数字电路实验指导书(物理学专业学生用书)教案分析.doc

目 录 实验一 常用仪器设备的使用和数字集成电路的认识 2 实验二 TTL电路逻辑功能及参数的测试 7 实验三 组合逻辑电路（一）——电路设计与竟争冒脸 12 实验四 组合逻辑电路（二）——编码器、数据选择器、数值比较器 16 实验五 组合逻辑电路（三）——译码与显示电路 20 实验六 集成触发器 24 实验七 时序逻辑电路（一）——电路设计与寄存器 28 实验八 时序逻辑电路（二）——计数器 32 实验一 常用仪器设备的使用和数字集成电路的认识 一、实验目的 1．熟悉XST-5数字电路实验台，万用表和示波器的使用方法。 2．了解数字集成电路的一般常识。 二、实验设备 XST-5数字电路实验台，DT9205数字万用表，YB4324示波器，若干信号线和导线。 三、实验原理及电路设计 1．XST-5数字电路实验台的外观介绍。 XST-5数字电路实验台为高档金属结构，双组数字实验装置，可一台两人做相同或不同的数字电路实验，可对40脚以下任意集成电路进行测试和试验，同时具备九个分立元器件组成的数字电路模块，以供演示和实验，常用数字集成电路备有多种功能模块图，可使实验连接和观察更加简捷，明了。此实验台均设有安全漏电保护装置及直流稳压电源短路报警装置，以确保人身及设备安全。实验台的面板参见图1 （1）直流电压表、电流表和总交流电压表； （2）直流电源部分； （3）照明灯开关； （4）交流电开关； （5）短路蜂鸣器复位键； （6）测试电流转换键； （7）信号发生器部分； （8）频率计部分； （9）模块部分； （10）集成块插槽； （11）显示电路部分； （12）转接插孔； （13）发光管及图片； （14）双列28脚集成块自锁紧插座； （15）电源接孔及高低电平插孔； （16）双列40脚集成块自锁紧插座。 2．DT9205数字万用表介绍（略） 3．YB4324型示波器介绍（略） 4．数字集成电路 数字集成电路是电子线路发展的必然产物，是把许多晶体管刻在一块硅片上的结果，它比散件具有很多优点，它的外形有圆形和长方形，一般以长方形见多，它的外形见图4。从图4可以看到它的正面有电路的名称和编号，左侧面有一个缺口，从左下脚向右，再转向左上，按照这样的逆时针，把引脚依次定义为1、2、3……。对于每一个引脚，都有它的功能，这一点，可以参看图5。图5是一个四2输入与非门集成块74LS00的引脚与内部原理图，它的1、2，4、5，9、10，12、13分别是四个与非门的输入引脚，36、8、11分别是这四个与非门的输出引脚。第7脚接电源负极，第14脚接电源正极，具体的有关常用的集成电路可参看附录A。 四、预习要求与问题思考 1．阅读有关直流稳压电源、信号源、数字频率计、示波器、万用表等的原理、结构及使用方法。 2．参阅有关资料和实物，了解有关集成电路的知识。 五、实验内容与步骤 1．实验台的使用 当实验台面板上的总电源灯亮，220V输入电压表指示出市电值时，该实验台即处于交流供电状态，此时可开启仪器面板上的电源开关，该仪器部分即处于工作状态。由于实验台有直流电压短路报警功能，可能在刚通电时发出报警声。遇到这种情况时，只要按动短路保护复位键即可解决问题。如果再打开照明开关，则上部的日光灯将处于发光照明状态。 （1）直流电源的使用。 此实验台的每一组都具有四个独立直流稳压电压源，两个5V的固定电压源，两个1.5V～30V和1.5～18V的可调电压源。对于可调电压源，在它的正上方都有一个电压表用于指示它的当前值，并有一个电流表用于指示其中一个可调电压源的输出电流，它的选择由一个输出电流选择按钮决定。电压的调节可通过粗调和细调旋钮。以便调到要求的电压。这里需说明一点的是，如果实验中使用了CMOS信号发生器，（包括CMOS单脉冲）可调电压Ⅱ必须进行适当调节，因为它直接影响CMOS信号的幅度，按照这些要求对电源部分用万用表和示波器进行观察。 （2）信号发生器的使用 实验台上配的信号发生器为矩形波和单脉冲信号产生电路。 打开示波器，用信号线把示波器的一个通道接到TTL波形输出端，按下任一频率粗调键，调节频率细调旋钮、幅度调节旋钮，禁止按下TTL/CMOS转换钮，观察输出波形。在观察到波形后，可按动TTL/CMOS转换钮，看波形是否存在，再返回，拉出实验台的频率细调旋钮，调节频率，再拉出幅度调节旋钮，调节幅度。 把信号线改接到CMOS信号输出，按下转换开关，再进行上面的实验，并调节直流稳压源Ⅱ，观察波形变化。 把信号线改接到单脉冲输出，按下频率粗调键中的单脉冲按钮，并按动触发键，观察输出脉冲波。在这种情况下，可进行正负脉冲转换实验，按下TTL/CMOS转换钮，可进行TTL和CMOS状态下的单脉冲输出实验，还可进行CMOS状态下的调节电源Ⅱ的实验，观察哪一部