數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

1、 數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程名稱：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（Experiments of Elementary Digital Electronics）課程編號(hào)：071211D009課程性質(zhì)：必修課課程設(shè)置類別：獨(dú)立課程總學(xué)時(shí)：36學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)：36學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)總學(xué)分：2學(xué)分實(shí)驗(yàn)周學(xué)時(shí)：3學(xué)時(shí)/周適用專業(yè)及年級(jí)：電子科學(xué)與技術(shù) 電子信息科學(xué)與技術(shù)等專業(yè) 本科二年級(jí)先修課程：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)大綱主撰人：宋忠能一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的和基本要求電子技術(shù)是一門(mén)工程應(yīng)用性質(zhì)很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的的作用和重要性日益為人門(mén)所重視。電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的目的不僅是鞏固和加深課堂教學(xué)內(nèi)容，驗(yàn)證已知理論，訓(xùn)練學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，更

2、重要的是培養(yǎng)和提高學(xué)生應(yīng)用理論分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)科學(xué)作風(fēng)和探索精神。為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和從事實(shí)際技術(shù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)就是為此目的開(kāi)設(shè)的。本實(shí)驗(yàn)共編排了十五個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中，既有測(cè)試、驗(yàn)證的內(nèi)容，也有設(shè)計(jì)、研究的內(nèi)容，以供不同層次、不同需要、不同專業(yè)教學(xué)要求的選擇。課程代碼：071211D009二、教學(xué)對(duì)象電子類專業(yè)，物理、化學(xué)類專業(yè)的本科二年級(jí)學(xué)生。三、教學(xué)內(nèi)容 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分 實(shí)驗(yàn)一 門(mén)電路邏輯功能及測(cè)試（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉數(shù)字門(mén)電路的邏輯功能。2、熟悉數(shù)字電路學(xué)習(xí)機(jī)及示波器使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測(cè)試門(mén)電路邏輯功能。 2、異或門(mén)邏輯功能測(cè)試。3、邏輯電路的邏輯

3、關(guān)系。4、邏輯門(mén)傳輸延遲時(shí)間的測(cè)量。 5、利用與非門(mén)控制輸出。6、用與非門(mén)組成其它門(mén)電路并測(cè)試驗(yàn)證。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、按各步驟要求填表并畫(huà)邏輯圖。2、回答問(wèn)題：（1）怎樣判斷門(mén)電路邏輯功能是否正常？（2）與非門(mén)一個(gè)輸入接連續(xù)脈沖，其余端什么狀態(tài)時(shí)允許脈沖通過(guò)？什么狀態(tài)時(shí)禁止脈沖通過(guò)？（3）異或門(mén)又稱可控反相門(mén)，為什么？ 實(shí)驗(yàn)二 組合邏輯電路（半加器全加器及邏輯運(yùn)算）（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握組合邏輯電路的功能測(cè)試。2、驗(yàn)證半加器和全加器的邏輯功能。3、學(xué)會(huì)二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、組合邏輯電路功能測(cè)試。 2、測(cè)試用異或門(mén)和與非門(mén)組成的半加器的邏輯功能。3、測(cè)試全加器的邏輯功能。4、

4、測(cè)試用異或、與或和非門(mén)組成的全加器的邏輯功能。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖表并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。2、總結(jié)組合邏輯電路的分析方法。 實(shí)驗(yàn)三 觸發(fā)器（一）RS、D、JK（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉并掌握RS、D、JK觸發(fā)器的構(gòu)成，工作原理和功能測(cè)試方法。2、學(xué)會(huì)正確使用觸發(fā)器集成芯片。3、了解不同邏輯功能FF相互轉(zhuǎn)換的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、基本RSFF功能測(cè)試。2、維持阻塞型D觸發(fā)器功能測(cè)試。3、負(fù)邊沿JK觸發(fā)器功能測(cè)試。4、觸發(fā)器功能轉(zhuǎn)換。 三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并填表。2、寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3、4的實(shí)驗(yàn)步驟及表達(dá)式。3、畫(huà)出實(shí)驗(yàn)4的電路圖及相應(yīng)表格。4、總結(jié)各類觸發(fā)器特點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)四

5、 三態(tài)輸出觸發(fā)器及鎖存器（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握三態(tài)輸出和鎖存器的功能及使用方法。2、學(xué)會(huì)用三態(tài)觸發(fā)器和鎖存器構(gòu)成的功能電路。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、鎖存器的功能及應(yīng)用。 2、三態(tài)輸出觸發(fā)器功能及應(yīng)用。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、總結(jié)三態(tài)輸出觸發(fā)器的特點(diǎn)。2、比較圖4.2和圖4.4鎖存器的異同，總結(jié)鎖存器的組成、功能及應(yīng)用。 實(shí)驗(yàn)五 時(shí)序電路測(cè)試及研究（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握常用時(shí)序電路分析、設(shè)計(jì)及測(cè)試方法。2、訓(xùn)練獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的技能。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。2、異步二十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 3、自循環(huán)移位寄存器環(huán)形計(jì)數(shù)器。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、畫(huà)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的波形及記錄表格。2、總結(jié)時(shí)序電路特點(diǎn)。

6、 實(shí)驗(yàn)六 集成計(jì)數(shù)器及寄存器（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉集成計(jì)數(shù)器邏輯功能和各控制端作用。2、掌握計(jì)數(shù)器使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、集成計(jì)數(shù)器74LS90功能測(cè)試。2、計(jì)數(shù)器級(jí)連。3、任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方法。 三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、整理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2、畫(huà)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、2所要求的電路圖及波形圖。3、總結(jié)計(jì)數(shù)器使用特點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)七 譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉集成譯碼器的應(yīng)用。2、了解數(shù)據(jù)選擇器應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、譯碼器功能測(cè)試。 2、譯碼器轉(zhuǎn)換。 3、數(shù)據(jù)選擇器的測(cè)試及應(yīng)用。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、畫(huà)出實(shí)驗(yàn)要求的波形圖。2、畫(huà)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、3的接線圖。3、總結(jié)譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器的使用體會(huì)。

7、 實(shí)驗(yàn)八 波形產(chǎn)生及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉多諧振蕩器的電路特點(diǎn)及振蕩頻率估算方法。2、掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的使用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、多諧振蕩器。 2、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形。2、畫(huà)出振蕩器與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)電路圖。3、寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)中各電路脈寬估算值，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)照分析。 實(shí)驗(yàn)九 555時(shí)基電路（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握555時(shí)基電路的結(jié)構(gòu)和工作原理，學(xué)會(huì)對(duì)此芯片的正確使用。2、學(xué)會(huì)分析和測(cè)試用555時(shí)基電路構(gòu)成的多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、RS觸發(fā)器等三種典型電路。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、555時(shí)基電路功能測(cè)試。2、555時(shí)基電路構(gòu)成多諧振蕩器。 3、55

8、5時(shí)基電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。4、555時(shí)基電路構(gòu)成的RS觸發(fā)器。5、應(yīng)用電路。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2、畫(huà)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3和5中的相應(yīng)波形圖。3、畫(huà)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容5最終調(diào)試滿意的電路圖并標(biāo)出各元件參數(shù)。4、總結(jié)時(shí)基電路的使用方法。 選做實(shí)驗(yàn)部分 實(shí)驗(yàn)十 邏輯筆實(shí)驗(yàn)與分析（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉門(mén)電路應(yīng)用分析。2、學(xué)習(xí)用門(mén)電路解決實(shí)際問(wèn)題。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用集成運(yùn)算放大器和門(mén)電路構(gòu)成邏輯筆。三、實(shí)驗(yàn)要求要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果編出該邏輯筆的使用說(shuō)明及注意事項(xiàng)。四、思考題試用一片CD4049（六反向器）、一只LED七段數(shù)碼管及相應(yīng)電阻組成一個(gè)簡(jiǎn)易的邏輯筆，高電平時(shí)用“H”指示，低電平用“L”指示。 實(shí)驗(yàn)

9、十一 觸發(fā)器應(yīng)用（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)用常用的觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成其他各種功能的觸發(fā)器。2、熟悉和了解觸發(fā)器的各種應(yīng)用電路。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換。2、觸發(fā)器的應(yīng)用。三、實(shí)驗(yàn)要求1、自行設(shè)計(jì)觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換電路，完成電路接線，并檢測(cè)電路的功能是否滿足設(shè)計(jì)要求。2、正確檢測(cè)用觸發(fā)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路、沖息電路的性能指標(biāo)。四、思考題1、TTL或CMOS電路的觸發(fā)器若要使異步置位端和異步復(fù)位端起作用，各應(yīng)加什么電平？不用這些端時(shí)，應(yīng)怎樣連接？2、按理論分析的結(jié)果，圖18.2電路中Vo和cp的時(shí)序應(yīng)是什么樣的？ 實(shí)驗(yàn)十 二 計(jì)數(shù)器MSI芯片的應(yīng)用（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)正確使用計(jì)數(shù)器芯片，熟悉和了解

10、其應(yīng)用電路。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、計(jì)數(shù)器芯片74LS160/161功能測(cè)試及應(yīng)用。2、計(jì)數(shù)器芯片CD4520功能測(cè)試。三、實(shí)驗(yàn)要求1、正確使用74LS160/161構(gòu)成任意進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。2、掌握計(jì)數(shù)器芯片功能的測(cè)試方法。四、思考題1、除圖20.3所示的六十進(jìn)制數(shù)電路外，請(qǐng)用兩個(gè)74LS160自行設(shè)計(jì)一個(gè)六十進(jìn)制的記數(shù)電路，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之。2、用CD4520芯片實(shí)現(xiàn)M=9的計(jì)數(shù)電路，則芯片應(yīng)怎樣連接？ 實(shí)驗(yàn)十三 時(shí)序電路應(yīng)用（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)，掌握一般同步時(shí)序電路的功能測(cè)試方法，學(xué)會(huì)自行設(shè)計(jì)同步時(shí)序電路。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、同步時(shí)序電路的功能測(cè)試。2、同步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)。 三、實(shí)驗(yàn)要求1、正確

11、測(cè)試同步時(shí)序電路的功能，并將結(jié)果畫(huà)成狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。2、按要求設(shè)計(jì)一同步時(shí)序電路，并測(cè)試電路功能。四、思考題1、同步時(shí)序電路的特點(diǎn)是什么？在測(cè)試其功能時(shí)和一般計(jì)數(shù)電路相比較有什么不同？2、同步時(shí)序電路在設(shè)計(jì)時(shí)，怎樣確定電路的狀態(tài)編碼？ 實(shí)驗(yàn)十四 施密特觸發(fā)器及其應(yīng)用（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步掌握施密特觸發(fā)器的原理和特點(diǎn)。2、熟悉和了解由施密特觸發(fā)器構(gòu)成的部分應(yīng)用電路，學(xué)會(huì)正確使用TTL、CMOS集成的施密特觸發(fā)器。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、具有施密特觸發(fā)器特性的門(mén)電路特性測(cè)試。2、施密特觸發(fā)器的應(yīng)用：（1）多諧振蕩器。（2）壓控振蕩器。三、實(shí)驗(yàn)要求1、用實(shí)驗(yàn)法測(cè)出施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性，標(biāo)出VT+

12、、VT-、VT等值。2、觀察用施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器的輸出波形，測(cè)出相應(yīng)頻率。3、觀察記錄壓控振蕩器的輸出波形，當(dāng)VI數(shù)值變化時(shí)，測(cè)出VO波形相應(yīng)的頻率。四、思考題1、施密特觸發(fā)器的電路特點(diǎn)是什么？（圖23.1)所示的原理電路是由哪幾部分構(gòu)成的？各部分的作用是什么？2、CMOS施密特觸發(fā)器的VDD值的大小和芯片的VT+、VT-、VT 參數(shù)有何關(guān)系？ 實(shí)驗(yàn)十五 多路模擬開(kāi)關(guān)及其應(yīng)用（3學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步了解集成多路模擬開(kāi)關(guān)的組成及工作原理，掌握該芯片的功能測(cè)試方法，了解其部分電路。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、多路模擬開(kāi)關(guān)的功能測(cè)試。2、CD4051芯片的應(yīng)用。 三、實(shí)驗(yàn)要求1、測(cè)試CD4

13、501的功能，在確定電壓下，測(cè)定芯片能通過(guò)的模擬信號(hào)的幅值、平均傳輸時(shí)間。2、觀察用CD4501傳送具有正負(fù)極性的交流信號(hào)波形。3、觀察用CD4501構(gòu)成數(shù)字脈沖合成音頻正弦波電路的輸出波形及測(cè)出相應(yīng)的頻率。四、思考題1、在圖25 .2 電路中若改變V1的頻率，VO 端波形有何變化？2、在圖25 .2 電路中若改變VEE 端的電壓值，VO 端波形有何變化？ （三）教學(xué)要求1、要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。2、實(shí)驗(yàn)前學(xué)生必須認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、儀器介紹及有關(guān)參考書(shū)，深入了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?nèi)容和要求與及所用儀器的原理、使用方法，同時(shí)還必須認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中規(guī)定的其它預(yù)習(xí)要求。3、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須嚴(yán)

14、格執(zhí)行實(shí)驗(yàn)室的規(guī)章制度，認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，并及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。4、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，必須將實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)送指導(dǎo)教師查閱簽字，然后關(guān)閉電源，整理好所用儀器、工具和器材，經(jīng)教師同意后才能離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。5、每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生必須及時(shí)撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析，思考題解答以及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中規(guī)定的其它要求。并附有原始記錄數(shù)據(jù)。（四）教學(xué)安排各專業(yè)可根據(jù)具體情況和實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)數(shù)，從中選擇若干個(gè)為必作實(shí)驗(yàn)。建議實(shí)驗(yàn)一、二、三、四、五、六、七、八、九為優(yōu)先選擇實(shí)驗(yàn)。選作實(shí)驗(yàn)可由學(xué)生自行選擇，也可由教師指定。（五）考核方法本實(shí)驗(yàn)的成績(jī)平定分兩部分：1、完成實(shí)驗(yàn)情況（占90%） 安裝連接實(shí)驗(yàn)電路的正確性占20%， 測(cè)試方法的正確性、熟練性占20%， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性、性能指標(biāo)的完成情況占50%，2、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況占10% 。七、實(shí)驗(yàn)課程與學(xué)時(shí)分配表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)屬性實(shí)驗(yàn)類型每組人數(shù)實(shí)驗(yàn)要求指導(dǎo)教師已開(kāi)/未開(kāi)223選修驗(yàn)證1宋忠能等已開(kāi)16必修驗(yàn)證1宋忠能、顧平、吳莘、任強(qiáng) 等已開(kāi)23必修驗(yàn)證1宋忠能等已開(kāi)33必修驗(yàn)證1宋忠能等已開(kāi)43選修驗(yàn)證1宋忠能等已開(kāi)53選修驗(yàn)證1宋忠能等已開(kāi)63必修驗(yàn)證1宋忠能等已開(kāi)73選修驗(yàn)證1宋忠能等已開(kāi)83選