數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 模擬電子線路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)PPT課件

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?n 熟悉數(shù)字萬用表和數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱的使用方法。n 學(xué)會(huì)使用TTL、CMOS邏輯電路芯片。n 掌握TTL、CMOS與非門主要參數(shù)的測試方法。n 掌握TTL、CMOS與非門電壓傳輸特性的測試方法。第1頁/共123頁二、預(yù)習(xí)要求二、預(yù)習(xí)要求 1.復(fù)習(xí)示波器的使用方法。2.寫出TTL、CMOS與非門主要參數(shù)（VOH、VOH、IIS、N、電壓傳輸特性）的定義和意義。3. 熟悉各測試電路，了解測試原理及測試方法。4.熟悉TTL與非門74LS00、CMOS與非門CC4011的外引線排列。5.自擬實(shí)驗(yàn)步驟和測試數(shù)據(jù)表格。第2頁/共123頁1、測量TTL與非門的主要參數(shù) （1）輸出高電

2、平）輸出高電平VOH測試（圖測試（圖1.1）（2）輸出低電平）輸出低電平VOL測試（圖測試（圖1.2） & +VCC （+5V） VOH RL 5.1k 圖圖1.1 5V & VOL +VCC （+5V） RL 500 圖圖1.2第3頁/共123頁空空載載 帶載帶載 (5.1K)帶載帶載 (510)VOH VOL TTL與非門的電源電壓與非門的電源電壓只能是只能是+5VTTL與非門多余輸入端處理：與非門多余輸入端處理：接接+5V、并聯(lián)、并聯(lián) 、懸空。、懸空。（3）輸入短路）輸入短路IIS測試（圖測試（圖1.3） mAIIS圖圖1.3第4頁/共123頁VmARP1K100+ +-

3、 -Vo0.4V為合格為合格圖1.41.4（4）扇出系數(shù)）扇出系數(shù)N的測試（圖的測試（圖1.4）NIOL/ /IIS8為合格第5頁/共123頁2 .測量測量TTL與非門的電壓傳輸特性與非門的電壓傳輸特性在示波器上用X-Y顯示方式觀察曲線，并用坐標(biāo)紙描繪出特性曲線，在曲線上標(biāo)出VOH、VOL、VON、VOFF，計(jì)算VNH、VNL。如圖1.5 所示。 & Y 5.1k 示示波波器器 正正三三角角波波 CH2 CH1 500Hz 4V 如圖如圖1.5第6頁/共123頁測試要點(diǎn)：測試要點(diǎn)：1、首先：觀察、首先：觀察Vi、VO波形波形（直流耦合方式）。（直流耦合方式）。2、 示波器作為示波器作為

4、“X/Y”顯顯示方式。示方式。3、找到電壓傳輸特性的、找到電壓傳輸特性的坐坐標(biāo)原點(diǎn)。標(biāo)原點(diǎn)。 4、畫出特性曲線并標(biāo)上、畫出特性曲線并標(biāo)上出所有參數(shù)。出所有參數(shù)。如何找“X、Y”軸坐標(biāo)原點(diǎn)？第7頁/共123頁3. 3. 與非門的邏輯功能要求：與非門的邏輯功能要求：(1) SW1接1kHz正方波，SW2接+5V電壓時(shí)，畫出L的波形。 L & SW1 SW2 (2) SW1接接1kHz正方波，正方波，SW2接地時(shí)，畫出接地時(shí)，畫出L的波形。的波形。按與非門真值表逐項(xiàng)驗(yàn)證即可。按與非門真值表逐項(xiàng)驗(yàn)證即可。4. 動(dòng)態(tài)測試動(dòng)態(tài)測試TTL與非門邏輯功能與非門邏輯功能第8頁/共123頁5、CMOS與非

5、門的主要參數(shù)(1)輸出高電平輸出高電平VOH輸出高電平輸出高電平VOH是指在規(guī)定的電源電壓是指在規(guī)定的電源電壓(例如例如5V)下，輸下，輸出端開路時(shí)的輸出高電平通常出端開路時(shí)的輸出高電平通常VOHVDD。(2)輸出低電平輸出低電平VOL輸出低電平輸出低電平VO是指在規(guī)定的電源電壓是指在規(guī)定的電源電壓(例如例如5V)下，輸下，輸出端開路時(shí)的輸出低電平通常出端開路時(shí)的輸出低電平通常VO。第9頁/共123頁將其中任一輸入端接地，其余輸入端接高電平時(shí)測將其中任一輸入端接地，其余輸入端接高電平時(shí)測VOH；輸；輸入端全部接高電平時(shí)測入端全部接高電平時(shí)測VO。如圖。如圖1.6所示。所示。V+-VOVSSCM

6、OS圖圖1.6第10頁/共123頁CMOS與非門的電壓傳輸特性是指與非門輸出電壓與非門的電壓傳輸特性是指與非門輸出電壓vo隨輸隨輸入電壓入電壓vi而變化的曲線。這個(gè)特性曲線很接近理想的電壓傳輸而變化的曲線。這個(gè)特性曲線很接近理想的電壓傳輸特性，是目前其它任何邏輯電路都比不上的，電壓傳輸特性曲特性，是目前其它任何邏輯電路都比不上的，電壓傳輸特性曲線如圖線如圖1.7所示。所示。 CMOS與非門的電壓傳輸特性曲線測試方法與與非門的電壓傳輸特性曲線測試方法與TTL 與非門的與非門的電壓傳輸特性曲線測試方法基本一樣只是將不用的輸入端接電壓傳輸特性曲線測試方法基本一樣只是將不用的輸入端接到電源到電源VDD

7、上即可，不得懸空。測試電路如圖上即可，不得懸空。測試電路如圖1.8所示。所示。6、CMOS與非門的電壓傳輸特性第11頁/共123頁從特性曲線上可知，從特性曲線上可知，CMOS與非門輸出的高電接近電源電與非門輸出的高電接近電源電壓壓VDD，輸出低電平接近，輸出低電平接近V。VT為為CMOS與非門的轉(zhuǎn)換電與非門的轉(zhuǎn)換電壓，也稱閾值電壓，即當(dāng)輸入電壓壓，也稱閾值電壓，即當(dāng)輸入電壓vi超過超過VT時(shí)，輸出為低電時(shí)，輸出為低電平；當(dāng)輸入電壓平；當(dāng)輸入電壓vi低于低于VT時(shí)，輸出為高電平如果的參數(shù)完時(shí)，輸出為高電平如果的參數(shù)完全對(duì)稱，閾值電壓全對(duì)稱，閾值電壓VTVDD/2第12頁/共123頁1、 TTL與

8、非門不用的輸入端不能接低電平。2、 TTL與非門的輸出端不能直接接+5V或地，也不能與其它 輸出端并聯(lián)。3、CMOS門的電源電壓為318V，4、CMOS與非門不用的輸入端不能懸空，應(yīng)按邏輯功能接高 電平VDD或低電平VSS。第13頁/共123頁1、TTL與非門和CMOS與非門有何異同點(diǎn)？2、如何將與非門作為非門使用？3、TTL或非門（或門）不用的輸入端應(yīng)如何處理？第14頁/共123頁一、一、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康哪康?加深理解用加深理解用SSI(小規(guī)模集成電路）構(gòu)成的組合邏小規(guī)模集成電路）構(gòu)成的組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法二、預(yù)習(xí)要求二、預(yù)習(xí)要求、按設(shè)計(jì)步驟，根據(jù)所給器件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)

9、容、的、按設(shè)計(jì)步驟，根據(jù)所給器件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、的 邏輯電路圖，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的表格。邏輯電路圖，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的表格。、查出、查出74LS00和和74LS10的外引線排列圖。的外引線排列圖。第15頁/共123頁1. 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)“大小比較電路大小比較電路” 設(shè)計(jì)一個(gè)能判斷1位二進(jìn)制數(shù)A與B大小比較電路 。 寫出設(shè)計(jì)過程，畫出邏輯電路圖請(qǐng)老師檢查。 將A、B分別接數(shù)據(jù)開關(guān)，L1、L2、L3接邏輯燈。 測試結(jié)果記入表中510 A B L1（AB）L2 （ A B）L3 （A = B）00001010101010011001第16頁/共123頁2. 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器。要求見右表：地址輸入數(shù)據(jù)輸出ABL0000

10、1D110D211D3寫出設(shè)計(jì)過程，畫出邏輯電路圖，請(qǐng)老師檢查后再做實(shí)驗(yàn)。寫出設(shè)計(jì)過程，畫出邏輯電路圖，請(qǐng)老師檢查后再做實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)有三個(gè)數(shù)據(jù)分別為：現(xiàn)有三個(gè)數(shù)據(jù)分別為：D1= +5V直流直流電壓，電壓，D2 為為1kHz正方波，正方波，D3 為為500Hz正方波。正方波。A、B為數(shù)據(jù)選擇器控制端，接數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)選擇器控制端，接數(shù)據(jù)開關(guān)，改變開關(guān)，改變A、B電平，用示波器觀電平，用示波器觀察輸出端波形。察輸出端波形。321ABDDBABDAL第17頁/共123頁3. 交通信號(hào)燈監(jiān)視電路交通信號(hào)燈監(jiān)視電路 理論分析 R、Y、G分別表示紅黃綠三個(gè)交通燈，1為燈亮，0為燈熄。L為監(jiān)視輸出，正常時(shí)L=0，故

11、障時(shí)L=1。 靜態(tài)測試 結(jié)果記入表動(dòng)態(tài)測試： R為1kHz正方波，YG=01，記錄波形R、L。 第18頁/共123頁 & & & & & 1 1 1 L R Y G U1：74LS04 2 3 4 5 6 1 U1 U1 U1 U2 U3 U3 U3 U4 1 2 3 4 5 6 9 10 8 3 4 5 6 1 2 4 5 6 U2：74LS10 U3：74LS00 U4：74LS20 根據(jù)實(shí)際使用的芯片，在電路中標(biāo)出引腳號(hào)。第19頁/共123頁 & & & & & 1 1 1 L R Y G U1：74LS04

12、 U2：74LS10 U3：74LS00 U4：74LS20 2 3 4 5 6 1 U1 U1 U1 U2 U3 U3 U3 U4 1 2 3 4 5 6 9 10 8 3 4 5 6 1 2 4 5 6 轉(zhuǎn)換問題轉(zhuǎn)換問題 & & 1 9 8 U2 U3 13 12 11 1 2 13 12 U1 DABCABCDL第20頁/共123頁信號(hào)尋跡法信號(hào)尋跡法（跟蹤）（跟蹤）例：例：YG=000 L應(yīng)該為應(yīng)該為1發(fā)發(fā)光管亮光管亮可用萬用表測可用萬用表測量各邏輯門的量各邏輯門的輸出電壓，從輸出電壓，從而判斷故障的而判斷故障的位置。位置。 & & & &

13、; 1 1 1 L R Y G U1：74LS04 2 3 4 5 6 1 U1 U1 U1 U2 U2 U2 U3 1 2 3 4 5 6 9 10 8 1 2 4 5 6 & U3 13 12 10 9 8 U3：74LS20 U2：74LS00 0001110111 0第21頁/共123頁 141312111234109856774LS00 四 2 輸入與非門VCC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y& 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 141312111234109856774LS04 六反相器VCC 6A 6Y 5A 5Y 4A 4Y 1A 1Y 2A 2Y

14、 3A 3Y GND111111141312111234109856774LS10 三 3 輸入與非門 VCC 1C 1Y 3C 3B 3A 3Y& 1A 1B 2A 2B 2C 2Y GND&141312111234109856774LS20 雙 4 輸入與非門 VCC 2D 2C NC 2B 2A 3Y& 1A 1B NC 1C 1D 1Y GND&第22頁/共123頁1.給出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、2、3的數(shù)據(jù)和波形，并加以總結(jié)。2.總結(jié)數(shù)據(jù)選擇器的作用及其設(shè)計(jì)方法。 n 7412（OC門）的外引腳及功能與門）的外引腳及功能與74LS10相同，有相同，有同學(xué)用好的同學(xué)

15、用好的7412代替代替74LS10，發(fā)現(xiàn)無輸出，試分，發(fā)現(xiàn)無輸出，試分析其原因。析其原因。第23頁/共123頁二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?三、時(shí)序邏輯電路的功能測試方法四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、思考題第24頁/共123頁一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器等中規(guī)模數(shù)字集成電路（MSI）的性能及使用方法。 用集成譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)簡單的邏輯函數(shù)產(chǎn)生器。實(shí)驗(yàn)三、 MSI組合邏輯電路第25頁/共123頁二、預(yù)習(xí)要求 查出74LS14874LS148、74LS0474LS04、74LS4874LS48、及74LS28374LS283的外引線排列圖和功能表。 按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、的要求，設(shè)計(jì)

16、并畫出邏輯電路圖。 弄懂圖3.13.1的工作原理。實(shí)驗(yàn)三、 MSI組合邏輯電路第26頁/共123頁三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理1編碼、譯碼、顯示原理電路。編碼、譯碼、顯示原理電路。、數(shù)據(jù)選擇器的典型應(yīng)用之一邏輯函數(shù)產(chǎn)生器、數(shù)據(jù)選擇器的典型應(yīng)用之一邏輯函數(shù)產(chǎn)生器、線線譯碼器用于、線線譯碼器用于邏輯函數(shù)產(chǎn)生器和數(shù)據(jù)分配器、用加法器組成一個(gè)代碼轉(zhuǎn)換電路，將、用加法器組成一個(gè)代碼轉(zhuǎn)換電路，將BCD代碼的代碼的8421參參政轉(zhuǎn)成余碼政轉(zhuǎn)成余碼第27頁/共123頁四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、試用數(shù)據(jù)選擇器74LS151（或譯碼器74LS138和與非門）設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)測信號(hào)燈工作狀態(tài)的邏輯電路。其條件是，信號(hào)燈由紅（

17、用R表示）、黃（用Y代表）和綠（用G代表）三種顏色燈組成，正常工作時(shí)，任何時(shí)刻只能是紅、綠或黃當(dāng)中的一種燈亮。而當(dāng)出現(xiàn)其它五種燈亮狀態(tài)時(shí)，電路發(fā)生故障，要求邏輯電路發(fā)出故障信號(hào)。 設(shè)用數(shù)據(jù)開關(guān)的、分別表示、燈的亮和來狀態(tài)，故障信號(hào)由試驗(yàn)器的燈亮表示，試將設(shè)計(jì)的邏輯電路用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并列表記下實(shí)驗(yàn)結(jié)果。、在圖3.1所示原理電路中標(biāo)出器件外引線管腳號(hào)，并接好線。將 分別接至數(shù)據(jù)開關(guān)，驗(yàn)證編碼器74LS148和譯碼器74LS48的邏輯功能。記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第28頁/共123頁、試用、試用74LS138作數(shù)據(jù)分配器，畫出其邏輯作數(shù)據(jù)分配器，畫出其邏輯電路圖，驗(yàn)證其邏輯功能。記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。電路圖，驗(yàn)證其邏輯

18、功能。記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。、在圖3.6所示原理電路中標(biāo)出器件外引線管腳號(hào)，并接好線。驗(yàn)證表3.3邏輯功能。第29頁/共123頁五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 列出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)體會(huì)2. 舉例說明編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器的用途。六、思考題六、思考題 在圖3.1中，74LS148的輸出端 、 、 與74LS48的輸入端聯(lián)接時(shí)，為什么要加74LS04?0Y1Y2Y第30頁/共123頁七、注意事項(xiàng)七、注意事項(xiàng) TTL與非門多余輸入端可接高電平，以防引入干擾。八、實(shí)驗(yàn)元、器件 集成塊74LS148、74LS04、74LS48、74LS151、74LS138、74LS10及74LS283各片共了

19、陰極七段顯示器1塊。第31頁/共123頁 掌握時(shí)序邏輯電路的功能測試方法。 學(xué)習(xí)用JK觸發(fā)器構(gòu)成簡單時(shí)序邏輯電路的方法。 學(xué)會(huì)使用CMOS邏輯電路芯片。 熟悉時(shí)序電路（計(jì)數(shù)器）的波形測量方法。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康牡?2頁/共123頁二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1驗(yàn)證驗(yàn)證JK觸發(fā)器觸發(fā)器CC4027的邏輯功能。的邏輯功能。2將將JKJK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T T 觸發(fā)器和觸發(fā)器和D D 觸發(fā)器，并驗(yàn)觸發(fā)器，并驗(yàn)證其功能證其功能。3將將4027構(gòu)成異步構(gòu)成異步2分頻、分頻、4分頻電路，觀測它們分頻電路，觀測它們的波形。的波形。4設(shè)計(jì)組裝、觀察同步時(shí)序脈沖產(chǎn)生器，波形如設(shè)計(jì)組裝、觀察同步時(shí)序脈沖

20、產(chǎn)生器，波形如 圖圖4.1所示。記錄所示。記錄CP、Q0、Q1、L的波形。的波形。5設(shè)計(jì)組裝觀察同步三分頻電路，波形如圖設(shè)計(jì)組裝觀察同步三分頻電路，波形如圖 4.2所所示。示。第33頁/共123頁 1 2 3 4 5 6 7 8 9 CP L 圖4.1同步時(shí)序脈沖產(chǎn)生器波形同步時(shí)序脈沖產(chǎn)生器波形CP1Q2QTCPT1QT2Q圖圖4.24.2三分頻電路輸出波形三分頻電路輸出波形第34頁/共123頁1驗(yàn)證驗(yàn)證JK觸發(fā)器邏輯功能觸發(fā)器邏輯功能 驗(yàn)證驗(yàn)證 體會(huì)、熟悉體會(huì)、熟悉CC4027功能表參見表4.3。 SD J Q Q K RD 接接 邏邏 輯輯 開開 關(guān)關(guān) 接接 LED 顯顯 示示 器器 或單

21、次脈沖第35頁/共123頁2驗(yàn)證驗(yàn)證 T 觸發(fā)器邏輯功能觸發(fā)器邏輯功能 驗(yàn)證驗(yàn)證 體會(huì)、熟悉體會(huì)、熟悉 SD J Q Q K RD 接接 邏邏 輯輯 開開 關(guān)關(guān) 單單 次次 脈脈 沖沖 接接 L E D 顯顯 示示 器器 T 自擬 T 觸發(fā)器功能表。第36頁/共123頁3驗(yàn)證驗(yàn)證 觸發(fā)器邏輯功能觸發(fā)器邏輯功能 驗(yàn)證驗(yàn)證 體會(huì)、熟悉體會(huì)、熟悉T SD J Q Q K RD 接接 邏邏 輯輯 開開 關(guān)關(guān) 單單次次脈脈沖沖 接接 LED 顯顯 示示 器器 “1”“ 自擬 觸發(fā)器功能表。T第37頁/共123頁三、時(shí)序邏輯電路的功能測試方法三、時(shí)序邏輯電路的功能測試方法 SD J Q Q K RD 正方

22、波正方波(1KHZ) SD J Q Q K RD CP +5V 1Q 2Q 靜態(tài)測試CP 輸入單次脈沖或正方波（f tp0，使每一個(gè)正倒置脈沖起作用。加輸入信號(hào)后，用示波器觀察vI、vC以及vO的電壓波形，比較它們的時(shí)序關(guān)系，繪出波形，并在圖中標(biāo)出周期、幅值、脈寬等。 uFCkR1 . 0,1 . 5第74頁/共123頁四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容kR10kR100FC102.按圖8.3所示電路組裝占空系數(shù)可調(diào)的多諧振蕩器。取（電位器） ，調(diào)節(jié)電位器RP（R2），在示波器上觀察輸出波形占空系數(shù)的變化情況。并觀察占空系數(shù)為1：2、1：4、3：4時(shí)的輸出波形。kR1 . 51kR6 . 42FC1 . 03.在圖

23、8.3中，若固定時(shí)，用示波器觀察并描繪vO和vC波形的幅值、周期以及tPH和tPL，標(biāo)出vC各轉(zhuǎn)折點(diǎn)的電平。第75頁/共123頁四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4.按圖8.4所示電路組裝施密特觸發(fā)器。輸入電壓為ViPP=3V，f=1kHZ的正弦波。用示波器觀察并描繪vI 和vO波形。注明周期和幅值，并在圖中直接標(biāo)出上限觸發(fā)電平、下限觸發(fā)電平，算出回差電壓 .第76頁/共123頁六、思考題1.整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中所要求畫的波形，按時(shí)間坐標(biāo)對(duì)應(yīng)標(biāo)出波形的周期、脈寬和幅值等。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2中，改變電容C的大小能夠改變振蕩器輸出電壓的周期和占空系數(shù)嗎？試說明要想改變占空系數(shù)，必須改變哪些電路參數(shù)。 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

24、第77頁/共123頁七、注意事項(xiàng)1.單穩(wěn)態(tài)電路的輸入信號(hào)選擇要特別注意。vI的周期T必須大于vO的脈寬 tPO，并且低電平的寬度喲小于vO的脈寬tPO。2.所有需繪制的波形圖均要按時(shí)間坐標(biāo)對(duì)應(yīng)描繪，而且要正確選擇示波器的AC、DC輸入方式，才能正確描繪出所有波形。在圖中標(biāo)出周期、脈寬以及幅值等。第78頁/共123頁八、實(shí)驗(yàn)元、器件集成定時(shí)器 NE555 2片 電阻 100k、10 k各2只；51 k、5.1 k、4.7 K各一只；33 k、10 k各3只 電容 100F、47F、30F、10F、0.1F、0.02F2200pF各一只 電位器 100k一只 第79頁/共123頁 熟悉數(shù)模轉(zhuǎn)換器的

25、工作原理。 學(xué)會(huì)使用集成數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0808。 學(xué)會(huì)用DAC0808構(gòu)成階梯波電壓發(fā)生器。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡?0頁/共123頁二、預(yù)習(xí)要求1.了解集成數(shù)-模轉(zhuǎn)換器DAC0808芯片的外引線排列。2.熟悉數(shù)-模轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換原理。3.參照?qǐng)D9.5，自擬階梯波產(chǎn)生器的實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)步驟。 第81頁/共123頁見“實(shí)驗(yàn)教材”。見“實(shí)驗(yàn)教材” 。第82頁/共123頁第83頁/共123頁(2)、階梯波產(chǎn)生器、階梯波產(chǎn)生器第84頁/共123頁四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.實(shí)驗(yàn)電路見圖9.2。按表9.1內(nèi)容依次輸入數(shù)字量，用數(shù)字萬用表測出相應(yīng)的輸出模擬電壓vO，記入表中。2.參照?qǐng)D9.5所示階梯波產(chǎn)生器原理圖。將二進(jìn)制計(jì)數(shù)

26、CC40161的輸出Q3、Q2、Q1、Q0由高到低，對(duì)應(yīng)接到DAC0808數(shù)字輸入端的高4位D7、D6、D5、D4，低4位輸入端D3、D2、D1、D0接地。40161的CP選用1kHZ方波。在示波器上觀察和記錄DAC0808輸出端的電壓波形。改變計(jì)數(shù)進(jìn)制，觀察波形的變化情況。 第85頁/共123頁五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.記錄D/A轉(zhuǎn)換器靜態(tài)測試中的數(shù)據(jù)，并與理論值比較。2.對(duì)應(yīng)描繪CP波形和階梯波產(chǎn)生器的輸出波形。3.描繪可編程補(bǔ)碼計(jì)數(shù)器為十進(jìn)制時(shí)的階梯波產(chǎn)生器的輸出波形。 第86頁/共123頁六、思考題 1.給一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器輸入二進(jìn)制數(shù)10000000時(shí)，其輸出電壓為5V。問：如果輸入二進(jìn)

27、制數(shù)00000001和11001101時(shí)，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出模擬電壓分別為何值？ 3.如果輸入信號(hào)頻率由1kHZ，那么輸出波形會(huì)有什么變化？ 2.圖9.5中，如果將CC40161的Q3、Q2、Q1、Q0輸出由高到低對(duì)應(yīng)接到DAC0808的高4位時(shí)，將會(huì)在示波器上看到什么樣的波形？第87頁/共123頁七、注意事項(xiàng)注意DAC0808的電源極性，VCC=+5V，VEE=-15V，不得接錯(cuò)。第88頁/共123頁一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)數(shù)字電路中基本學(xué)習(xí)數(shù)字電路中基本RSRS觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、時(shí)鐘發(fā)生器及計(jì)數(shù)、譯碼、顯示等單元電路的綜時(shí)鐘發(fā)生器及計(jì)數(shù)、譯碼、顯示等單元電路的

28、綜合應(yīng)用合應(yīng)用；學(xué)習(xí)電子秒表的調(diào)試方法。學(xué)習(xí)電子秒表的調(diào)試方法。第89頁/共123頁二、二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 圖13.1為電子秒表的電原理圖。1、基本RS觸發(fā)器 圖13.1中單元I為用集成與非門構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器。屬低電平直接觸發(fā)的觸發(fā)器，有直接置位、復(fù)位的功能。 它的一路輸出作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入，另一路輸出Q作為與非門5的輸入控制信號(hào)。 按動(dòng)按鈕開關(guān)K2（接地），則門1輸出1；門2輸出Q0，K2復(fù)位后Q、 狀態(tài)保持不變。Q第90頁/共123頁圖圖13.13.1 1 電子秒表原理圖電子秒表原理圖第91頁/共123頁二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 再按動(dòng)按鈕開關(guān)K1 ,則Q由0變?yōu)?，門5開啟,

29、為計(jì)數(shù)器啟動(dòng)作好準(zhǔn)備。 由1變0，送出負(fù)脈沖，啟動(dòng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作。 基本RS觸發(fā)器在電子秒表中的職能是啟動(dòng)和停止秒表的工作。2、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 圖13.113.1中單元為用集成與非門構(gòu)成的微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，圖13.213.2為各點(diǎn)波形圖。Q第92頁/共123頁圖圖13.2 13.2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形圖單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形圖第93頁/共123頁二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)負(fù)脈沖信號(hào)vi 由基本RS觸發(fā)器 端提供，輸出負(fù)脈沖vO 通過非門加到計(jì)數(shù)器的清除端R。 靜態(tài)時(shí)，門4應(yīng)處于截止?fàn)顟B(tài)，故電阻R必須小于門的關(guān)門電阻ROff 。定時(shí)元件RC取值不同，輸出脈沖寬度也不同。當(dāng)觸發(fā)脈沖

30、寬度小于輸出脈沖寬度時(shí)，可以省去輸入微分電路的RP 和CP 。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在電子秒表中的職能是為計(jì)數(shù)器提供清零信號(hào)。 Q第94頁/共123頁3、時(shí)鐘發(fā)生器 圖13.1中單元為用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，是一種性能較好的時(shí)鐘源。 調(diào)節(jié)電位器 RW ，使在輸出端3獲得頻率50HZ的矩形波信號(hào)，當(dāng)基本RS觸發(fā)器Q=1時(shí)，門5開啟，此時(shí)50HZ脈沖信號(hào)通過門5作為計(jì)數(shù)脈沖加于計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入端CP2。 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理第95頁/共123頁圖圖13.3 74LS90引腳排列圖引腳排列圖第96頁/共123頁4、計(jì)數(shù)及譯碼顯示 二-五-十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS90構(gòu)成電子秒表的計(jì)數(shù)單元，如圖1

31、-1中單元所示。其中計(jì)數(shù)器接成五進(jìn)制形式，對(duì)頻率為50HZ的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行五分頻，在輸出端QD 取得周期為0.1S的矩形脈沖，作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入。計(jì)數(shù)器及計(jì)數(shù)器接成8421碼十進(jìn)制形式，其輸出端與譯碼顯示單元的相應(yīng)輸入端連接，可顯示0.10.9秒；19.9秒計(jì)時(shí)。 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理第97頁/共123頁 74LS90是異步二-五-十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它既可以作二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，又可以作五進(jìn)制和十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 圖13.1為74LS90引腳排列，表13.1為功能表。 通過不同的連接方式，74LS90可以實(shí)現(xiàn)四種不同的邏輯功能；而且還可借助R0(1)、R0(2)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，借助S9(1)、

32、S9(2)將計(jì)數(shù)器置9。其具體功能詳述如下： 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理第98頁/共123頁 (1)計(jì)數(shù)脈沖從CP1輸入，QA作為輸出端，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 (2)計(jì)數(shù)脈沖從CP2輸入，QDQCQB作為輸出端，為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 (3)若將CP2和QA相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP1輸入，QD、QC、QB、QA作為輸出端，則構(gòu)成異步8421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 (4)若將CP1與QD相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP2輸入，QA、二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理第99頁/共123頁 QD、QC、QB作為輸出端，則構(gòu)成異步5421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 (5)清零、置9功能 。 a)異步清零 當(dāng)R0(1)、R0(2)均為“1”

33、；S9(1)、S9(2)中有“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)異步清零功能，即QDQCQBQA0000。 b)置9功能 當(dāng)S9(1)、S9(2)均為“1”； R0(1)、R0(2)中有“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)置9功能，即QDQCQBQA1001。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理第100頁/共123頁表表13.1 74LS90功能表功能表輸 入輸 出功 能清 0置 9時(shí) 鐘QD QC QB QAR0(1)、R0(2)S9(1)、S9(2)CP1 CP21100 0000清 00011 1001置 90 00 0 1QA 輸 出二進(jìn)制計(jì)數(shù)1 QDQCQB輸出五進(jìn)制計(jì)數(shù) QAQDQCQBQA輸出8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)QD QAQDQ

34、CQB輸出5421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)1 1不 變保 持第101頁/共123頁第102頁/共123頁一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康臄?shù)字電路優(yōu)先編碼器或鎖存器、分頻器、振蕩數(shù)字電路優(yōu)先編碼器或鎖存器、分頻器、振蕩器、器、CP時(shí)鐘脈沖發(fā)生器等單元電路的綜合運(yùn)用；時(shí)鐘脈沖發(fā)生器等單元電路的綜合運(yùn)用；熟悉智力競賽熟悉智力競賽第103頁/共123頁二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)一個(gè)智力競賽搶答器設(shè)計(jì)一個(gè)智力競賽搶答器 要求：（1 1）同時(shí)供8 8名選手參加比賽，編號(hào)依次為 0 07 7各用一個(gè)搶答按鈕。給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開頭：給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開頭： 控制系統(tǒng)清零和搶答開始。搶答器具有數(shù)據(jù)

35、鎖存和顯示功能搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示功能 要求：一旦有選手搶答時(shí)，顯示選手編號(hào)，并禁止其他選手搶答。第104頁/共123頁二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求搶答器具有定時(shí)搶答功能搶答器具有定時(shí)搶答功能 要求：搶答時(shí)間為1515秒，倒計(jì)時(shí)，并有倒計(jì)時(shí)顯示功能。第105頁/共123頁1 1、分析要求，畫出原理圖、分析要求，畫出原理圖 總體框圖如圖12.112.1所示。 由主體電路和擴(kuò)展電路組成。（1 1）主體電路 完成基本搶答功能，即： 主持人按下?lián)尨疰I時(shí)，搶答開始，選手按搶答鍵，顯示其編號(hào)，同時(shí)鎖存并禁止其他選手搶答。三、設(shè)計(jì)原理與參考電路三、設(shè)計(jì)原理與參考電路第106頁/共123頁（2 2

36、）擴(kuò)展電路 完成定時(shí)搶答功能，即： 選手在設(shè)定時(shí)間內(nèi)（1515秒）搶答時(shí)，搶答有效，定時(shí)器停止計(jì)時(shí)，顯示編號(hào)和搶答時(shí)間，保持到主持人清零時(shí)為止。三、設(shè)計(jì)原理與參考電路三、設(shè)計(jì)原理與參考電路第107頁/共123頁搶答搶答按鈕按鈕主持人主持人控制開關(guān)控制開關(guān)優(yōu)選編優(yōu)選編碼電路碼電路控制控制電路電路鎖存器鎖存器設(shè)碼設(shè)碼電路電路顯示顯示電路電路秒脈沖秒脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生電路定時(shí)定時(shí)電路電路譯碼譯碼電路電路顯示顯示電路電路主主體體電電路路圖圖12.1 12.1 數(shù)字搶答器總體框圖數(shù)字搶答器總體框圖擴(kuò)擴(kuò)展展電電路路第108頁/共123頁2 2、單元電路設(shè)計(jì)、單元電路設(shè)計(jì)（1 1）搶答電路 兩個(gè)功能： 能分辨出按鍵的先后，鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，顯示編號(hào)； 禁止其余按鍵的輸入。三、設(shè)計(jì)原理與參考電路三、設(shè)計(jì)原理與參考電路第109頁/共123頁 優(yōu)先編碼器74LS148和RS鎖存