組合邏輯實(shí)驗(yàn)課件

組合邏輯電路設(shè)計(jì)講課課件盧慶莉編寫2/4/2023盧慶莉編寫實(shí)驗(yàn)一:簡易數(shù)字鎖

(P171實(shí)驗(yàn)內(nèi)容5)設(shè)計(jì)一個簡易數(shù)字鎖電路。該電路有A、B、C三個輸入端按鍵，F(xiàn)1和F2兩個輸出端分別與LED1和LED2兩個發(fā)光二極管連接，F(xiàn)1=1表示開鎖成功，F(xiàn)2=1表示開鎖失敗。數(shù)字鎖電路的功能是：①當(dāng)A、B、C三個輸入同時按下時，開鎖成功；②當(dāng)A和B同時按下時，開鎖成功；③當(dāng)A或B且僅只有A或B按下時，開鎖成功；④否則開鎖失敗。2/4/2023盧慶莉編寫1、設(shè)計(jì)前要說明和強(qiáng)調(diào)以下五點(diǎn)：(1)書上數(shù)字鎖電路的功能③的描述有歧義需要提醒學(xué)生更正。（說明）(2)實(shí)驗(yàn)之前要求學(xué)生預(yù)習(xí)《數(shù)字電路與系統(tǒng)》第二章和第四章的內(nèi)容。例如：題目中當(dāng)ABC＝000時，既不表示開鎖成功，也不表示開鎖失?。ㄔO(shè)計(jì)時應(yīng)注意提醒學(xué)生隱含條件）。(3)如何正確地將生產(chǎn)需求抽象為邏輯表達(dá)式。2/4/2023盧慶莉編寫(4)設(shè)計(jì)時先列真值表，在用卡諾圖進(jìn)行化簡，寫出表達(dá)式，再根據(jù)現(xiàn)有的器件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。(5)規(guī)范原理圖的畫法以及管腳的標(biāo)注方法。（對初學(xué)者而言這一點(diǎn)很重要）2/4/2023盧慶莉編寫解：根據(jù)以上題意，可將簡易數(shù)字鎖電路的功能用如下真值表描述出來。（本實(shí)驗(yàn)選用與非門實(shí)現(xiàn)電路）2/4/2023盧慶莉編寫2、電路圖繪制注意事項(xiàng)：（1）要求繪制原理圖，千萬不可畫成接線圖，否則無法表述邏輯關(guān)系，無可讀性。（2）電源和地線管腳和連線可以略去。（3）必須注明管腳號、元件編號和元件型號否則無法裝配。2/4/2023盧慶莉編寫畫電路圖和管腳編號:簡易數(shù)字鎖電路圖2/4/2023盧慶莉編寫實(shí)驗(yàn)裝配步驟

第一步：根據(jù)所給的芯片，將它們插入實(shí)驗(yàn)箱上與芯片管腳相符合的插座上，注意芯片插入的方向，即：缺口向左。示意圖如下：

2/4/2023盧慶莉編寫第二步：實(shí)驗(yàn)箱上的電源需外接+12V直流電源。①用萬用表測量+12V電壓注意：直流穩(wěn)壓電源的表頭顯示不準(zhǔn)確，一定要使用萬用表測量。用萬用表測量好+12V的電壓之后，才可以加入到數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱上。千萬不要先接實(shí)驗(yàn)箱再調(diào)測電壓值，這樣很容易損壞實(shí)驗(yàn)箱外接+12V電源不可將極性接反。2/4/2023盧慶莉編寫②測好+12V電壓后，將+12V電壓接入實(shí)驗(yàn)箱。下面給出+12V電壓的連接示意圖：2/4/2023盧慶莉編寫③從實(shí)驗(yàn)箱上獲取+5V直流電壓接入芯片。示意圖如下：強(qiáng)調(diào)：先接地線再接+5V電源。2/4/2023盧慶莉編寫第三步：搭試電路①A、B、C接電平開關(guān)，用導(dǎo)線連接到芯片的相應(yīng)管腳上。②接線時按原理圖上標(biāo)注的管腳連接電路，接一根打一個“×”，表示已接好線，直到所有的線都打上“×”了，說明電路全部接好。2/4/2023盧慶莉編寫門電路懸空端的正確處理

理論上TTL電路輸入端懸空不接等效于為高電平，但是實(shí)際使用中為了電路不受干擾，通常根據(jù)邏輯功能把懸空的輸入端都要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。具體處理方法如下：①與非門的多余輸入端接高電平。②或非門的多余輸入端接低電平。2/4/2023盧慶莉編寫特別注意使能端、控制端必須按功能表的要求連接；地址端必須全部接，不使用的輸入端根據(jù)實(shí)際情況接“0”或“1”；不用的輸出端不接。2/4/2023盧慶莉編寫故障檢測

出現(xiàn)故障首先檢查整體電路電源。用萬用表測量電源和地是否連接正確。測量方法是負(fù)（黑）表筆接地；正（紅）表筆接芯片的管腳，千萬不可測接先柱。；其次檢查集成芯片電源（地和電源都必須一一檢查）。2/4/2023盧慶莉編寫

根據(jù)電路原理進(jìn)行排查故障先設(shè)置一個固定輸入狀態(tài)，用發(fā)光二極管顯示邏輯結(jié)果，如不正確根據(jù)與非門“有低出高，全高出低”的工作原理，用萬用表測量各個門電路管腳的輸入/輸出情況（特別注意：萬用表的測量方法，首先把黑表筆接地，紅表筆點(diǎn)接在被測芯片的管腳上），并將測試結(jié)果進(jìn)行分析，查找出故障。2/4/2023盧慶莉編寫例如：當(dāng)ABC=101時，正常條件下F=1，但此時F=0。說明電路有故障。檢查故障的方法及示意圖如下：2/4/2023盧慶莉編寫小結(jié)：電路調(diào)測的一般順序檢查電源整體電路電源（電壓值、紋波）集成芯片電源（地和電源正都必須檢查）檢查使能端、控制端使用的使能端和控制端不能懸空可對電路進(jìn)行簡化（舉例，計(jì)數(shù)器LD端）2/4/2023盧慶莉編寫根據(jù)電路原理進(jìn)行調(diào)測先用單脈沖調(diào)測，便于觀察電路的工作狀態(tài)，分析簡單。再用連續(xù)脈沖調(diào)測；2/4/2023盧慶莉編寫調(diào)測過程中應(yīng)注意的問題

1如有短路故障，要首先排除；

2要考慮電路前、后級之間的影響（可通過斷開電路再測試）。2/4/2023盧慶莉編寫

3、要注意電平是否滿足要求，不可只關(guān)心波形形狀。（示波器用DC耦合）

4、排除儀表對被測電路的影響2/4/2023盧慶莉編寫實(shí)驗(yàn)一:競爭和冒險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)(P171實(shí)驗(yàn)內(nèi)容6)有一組邏輯電路如圖7.4.8所示。（1）試用示波器來判斷是否存在邏輯冒險(xiǎn)，冒險(xiǎn)的類型及出現(xiàn)的條件。（2）在輸出端加接濾波電容，觀察毛刺的變化情況。（3）換用修改邏輯設(shè)計(jì)的方法來消除所出現(xiàn)的冒險(xiǎn)，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2/4/2023盧慶莉編寫2/4/2023盧慶莉編寫2/4/2023盧慶莉編寫加濾波電容C：2/4/2023盧慶莉