數(shù)電實(shí)驗(yàn)答案及指導(dǎo)

14/14數(shù)電實(shí)驗(yàn)答案及指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)一、常用電子儀器的使用

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、學(xué)習(xí)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中常用電子儀器的主要技術(shù)指標(biāo)、性能和正確使用方法。

2、初步掌握用示波器觀察正弦信號波形和讀取波形參數(shù)的方法。

電路實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)、基本功能和使用方法。

二、實(shí)驗(yàn)原理

在模擬電子電路實(shí)驗(yàn)中，要對各種電子儀器進(jìn)行綜合使用，可按照信號流向，以接線簡捷，調(diào)節(jié)順手，觀察與讀數(shù)方便等原則進(jìn)行合理布局。接線時(shí)應(yīng)注意，為防止外界干擾，各儀器的公共接地端應(yīng)連接在一起，稱共地。

1．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(guān)、頻率粗調(diào)和細(xì)調(diào)旋鈕進(jìn)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(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。

操作要領(lǐng)：

1）按下電源開關(guān)。

2）根據(jù)需要選定一個(gè)波形輸出開關(guān)按下。

3）根據(jù)所需頻率，選擇頻率范圍（選定一個(gè)頻率分擋開關(guān)按下）、分別調(diào)節(jié)頻率粗調(diào)和細(xì)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。

2．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(lǐng)：

1）為了防止過載損壞儀表，在開機(jī)前和測量前（即在輸入端開路情況下）應(yīng)先將量程開關(guān)置于較大量程處，待輸入端接入電路開始測量時(shí)，再逐檔減小量程到適當(dāng)位置。

2）讀數(shù)：當(dāng)量程開關(guān)旋到左邊首位數(shù)為“1”的任一擋位時(shí)，應(yīng)讀取0～10標(biāo)度尺上的示數(shù)。當(dāng)量程開關(guān)旋到左邊首位數(shù)為“3”的任一擋位時(shí)，應(yīng)讀取0～3標(biāo)度尺上的示數(shù)。

3）儀表使用完后，先將量程開關(guān)置于較大量程位置后，才能拆線或關(guān)機(jī)。

3．雙蹤示波器

示波器是用來觀察和測量信號的波形及參數(shù)的設(shè)備。雙蹤示波器可以同時(shí)對兩個(gè)輸入信號進(jìn)行觀測和比較。

操作要領(lǐng)：

1）時(shí)基線位置的調(diào)節(jié)開機(jī)數(shù)秒鐘后，適當(dāng)調(diào)節(jié)垂直（↑↓）和水平（←→）位移旋鈕，將時(shí)基線移至適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

2）清晰度的調(diào)節(jié)適當(dāng)調(diào)節(jié)亮度和聚焦旋鈕，使時(shí)基線越細(xì)越好（亮度不能太亮，一般能看清楚即可）。

3）示波器的顯示方式示波器主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(shí)，可選擇“Y1”或“Y2”其中一個(gè)按鈕按下。屬雙蹤顯示的有“交替”

和“斷續(xù)”，作雙蹤顯示時(shí)，為了在一次掃描過程中同時(shí)顯示兩個(gè)波形，采用“交替”顯示方式，

當(dāng)被觀察信號頻率很低時(shí)（幾十赫茲以下），可采用“斷續(xù)”顯示方式。

4）波形的穩(wěn)定為了顯示穩(wěn)定的波形，應(yīng)注意示波器面板上控制按鈕的位置：a）“掃描速率”（t/div）

開關(guān)根據(jù)被觀察信號的周期而定（一般信號頻率低時(shí)，開關(guān)應(yīng)向左旋。反之向右旋）。b）“觸

發(fā)源選擇”開關(guān)選內(nèi)觸發(fā)。c）“內(nèi)觸發(fā)源選擇”開關(guān)應(yīng)根據(jù)示波器的顯示方式來定，當(dāng)

顯示方式為單蹤時(shí)，應(yīng)選擇相應(yīng)通道（如使用Y1通道應(yīng)選擇Y1內(nèi)觸發(fā)源）的內(nèi)觸發(fā)源開關(guān)按下。

當(dāng)顯示方式為雙蹤時(shí)，可適當(dāng)選擇三個(gè)內(nèi)觸發(fā)源中的一個(gè)開關(guān)按下。d）“觸發(fā)方式”開關(guān)

常置于“自動(dòng)”位置。當(dāng)波形穩(wěn)定情況較差時(shí)，再置于“高頻”或“常態(tài)”位置，此時(shí)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(shí)，應(yīng)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(zhǔn)”位置（順時(shí)針旋到底）。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1．示波器內(nèi)的校準(zhǔn)信號

用機(jī)內(nèi)校準(zhǔn)信號（方波：f=1KHzVP—P=1V）對示波器進(jìn)行自檢。

1）輸入并調(diào)出校準(zhǔn)信號波形

①校準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)原理中有關(guān)示波器的描述，

正確設(shè)置和調(diào)節(jié)示波器各控制按鈕、有關(guān)旋鈕，將校準(zhǔn)信號波形顯示在熒光屏上。

②分別將觸發(fā)方式開關(guān)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。

2）校準(zhǔn)“校準(zhǔn)信號”幅度

將Y軸靈敏度“微調(diào)”旋鈕置“校準(zhǔn)”位置（即順時(shí)針旋到底），Y軸靈敏度開關(guān)置適當(dāng)位置，讀取信號幅度，記入表1—1中。

3）校準(zhǔn)“校準(zhǔn)信號”頻率

將掃速“微調(diào)”旋鈕置“校準(zhǔn)”位置，掃速開關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校準(zhǔn)信號周期，記入表1—1中。

2．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(guān)和Y軸靈敏度開關(guān)，測量信號源輸出電壓周期及峰峰值，計(jì)算信號頻率及有效值，記入表1—2中。

1）打開模擬電路實(shí)驗(yàn)箱的箱蓋，熟悉實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)、功能和使用方法。

2）將萬用表水平放置，使用前應(yīng)檢查指針是否在標(biāo)尺的起點(diǎn)上，如果偏移了，可調(diào)節(jié)“機(jī)械調(diào)零”，

使它回到標(biāo)尺的起點(diǎn)上。測量時(shí)注意量程選擇應(yīng)盡可能接近于被測之量，但不能小于被測之量。測電阻時(shí)每換一次量程，必須要重新電氣調(diào)零。

3）用交流電壓檔測量實(shí)驗(yàn)箱上的交流電源電壓6V、10V、14V；用直流電壓檔測量實(shí)驗(yàn)箱上的直流電源電壓±5V、±12V；用電阻檔測量實(shí)驗(yàn)箱上的10Ω、1KΩ、10KΩ、100KΩ電阻器，將測量結(jié)果記入自擬表格中。

五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1．畫出各儀器的接線圖。

答：各儀器的接線圖如下：

或

2．列表整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析總結(jié)。

表1—1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值完全相同，表1—2的實(shí)驗(yàn)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)生誤差的原因可能是：

（1）視覺誤差

（2）儀表誤差

3．問答題：

1）某實(shí)驗(yàn)需要一個(gè)f=1KHz、ui=10mv的正弦波信號，請寫出操作步驟。

答：操作步驟：

①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(jī)前先將交流毫伏

表量程開關(guān)置于較大量程處，待接通電源開關(guān)開始測量時(shí)，再逐檔減小量程到適當(dāng)位置。

②按下信號發(fā)生器的正弦波形輸出開關(guān)，選擇頻率范圍1K開關(guān)按下，然后分別調(diào)節(jié)頻率粗調(diào)和細(xì)調(diào)

旋鈕，在頻率顯示屏上顯示1KHz即可。

③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(biāo)尺上讀取。

2）為了儀器設(shè)備的安全，在使用信號發(fā)生器和交流毫伏表時(shí)，應(yīng)該注意什么？

答：①在使用信號發(fā)生器時(shí)，應(yīng)該注意信號發(fā)生器的輸出端不允許短路。

②在使用交流毫伏表時(shí)，為了防止過載損壞儀表，在開機(jī)前和輸入端開路情況下,應(yīng)先將量程開關(guān)

置于較大量程處，待輸入端接入電路開始測量時(shí)，再逐檔減小量程到適當(dāng)位置。

3）要穩(wěn)定不同輸入通道的波形時(shí)，應(yīng)如何設(shè)置內(nèi)觸發(fā)源選擇開關(guān)？

答：要穩(wěn)定不同輸入通道的波形時(shí)，可按下表設(shè)置內(nèi)觸發(fā)源選擇開關(guān)？

4）一次實(shí)驗(yàn)中，有位同學(xué)用一臺(tái)正常的示波器去觀察一個(gè)電子電路的輸出波形，當(dāng)他把線路及電源都接通后，在示波器屏幕上沒有波形顯示，請問可能是什么原因，應(yīng)該如何操作才能調(diào)出波形來？

實(shí)驗(yàn)二晶體管共射極單管放大器

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)式方法和測量方法。

2．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。3．熟悉常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用。

二、實(shí)驗(yàn)原理

圖2—1為電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定單管放大器實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。當(dāng)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(gè)與輸入信號相位相反、幅值被放大了的輸出信號，從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1、信號發(fā)生器

2、雙蹤示波器

3、交流毫伏表

4、模擬電路實(shí)驗(yàn)箱

5、萬用表

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1．測量靜態(tài)工作點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)電路如圖2—1所示，它的靜態(tài)工作點(diǎn)估算方法為：

UB≈

2

11BBCC

BRRUR+?

圖2—1共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖

IE＝

E

BE

BRUU-≈IcUCE=UC

C－IC（RC＋RE）

實(shí)驗(yàn)中測量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)在輸入信號為零的情況下進(jìn)行。

1）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）。2）檢查接線無誤后，接通電源。

3）用萬用表的直流10V擋測量UE=2V左右，如果偏差太大可調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)（電位器RP）。然后測量UB、UC，記入表2—1中。

表2—1

B2入表2—1中。5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可用：IC≈IE＝

E

E

RU或IC＝CCCCRUU-

UBE＝UB－UE

UCE＝UC－UE

計(jì)算出放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。2．測量電壓放大倍數(shù)

各儀器與放大器之間的連接圖

關(guān)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(gè)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）用示波器觀察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—2

3）用雙蹤示波器觀察輸入和輸出波形的相位關(guān)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SiSi

iiiRuuuIuR-==

輸出電阻LL

ORuuR）（10

-=

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(fù)載電阻RL，保持uS不變，測量輸出電壓u0，記入表2—3中。

五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1．列表整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，把實(shí)測的靜態(tài)工作點(diǎn)與理論值進(jìn)行比較、分析。

BEB

－UE＝0.6V，而理論為0.7V，產(chǎn)生誤差的原因可能是UB、UE的值接近，這種接近的兩個(gè)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(diǎn)對放大器性能的影響。

答：靜態(tài)工作點(diǎn)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(diǎn)偏高，放大器在加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)u。的負(fù)半周將被削底；

如工作點(diǎn)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要求。所以在選定工作點(diǎn)以后還必須進(jìn)行動(dòng)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要求。如不滿足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。

3．怎樣測量RB2阻值？

答：測量在線電阻時(shí)，要確認(rèn)被測電路沒有并聯(lián)支路并且被測電路所有電源已關(guān)斷及所有電容已完全放電時(shí)，才可進(jìn)行；因此本實(shí)驗(yàn)測量RB2時(shí)要將開關(guān)K斷開。測量前先將開關(guān)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(shí)不同倍率檔的零點(diǎn)不同，每換一檔都應(yīng)重新進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：在靜態(tài)工作點(diǎn)相同情況下

①RL越大，AV越大；RL越小，AV越?。?/p>

②RC越大，AV越大；RC越小，AV越?。籄V與RL//RC成正比。實(shí)驗(yàn)滿足

beC

LVrR

RA//

β

-

=公式。

③輸入ui與輸出uo的波形相位相反。

實(shí)驗(yàn)五組合邏輯電路的設(shè)計(jì)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

學(xué)習(xí)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與測試方法。

二、實(shí)驗(yàn)用儀器、儀表

數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、萬用表、74LS00

三、設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)計(jì)一個(gè)四人無棄權(quán)表決電路（多數(shù)贊成則提案通過），本設(shè)計(jì)要求采用4-2輸入與非門實(shí)現(xiàn)。

設(shè)計(jì)步驟：（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1

表2

（2）由卡諾圖得出邏輯表達(dá)式，并演化成“與非”的形式

①Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD（8個(gè)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）＝CDABADBC???或BDACADBC???

②Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD（8個(gè)與非門）

＝AB（C＋D）＋CD（A＋B）＝AB（AC＋BD）＋CD（AC＋BD)＝（AC＋BD）（AB＋CD）＝CDABBDAC???

③Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD（8個(gè)與非門）

＝A（BC＋BD）＋C（AD＋BD）＝BDADCBDBCA?????或＝A（BC＋CD）＋B（CD＋AD）＝ADCDBCDBCA?????或＝A（BC＋CD）＋D（AC＋AD）＝BC

ACDBDBCA?????

或＝B（AC＋AD）＋D（AC＋BC）＝BCACDADACB?????

④Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD（13個(gè)與非門）＝AB（C＋D）＋CD（A＋B）＝

BACDD

CAB??+??

＝BACDDCAB??+??＝)()(BACDDCAB?????

實(shí)驗(yàn)六用中規(guī)模組合邏輯器件設(shè)計(jì)組合邏輯電路

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)使用中規(guī)模集成芯片實(shí)現(xiàn)多功能組合邏輯電路的方法。二、設(shè)計(jì)任務(wù)

用數(shù)據(jù)選擇器74LS151或3/8線譯碼器設(shè)計(jì)一個(gè)多功能組合邏輯電路。該電路具有兩個(gè)控制端C1C0，控制著電路的功能，當(dāng)C1C0＝00時(shí)，電路實(shí)現(xiàn)對輸入的兩個(gè)信號的或的功能；當(dāng)C1C0＝01時(shí)，電路實(shí)現(xiàn)對輸入的兩個(gè)信號的與的功能；當(dāng)C1C0＝10時(shí)，電路實(shí)現(xiàn)對輸入的兩個(gè)信號的異或的功能；當(dāng)C1C0＝11時(shí)，電路實(shí)現(xiàn)對輸入的兩個(gè)信號的同或的功能。三、設(shè)計(jì)過程

（1）根據(jù)題意列出真值表如下所示，再填入卡諾圖中。

（2）、建立Y（C1、C0、A、B）的卡諾圖及降維圖，如圖所示。

F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(shí)現(xiàn)。如上圖所示。這時(shí)，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=B,D6=B,D7=B6B5B（4）、F函數(shù)邏輯圖如下圖所示

四、實(shí)驗(yàn)用儀器、儀表

數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、萬用表、74LS151、74LS00。

五、實(shí)驗(yàn)步驟

1．檢查導(dǎo)線及器件好壞。

2．按上圖連接電路。C1、C0、A、B分別接邏輯開關(guān)，檢查無誤后接通電源。

3．按真值表逐項(xiàng)進(jìn)行測試并檢查是否正確，如有故障設(shè)法排除。

4．結(jié)果無誤后記錄數(shù)據(jù)后拆線并整理實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)證明，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值完全一致。設(shè)計(jì)正確。

六、設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過程的收獲與體會(huì)。

1、設(shè)計(jì)過程的收獲與體會(huì)：

①設(shè)計(jì)前要將真值表列出。

②用低維數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)高維邏輯函數(shù)時(shí)，首先要降維，將多出的變量作為記圖變量。當(dāng)需要降維處理時(shí)，將誰作為記圖變量是任意的，但結(jié)果是不同的。因此要進(jìn)行降維時(shí)，要確定哪幾個(gè)變量作為數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量。

③可用ElectronicsWorkbench進(jìn)行仿真。以驗(yàn)證設(shè)計(jì)正確與否。

2、實(shí)驗(yàn)過程的收獲與體會(huì)：

①74LS151的第七腳必須接低電平；

②出現(xiàn)故障時(shí)，首先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(guān)相同。如不相符，則可能存在斷路現(xiàn)象。如相同，則檢查其輸出是否與相應(yīng)數(shù)據(jù)端輸入相同，如相同，可能存在設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，如不同，則可能器件已損壞。

③實(shí)驗(yàn)邏輯電路圖最好把集成塊的引腳標(biāo)上，以便接線和檢查。

1、用數(shù)據(jù)選擇器74LS151或3/8線譯碼器設(shè)計(jì)一個(gè)多功能組合邏輯電路。該電路具有兩個(gè)控制端C1C0，

控制著電路的功能，當(dāng)C1C0＝00時(shí)，電路實(shí)現(xiàn)對輸入的兩個(gè)信號的或的功能；當(dāng)C1C0＝01時(shí)，電路實(shí)現(xiàn)對輸入的兩個(gè)信號的與的功能；當(dāng)C1C0＝10時(shí)，電路實(shí)現(xiàn)對輸入的兩個(gè)信號的異或的功能；當(dāng)C1C0＝11時(shí)，電路實(shí)現(xiàn)對輸入的兩個(gè)信號的同或的功能。

)()()()(01010101BACCBACCBACCBACCY+⊕+?++=

BA

CCBACCBACCBACCABCCAABCCACCY)(01010101010101+++++++=CCBACCBCCABBABAY0101010101010101+++++++=BACCBACCBACCBACCABCCBACCBACCY)1(01010101010101+++++++=

設(shè)A2=C1A1=C0A0=A⊙

BmBmBmBmBm0m1mBm76543210?+?+?+?+?+?+?+?=Y

0121657430========DDBDDBDDDD

用138器件：

Y=1C0C(A+B)+1CC0(AB)+C10C(AB)+C1C0(AB)設(shè)D=C1C=C0B=AA=A

(C1=2S(1)=3S(1)=S1(2)

（實(shí)驗(yàn)用74LS138一塊、74LS20一塊、74LS00一塊）

2、用3—8譯碼器74LS138設(shè)計(jì)一個(gè)三位二進(jìn)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：

22AQ=

)mmm(m)mmm(m543254321+++++++=KKQ54325432mmmm)mmm(m???=+++=

)mmmm()mmmm(742165210+++++++=KKQ74216521mmmmmmmm????+????=KK

74216521mmmmmmmm?????????=KK（實(shí)驗(yàn)用74LS138一塊、74LS20二塊、74LS00一塊共四塊）或

746521mmmm)m(m?+??++=KK

)m(m)m(m)m(m746521+++++=KK

746521mmmmKmm???????=K（實(shí)驗(yàn)用74LS138一塊、74LS20一塊、74LS00二塊共四塊）

3、用3—8譯碼器74LS138設(shè)計(jì)一個(gè)二進(jìn)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：

Sn＝K(m1+m2+m4+m7)+K(m1+m2+m4+m7)=m1+m2+m4+m7=7421mmmm???Cn＝K(m3+m5+m6+m7)+K(m1+m2+m3+m7)

＝73217653mmmmmmmm?????????KK

(m3+m7)+K(m5+m6)+K(m1+m2)＝(m3+m7)+K65mm?+K21mm?=216573mmmmKmm?????K（實(shí)驗(yàn)用74LS138一塊、74LS20一塊、74LS00二塊共四塊）

實(shí)驗(yàn)七設(shè)計(jì)一個(gè)四位可逆二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的使用方法及功能測試方法。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求

用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)異步四位二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器。

三、設(shè)計(jì)過程

（1）根據(jù)題意列出加計(jì)數(shù)狀態(tài)表和驅(qū)動(dòng)表，如下表所示。

（2）用卡諾圖化簡，如下圖所示。求得各位觸器的驅(qū)動(dòng)信號的表達(dá)式

33QD=

22QD=

11QD=

00QD=

（2）用卡諾圖化簡，如下圖所示。求得各位觸器的時(shí)鐘方程的表達(dá)式

23QCP=

12QCP=

01QCP=

CPCP=0

（3）根據(jù)題意列出減計(jì)數(shù)狀態(tài)表和驅(qū)動(dòng)表，如下表所示。

33QD=

22QD=

11QD=

00QD=

（2）用卡諾圖化簡，如下圖所示。求得各位觸器的時(shí)鐘方程的表達(dá)式

23QCP=

12QCP=

01QCP=

CPCP=0

由上分析可知：加減計(jì)數(shù)只在于時(shí)鐘CP的不同，若要使一個(gè)電路能夠可逆計(jì)數(shù)，增設(shè)一控制開關(guān)，就可實(shí)現(xiàn)。設(shè)K＝1時(shí)為加計(jì)數(shù)，設(shè)K＝0時(shí)為減計(jì)數(shù)，

加法：CPn＝1-nQK減法：CPn＝1-nQK則有：CPn＝1-⊕nQK

(或如K=0時(shí)為加法：CPn＝1-?nQK

K=1時(shí)為減法：CPn＝

1-nKQ＝1-nQK

則有：CPn=1-⊕nQK）

四、可逆計(jì)數(shù)器邏輯圖如下：

四、實(shí)驗(yàn)用儀器、儀表

數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、萬用表、74LS74、CC4030五、實(shí)驗(yàn)步驟六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)八設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的使用方法及功能測試方法。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求

采用（74LS192）復(fù)位法或預(yù)置數(shù)法設(shè)計(jì)一個(gè)三位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。要求各位同學(xué)設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量是自己學(xué)號的最后三位數(shù)字。

三、設(shè)計(jì)過程

74LS192

圖所示。

表74LS192（CC40192）的功能

用M進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器可以構(gòu)成N（任意）進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。通常用反饋清零法和反饋置數(shù)法。當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)N＞M時(shí)，則要用多片M進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成。其計(jì)數(shù)規(guī)律為：當(dāng)?shù)臀挥?jì)數(shù)器沒有達(dá)到計(jì)數(shù)的最大值時(shí)，如74LS192的1001時(shí)，其高位芯片應(yīng)處于保持狀態(tài)，只有當(dāng)?shù)臀恍酒?jì)數(shù)達(dá)到最大值時(shí)，給相鄰的高位芯片計(jì)數(shù)器發(fā)一個(gè)信號，使其脫離保持狀態(tài)，進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。現(xiàn)以233為例為計(jì)數(shù)容量進(jìn)行設(shè)計(jì)。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(gè)

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(jìn)制計(jì)數(shù)器，因此保留哪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，接線最為簡單。方案一：

方案三：

LD＝（Q1Q0）百（Q1Q0）拾（Q2Q0）個(gè)（或LD＝CO）

初態(tài)：0000（或1000－332＝668）

終態(tài)：332－1＝331即：001100110001（或999）

四、實(shí)驗(yàn)用儀器、儀表

數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、萬用表、74LS192、74LS00、74LS20、74LS08等

五、實(shí)驗(yàn)步驟

①清零法：

1．檢查導(dǎo)線及器件好壞（即加上電源后，按74LS192的功能表進(jìn)行檢測）。

2．按上圖連接電路。LD、CPD分別接邏輯開關(guān)并置為高電平，百位（74LS192（3））、拾位、個(gè)位的Q3、Q2、Q1、Q0分別接發(fā)光二極管或數(shù)碼管，計(jì)數(shù)脈沖接手動(dòng)或1Hz時(shí)鐘脈沖。檢查無誤后接通電源。3．加入CP進(jìn)行測試并檢查結(jié)果是否正確，如有故障設(shè)法排除。

4．結(jié)果無誤后記錄數(shù)據(jù)后拆線并整理實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

實(shí)驗(yàn)證明，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值完全一致。設(shè)計(jì)正確。

②置數(shù)法：

1.檢查導(dǎo)線及器件好壞（即加上電源后，按74LS192的功能表進(jìn)行檢測）。

2.按上圖連接電路。CR、CP

D分別接邏輯開關(guān)并置為高電平，百位（74LS192（3））、拾位、個(gè)位的Q

3

、

Q2、Q1、Q0分別接發(fā)光二極管或數(shù)碼管，計(jì)數(shù)脈沖接手動(dòng)或1Hz時(shí)鐘脈沖。檢查無誤后接通電源。

3.加入CP測試并檢查結(jié)果是否正確，如有故障設(shè)法排除。

4.結(jié)果無誤后記錄數(shù)據(jù)后拆線并整理實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

實(shí)驗(yàn)證明，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值完全一致。設(shè)計(jì)正確。

六、設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過程的收獲與體會(huì)。

1、設(shè)計(jì)過程的收獲與體會(huì)：

①設(shè)計(jì)前要確定是用清零法還是置數(shù)法。

②要將狀態(tài)表列出。特別是置數(shù)法，要保留哪幾種狀態(tài)方法有多種。

③可用ElectronicsWorkbench進(jìn)行仿真。以驗(yàn)證設(shè)計(jì)正確與否。

2、實(shí)驗(yàn)過程的收獲與體會(huì)：

①CC40192的CR、LD、CP

端不能懸空；

D

端的電平狀態(tài)。如不相符，則可能存在斷

②出現(xiàn)故障時(shí)，首先檢查電源，然后檢查CP，CR、LD、CP

D

路現(xiàn)象。如相同，可能存在設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，或者可能器件已損壞。

③實(shí)驗(yàn)邏輯電路圖最好把集成塊的引腳標(biāo)上，以便接線和檢查。

實(shí)驗(yàn)九設(shè)計(jì)一個(gè)串行累加器

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．學(xué)習(xí)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(yīng)用一一構(gòu)成串行累加器和環(huán)形計(jì)數(shù)器。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求

用移位寄存器設(shè)計(jì)一個(gè)串行累加器。要求將已分別存于四位移位寄存器Ra和Rb中的兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)A、B按位相加，其和存于移位寄存器Rs中。

三、設(shè)計(jì)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，它的功能是將本身寄存的數(shù)和另一個(gè)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(shè)開始時(shí)，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(jìn)位觸發(fā)器D已被清零。在第一個(gè)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(gè)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(jìn)位觸發(fā)器D端，且兩個(gè)移位寄存器中的內(nèi)容都向右移動(dòng)一位。全加器各輸出為：

Sn＝A1+B1+C0＝S1，Cn＝C1

在第二個(gè)脈沖到來之后，兩個(gè)移位寄存器中的內(nèi)容都又向右移動(dòng)一位，S1