《数字电路》实验教学大纲

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《数字电路》实验教学大纲
课程编号：30423008                 学  分：4                    学时：10/72
开课对象：电子信息工程专业学生
说   明
【课程性质】
《数字电路》实验是电子信息工程专业的专业必修课《数字电路》的组成部分
【教学目的】
使学生通过实验进一步理解数字电路的基本知识和分析方法，掌握数字电路在实际应用中的基本操作技能，提高发现问题解决问题的能力，为形成综合职业能力打下基础。
【教学任务】
1．训练学生的正确实验操作规程，培养良好的实验习惯；
2．使学生掌握基本元器件和基本电路的性能指标及分析、测试方法及相关的应用技术；
3．掌握实验箱及常用仪器的使用；
4．锻炼分析、判断、解决实际问题能力
【教学内容】
完成逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器及触发器之间的转换、寄存器与计数器、555定时器及其应用5个实验
【教学原则和方法】
根据不同教学班，因材施教，使实验内容有一定的弹性。采取分组实验方法。
【先修课程要求】
《电路分析实验》、《电子技能实训课》
【学时分配】
序号 项目名称 学时 实验类型 实验要求
1 逻辑门电路 2 基础性实验 必做
2 组合逻辑电路 2 基础性实验 必做
3 触发器及触发器之间的转换 2 基础性实验 选做
4 触发器的应用 2 综合性实验 选做
5 设计任意进制计数器 2 设计性实验 必做
6 施密特触发器和单稳态触发器 2 基础性实验 选做
7 多谐振荡器的设计 2 设计性实验 必做
在以上选做实验中选做一个实验
【考核办法】
按照学院有关实验课程考核办法执行。
【教材与主要参考书】
教  材：杨红孺    《数字电路实验指导书》    自编校内使用教材，2006年；
参考书：阎  石    《数字电子技术基础》第四版    高等教育出版社，1997年。

大 纲 内 容

实验一  逻辑门电路
【实验目的与要求】
1．熟悉TTL各种门电路的逻辑功能及测试方法；
2．熟悉数字逻辑实验箱与万用表；
3．利用门电路接成简单的实用电路
【实验原理】
按实验要求及集成电路的管脚图连好测试电路，将电路的输入端连至实验箱下部的电平输出开关，通过开关就可控制输入电平的高低，电路的输出端连至实验箱上部的电平指示灯，通过指示灯的亮灭就可知道输出端电平的高低，这样就可以验证出与非、或非、与或非、异或电路的逻辑功能。
【实验内容与步骤】
1．测试并验证与非门的逻辑功能；
2．测试并验证或非门的逻辑功能；
3．测试并验证与或非门的逻辑功能；
4．测试并验证异或门的逻辑功能；
5．设计性实验
【实验主要仪器设备及材料】
1．SAC-DS4数字逻辑实验箱1台、万用表1块；
2．74LS20（双四输入与非门）、74LS02（四二输入或非门）、74LS51（双二、三输入与或非门）、74LS86（四二输入异或门）各1片；74LS00（四二输入与非门）2片，导线若干。

实验二  组合逻辑电路
【实验目的与要求】
1．掌握组合逻辑电路的分析、设计方法；
2．掌握几个常用的中规模集成电路的工作原理及逻辑功能；
3．通过设计电路学习集成电路的应用
【实验原理】
按实验要求及集成电路的管脚图连好测试电路，将电路的输入端连至实验箱下部的电平输出开关，通过开关就可控制输入电平的高低，电路的输出端连至实验箱上部的电平指示灯，通过指示灯的亮灭就可知道输出端电平的高低，这样就可以验证出半加器、3线-8线译码器、数据选择器的逻辑功能。
【实验内容与步骤】
1．搭建半加器电路并验证其逻辑功能
2．验证3线-8线译码器的逻辑功能
3．验证数据选择器的逻辑功能
4．设计性实验
【实验主要仪器设备及材料】
1．SAC-DS4数字逻辑实验箱1台；
2．74LS138（3线-8线译码器）和74LS153（双四选一数据选择器）各1片、74LS00（四二输入与非门）2片，导线若干。

实验三  触发器及触发器之间的转换
【实验目的与要求】
1．掌握D触发器和JK触发器的逻辑功能及触发方式；
2．掌握触发器之间的转换方法
【实验原理】
按实验要求及集成电路的管脚图连好测试电路，将电路的输入端连至实验箱下部的电平输出开关，通过开关就可控制输入电平的高低，触发器的CP脉冲由手动脉冲源给出，电路的输出端连至实验箱上部的电平指示灯，通过指示灯的亮灭就可知道输出端电平的高低，这样就可以验证出D触发器和JK触发器的逻辑功能。
【实验内容与步骤】
1．测试并验证D触发器的逻辑功能
2．测试并验证JK触发器的逻辑功能
3．设计性实验
【实验主要仪器设备及材料】
1．SAC-DS4数字逻辑实验箱1台；
2．4LS74（双D触发器）、74LS112（双JK触发器）和74LS00（四二输入与非门）各1片，导线若干。
实验四  触发器的应用
【实验目的与要求】
1．掌握用与非门组成的基本RS触发器的特征；
2．掌握用D触发器组成寄存器的工作原理、逻辑功能及应用；
　　3．掌握用触发器接成异步计数器的工作原理及输出波形；
【实验原理】
按实验要求及集成电路的管脚图连好测试电路，将电路的输入端连至实验箱下部的电平输出开关，通过开关就可控制输入电平的高低，时序电路的CP脉冲由手动脉冲或连续脉冲源给出，电路的输出端连至实验箱上部的电平指示灯，通过指示灯的亮灭就可知道输出端电平的高低，做计数器实验时，也可将计数器的输出端接至数码显示器，这样可以更直观地观察计数状态。
【实验内容与步骤】
　　1．用与非门搭建一个基本RS触发器并测量其逻辑功能；
2．用D触发器搭建1个右移寄存器并验证其功能；
　　3．用D触发器或JK搭建1个3位异步二进制加法或减法计数器并验证其功能；
【实验主要仪器设备及材料】
　　1．SAC-DS4数字逻辑实验箱1台；
　　2．74LS74（双D触发器）和74LS112（双JK触发器）各2片、74LS00（四二输入与非门）1片，导线若干
实验五  设计任意进制计数器
【实验目的】
1．掌握中规模集成电路74LS160的工作原理、逻辑功能及应用；
2．掌握并熟悉接成任意进制计数器的原理及方法；
3．锻炼设计电路的动脑能力和搭建电路的动手能力；
4．练习电路的搭建与调试，培养动手能力
【实验任务与要求】
实验任务是设计1个N进制加法计数器（101．计数器片子采用74LS160，进位电路及反馈电路用与非门；
2．确定计数器的计数长度N和两个片子之间的进位方式及反馈方式；
3．画出设计电路原理图； 
4．在实验箱上搭建电路，要求计数结果用数码管显示；
5．要求计数器有进位输出和灭零功能
【实验主要仪器设备及材料】
1．SAC-DS4数字逻辑实验箱1台；
2．同步十进制加法计数器74LS160 2片、与非门74LS20或74LS00各1片，导线若干。

实验六  施密特触发器和单稳态触发器
【实验目的与要求】
　　1．熟悉555定时器的工作原理及逻辑功能；
2．学习用555定时器组成施密特触发器的方法及测量方法；
3．学习用555定时器组成单稳态触发器的原理及电路参数的确定
【实验原理】
按实验要求及555定时器集成电路的管脚图连好测试电路，将电路的输入端按要求连至实验箱下部的电平输出或实验箱的信号源，电路的输出端按要求连至实验箱上部的电平指示灯或示波器即可观察555定时器接成的施密特触发器、单稳态触发器的输出状态，从而验证他们的逻辑功能。
【实验内容与步骤】
　　1．将555定时器接成施密特触发器并验证其功能；
　　2．将555定时器接成单稳态触发器并验证其功能；
【实验主要仪器设备及材料】
　　1．SAC-DS4数字逻辑实验箱1台、万用表1块；
　　2．555集成定时器1片、电阻、电容、电位器若干

实验七  多谐振荡器的设计
【实验目的】
1．熟悉中规模集成电路74LS160的功能和使用方法；
2．熟悉两个片子之间的进位方法；
3．熟悉反馈置零法或反馈置数法；
4．练习电路的搭建与调试，培养动手能力
【实验内容与任务】
1．要求振荡器的振荡频率f = 2s，输出脉冲幅度大于3V而小于5V。
2．画出设计电路原理图，计算出电路参数；
3．要求振荡频率在一定范围内可调，可用实验箱上的1Hz标准脉冲源做参考来检验振荡器的振荡频率是否满足f = 2s。
4．要求输出方波的占空比可调（这项是选做项）。
【实验主要仪器设备及材料】
1．SAC-DS4数字逻辑实验箱1台、示波器1台、万用表1块；
2．555集成定时器1片、电阻、电容、电位器若干

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