《數(shù)字電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)(卓越班適用)VIP

1、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)（卓越班適用）一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康臄?shù)字電子技術(shù)是一門實(shí)踐性、工程性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課。因此，不僅要重視理論教學(xué)，更要注重實(shí)踐技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練。 實(shí)驗(yàn)是本課程的重要組成部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生學(xué)會(huì)查閱產(chǎn)品手冊(cè)、擬定實(shí)驗(yàn)方案、選擇與配置實(shí)驗(yàn)設(shè)備、查明與排除故障和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等。從而鞏固、加深和拓寬學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，培養(yǎng)分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試數(shù)字系統(tǒng)的能力。二、實(shí)驗(yàn)流程 通過(guò)邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可驗(yàn)證設(shè)計(jì)思想，測(cè)試和調(diào)整電路的輸入、輸出關(guān)系，進(jìn)一步完善電路的邏輯功能。實(shí)驗(yàn)的一般程序是： 1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作做得越充分，則實(shí)驗(yàn)成功的可能性就越大。因此，不可忽視實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)

2、做好如下工作。 實(shí)驗(yàn)者應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求及?nèi)容，認(rèn)真復(fù)習(xí)有關(guān)的理論知識(shí)，并寫出滿足實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的邏輯函數(shù)表達(dá)式。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)所提供的集成電路組件，將輸出函數(shù)表達(dá)式轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)男问健?寫實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)操作的依據(jù)，要求報(bào)告盡可能寫得簡(jiǎn)潔，思路清楚，一目了然。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告以實(shí)驗(yàn)邏輯圖為主，附以簡(jiǎn)要的文字說(shuō)明，并擬定好實(shí)驗(yàn)步驟以及記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有關(guān)表格。 2布線 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作完畢后，就要?jiǎng)邮謱⑦壿嬰娐穲D變?yōu)閷?shí)際電路。在布線前，必須校準(zhǔn)集成電路組件兩排引腳的距離，使之與實(shí)驗(yàn)臺(tái)的通用邏輯測(cè)試板上的插孔行距相等。將集成電路組件插入測(cè)試板時(shí)，用力要輕、均勻，開(kāi)始不要插得太緊，待確定集成電路

3、組件的引腳和插孔位置一致后，再用力將其插牢。這樣可避免集成電路組件引腳彎曲或折斷。布線所用導(dǎo)線最好選用不同顏色，以便區(qū)別不同用途。例如，接地導(dǎo)線用黑色，電源線用紅色，輸入信號(hào)線統(tǒng)一用黃色，輸出信號(hào)線統(tǒng)一用白色等。布線最好有順序地進(jìn)行，不要隨意接線，以免漏接。布線時(shí)應(yīng)首先將電源、地線及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終不改變電平的輸入端接好，然后按信號(hào)流向順序依次布線。布線用的導(dǎo)線不宜太長(zhǎng)，并且應(yīng)盡量避免導(dǎo)線相互重疊、跨越集成電路組件的上空及無(wú)規(guī)則的交錯(cuò)連接在空中搭成網(wǎng)狀等現(xiàn)象。正確的方法是，將導(dǎo)線貼近測(cè)試板在組件周圍走線。這樣既可提高電路的可靠性，又便于修正電路和更換實(shí)驗(yàn)組件，并且也便于檢查和排除故障。3觀察、記

4、錄和排錯(cuò)盡管在實(shí)驗(yàn)前做好了充分準(zhǔn)備，但由于各人的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)不同，或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)和條件發(fā)生了變化，以及人對(duì)事物認(rèn)識(shí)的局限性等等，都可能使實(shí)驗(yàn)結(jié)果與原設(shè)計(jì)有出入，甚至出錯(cuò)。這就要求我們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照事先擬定好的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，邊實(shí)驗(yàn)，邊觀察，同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并將觀察記錄結(jié)果與原設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，以便分析判斷實(shí)驗(yàn)是否正常。在實(shí)驗(yàn)中，若電路不能完成預(yù)期的邏輯功能時(shí)，就稱電路有故障。產(chǎn)生故障的原因有下面幾種： 電路設(shè)計(jì)錯(cuò)；布線錯(cuò)誤；集成電路組件使用不當(dāng)或功能不正常；實(shí)驗(yàn)臺(tái)不正常。 為使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，或便于排除故障，在完成布線后，應(yīng)對(duì)所有連線復(fù)查一遍，檢查是否漏接和錯(cuò)接。在實(shí)驗(yàn)中，如果出現(xiàn)故障，首先應(yīng)驗(yàn)證實(shí)

5、驗(yàn)本身的正確性，即操作是否正確，組件是否損壞，布線是否有錯(cuò)等。若組件損壞或布線有錯(cuò)，則只要重復(fù)操作幾次就可斷定。如果重復(fù)操作時(shí)，出錯(cuò)現(xiàn)象也重復(fù)出現(xiàn)，則可肯定是布線錯(cuò)，或組件損壞。如果重復(fù)操作時(shí)，出錯(cuò)現(xiàn)象不重復(fù)出現(xiàn)，則多半是由于接觸不良、電源不穩(wěn)或環(huán)境干擾所引起的。這種故障較難排除，因此，必須詳細(xì)記錄。除記錄實(shí)驗(yàn)中出錯(cuò)的現(xiàn)象外，還應(yīng)記錄工作環(huán)境，如電源電壓、時(shí)序波形、設(shè)備工作情況等，以便排錯(cuò)時(shí)作為分析依據(jù)。其次應(yīng)檢查所設(shè)計(jì)的電路圖是否能滿足邏輯功能的要求，這一點(diǎn)也是不可忽視的。在排除故障和錯(cuò)誤的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)排錯(cuò)的方法、修改后的設(shè)計(jì)方案等作詳細(xì)記錄。 4實(shí)驗(yàn)報(bào)告做完實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析處理

6、，從理論上加以總結(jié)，從而加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解。寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告就是上述過(guò)程的書面總結(jié)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告一般包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；?shí)驗(yàn)所用儀器和器件；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及邏輯圖；實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)記錄； 對(duì)觀察結(jié)果的分析、處理及討論：組合電路用真值表、時(shí)序電路用狀態(tài)圖來(lái)分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。 寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是一個(gè)綜合運(yùn)用所學(xué)理論去解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該寫得簡(jiǎn)明扼要，有事實(shí)、有分析、有結(jié)論。對(duì)實(shí)驗(yàn)觀察的分析和討論是實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的一個(gè)重要內(nèi)容。它包括對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的情況與原設(shè)計(jì)方案的對(duì)照分析而得出改進(jìn)后的方案說(shuō)明，也可以對(duì)重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論加以討論。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)教學(xué)大綱的要求，共開(kāi)出8個(gè)實(shí)驗(yàn)，所有實(shí)驗(yàn)均采

7、用自行設(shè)計(jì)方式。實(shí)驗(yàn)一 多數(shù)表決電路與不一致電路目 的：了解并掌握組合電路的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法； 組 件：74LS00和74LS10（各1片）內(nèi) 容：用7400和7410構(gòu)成三變量的多數(shù)表決電路和不一致電路，測(cè)試輸入、輸出的邏輯關(guān)系。實(shí)驗(yàn)二 半加器與全加器 目 的：掌握無(wú)反變量輸入的組合電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法； 組 件：74LS00和74LS86（各1片）內(nèi) 容：用7400構(gòu)成半加器，測(cè)試輸入、輸出的邏輯關(guān)系。 用7486和7400構(gòu)成全加器，測(cè)試輸入、輸出的邏輯關(guān)系。實(shí)驗(yàn)三 代碼轉(zhuǎn)換器與3-8譯碼器目 的：熟練掌握組合電路的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證方法以及組合部件的使用方法； 組 件：74LS83、74LS86（

8、各1片）和74LS138（1片）內(nèi) 容：用7486將二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成GRAY碼，測(cè)試輸入、輸出的邏輯關(guān)系；用7483將BCD碼轉(zhuǎn)換成余3碼，測(cè)試輸入、輸出的邏輯關(guān)系； 用74138組成三八譯碼器，觀測(cè)輸入、輸出的邏輯關(guān)系。實(shí)驗(yàn)四 觸發(fā)器與二進(jìn)制并行可逆計(jì)數(shù)器目 的：熟悉D、JK觸發(fā)器的邏輯功能和特點(diǎn)，熟練掌握時(shí)序電路的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法；組 件：74LS74、74LS73和74LS86（各1片）內(nèi) 容：用74LS74和74LS73連接成電路，觀察不同輸入時(shí)的觸發(fā)器的次態(tài)。用74LS73和74LS86構(gòu)成可逆模4計(jì)數(shù)器，外部輸入X為0時(shí)，表示累加；實(shí)驗(yàn)五 移位寄存器（環(huán)形和扭環(huán)形計(jì)數(shù)器）目 的：掌握移

9、位寄存器（環(huán)形和扭環(huán)形計(jì)數(shù)器）的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法； 組 件：74LS74（2片）內(nèi) 容：用7474依次構(gòu)成三位環(huán)形和扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，觀察線路狀態(tài)的變化；實(shí)驗(yàn)六 數(shù)碼管目 的：熟練掌握面包板結(jié)構(gòu)和搭建電路方法，掌握數(shù)碼管使用方法； 組 件：面包板、數(shù)碼管（各1塊）、電池盒（1套）、面包線（若干）、CD4511（1片）內(nèi) 容：熟練掌握面包板結(jié)構(gòu)和搭建電路方法；在面包板上，用CD4511驗(yàn)證數(shù)碼管顯示數(shù)字09；實(shí)驗(yàn)七 555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器目 的：熟練掌握555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器以及調(diào)節(jié)振蕩頻率的方法； 組 件：面包板（1塊）、電池盒（1套）、面包線（若干）、NE555（1片）、電阻、電容（若干）

10、、LED燈（紅、黃、綠各若干）內(nèi) 容：在面包板上，用NE555構(gòu)成多諧振蕩器并調(diào)節(jié)頻率，觀察LED燈閃爍；實(shí)驗(yàn)八 4位同步GRAY碼計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)目 的：熟練掌握在面包板上時(shí)序電路的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法； 組 件：面包板、電池盒（1套）、面包線（若干）、其它材料自選內(nèi) 容：用所給的組件構(gòu)成四位GRAY碼計(jì)數(shù)器，觀察在CP的作用下，線路狀態(tài)的變化；四、注意事項(xiàng) 1.不要用手摸集成電路，以免由于靜電感應(yīng)損壞集成電路，或把集成電路標(biāo)號(hào)涂掉。 2.不要在實(shí)驗(yàn)儀的線路板上放導(dǎo)電物體（如導(dǎo)線、鋼筆帽、硬幣、打頭針等）,以免 造成短路，損壞實(shí)驗(yàn)裝置。 3.實(shí)驗(yàn)儀如發(fā)生異常現(xiàn)象及時(shí)報(bào)告實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)老師。五 芯片管腳圖未列出的芯片自己查找資料功能表：門控輸入輸出G1G2A·G2BCBAY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0×1&#