《數(shù)字電子技術(shù)》實驗指導(卓越班適用)

1、數(shù)字電子技術(shù)實驗指導（卓越班適用）一、 實驗目的數(shù)字電子技術(shù)是一門實踐性、工程性很強的技術(shù)基礎(chǔ)課。因此，不僅要重視理論教學，更要注重實踐技能的培養(yǎng)和訓練。 實驗是本課程的重要組成部分，通過實驗，使學生學會查閱產(chǎn)品手冊、擬定實驗方案、選擇與配置實驗設(shè)備、查明與排除故障和分析實驗現(xiàn)象等。從而鞏固、加深和拓寬學生對課程內(nèi)容的理解，培養(yǎng)分析、設(shè)計和調(diào)試數(shù)字系統(tǒng)的能力。二、實驗流程 通過邏輯設(shè)計實驗，可驗證設(shè)計思想，測試和調(diào)整電路的輸入、輸出關(guān)系，進一步完善電路的邏輯功能。實驗的一般程序是： 1實驗準備 實踐證明，實驗前的準備工作做得越充分，則實驗成功的可能性就越大。因此，不可忽視實驗前的準備，實驗前應

2、做好如下工作。 實驗者應根據(jù)實驗目的、要求及內(nèi)容，認真復習有關(guān)的理論知識，并寫出滿足實驗內(nèi)容要求的邏輯函數(shù)表達式。 根據(jù)實驗所提供的集成電路組件，將輸出函數(shù)表達式轉(zhuǎn)換成適當?shù)男问健?寫實驗預習報告。 實驗預習報告是實驗操作的依據(jù)，要求報告盡可能寫得簡潔，思路清楚，一目了然。實驗預習報告以實驗邏輯圖為主，附以簡要的文字說明，并擬定好實驗步驟以及記錄實驗結(jié)果的有關(guān)表格。 2布線 實驗準備工作完畢后，就要動手將邏輯電路圖變?yōu)閷嶋H電路。在布線前，必須校準集成電路組件兩排引腳的距離，使之與實驗臺的通用邏輯測試板上的插孔行距相等。將集成電路組件插入測試板時，用力要輕、均勻，開始不要插得太緊，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。布線所用導線最好選用不同顏色，以便區(qū)別不同用途。例如，接地導線用黑色，電源線用紅色，輸入信號線統(tǒng)一用黃色，輸出信號線統(tǒng)一用白色等。布線最好有順序地進行，不要隨意接線，以免漏接。布線時應首先將電源、地線及實驗過程中始終不改變電平的輸入端接好，然后按信號流向順序依次布線。布線用的導線不宜太長，并且應盡量避免導線相互重疊、跨越集成電路組件的上空及無規(guī)則的交錯連接在空中搭成網(wǎng)狀等現(xiàn)象。正確的方法是，將導線貼近測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驗組件，并且也便于檢查和排除故障。3觀察、記

4、錄和排錯盡管在實驗前做好了充分準備，但由于各人的實驗經(jīng)驗不同，或者實驗現(xiàn)場和條件發(fā)生了變化，以及人對事物認識的局限性等等，都可能使實驗結(jié)果與原設(shè)計有出入，甚至出錯。這就要求我們在進行實驗時，應按照事先擬定好的實驗步驟進行，邊實驗，邊觀察，同時記錄實驗現(xiàn)象，并將觀察記錄結(jié)果與原設(shè)計進行比較，以便分析判斷實驗是否正常。在實驗中，若電路不能完成預期的邏輯功能時，就稱電路有故障。產(chǎn)生故障的原因有下面幾種： 電路設(shè)計錯；布線錯誤；集成電路組件使用不當或功能不正常；實驗臺不正常。 為使實驗順利進行，或便于排除故障，在完成布線后，應對所有連線復查一遍，檢查是否漏接和錯接。在實驗中，如果出現(xiàn)故障，首先應驗證實

5、驗本身的正確性，即操作是否正確，組件是否損壞，布線是否有錯等。若組件損壞或布線有錯，則只要重復操作幾次就可斷定。如果重復操作時，出錯現(xiàn)象也重復出現(xiàn)，則可肯定是布線錯，或組件損壞。如果重復操作時，出錯現(xiàn)象不重復出現(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，必須詳細記錄。除記錄實驗中出錯的現(xiàn)象外，還應記錄工作環(huán)境，如電源電壓、時序波形、設(shè)備工作情況等，以便排錯時作為分析依據(jù)。其次應檢查所設(shè)計的電路圖是否能滿足邏輯功能的要求，這一點也是不可忽視的。在排除故障和錯誤的過程中，應對排錯的方法、修改后的設(shè)計方案等作詳細記錄。 4實驗報告做完實驗后，應對實驗結(jié)果進行分析處理

6、，從理論上加以總結(jié)，從而加深對所學理論知識的認識和理解。寫實驗報告就是上述過程的書面總結(jié)。實驗報告一般包括以下幾項內(nèi)容：實驗目的；實驗所用儀器和器件；實驗設(shè)計方案及邏輯圖；實驗步驟，實驗記錄； 對觀察結(jié)果的分析、處理及討論：組合電路用真值表、時序電路用狀態(tài)圖來分析實驗的結(jié)果。 寫實驗報告是一個綜合運用所學理論去解決實際問題的過程。實驗報告應該寫得簡明扼要，有事實、有分析、有結(jié)論。對實驗觀察的分析和討論是實驗報告中的一個重要內(nèi)容。它包括對實驗中發(fā)現(xiàn)的情況與原設(shè)計方案的對照分析而得出改進后的方案說明，也可以對重要的實驗現(xiàn)象和結(jié)論加以討論。三、實驗內(nèi)容根據(jù)教學大綱的要求，共開出8個實驗，所有實驗均采

7、用自行設(shè)計方式。實驗一 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)計和驗證方法； 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，測試輸入、輸出的邏輯關(guān)系。實驗二 半加器與全加器 目 的：掌握無反變量輸入的組合電路設(shè)計和驗證方法； 組 件：74LS00和74LS86（各1片）內(nèi) 容：用7400構(gòu)成半加器，測試輸入、輸出的邏輯關(guān)系。 用7486和7400構(gòu)成全加器，測試輸入、輸出的邏輯關(guān)系。實驗三 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、驗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將二進制碼轉(zhuǎn)換成GRAY碼，測試輸入、輸出的邏輯關(guān)系；用7483將BCD碼轉(zhuǎn)換成余3碼，測試輸入、輸出的邏輯關(guān)系； 用74138組成三八譯碼器，觀測輸入、輸出的邏輯關(guān)系。實驗四 觸發(fā)器與二進制并行可逆計數(shù)器目 的：熟悉D、JK觸發(fā)器的邏輯功能和特點，熟練掌握時序電路的設(shè)計和驗證方法；組 件：74LS74、74LS73和74LS86（各1片）內(nèi) 容：用74LS74和74LS73連接成電路，觀察不同輸入時的觸發(fā)器的次態(tài)。用74LS73和74LS86構(gòu)成可逆模4計數(shù)器，外部輸入X為0時，表示累加；實驗五 移位寄存器（環(huán)形和扭環(huán)形計數(shù)器）目 的：掌握移

9、位寄存器（環(huán)形和扭環(huán)形計數(shù)器）的設(shè)計和驗證方法； 組 件：74LS74（2片）內(nèi) 容：用7474依次構(gòu)成三位環(huán)形和扭環(huán)形計數(shù)器，觀察線路狀態(tài)的變化；實驗六 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驗證數(shù)碼管顯示數(shù)字09；實驗七 555定時器構(gòu)成多諧振蕩器目 的：熟練掌握555定時器構(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；實驗八 4位同步GRAY碼計數(shù)器設(shè)計目 的：熟練掌握在面包板上時序電路的設(shè)計和驗證方法； 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碼計數(shù)器，觀察在CP的作用下，線路狀態(tài)的變化；四、注意事項 1.不要用手摸集成電路，以免由于靜電感應損壞集成電路，或把集成電路標號涂掉。 2.不要在實驗儀的線路板上放導電物體（如導線、鋼筆帽、硬幣、打頭針等）,以免 造成短路，損壞實驗裝置。 3.實驗儀如發(fā)生異常現(xiàn)象及時報告實驗輔導老師。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&#