个根本RS触发器，一个放电开关管T，比拟器的参考电压由三只5K的电阻器构成分压提供。它们分别使高电平比拟器A1的同相输入端和低电平比拟器A2的反向输入端的参考电平为2/3Vcc和1/3Vcc。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3Vcc时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3Vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。RD是复位端，当Rd=0，555输出低电平。平时Rd端开路或接VCC，VC是控制电压端〔5脚〕，平时输出2/3Vcc作为比拟器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比拟器的参考电平，从而实现对输出的另外一种控制。在不接外接电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。1、C环形多谐振荡器电路如图7-3，由三级非门联成环形。R和C组成延时环节，工作电路状态的转换主要取决于电容C的充、放电，改变电阻R或电容C的数值即可改变振荡频率。第四级非门起整形作用。&&&&&uo图7-3RC环形多谐震荡器2、由555构成的多谐振荡器见图7-3，R1、R2和C为外接元件。改变R1、R2和C的值可改变矩形波的频率和脉冲宽度。VVo1kVDD(+5V)123487654.7k0.1µ100k0.01µ00VcVoVc图7-3多谐振荡器tt多谐振荡器产生的脉冲波形的周期由下式决定：T=tW1+tW2=0.7(R1+2R2)Cf=1/T3、单稳态触发器图7-4所示单稳态触发器，R、C为外接元件，改变R、C的值即可改变输出脉冲的宽度，即改变定时或延时时间。暂稳态的持续时间tW〔即为延时时间〕决定于外接元件R、C的大小。〔tW=1.1RC〕VVot0VctVci0tVDD(+5V)1k4.7k874Vi2Vo3Vc60.01µ0.1µ51t0VctVci0tVDD(+5V)1k4.7k874Vi2Vo3Vc60.01µ0.1µ51图7-4图7-4单稳态触发器1、RC环形振荡器〔1〕、按图7-2接线，检查无误后接通电源。〔2〕、用示波器置于直流同时观察uo、ui〔第三个与非门的输出〕波形，并将波形绘入表7-1。〔3〕、用示波器测量振荡周期T和脉冲宽度tP，记录。表7-1参数R=C=Uo波形Ui波形计算值T=tp=2、由555定时器构成的多谐振荡器〔1〕按图7-3连接电路，检查无误后，接通电源。〔2〕察并记录输出端和电容上电压波形，画出输出波形，粗测输出信号的周期。表7-2参数R=C=Uo波形Uc波形振荡周期T计算=T测量=脉冲宽度3、由555定时器构成的单稳态触发器〔1〕、按照图7-4连接电路，检查无误后，接通电源。〔2〕、将实验箱的1KHz的连续脉冲信号，输入示波器。调节箱上的调节旋钮，并观察示波器，使输出的的波为1KHz。〔3〕、实验箱1KHz连续脉冲作输入信号，送入单稳电路的"2〞端，用示波器观察输出Vo与输入Vi的波形及时间对应关系，画出对应波形，测量tW。表7-3参数R=C=Ui波形Uo波形Uc波形延时时间T计算=T测量=四、总结根据实验记录整理数据，记录各实验波形，进展定性分析。比拟和讨论参数T或TW的实验测量值和理论估算值。实验八移位存放器一、实验目的掌握中规模四位双向移位存放器逻辑功能及使用二、实验原理移位存放器是一个具有移位功能的存放器，是指存放器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的称为双向移位存放器，只需要改变左、右移的控制信号便可实现双向移位要求。根据移位存放器存取信息的方式不同分为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。本实验选用的四位双向通用移位存放器，型号为74LS194〔与CC40194功能一样〕，CPVccQ0S1S0CPVccQ0S1S0Q3Q2Q11416151312111091416151312111098765432187654321D1SLD3D2D1SLD3D2D0SRCRGND图8-1图8-174LS194管脚图其中D3、D2、D1、D0为并行输入端；Q3、Q2、Q1、Q0为并行输出端；SR为右移串行输入端，SL为左移串行输入端；S1、S0为操作模式控制端；CR为直接无条件清零端；CP为时钟脉冲输入端。74LS194有5种不同操作模式：即并行送数存放，右移(方向由Q3→Q0)，左移〔方向由Q0→Q3〕，保持及清零。S1、S0和CR端的控制作用如表8－1所示。表8-1CPCRS1S0功能Q3Q2Q1Q0*0**去除使Q3Q2Q1Q0=0000，存放器准备工作。上升111送数CP上升沿作用后，并行输入数据送入存放器。Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0。此时串行数据〔SRSL〕被制止。上升101右移串行数据送至右移输入端SR，CP上升沿进展右移。Q3Q2Q1Q0=DSRD2D1D0。上升110左移串行数据送至右移输入端SL，CP上升沿进展右移。Q3Q2Q1Q0=DSLD2D1D0。上升100保持CP作用后存放器内容保持不变。串行数据送至右移输入端SR，CP上升沿进展右移。Q3Q2Q1Q0=Q3Q2Q1Q0。上升1**保持Q3Q2Q1Q0=Q3Q2Q1Q0。移位存放器应用很广，可构成移位存放器型计数器；顺序脉冲发生器；串行累加器；可用作数据转换，即把串行数据转换为并行数据，或把并行数据转换为串行数据等。DD3Q3D2Q2D1Q1D0Q0SLSRCRCPS1S0DCBA显示单脉冲图8－2移位存放器12345逻辑开关三、实验内容本实验验证74LS194各种功能。按照图8-2线，CR、、S1、S0、SL、SR、D3、D2、D1、D0分别接逻辑开关，Q3、Q2、Q1、Q0接发光二极管，CP接单脉冲。按照表8-1所规定的输入状态进展测试。1、去除，令CR=0，其它输入均为任意态，这时输出为零。清零后，CR=1。2、送数由表8-1知送数条件。注意CR端在实验前先由"1〞状态变为"0〞后，再回到"1〞状态到达清零的目的。例：送数DCBA=0110S1=S0=1，用Cr清零后，Cr=1。按CP脉冲，数码管显示为6。自选几个数进展练习〔可直接送数，不必再清零〕。3、根据表8-1设置左移和右移条件，验证之，并列表记录实验结果。〔1〕、右移，清零后，令Cr=1，S1=0，S0=1，由右移输入端Sr送二进制数如0100，由CP端连续加4个脉冲，观察输出情况。〔2〕、左移，先清零，令Cr=1，S1=1，S0=0，由左移输入端Sr送二进制数如0100，由CP端连续加4个脉冲，观察输出情况。4、根据表8-1，观察移位存放器的送数保持。任意置4位二进制码，令Cr=1，S1=S0=0，加CP脉冲，观察输出状态。四、总结1、简述实验时应注意的问题。2、总结74LS194的逻辑功能。实验九综合实验参考题目：数字频率计简易数字电压表交通灯控制电路电梯自动控制电路简单的自动监控系统参考实例：1、用D触发器设计三人智力抢答器要求：〔1〕、设置一个主持人开关和三个个人抢答开关；〔2〕、按主持人开关，个人指示灯灭，并解除对抢答人的封锁；〔3〕、按个人开关，自身指示灯亮，同时封锁其他人的抢答。器件：74ls74.74ls27.74ls002、用移位存放器设计双向八位彩灯控制电路三人抢答器简单示意图原理：由主持人开关通过RD端控制个人抢答器端A、B、C，A、B、C任两个触发器的输出端作为另一个输入端，可以在封锁解除后，A、B、C任一按下按钮的一端灯亮后，另两个不产生有效信号。实验十EWB实验一、电子工作平台〔EWB〕概述随着电子技术和计算机技术的开展，电子产品已与计算机严密相连，电子产品，电子产品的智能化日益完善，电路的集成度越来越高，而产品的更新周期却越来越短。电子设计自动化〔EDA〕技术，使得电子线路的设计人员能够在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。EA是在计算机辅助设计〔CAD〕技术的根底上开展起来的计算机设计软件系统。与早期的CAD软件宪兵，EDA软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。电子工作平台〔EWB〕是加拿大InteractionImageTechnologies公司于八十年代末、九十年代初推出的电路分析和设计软件，它具有这样一些特点：采用图形方式创立电路：绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；提供了较为详细的电路分析功能。因此，电子设计自动化技术非常适合电子类课程的教学和实验。二、EWB的根本界面EWB的主窗口主要包括：菜单栏、工具栏、元器件库、电路工作区、状态栏、启动/停顿开关及暂停/恢复开关等几局部。EWB的工具栏工具栏中各个按钮的名称如下：〔从左到右〕新建、翻开、保存、打印、剪切、复制、粘贴、旋转、水平旋转、垂直翻转、子电路、分析图、元器件特性、缩小、放大、缩放比例及帮助。EWB的元器件库栏EWB提供了非常丰富的元器件库和各种常用的测试仪器。元器件库栏中各个按钮的名称如下：〔从左到右〕自定义器件库、信号源库、根本器件库、二极管库、晶体管库、模拟集成电路库、混合集成电路库、数字集成电路库、逻辑门器件库、数字器件库、控制器件库、其它器件库及仪器库。〔1〕信号源库〔Sources〕信号源库栏中各个按钮的名称如下〔从左到右〕：第一行：接地、直流电压源、直流电流源、交流电压源、电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源、Vcc电压源、Vdd电压源及时钟脉冲；第二行：调幅源、调频源、压控正弦波、压控三角波、压控方波、压控单脉冲、分段线性源、压控分段线性源、频移键控FSK、多项式源及非线性相关源。〔2〕根本器件库〔Basic〕根本器件库栏中各个按钮的名称如下〔从左到右〕：第一行：连接点、电阻、电容、电感、变压器、继电器、开关、延时开关、压控开关、流控开关及上拉电阻；第二行：电位器、排电阻、压控模拟开关、极性电容、可调电阻、可调电感、无芯线圈、磁芯及非线性变压器。〔3〕二极管库〔Diodes〕二极管库栏中各个按钮的名称如下〔从左到右〕：二极管、稳压二极管、发光二极管、全波桥式整流器、肖特基二极管、单向晶闸管、双向晶闸管。〔4〕晶体管库〔Transistors〕其中：分别为N〔P〕沟道砷化镓。〔5〕模拟集成电路库〔AnalogICs〕模拟集成电路库栏中各个按钮的名称如下〔从左到右〕：三端运放、五端运放、九端运放、比拟器及锁相环。〔6〕混合集成电路库〔MiredICs〕混合集成电路库栏中各个按钮的名称如下〔从左到右〕：A/D转换器、电流输出D/A、电压输出D/A、单稳态触发器及555电路。(7)数字集成电路库〔DigitalICs〕(8)逻辑门电路库〔LogicGates〕逻辑门电路库栏中各个按钮的名称如下〔从左到右〕：第一行：与门、或门、非门、或非门、与非门、异或门、同或门、三态缓冲器、缓冲器及施密特触发器；第二行：与门〔或门、非门、或非门、与非门、异或门、同或门〕芯片及缓冲芯片。(9)数字器件库〔Digital〕数字器件库栏中各个按钮的名称如下〔从左到右〕：第一行：半加器、全加器、RS触发器、JK触发器一〔二〕型及D触发器一〔二〕型；第二行：多路选择器〔多路分配器、编码器、算术运算、计数器、移位存放器〕芯片及触发器芯片。(10)指示器件库〔Indicators〕指示器件库栏中各个按钮的名称如下〔从左到右〕：电压表、电流表、灯泡、彩色指示灯、七段数码管、译码数码管、蜂鸣器、条形光柱及译码条形光柱。(11)控制器件库〔Contorls〕控制器件库栏中各个按钮的名称如下〔从左到右〕：电压微分器、电压积分器、电压比例模块、乘法器、除法器、三端电压加法器、电压限幅器、电流限幅模块、电压滞回模块及电压变化率模块。(12)其它器件库〔Miscellaneous〕其它器件库栏中各个按钮的名称如下〔从左到右〕：熔断器、数据写入器、子电路网表、有耗传输线、无耗传输线、晶体、直流电机、真空三极管、开关式升压变压器、开关式降压变压器、开关式升降压变压器、文本框及标题栏。(13)仪器库(Instruments)仪器库栏中各个按钮的名称如下〔从左到右〕：数字万用表、函数发生器、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪。三、EWB的根本操作方法电路的创立〔1〕元器件的操作主要包括：元器件的选用；元器件的移动、旋转、复制和删除；元器件标识〔Label〕、编号〔ReferenceID〕、数值〔Value〕、模型参数〔Model〕、故障〔Fault〕等特性的设置。说明：①元器件各种特性的设置可通过双击元器件弹出对话框进展；②编号〔ReferenceID〕通常由系统自动分配，必要时可以修改，但必须保证编号的唯一性；③故障〔Fault〕选项可供人为设置元器件的隐含故障，包括开路〔Open〕、短路〔Short〕、漏电〔Leakage〕、无故障〔None〕等设置。〔2〕导线的操作主要包括：导线的连接、弯曲导线的调整、导线颜色的改变及连接点的使用。说明：①连接点是一个小圆点，存放在无源元件库中，一个连接点最多可以连接来自四个方向的导线，而且连接点可以赋予标识；②向电路插入元件，可直接将元件拖曳放置在导线上，然后释放即可插入电路中。〔3〕电路图选项的设置Circuit/SchematicOpen对话框可设置标识、编号、数值、模型参数、接点号等的显示方式及有关栅格〔Grid〕、显示字体〔Fonts〕的设置，该设置对整个电路图的显示方式有效。其中接点号是在连接电路时，ewb自动为每个连接点分配的。模拟仪表的使用〔1〕数字万用表〔2〕函数信号发生器〔3〕示波器示波器的图标和面板以及各局部所代表的含义如下所示。其中：E*pand――面板扩展按钮；Timebase――时基控制；Trigger——触发控制；包括：①Edge――上〔下〕跳变触发②Level――触发电平③触发信号选择按钮：Auto〔自动触发按钮〕；A、B〔A、B通道触发按钮〕；E*t〔外触发按钮〕*〔Y〕position――*〔Y〕轴偏置；Y/T、B/A、A/B――显示方式选择按钮〔幅度/时间、B通道/A通道、A通道/B通道〕；AC、0、DC――Y轴输入方式按钮〔AC、0、DC〕。〔4〕波特图仪波特图仪的图标和面板以及各局部所代表的含义如下所示。其中：Magniude(Phase)――幅度〔相频〕特性选择按钮；Vertical(Horizontal)Log/Lin――垂直〔水平〕坐标类型选择按钮〔对数？线性〕：F(I)――坐标终点〔起点〕。说明：波特图仪有IN和OUT两对端口，每对端口从左到右分别为＋V端和-V，其中IN端口的＋端和－端分别接电路输入端的正端和负端，OUT端口的＋端和－端分别接电路输出端的正端和负端。此外在使用波特图仪时，必须在电路的输入端接入AC〔交流〕信号源，但对其信号频率的设计并无特使要求，频率测量的范围由波特图仪的参数设置决定。数字仪表的使用字信号发生器逻辑分析仪逻辑转换仪元器件库和元器件的创立与删除对于一些没有包括在元器件内的元器件，可以采用自己设定的方法，自建元器件库和相应元器件。EWB自建元器件有两种方法：一种是将多个根本元器件组合在一起，作为一个"模块〞使用，可采用下文提到的子电路生成的方法来实现；另一种方法是以库中的根本元器件为模板，对它内部参数作适当改动来得到，因而有其局限性。假设想删除所创立的库名，可到EWB的元器件库子目录名"Model〞下，找出所需要删除的库名，然后将它删除。子电路的生成与使用为了是电路连接简洁，可以将一局部常用电路定义为子电路。方法是：首先选中要定位子电路的所有器件，然后单击工具栏上的生成子电路的按钮或选择Circuit/CreateSubcricuit命令，在所弹出的对话框中填入子电路名称并根据需要单击其中的*个命令按钮，子电路的定义即告完成，所定义的子电路将存入自定义器件库中。为方便与其他电路的连接，应给子电路添