實(shí)驗(yàn)一組合邏輯電路設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)一組合邏輯電路設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉應(yīng)用中小規(guī)模數(shù)字集成電路的工程技術(shù)；2、掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。二、設(shè)計(jì)步驟對(duì)于某些對(duì)象的啟動(dòng)/停止或者打開/閉合等一類二值控制問題(電氣工程稱之為乒乓控制)，往往可以抽象歸納成為邏輯問題。使用數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)解決這一邏輯問題的電路系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)邏輯控制。使用小規(guī)模(SSI)數(shù)字集成電路進(jìn)行組合邏輯電路設(shè)計(jì)的步驟是：1、分析實(shí)際問題進(jìn)行邏輯抽象：定義輸入或輸出變量并進(jìn)行邏輯賦值，即確定True(1)或False(0)表示的含義。在此基礎(chǔ)上列出邏輯真值表。2、由真值表寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式并化簡為最簡式。3、按照化簡后的表達(dá)式畫出邏輯函數(shù)原理圖。為了降低電路成本、便于系統(tǒng)安裝和未來維修，有經(jīng)驗(yàn)的工程師常常設(shè)法用盡可能少的數(shù)字集成電路種類和芯片數(shù)目來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。因此2,3兩步驟應(yīng)統(tǒng)籌考慮。4、查閱集成電路手冊(cè)確定電路中所使用的芯片型號(hào)和具體的引腳連接關(guān)系。5、正確地焊接(連接)電路，在確認(rèn)無誤后上電試驗(yàn)，測試電路的邏輯關(guān)系是否實(shí)現(xiàn)真值表(解決邏輯問題)。當(dāng)然，這需要解決全部有關(guān)邏輯變量的狀態(tài)設(shè)定和輸出邏輯狀態(tài)的測試問題。值得說明，一種專門測試邏輯電平的常用工具是“邏輯筆”。三、設(shè)計(jì)要求請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)組合邏輯電路解決如下邏輯問題：1、某競技運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目設(shè)主裁判一名，副裁判兩名。比賽規(guī)則是：主裁判和至少一名副裁判判定某運(yùn)動(dòng)員勝利，則該運(yùn)動(dòng)員取勝。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電子裁判機(jī)。2、某儲(chǔ)液罐設(shè)有大小各一個(gè)補(bǔ)液泵和高、中、低液位傳感器。三個(gè)傳感器都在頁面低于其監(jiān)測的位置時(shí)發(fā)出信號(hào)，否則沒有信號(hào)輸出。由于結(jié)構(gòu)上的原因，高位傳感器不會(huì)出故障；其余兩個(gè)傳感器在液面高于其監(jiān)測位置時(shí)決不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的信號(hào)輸出，但卻可能在故障時(shí)發(fā)不出信號(hào)來。設(shè)計(jì)電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下控制要求：液面達(dá)到或超過高位時(shí)補(bǔ)液泵全停；液面低于高位而高于中位時(shí)，小泵啟動(dòng)工作，大泵停止；液面低于中位而高于低位時(shí)，大泵啟動(dòng)工作，小泵停止；液面低于低位時(shí)，大小兩泵同時(shí)啟動(dòng)工作。在實(shí)現(xiàn)上述控制要求的同時(shí)給出傳感器發(fā)生故障的報(bào)警信號(hào)。

四、實(shí)驗(yàn)器材1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱，一個(gè)2、直流穩(wěn)壓電源，一臺(tái)3、數(shù)字集成電路芯片五、預(yù)習(xí)內(nèi)容1、掌握門電路的邏輯功能，熟悉有關(guān)數(shù)字集成電路的種類、型號(hào)、封裝結(jié)構(gòu)和引腳分配。2、完成設(shè)計(jì)的1?4步。提出實(shí)驗(yàn)所需的芯片型號(hào)及數(shù)量。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告在實(shí)驗(yàn)成功結(jié)束后，學(xué)生應(yīng)認(rèn)真撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，內(nèi)容主要包括：1、每步驟的設(shè)計(jì)結(jié)果（如真值表、邏輯圖等）及其必要的說明。2、實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的問題及解決方案，處理結(jié)果。實(shí)驗(yàn)二計(jì)數(shù)器集成電路的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器的應(yīng)用2、掌握BCD--7段譯碼器的應(yīng)用二、實(shí)驗(yàn)原理計(jì)數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)的基本部件之一，它不僅用來計(jì)數(shù)輸入脈沖數(shù)目，而且還可以用來完成定時(shí)和數(shù)字運(yùn)算等特定的邏輯功能。計(jì)數(shù)器按工作方式可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)制可分為二進(jìn)制、十進(jìn)制和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)過程中計(jì)數(shù)器數(shù)字增減來分類，可以分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和加減兼有的可逆計(jì)數(shù)器。本實(shí)驗(yàn)我們建議選用74LS160集成計(jì)數(shù)器作為計(jì)數(shù)器件。中規(guī)模74LS160A為十進(jìn)制可予置同步計(jì)數(shù)器，它由四個(gè)D型觸發(fā)器和若干個(gè)門電路組成，具有同步計(jì)數(shù)，同步予置初值、計(jì)數(shù)允許禁止控制、異步清零等功能。應(yīng)用兩個(gè)計(jì)數(shù)使能端P、T'CR’為異步清除輸入端（低電平有效）。'LD’為同步并行置入控制端（低電平有」口2|C7|VuuooL區(qū)3cQQsQnJnJ-J-J]和一個(gè)進(jìn)位輸出端，可實(shí)現(xiàn)多位同步計(jì)數(shù)器的亦|_級(jí)聯(lián)。其管腳分配如圖2—1所示。其中'CO’匚『［為進(jìn)位輸出端，'CTp'為計(jì)數(shù)控制端，'CTt'doL為計(jì)數(shù)控制端（兩者為邏輯與關(guān)系），'Q0?u「Q3'為計(jì)數(shù)輸出端，'D0?D3'為初值數(shù)據(jù)并山「行輸入端，'CP'為時(shí)鐘輸入端（上升沿有效），

效）。當(dāng)LD端出現(xiàn)有效電平時(shí)，‘'CR’為異步清除輸入端（低電平有效）。'LD’為同步并行置入控制端（低電平有」口2|C7|VuuooL區(qū)3cQQsQnJnJ-J-J]在數(shù)字系統(tǒng)中，顯示器的產(chǎn)品很多，如熒光數(shù)碼管、半導(dǎo)體、顯示器液晶顯示和輝光數(shù)碼管等。數(shù)顯的顯示方式一般有三種，一是重疊式顯示，二是點(diǎn)陣式顯示，三是分段式顯示。工程上常用發(fā)光二極管LED）七段數(shù)碼顯示器。因?yàn)樗懈吡炼?、低功耗、長壽命、多顏色、多規(guī)格等特點(diǎn)。它用七只LED制成七段筆畫（分別稱之為a,b,c,d,e,f,g）構(gòu)成“8”的形狀。因此只要將BCD碼表示的數(shù)字按照字形，對(duì)應(yīng)地點(diǎn)燃相關(guān)的a段至g段LED，就實(shí)現(xiàn)了計(jì)數(shù)顯示。這一點(diǎn)，應(yīng)用組合邏輯設(shè)計(jì)的技術(shù)不難實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，譯碼電路不算簡單，并且要解決通用邏輯電路的扇出能力問題，就是說要加電流（或功率）驅(qū)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)上述功能的譯碼驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品種類很多。而且要根據(jù)具體的數(shù)碼顯示器的型號(hào)種類及其工作原理來選用。本實(shí)驗(yàn)中，我們選用常用了共陰極LED數(shù)碼管及其譯碼驅(qū)動(dòng)器74LS248BCD碼4—7段譯碼驅(qū)動(dòng)器。譯碼驅(qū)動(dòng)顯示的原理框圖如圖2—2所示。圖on得碼顯示原理圖74LS248譯碼驅(qū)動(dòng)器管腳排列如圖2—3。三、實(shí)驗(yàn)要求與提示1、分別設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。每個(gè)計(jì)數(shù)器通過各自的譯碼顯示電路分別顯示個(gè)位數(shù)和十位數(shù)（稱為“靜態(tài)譯碼”）。原理框圖如圖2—4。

這將涉及任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)問題。實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法之一是“反饋歸零法”，即在某一集成計(jì)數(shù)器電路的基礎(chǔ)上加一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娐?，?dāng)計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)達(dá)到要求時(shí)，該電路向計(jì)數(shù)器的復(fù)位端送出一個(gè)復(fù)位脈沖，使計(jì)數(shù)器復(fù)位至0狀態(tài)。圖2—5是應(yīng)用本法由74LS160組成的六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)然，這將使計(jì)數(shù)系統(tǒng)中頻頻出現(xiàn)瞬間的誤碼。由于人們的“視覺暫留效應(yīng)”和大多數(shù)物理設(shè)備的大慣性，該方案尚有用途。另外的優(yōu)選方案是“反饋賦值法”，同學(xué)們可參考教科書相關(guān)內(nèi)容，并在有條件的情況下實(shí)現(xiàn)之。圖2-62、設(shè)計(jì)一個(gè)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)譯碼顯示。利用J-K觸發(fā)器與非門和74LS160組成二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，再通過各自的譯碼顯示電路分別顯示個(gè)位數(shù)和十位數(shù)。其接線電路圖如圖2-6所示。J-K觸發(fā)器可采用74LS112雙JK觸發(fā)器。其管腳排列如附錄。與非門可用四重二輸入與非門74LS00O四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能測試按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路圖接線，檢查無誤后，接通5V直流電源。在輸入端輸入單次脈沖，觀察顯示器狀態(tài)，并記錄結(jié)果。在輸入端輸入連續(xù)脈沖，觀察顯示器狀態(tài)，并記錄結(jié)果。2、二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能測試按圖2-6接線，檢查無誤后，接通5V直流電源。、(3)同上。五、實(shí)驗(yàn)器材1、數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱1臺(tái)2、直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)3、集成電路74LS16074LS11274LS248和七段LED74LS00六、預(yù)習(xí)要求1、復(fù)習(xí)譯碼、顯示、計(jì)數(shù)器工作原理和邏輯電圖。2、查閱有關(guān)手冊(cè)，熟悉各芯片管腳排列及邏輯功能。3、設(shè)計(jì)出各計(jì)數(shù)器電路接線圖。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿意后應(yīng)請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查，在征得老師同意后方可拆除實(shí)驗(yàn)線路或進(jìn)行下一項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)后尚應(yīng)及時(shí)送交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，主要內(nèi)容是：1、設(shè)計(jì)原理圖及必要的說明(工作原理及設(shè)計(jì)考慮)；2、元器件清單(含參數(shù))；3、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目2若允許使用2片74160，你的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。4、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及其解決途徑實(shí)驗(yàn)三555定時(shí)器的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解555定時(shí)器的工作原理。2、掌握用555集成定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路和矩形波發(fā)生器電路的技術(shù)；測試電路的工作性能。二、實(shí)驗(yàn)原理555定時(shí)器是一種中規(guī)模集成電路，只要在外部配上適當(dāng)?shù)淖枞菰?，就可以方便地?gòu)成史密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及多諧振蕩器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。該器件的電源電壓為4.5?18V，驅(qū)動(dòng)電流比較大，一般在200mA左右，并能與TTL、CMOS邏輯電平相兼容。555定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖及管腳排列如圖3—1(a)、(b)所示。555定時(shí)器內(nèi)部含有兩個(gè)電壓比較器A］、A2，一個(gè)基本RS觸發(fā)器，一個(gè)放電三極管T，以及由三個(gè)電阻組成的分壓器。在VCC和地之間加上電壓，并讓V捧空，則A］比較器的參考電壓為2/3VCC，A2比較器的參考電壓為1/3VCC。若A2比較器的TR觸發(fā)端輸入電壓V2W|vcc，則A2比較器輸出為0,可使基本RS觸發(fā)器置1,使輸—_…、,,、山、一入，一2，，一、出端Q=1。若A1比較器的TH閥值端輸入電壓V6NyVCC時(shí)，則E比較器輸出為0,可使基本RS觸發(fā)器置0,使輸出端Q為0。若復(fù)位端RD=0,則基本RS觸發(fā)器置0,Q=0。V口為控制電壓端，、的電壓加入，可改變兩比較器的參考電壓，使vth=v°vtr=2v口。若不用該功能時(shí)，可通過電容(通常為0.01UF)接地。放電三級(jí)管T1的輸出端Dis為集電極開路輸出。定時(shí)器的功能說明見表3—1表3—1555定時(shí)器功能表輸入輸出~RD，TRvoT的狀態(tài)0XX低導(dǎo)通1WVCCN:VCC低道通1<3VCCN!VCC不變不變1<3VCC<3VCC高截止1NtVcc<3VCC高截止從555功能表及其原理圖可見，只要在其相關(guān)的輸入端輸入相應(yīng)的信號(hào)就可得到各種不同的電路。由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、矩形脈沖發(fā)生器的原理電路分別如圖3—2(a)、(b)所示。請(qǐng)讀者參考教科書的有關(guān)內(nèi)容設(shè)計(jì)多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路。其中關(guān)鍵的結(jié)論如下：①多諧振蕩器的周期和占空比：T=(R]+R2)Cln2；q=R*R.12R+2R②單穩(wěn)態(tài)電路的脈沖寬度為TW=1.1RC.￡13-2II：泡以擒=＞反主隹￡13-2II：泡以擒=＞反主隹在圖（a）中，若VI端加入一個(gè)負(fù)沿輸入的管脈沖，則在Q端輸出延時(shí)的正脈沖信號(hào)，脈沖寬度由設(shè)計(jì)者選擇的RC參數(shù)決定。在圖（b）中，調(diào)節(jié)RW，可產(chǎn)生脈寬可變的方波輸出。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、應(yīng)用555定時(shí)器設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器電路。1）對(duì)照自己設(shè)計(jì)的電路圖接線，檢查接線無誤后，接通電源。2）用示波器觀察輸出端波形，測量其脈沖寬度變化及周期，記錄結(jié)果。3）調(diào)節(jié)RW，重復(fù)步驟2），觀察波形變化。2、應(yīng)用555定時(shí)器實(shí)現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路1）參照自行設(shè)計(jì)的電路圖接線，檢查接線無誤后，接通電源。2）接入連續(xù)脈沖V］，用示波器觀察輸出端波形，并測量脈沖波的脈沖寬度，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3）調(diào)節(jié)RW，觀察輸出波形的變化。3、（附加選作）應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路，兩組同學(xué)合作實(shí)現(xiàn)如下圖所示的設(shè)計(jì)要求。

四、預(yù)習(xí)要求1、復(fù)習(xí)555定時(shí)器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2、計(jì)算出實(shí)驗(yàn)電路中555定時(shí)器應(yīng)用時(shí)的理論值tw。TOC\o"1-5"\h\z3、擬出記錄測量結(jié)果的表格。可五、實(shí)驗(yàn)器材1、模擬與數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱1臺(tái)2、雙蹤示波器1臺(tái)3、函數(shù)發(fā)生器1臺(tái)4、直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)5、555集成電路1片6、電阻、電容元件若干，導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)四時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)四時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)1、熟悉綜合應(yīng)用中、小規(guī)模數(shù)字集成電路的工程技術(shù)；2、掌握同步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。二、設(shè)計(jì)步驟在可以抽象歸納成為邏輯函數(shù)的問題中，有相當(dāng)多的實(shí)例屬于時(shí)序邏輯問題。就是說問題的結(jié)果不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入（或原因）狀態(tài)，而且與此前系統(tǒng)的狀態(tài)相關(guān)。應(yīng)用時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)解決該問題的電路系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯控制。使用中、小規(guī)模（MSI&SSI）數(shù)字集成電路進(jìn)行同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)的步驟是：1、分析實(shí)際問題進(jìn)行邏輯抽象：定義輸入或輸出變量并進(jìn)行邏輯賦值，即確定True（1域False（0）表示的含義。根據(jù)實(shí)際問題確定系統(tǒng)（電路）的狀態(tài)個(gè)數(shù)、含義及其轉(zhuǎn)換順序和轉(zhuǎn)換條件。為清晰表述，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。2、狀態(tài)化簡：若兩個(gè)狀態(tài)在相同的輸入下有相同的次態(tài)和相同的輸出，則這兩個(gè)狀態(tài)是等價(jià)狀態(tài)。將等價(jià)狀態(tài)合并為一個(gè)狀態(tài)，即為本步驟的工作。3、狀態(tài)分配：按照n位二值編碼總數(shù)2n應(yīng)不少于系統(tǒng)定義的有效狀態(tài)數(shù)的原則選擇合理的狀態(tài)編碼字長和碼字。例如第一個(gè)狀態(tài)編碼選“001”，第二個(gè)狀態(tài)選“010”……4、按照狀態(tài)分配的碼長，選定觸發(fā)器的個(gè)數(shù)；根據(jù)狀態(tài)編碼和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖寫出狀態(tài)方程和輸出方程。（簡單情況下可以用卡諾圖法。）設(shè)計(jì)者選定的觸發(fā)器的種類后，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和該種類觸發(fā)器的特性方程推知電路的驅(qū)動(dòng)方程，最后畫出該時(shí)序邏輯電路的原理圖。有經(jīng)驗(yàn)的工程師常常在選定觸發(fā)器的種類、狀態(tài)編碼和列寫狀態(tài)方程等設(shè)計(jì)工作上統(tǒng)籌兼顧，以簡化和優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此3,4兩步驟應(yīng)統(tǒng)籌考慮。有可能的情況下可以選擇不同的方案實(shí)施比較。5、核查電路是否具有自啟動(dòng)功能，如果沒有，一般應(yīng)設(shè)法彌補(bǔ)。6、查閱集成電路手冊(cè)確定電路中所使用的芯片型號(hào)和具體的引腳連接關(guān)系。7、正確地焊接（連接）電路，在確認(rèn)無誤后上電試驗(yàn)，測試電路的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換關(guān)系是否實(shí)現(xiàn)正確的設(shè)計(jì)時(shí)序。三、設(shè)計(jì)要求請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的功能，具體要求如下：某商品銷售價(jià)格為1元五角，自動(dòng)售貨機(jī)只有五角和1元的投幣口。顧客投幣達(dá)到1元五角后，售貨機(jī)給出該商品；顧客投幣達(dá)到2元時(shí)，售貨機(jī)在給出該商品的同時(shí)找回五角硬幣一枚。必要的提示：由于實(shí)驗(yàn)不易解決投幣傳感器，可用簡易的消抖動(dòng)開關(guān)或不可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路來模擬。具體電路附后?？梢钥闯龅ⅲ╞）兩個(gè)方案的共同點(diǎn)是獲取單次脈沖。在實(shí)驗(yàn)中，模擬投幣事件的最簡單方法是開關(guān)閉合一下（實(shí)際上可以用導(dǎo)線短接碰一下）。而這個(gè)事件顯然應(yīng)該保證產(chǎn)生唯一的脈沖。如果不采取措施，開關(guān)的抖動(dòng)將使這個(gè)輸出變成一串脈沖。這一點(diǎn)，讀者不難理解。四、實(shí)驗(yàn)器材1、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱，一個(gè)2、直流穩(wěn)壓電源，一臺(tái)3、數(shù)字集成電路芯片五、預(yù)習(xí)內(nèi)容1、掌握各類觸發(fā)器的邏輯功能，熟悉有關(guān)數(shù)字集成電路的種類、型號(hào)、封裝結(jié)構(gòu)和引腳分配。2、完成設(shè)計(jì)的1?6步。提出實(shí)驗(yàn)所需的芯片型號(hào)及數(shù)量。畫出原理圖。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告在實(shí)驗(yàn)成功結(jié)束后，學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的主要內(nèi)容是：1、每步驟的設(shè)計(jì)結(jié)果（如真值表、邏輯圖等）及其必要的說明。2、實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的問題及解決方案，處理結(jié)果。3、你所設(shè)計(jì)的電路存在的問題是什么，是否必須解決，如何解決。

實(shí)驗(yàn)五數(shù)控電位器的設(shè)計(jì)一、簡述數(shù)控電位器是一種用數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成的、具有很高精度的、數(shù)字控制的電壓調(diào)節(jié)器。使用n位D/A轉(zhuǎn)換器的該電路，其受控電壓輸出的分辨率等級(jí)可達(dá)2n級(jí)，并且外圍電路非常簡單。因此常被用于電子調(diào)諧裝置。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求D/A芯片的功能是將輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成與其成比例的模擬量，輸出模擬量的大小隨輸入數(shù)據(jù)（d0?d7）的不同而線性變化，這恰好構(gòu)成了一個(gè)電位器的功能。請(qǐng)根據(jù)基本工作原理設(shè)計(jì)數(shù)控電位器，具體要求如下：1、輸出電壓等級(jí)達(dá)2562、輸出電壓可增、可減，且vo=0?-6V三、可選用器材°1、數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱2、直流穩(wěn)壓電源3、集成電路DAC083274LS19374LS00UA7414、電阻、電容若干四、設(shè)計(jì)提示對(duì)于8位數(shù)據(jù)輸入的D/A芯片，其輸出模擬量有28=256個(gè)不同等級(jí)，輸出與輸入的數(shù)字關(guān)系可用下式表示：vVpDDDDDDDDV=—rrefr(27+~2^+25+24+-2~3+22+~2^+-2"°)REF式中，D°?D7是輸入的二進(jìn)制數(shù)據(jù)“1”或“0”，Vref是參考電壓；R0為D/A電路內(nèi)部的和外部附加的反饋電阻之和（R^+Rf），本例中Rf=0。Rref=R0，應(yīng)用上這兩個(gè)電阻都是常量。可見，輸出電壓V0將隨D7?D0的取值不同成比例變化。如果我們用模擬輸入信號(hào)V1取代電壓Vref，則建立起V1與V0的比例關(guān)系，則該比例受控于D7?D0的取值。這恰好構(gòu)成一個(gè)數(shù)控電位器，且控制電壓等級(jí)達(dá)256。本次實(shí)驗(yàn)可采用8位CMOS型D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832。該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖5-1示。電源穩(wěn)定時(shí)間為1US，功耗20mW，單電源為+5?+15V。注意：DAC0832的模擬輸出量為電流信號(hào)，必須再接一級(jí)由運(yùn)放構(gòu)成的電流電壓轉(zhuǎn)換器，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷毫枯敵?。可借鑒的設(shè)計(jì)方案，請(qǐng)讀者參考電路圖5—2。圖5-1DAC0832結(jié)構(gòu)框圖

+10V1611Qa^bQCq:74L⑴：Cf^+10V1611Qa^bQCq:74L⑴：Cf^匚F-ABCDQCQLdCF十16PLS193cp-eABC：DJIS20911L12DAC083217J1(T55416liI1拇在參考電路中，按下AN1,計(jì)數(shù)器工作在加法計(jì)數(shù)狀態(tài)，輸出電壓增加。按下AN2計(jì)數(shù)器工作在減法計(jì)數(shù)狀態(tài)，輸出電壓減小。AN1、AN2均不按，輸出電壓不變。五、預(yù)習(xí)要求1、復(fù)習(xí)D/A轉(zhuǎn)換器的工作特性。2、復(fù)習(xí)各集成芯片工作特性及外接引線。3、分析參考電路中個(gè)電源電路的功能、工作原理。4、根據(jù)設(shè)計(jì)要求，自行設(shè)計(jì)并畫出邏輯電路，標(biāo)明管腳號(hào)。六、報(bào)告要求1、畫出說設(shè)計(jì)的邏輯電路圖，并加以原理說明。2、寫明D/A轉(zhuǎn)換器工作原理。電源電壓Vcc(7)4.75-5.25高電平輸入電壓(7))2低電平輸入電壓(7)由.日高電平輸出電壓(7))2.T保申平輸出申昆⑺<0.4電原電壓/ccl.^475-5.2S高電平輸A.電壓(V)冷他申平輸a甫斥(Vi<1R有電平輸H電JE(V)2.t低電平輸出電壓(V)們.4電源電JEVcc0.75-5.25高皂立輸入電｝￡yi>2任已立輸上電IE*5.8商巨立輸出電辰：yi乂仕皂*輸出電止:7傾.4專源電匹VzcO/M75-5.25建電平輸入電壓(V)W低電平輸人電壓(V)旬1.8if電平輸出電壓(VDZ.T低電平輸出電壓(V)W.4Vcc4B4】3B3A3YTH|131112II11]1110115I1e174LSOO西』軸人與車門1:1121131Lq一151m1T1AIE1Y2A2E2YiSNI]￥cc4Y41：4A3Y313A「1廠I13I112I11111LO1191n-1電游電壓Vcc(V)4.75-5.25直宅干輸人宅壓0)論低電平輸此電壓(Vb'n8高電平輸出電壓(V)工.7低電平輸出電壓UJW.4]_L_1w11311415116I1rIT1AIB2TGHIIVcc6ker5A罰<A口rmrm1121IILI1101I9Irm3s線譯碼器

74LS138I1IIEII3II4II3II5IITIIF7AOAlA2G2G2B'G1Y7GNLVccY0￥1Y2￥3￥4￥□TGrmrmrmrmrrnr^~i電源電壓農(nóng)（V）4.755.25高電平輸入電壓WJ把低電平輸入電壓（V）＜i0.8離電平輸出西匠（V）＞2.7低電平輸出電壓（V）＜0.4電源電壓件c3s線譯碼器

74LS138I1IIEII3II4II3II5IITIIF7AOAlA2G2G2B'G1Y7GNLVccfE：±bi：daeeht~irrriwnr~ien~i電遍電壓VccCV^4.T5-5.2574LS24S凱。-七段譯碼器高電平輸入電壓（V）羌低電平輸入電壓（y）＜jo.e高電平輸出電壓仲哭.T低電平輸出電壓（74LS24S凱。-七段譯碼器111B121C131141百REO151而161I171A1S1GHBVcc1161fI15ISa114I113|1121cHTldItoe19174LS-4SBCD-七