電子技術基礎實驗答案

實驗一、常用電子儀器的使用一、實驗目的1、學習電子技術實驗中常用電子儀器的重要技術指標、性能和對的使用方法。2、初步掌握用示波器觀測正弦信號波形和讀取波形參數(shù)的方法。電路實驗箱的結(jié)構(gòu)、基本功能和使用方法。二、實驗原理在模擬電子電路實驗中，要對各種電子儀器進行綜合使用，可按照信號流向，以接線簡捷，調(diào)節(jié)順手，觀測與讀數(shù)方便等原則進行合理布局。接線時應注意，為防止外界干擾，各儀器的公共接地端應連接在一起，稱共地。信號發(fā)生器信號發(fā)生器可以根據(jù)需要輸出正弦波、方波、三角波三種信號波形。輸出信號電壓頻率可以通過頻率分擋開關、頻率粗調(diào)和細調(diào)旋鈕進行調(diào)節(jié)。輸出信號電壓幅度可由輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕進行連續(xù)調(diào)節(jié)。操作要領：1）按下電源開關。2）根據(jù)需要選定一個波形輸出開關按下。3）根據(jù)所需頻率，選擇頻率范圍（選定一個頻率分擋開關按下）、分別調(diào)節(jié)頻率粗調(diào)和細調(diào)旋鈕，在頻率顯示屏上顯示所需頻率即可。4）調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)旋鈕，用交流毫伏表測出所需信號電壓值。注意：信號發(fā)生器的輸出端不允許短路。交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作頻率范圍內(nèi)，用來測量300伏以下正弦交流電壓的有效值。操作要領：為了防止過載損壞儀表，在開機前和測量前（即在輸入端開路情況下）應先將量程開關置于較大量程處，待輸入端接入電路開始測量時，再逐檔減小量程到適當位置。讀數(shù)：當量程開關旋到左邊首位數(shù)為“1”的任一擋位時，應讀取0～10標度尺上的示數(shù)。當量程開關旋到左邊首位數(shù)為“3”的任一擋位時，應讀取0～3標度尺上的示數(shù)。3）儀表使用完后，先將量程開關置于較大量程位置后，才干拆線或關機。3．雙蹤示波器示波器是用來觀測和測量信號的波形及參數(shù)的設備。雙蹤示波器可以同時對兩個輸入信號進行觀測和比較。操作要領：時基線位置的調(diào)節(jié)開機數(shù)秒鐘后，適當調(diào)節(jié)垂直（↑↓）和水平（←→）位移旋鈕，將時基線移至適當?shù)奈恢?。清楚度的調(diào)節(jié)適當調(diào)節(jié)亮度和聚焦旋鈕，使時基線越細越好（亮度不能太亮，一般能看清楚即可）。示波器的顯示方式示波器重要有單蹤和雙蹤兩種顯示方式，屬單蹤顯示的有“Y1”、“Y2”、“Y1+Y2”，作單蹤顯示時，可選擇“Y1”或“Y2”其中一個按鈕按下。屬雙蹤顯示的有“交替”和“斷續(xù)”，作雙蹤顯示時，為了在一次掃描過程中同時顯示兩個波形，采用“交替”顯示方式，當被觀測信號頻率很低時（幾十赫茲以下），可采用“斷續(xù)”顯示方式。波形的穩(wěn)定為了顯示穩(wěn)定的波形，應注意示波器面板上控制按鈕的位置：a）“掃描速率”（t/div）開關------根據(jù)被觀測信號的周期而定（一般信號頻率低時，開關應向左旋。反之向右旋）。b）“觸發(fā)源選擇”開關------選內(nèi)觸發(fā)。c）“內(nèi)觸發(fā)源選擇”開關------應根據(jù)示波器的顯示方式來定，當顯示方式為單蹤時，應選擇相應通道（如使用Y1通道應選擇Y1內(nèi)觸發(fā)源）的內(nèi)觸發(fā)源開關按下。當顯示方式為雙蹤時，可適當選擇三個內(nèi)觸發(fā)源中的一個開關按下。d）“觸發(fā)方式”開關------常置于“自動”位置。當波形穩(wěn)定情況較差時，再置于“高頻”或“常態(tài)”位置，此時必須要調(diào)節(jié)電平旋鈕來穩(wěn)定波形。5）在測量波形的幅值和周期時，應分別將Y軸靈敏度“微調(diào)”旋鈕和掃描速率“微調(diào)”旋鈕置于“校準”位置（順時針旋到底）。三、實驗設備1、信號發(fā)生器2、雙蹤示波器3、交流毫伏表4、萬用表四、實驗內(nèi)容1．示波器內(nèi)的校準信號用機內(nèi)校準信號（方波：f=1KHzVP—P=1V）對示波器進行自檢。輸入并調(diào)出校準信號波形①校準信號輸出端通過專用電纜與Y1（或Y2）輸入通道接通，根據(jù)實驗原理中有關示波器的描述，對的設立和調(diào)節(jié)示波器各控制按鈕、有關旋鈕，將校準信號波形顯示在熒光屏上。②分別將觸發(fā)方式開關置“高頻”和“常態(tài)”位置，然后調(diào)節(jié)電平旋鈕，使波形穩(wěn)定。校準“校準信號”幅度將Y軸靈敏度“微調(diào)”旋鈕置“校準”位置（即順時針旋到底），Y軸靈敏度開關置適當位置，讀取信號幅度，記入表1—1中。表1—1標準值實測值幅度0.5VP—P0.5VP—P頻率1KHz1KHz3）校準“校準信號”頻率將掃速“微調(diào)”旋鈕置“校準”位置，掃速開關置適當位置，讀取校準信號周期，記入表1—1中。示波器和毫伏表測量信號參數(shù)令信號發(fā)生器輸出頻率分別為500Hz、1KHz、5KHz，10KHz，有效值均為1V（交流毫伏表測量值）的正弦波信號。調(diào)節(jié)示波器掃速開關和Y軸靈敏度開關，測量信號源輸出電壓周期及峰峰值，計算信號頻率及有效值，記入表1—2中。表1—2信號電壓值信號頻率值示波器測量值周期（ms）頻率（Hz）峰峰值（VP—P）有效值（V）1V500Hz0.5×45000.5×5.81.031V1KHz0.2×510000.5×5.81.031V5KHz0.05×450000.5×5.81.031V10KHz0.02×5100000.5×5.81.033．交流電壓、直流電壓及電阻的測量打開模擬電路實驗箱的箱蓋，熟悉實驗箱的結(jié)構(gòu)、功能和使用方法。將萬用表水平放置，使用前應檢查指針是否在標尺的起點上，假如偏移了，可調(diào)節(jié)“機械調(diào)零”，使它回到標尺的起點上。測量時注意量程選擇應盡也許接近于被測之量，但不能小于被測之量。測電阻時每換一次量程，必須要重新電氣調(diào)零。用交流電壓檔測量實驗箱上的交流電源電壓6V、10V、14V；用直流電壓檔測量實驗箱上的直流電源電壓±5V、±12V；用電阻檔測量實驗箱上的10Ω、1KΩ、10KΩ、100KΩ電阻器，將測量結(jié)果記入自擬表格中。交流電壓（V）直流電壓（V）電阻（Ω）標稱值61014＋12－12＋5－5101K10K實測值測量儀表萬用表萬用表V萬用表Ω檔位（量程）10V50V50V10V×1×100×1K刻度線序號42231五、實驗報告畫出各儀器的接線圖。答：各儀器的接線圖如下：或列表整理實驗數(shù)據(jù)，并進行分析總結(jié)。表1—1的實驗數(shù)據(jù)與標準值完全相同，表1—2的實驗數(shù)據(jù)中與示波器測得的有效值（1.03V）與毫伏表的數(shù)據(jù)（1V）略有出入（相對誤差3%）。產(chǎn)生誤差的因素也許是：（1）視覺誤差（2）儀表誤差3．問答題：1）某實驗需要一個f=1KHz、ui=10mv的正弦波信號，請寫出操作環(huán)節(jié)。答：操作環(huán)節(jié)：=1\*GB3①將信號發(fā)生器和交流毫伏表的黑夾子與黑夾子相接，紅夾子與紅夾子相接。在開機前先將交流毫伏表量程開關置于較大量程處，待接通電源開關開始測量時，再逐檔減小量程到適當位置。=2\*GB3②按下信號發(fā)生器的正弦波形輸出開關，選擇頻率范圍1K開關按下，然后分別調(diào)節(jié)頻率粗調(diào)和細調(diào)旋鈕，在頻率顯示屏上顯示1KHz即可。=3\*GB3③調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)旋鈕，用交流毫伏表測出所需信號電壓值。交流毫伏表量程選擇“30mV”檔，讀數(shù)從“0~3”標尺上讀取。2）為了儀器設備的安全，在使用信號發(fā)生器和交流毫伏表時，應當注意什么？答：=1\*GB3①在使用信號發(fā)生器時，應當注意信號發(fā)生器的輸出端不允許短路。=2\*GB3②在使用交流毫伏表時，為了防止過載損壞儀表，在開機前和輸入端開路情況下,應先將量程開關置于較大量程處，待輸入端接入電路開始測量時，再逐檔減小量程到適當位置。3）要穩(wěn)定不同輸入通道的波形時，應如何設立內(nèi)觸發(fā)源選擇開關？答：要穩(wěn)定不同輸入通道的波形時，可按下表設立內(nèi)觸發(fā)源選擇開關？顯示方式單蹤顯示雙蹤顯示垂直方式開關Y1Y2Y1+Y2交替斷續(xù)內(nèi)觸發(fā)源開關選擇Y1或Y1/Y2Y2或Y1/Y2Y1或Y2Y1或Y2面板上其余按鈕在釋放（彈出）位置4）一次實驗中，有位同學用一臺正常的示波器去觀測一個電子電路的輸出波形，當他把線路及電源都接通后，在示波器屏幕上沒有波形顯示，請問也許是什么因素，應當如何操作才干調(diào)出波形來？答：也許因素解決方法1、線路方面存在故障排除故障2、示波器使用不妥=1\*GB3①亮度太弱順時針調(diào)節(jié)輝度旋鈕使亮度增長=2\*GB3②位移旋鈕位置不妥調(diào)節(jié)垂直（↑↓）位移和水平（←→）位移旋鈕=3\*GB3③Y軸靈敏度位置不妥根據(jù)被測信號的幅度，適當調(diào)整Y軸靈敏度位置=4\*GB3④掃描速率開關位置不妥根據(jù)被測信號的頻率，適當調(diào)整掃描速率開關位置=5\*GB3⑤耦合方式在接地位置耦合方式選擇DC=6\*GB3⑥顯示方式與輸入通道不符重新設立=7\*GB3⑦接線不妥或接觸不良重新接線或使之接觸良好實驗二晶體管共射極單管放大器一、實驗目的學會放大器靜態(tài)工作點的調(diào)式方法和測量方法。掌握放大器電壓放大倍數(shù)的測試方法及放大器參數(shù)對放大倍數(shù)的影響。熟悉常用電子儀器及模擬電路實驗設備的使用。二、實驗原理圖2—1為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管放大器實驗電路圖。偏置電阻RB1、RB2組成分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻RE，以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點。當在放大器的輸入端加入輸入信號后，在放大器的輸出端便可得到一個與輸入信號相位相反、幅值被放大了的輸出信號，從而實現(xiàn)了電壓放大。三、實驗設備信號發(fā)生器雙蹤示波器交流毫伏表模擬電路實驗箱萬用表四、實驗內(nèi)容1．測量靜態(tài)工作點實驗電路如圖2—1所示，它的靜態(tài)工作點估算方法為：UB≈圖2—1共射極單管放大器實驗電路圖IE＝≈IcUCE=UCC－IC（RC＋RE）實驗中測量放大器的靜態(tài)工作點，應在輸入信號為零的情況下進行。沒通電前，將放大器輸入端與地端短接，接好電源線（注意12V電源位置）。檢查接線無誤后，接通電源。用萬用表的直流10V擋測量UE=2V左右，假如偏差太大可調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點（電位器RP）。然后測量UB、UC，記入表2—1中。表2—1測量值計算值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（KΩ）UBE（V）UCE（V）IC（mA）2.627.2600.65.22關掉電源，斷開開關S，用萬用表的歐姆擋（1×1K）測量RB2。將所有測量結(jié)果記入表2—1中。根據(jù)實驗結(jié)果可用：IC≈IE＝或IC＝UBE＝UB－UEUCE＝UC－UE計算出放大器的靜態(tài)工作點。2．測量電壓放大倍數(shù)各儀器與放大器之間的連接圖關掉電源，各電子儀器可按上圖連接，為防止干擾，各儀器的公共端必須連在一起后接在公共接地端上。1）檢查線路無誤后，接通電源。從信號發(fā)生器輸出一個頻率為1KHz、幅值為10mv（用毫伏表測量ui）的正弦信號加入到放大器輸入端。2）用示波器觀測放大器輸出電壓的波形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測量下表中三種情況下的輸出電壓值，記入表中。表2—2RC（K）RL（K）uo（V）AV2．4∞1.51501．2∞0.75752．42．40.75753）用雙蹤示波器觀測輸入和輸出波形的相位關系，并描繪它們的波形。*4．測量輸入電阻和輸出電阻根據(jù)定義：輸入電阻輸出電阻表2—3us(mv)ui(mv)Ri（KΩ）uL(V)u0(V)RO（KΩ）測量值計算值測量值計算值100101.10.751.52.42.4置RC=2.4KΩ，RL=2.4KΩ，IC=2.0mA，輸入f=1KHz，ui=10mV的正弦信號，在輸出電壓波形不是真的情況下，用交流毫伏表測出uS、ui和uL記入表2—3中。斷開負載電阻RL，保持uS不變，測量輸出電壓u0，記入表2—3中。五、實驗報告列表整理實驗結(jié)果，把實測的靜態(tài)工作點與理論值進行比較、分析。答：靜態(tài)工作點UBE（V）UCE（V）IC（mA）實測值0.65.22理論值0.75.22實測的靜態(tài)工作點與理論值基本一致，實測UBE＝UB－UE＝0.6V，而理論為0.7V，產(chǎn)生誤差的因素也許是UB、UE的值接近，這種接近的兩個量相減的間接測量，則合成相對誤差就比較大了。2．分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。答：靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大器在加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時u。的負半周將被削底；如工作點偏低則易產(chǎn)生截止，即u。的正半周被縮頂(一般截止失真不如飽和失真明顯)。這些情況都不符合不失真放大的規(guī)定。所以在選定工作點以后還必須進行動態(tài)測試，即在放大器的輸入端加入一定的ui，以檢查輸出電壓u。的大小和波形是否滿足規(guī)定。如不滿足，則應調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。3．如何測量RB2阻值？答：測量在線電阻時，要確認被測電路沒有并聯(lián)支路并且被測電路所有電源已關斷及所有電容已完全放電時，才可進行；因此本實驗測量RB2時要將開關K斷開。測量前先將開關轉(zhuǎn)到電阻X1K檔，然后把紅、黑表筆短路，調(diào)整“0Ω”調(diào)整器，使指針指在0Ω位置上（萬用表測量電阻時不同倍率檔的零點不同，每換一檔都應重新進行一次調(diào)零。），再把紅、黑表筆分開去測被測電阻的兩端，即可測出被測電阻RB2的阻值。4．總結(jié)放大器的參數(shù)對電壓放大倍數(shù)的影響及輸入輸出波形的相位如何。答：由表2—2的實驗結(jié)果可知：在靜態(tài)工作點相同情況下=1\*GB3①RL越大，AV越大；RL越小，AV越?。?2\*GB3②RC越大，AV越大；RC越小，AV越??；AV與RL//RC成正比。實驗滿足公式。=3\*GB3③輸入ui與輸出uo的波形相位相反。實驗五組合邏輯電路的設計一、實驗目的學習組合邏輯電路的設計與測試方法。二、實驗用儀器、儀表數(shù)字電路實驗箱、萬用表、74LS00三、設計任務設計一個四人無棄權表決電路（多數(shù)贊成則提案通過），本設計規(guī)定采用4-2輸入與非門實現(xiàn)。設計環(huán)節(jié)：（1）根據(jù)題意列出真值表如表1所示，再填入卡諾表2中。表1D0000000011111111C0000111100001111B0011001100110011A0101010101010101Z0000000100010111表2DCBA000111100001111111101（2）由卡諾圖得出邏輯表達式，并演化成“與非”的形式=1\*GB3①Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD（8個與非門）＝AB（C＋D）＋CD（A＋B）或BD（A＋C）＋AC（B＋D）＝AB（BC＋AD）＋CD（BC＋AD)或BD（AD＋BC）＋AC（BC＋AD）＝（BC＋AD）（AB＋CD）或（BC＋AD）（AC＋BD）＝或=2\*GB3②Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD（8個與非門）＝AB（C＋D）＋CD（A＋B）＝AB（AC＋BD）＋CD（AC＋BD)＝（AC＋BD）（AB＋CD）＝=3\*GB3③Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD（8個與非門）＝A（BC＋BD）＋C（AD＋BD）＝或＝A（BC＋CD）＋B（CD＋AD）＝或＝A（BC＋CD）＋D（AC＋AD）＝或＝B（AC＋AD）＋D（AC＋BC）＝=4\*GB3④Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD（13個與非門）＝AB（C＋D）＋CD（A＋B）＝＝＝實驗六用中規(guī)模組合邏輯器件設計組合邏輯電路一、實驗目的1．學習中規(guī)模集成數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能和使用方法。2．學習使用中規(guī)模集成芯片實現(xiàn)多功能組合邏輯電路的方法。二、設計任務用數(shù)據(jù)選擇器74LS151或3/8線譯碼器設計一個多功能組合邏輯電路。該電路具有兩個控制端C1C0，控制著電路的功能，當C1C0＝00時，電路實現(xiàn)對輸入的兩個信號的或的功能；當C1C0＝01時，電路實現(xiàn)對輸入的兩個信號的與的功能；當C1C0＝10時，電路實現(xiàn)對輸入的兩個信號的異或的功能；當C1C0＝11時，電路實現(xiàn)對輸入的兩個信號的同或的功能。三、設計過程（1）根據(jù)題意列出真值表如下所示，再填入卡諾圖中。C10011C00101A0011001100110011B0101010101010101Y0111000101101001（2）、建立Y（C1、C0、A、B）的卡諾圖及降維圖，如圖所示。ABC1C000011110000111010010111010100101AC1C00100B0110102B3116B710B45F函數(shù)降維圖（圖中變量C1C0A換成C1C0B結(jié)果不變）（3）、減少Y函數(shù)的輸入變量，將4變量減為3變量，通過降維來實現(xiàn)。如上圖所示。這時，數(shù)據(jù)選擇器的輸入端D0~D7分別為：D0=B,D1=1,D2=0,D3=B,D4=B,D5=,D6=,D7=B（4）、F函數(shù)邏輯圖如下圖所示四、實驗用儀器、儀表數(shù)字電路實驗箱、萬用表、74LS151、74LS00。五、實驗環(huán)節(jié)檢查導線及器件好壞。按上圖連接電路。C1、C0、A、B分別接邏輯開關，檢查無誤后接通電源。按真值表逐項進行測試并檢查是否對的，如有故障設法排除。結(jié)果無誤后記錄數(shù)據(jù)后拆線并整理實驗設備。實驗數(shù)據(jù)如下：C10011C00101A0011001100110011B0101010101010101Y0111000101101001實驗證明，實驗數(shù)據(jù)與設計值完全一致。設計對的。六、設計和實驗過程的收獲與體會。1、設計過程的收獲與體會：=1\*GB3①設計前要將真值表列出。=2\*GB3②用低維數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)高維邏輯函數(shù)時，一方面要降維，將多余的變量作為記圖變量。當需要降維解決時，將誰作為記圖變量是任意的，但結(jié)果是不同的。因此要進行降維時，要擬定哪幾個變量作為數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量。=3\*GB3③可用ElectronicsWorkbench進行仿真。以驗證設計對的與否。2、實驗過程的收獲與體會：=1\*GB3①74LS151的第七腳必須接低電平；=2\*GB3②出現(xiàn)故障時，一方面檢查地址輸入端的電平，看其狀態(tài)是否與相接的邏輯電平開關相同。如不相符，則也許存在斷路現(xiàn)象。如相同，則檢查其輸出是否與相應數(shù)據(jù)端輸入相同，如相同，也許存在設計錯誤，如不同，則也許器件已損壞。=3\*GB3③實驗邏輯電路圖最佳把集成塊的引腳標上，以便接線和檢查。用數(shù)據(jù)選擇器74LS151或3/8線譯碼器設計一個多功能組合邏輯電路。該電路具有兩個控制端C1C0，控制著電路的功能，當C1C0＝00時，電路實現(xiàn)對輸入的兩個信號的或的功能；當C1C0＝01時，電路實現(xiàn)對輸入的兩個信號的與的功能；當C1C0＝10時，電路實現(xiàn)對輸入的兩個信號的異或的功能；當C1C0＝11時，電路實現(xiàn)對輸入的兩個信號的同或的功能。設A2=C1A1=C0A0=A⊙用138器件：Y=(A+B)+C0(AB)+C1(AB)+C1C0(AB)設D=C1C=C0B=AA=A(C1=(1)=(1)=S1(2)（實驗用74LS138一塊、74LS20一塊、74LS00一塊）用3—8譯碼器74LS138設計一個三位二進制碼與循環(huán)碼的可逆轉(zhuǎn)換電路。K為控制變量。（1）根據(jù)題意列出真值表如下所示：K輸入輸出A2A1A0Q2Q1Q000000000010010100110110101001101011111101011111001000000001001011010010011110100111101101110100111（實驗用74LS138一塊、74LS20二塊、74LS00一塊共四塊）或（實驗用74LS138一塊、74LS20一塊、74LS00二塊共四塊）用3—8譯碼器74LS138設計一個二進制全加/全減兩用電路。K為控制變量。（1）根據(jù)題意列出真值表如下所示：KABCn-1SnCn0000000011001010011011001010101110011111110000000111010110110110010101001100011111Sn＝(m1+m2+m4+m7)+K(m1+m2+m4+m7)=m1+m2+m4+m7=Cn＝(m3+m5+m6+m7)+K(m1+m2+m3+m7)＝(m3+m7)+(m5+m6)+K(m1+m2)＝(m3+m7)++K=（實驗用74LS138一塊、74LS20一塊、74LS00二塊共四塊）實驗七設計一個四位可逆二進制計數(shù)器一、實驗目的掌握中規(guī)模集成計數(shù)器的使用方法及功能測試方法。二、實驗內(nèi)容及規(guī)定用D觸發(fā)器設計一個異步四位二進制可逆計數(shù)器。三、設計過程（1）根據(jù)題意列出加計數(shù)狀態(tài)表和驅(qū)動表，如下表所示。序號現(xiàn)態(tài)次態(tài)驅(qū)動信號Qn3Qn2Qn1Qn0Qn+13Qn+12Qn+11Qn+10D3CP3D2CP2D1CP1D0CP0100000001×0×0×011200010010×0×01101300100011×0×0×011400110100×0110101501000101×0×0×011601010110×0×01101701100111×0×0×01180111100011010101910001001×0×0×0111010011010×0×011011110101011×0×0×0111210111100×01101011311001101×0×0×0111411011110×0×011011511101111×0×0×011161111000001010101（2）用卡諾圖化簡，如下圖所示。求得各位觸器的驅(qū)動信號的表達式Q1Q0Q3Q20001111000××××01××1×11××0×10×××× Q1Q0Q3Q20001111000××1×01××0×11××0×10××1×Q1Q0Q3Q20001111000×10×01×10×11×10×10×10×Q1Q0Q3Q200011110001001011001111001101001（2）用卡諾圖化簡，如下圖所示。求得各位觸器的時鐘方程的表達式Q1Q0Q3Q20001111000××××01××1×11××0×10×××× Q1Q0Q3Q20001111000××1×01××0×11××0×10××1×Q1Q0Q3Q20001111000×10×01×10×11×10×10×10×（3）根據(jù)題意列出減計數(shù)狀態(tài)表和驅(qū)動表，如下表所示。序號現(xiàn)態(tài)次態(tài)驅(qū)動信號Qn3Qn2Qn1Qn0Qn+13Qn+12Qn+11Qn+10D3CP3D2CP2D1CP1D0CP010000111111111111200011110×0×0×001300101101×0×00111400111100×0×0×001501001011×0011111601011010×0×0×001701101001×0×0×111801111000×0×0×001910000111011111111010010110×0×0×0011110100101×0×001111210110100×0×0×0011311000011×00111111411010010×0×0×0011511100001×0×001111611110000×0×0×001（2）用卡諾圖化簡，如下圖所示。求得各位觸器的驅(qū)動信號的表達式Q1Q0Q3Q200011110001×××01××××11××××100××× Q1Q0Q3Q20001111000××××01××××11××××10××××Q1Q0Q3Q20001111000××××01××××11××××10××××Q1Q0Q3Q200011110001001011001111001101001（2）用卡諾圖化簡，如下圖所示。求得各位觸器的時鐘方程的表達式Q1Q0Q3Q20001111000××××01××1×11××0×10×××× Q1Q0Q3Q20001111000××1×01××0×11××0×10××1×Q1Q0Q3Q20001111000×10×01×10×11×10×10×10×由上分析可知：加減計數(shù)只在于時鐘CP的不同，若要使一個電路可以可逆計數(shù)，增設一控制開關，就可實現(xiàn)。設K＝1時為加計數(shù)，設K＝0時為減計數(shù)，加法：CPn＝減法：CPn＝則有：CPn＝ (或如K=0時為加法：CPn＝K=1時為減法：CPn＝＝則有：CPn=）四、可逆計數(shù)器邏輯圖如下：四、實驗用儀器、儀表數(shù)字電路實驗箱、萬用表、74LS74、CC4030五、實驗環(huán)節(jié)六、實驗數(shù)據(jù)K=0K=1CPQ3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q00000000001000111112001011103001111014010011005010110116011010107011110018100010009100101111010100110111011010112110001001311010011141110001015111100011600000000實驗八設計任意進制計數(shù)器一、實驗目的掌握中規(guī)模集成計數(shù)器的使用方法及功能測試方法。二、實驗內(nèi)容及規(guī)定采用（74LS192）復位法或預置數(shù)法設計一個三位十進制計數(shù)器。規(guī)定各位同學設計的計數(shù)器的計數(shù)容量是自己學號的最后三位數(shù)字。三、設計過程74LS192是中規(guī)模同步十進制可逆計數(shù)器，具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列如圖所示。74LS192（CC40192）的功能如下表所示。CR：清除端CPu：加計數(shù)端：置數(shù)端CPD：減計數(shù)端：非同步進位輸出端：非同步借位輸出端D3、D2、D1、D0：數(shù)據(jù)輸入端Q3、Q2、Q1、Q0：輸出端74LS192引腳排列圖表74LS192（CC40192）的功能輸入端輸出端功能CRCPuCPDD3D2D1D0Q3Q2Q1Q01×××××××0000清零00××dcbadcba置數(shù)01↑1××××0000~1001加計數(shù)1001時=0011↑××××1001~0000減計數(shù)0000時=0用M進制集成計數(shù)器可以構(gòu)成N（任意）進制的計數(shù)器。通常用反饋清零法和反饋置數(shù)法。當計數(shù)器的計數(shù)N＞M時，則要用多片M進制計數(shù)器構(gòu)成。其計數(shù)規(guī)律為：當?shù)臀挥嫈?shù)器沒有達成計數(shù)的最大值時，如74LS192的1001時，其高位芯片應處在保持狀態(tài)，只有當?shù)臀恍酒嫈?shù)達成最大值時，給相鄰的高位芯片計數(shù)器發(fā)一個信號，使其脫離保持狀態(tài)，進入計數(shù)狀態(tài)?，F(xiàn)以233為例為計數(shù)容量進行設計。由于233為三位數(shù)，因此需用三塊74LS192。1、清零法：CR（RD）＝（Q1Q0）百（Q1Q0）拾（Q1）個初態(tài)：0000終態(tài)：233－1＝232即：001000110010狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：（略）2、置數(shù)法：由于74LS192是具有異步清零、置數(shù)功能的十進制計數(shù)器，因此保存哪233種狀態(tài)，方法有多種。下圖是其中兩種置數(shù)法。猶以最后一種使用器件最少，接線最為簡樸。方案一：方案三：＝（Q1Q0）百（Q1Q0）拾（Q2Q0）個（或＝）初態(tài)：0000（或1000－332＝668）終態(tài)：332－1＝331即：001100110001（或999）四、實驗用儀器、儀表數(shù)字電路實驗箱、萬用表、74LS192、74LS00、74LS20、74LS08等五、實驗環(huán)節(jié)=1\*GB3①清零法：檢查導線及器件好壞（即加上電源后，按74LS192的功能表進行檢測）。按上圖連接電路。、CPD分別接邏輯開關并置為高電平，百位（74LS192（3））、拾位、個位的Q3、Q2、Q1、Q0分別接發(fā)光二極管或數(shù)碼管，計數(shù)脈沖接手動或1Hz時鐘脈沖。檢查無誤后接通電源。加入CP進行測試并檢查結(jié)果是否對的，如有故障設法排除。結(jié)果無誤后記錄數(shù)據(jù)后拆線并整理實驗設備。實驗數(shù)據(jù)如下：百位拾位個位CPQ3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q010000000000002000000000001300000000001040000000000115000000000100331001100110000334000000000000實驗證明，實驗數(shù)據(jù)與設計值完全一致。設計對的。=2\*GB3②置數(shù)法：檢查導線及器件好壞（即加上電源后，按74LS192的功能表進行檢測）。按上圖連接電路。CR、CPD分別接邏輯開關并置為高電平，百位（74LS192（3））、拾位、個位的Q3、Q2、Q1、Q0分別接發(fā)光二極管或數(shù)碼管，計數(shù)脈沖接手動或1Hz時鐘脈沖。檢查無誤后接通電源。加入CP測試并檢查結(jié)果是否對的，如有故障設法排除。結(jié)果無誤后記錄數(shù)據(jù)后拆線并整理實驗設備。實驗數(shù)據(jù)如下：百位拾位個位CPQ3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q010000000000002000000000001300000000001040000000000115000000000100331001100110000334000000000000實驗證明，實驗數(shù)據(jù)與設計值完全一致。設計對的。六、設計和實驗過程的收獲與體會。1、設計過程的收獲與體會：=1\*GB3①設計前要擬定是用清零法還是置數(shù)法。=2\*GB3②要將狀態(tài)表列出。特別是置數(shù)法，要保存哪幾種狀態(tài)方法有多種。=3\*GB3③可用ElectronicsWorkbench進行仿真。以驗證設計對的與否。2、實驗過程的收獲與體會：=1\*GB3①CC40192的CR、、CPD端不能懸空；=2\*GB3②出現(xiàn)故障時，一方面檢查電源，然后檢查CP，CR、、CPD端的電平狀態(tài)。如不相符，則也許存在斷路現(xiàn)象。如相同，也許存在設計錯誤，或者也許器件已損壞。=3\*GB3③實驗邏輯電路圖最佳把集成塊的引腳標上，以便接線和檢查。實驗九設計一個串行累加器一、實驗目的1．學習中規(guī)模雙向移位寄存器邏輯功能集成電路的使用方法。2．熟悉移位寄存器的應用一一構(gòu)成串行累加器和環(huán)形計數(shù)器。二、實驗內(nèi)容及規(guī)定用移位寄存器設計一個串行累加器。規(guī)定將已分別存于四位移位寄存器Ra和Rb中的兩個二進制數(shù)A、B按位相加，其和存于移位寄存器Rs中。三、設計過程累加器是由移位寄存器和全加器組成的一種求和電路，它的功能是將自身寄存的數(shù)和另一個輸入的數(shù)相加，并存在累加器中。串行累加器結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。設開始時，被加數(shù)和加數(shù)已分別存入累加寄存器和加數(shù)寄存器。進位觸發(fā)器D已被清零。在第一個脈沖到來之前，全加器各輸入、輸出端的情況為：An＝A0，Bn＝B0，Cn-1＝0，Sn＝A0+B0+0＝S0，Cn＝C0在第一個脈沖到來之后，S0存入累加器和移位寄存器的最高位，C0存入進位觸發(fā)器D端，且兩個移位寄存器中的內(nèi)容都向右移動一位。全加器各輸出為：Sn＝A1+B1+C0＝S1，Cn＝C1在第二個脈沖到來之后，兩個移位寄存器中的內(nèi)容都又向右移動一位，S1存入累加器和移位寄存器的最高位，原先存入的S0存入次高位，C1存入進位觸發(fā)器D端，全加器各輸出為：Sn＝A2+B2+C1＝S2，Cn＝C2。。。。。。移位寄存器是具有移位功能的寄存器。移位的方向取決于移位控制端S的狀態(tài)。本實驗用的雙向移位寄存器74LS194邏輯功能如下表1所示，引腳排列見圖1。表174LS194邏輯功能序號輸入端輸出功能清零控制信號串行時鐘CP并行Q0Q1Q2Q3CRS1S0SRSLD0D1D2D310×××××××××0000清零21××××1(0)××××Qn0Qn1Qn2Qn3不變3111××↑ABCDABCD并行輸入41011×↑××××1Qn0Qn1