數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)

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1、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)北京信息科技大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)字電子技術(shù)課程組42數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)目錄實(shí)驗(yàn)一集成邏輯門電路參數(shù)的測(cè)試3實(shí)驗(yàn)二門電路功能測(cè)試8實(shí)驗(yàn)三組合邏輯電路的設(shè)計(jì)12實(shí)驗(yàn)四觸發(fā)器應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)16實(shí)驗(yàn)五計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路的設(shè)計(jì)19實(shí)驗(yàn)六555定時(shí)器設(shè)計(jì)電路24實(shí)驗(yàn)七基于FPGA的分頻器設(shè)計(jì)27實(shí)驗(yàn)八基于FPGA的跑馬燈實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)32附錄常用數(shù)字集成電路管腳圖3942數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)實(shí)驗(yàn)一集成邏輯門電路參數(shù)的測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握數(shù)字實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用方法。(2)熟悉數(shù)字集成電

2、路手冊(cè)的使用方法。(3)了解TTL器件和CMOS器件的使用特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)器材與儀器(4)雙蹤示波器：可以同時(shí)測(cè)量和觀察兩路信號(hào)的波形，測(cè)量電路信號(hào)波形的幅值、周期等參數(shù)。(5)數(shù)字萬用表：用于測(cè)量交流和直流電壓、電流、電阻等。某些萬用表還可以測(cè)量三極管、二極管、電容和頻率等。(6)數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱。三、預(yù)習(xí)與思考題(7)為什么與非門輸出端不能直接接＋5V?當(dāng)我們希望輸出高電平為＋5V時(shí)應(yīng)怎么辦？與非門輸出端可以接地嗎？(8)測(cè)量扇出系數(shù)NOL的原理是什么？為什么只計(jì)算輸出低電平時(shí)的負(fù)載電流值，而不考慮輸出高電平的負(fù)載電流值？(9)與非

3、門不用的輸入端應(yīng)如何處理？為什么？(10)說明TTL集成電路與COMS集成電路在功耗方面的差異。四、實(shí)驗(yàn)原理說明在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，我們經(jīng)常用到一些門電路，對(duì)門電路參數(shù)的了解，有助于電路設(shè)計(jì)更加正確可靠。我們以74LS00為例，學(xué)習(xí)門電路的主要參數(shù)和測(cè)試方法。(11)與非門的邏輯功能。與非門的邏輯功能為：當(dāng)輸入端中有一個(gè)或一個(gè)以上是低電平時(shí)，輸出端為高電平；只有當(dāng)輸入端全部為高電平時(shí)，輸出端才是低電平。圖形符號(hào)如圖1-1所示,邏輯表達(dá)式為:圖1-1與非門的邏輯符號(hào)(12)TTL與非門基本參數(shù)1)低電平輸入電流IIL低電平輸入電流I

4、IL是指被測(cè)輸入端接低電平，其余輸入端懸空，輸出端空載時(shí)，由被測(cè)輸入端流出的電流值。在多級(jí)門電路中，IIL相當(dāng)于前級(jí)門輸出低電平時(shí)，后級(jí)向前級(jí)門灌入的電流，因此它關(guān)系到前級(jí)門的灌電流負(fù)載能力，即直接影響前級(jí)門電路帶負(fù)載的個(gè)數(shù)，因此希望IIL小些。測(cè)試電路如圖1-2。2)高電平輸入電流IIH高電平輸入電流IIH42數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)又稱為輸入漏電流，它是指被測(cè)輸入端接高電平，其余輸入端接地，輸出端空載，流入被測(cè)輸入端的電流值。在多級(jí)門電路中，它相當(dāng)于前級(jí)門輸出高電平時(shí)，流出前級(jí)門的電流，稱為前級(jí)門的拉電流負(fù)載，其大小關(guān)系到前級(jí)

5、門的拉電流負(fù)載能力，因此希望IIH小些。由于IIH較小，難以測(cè)量，一般免于測(cè)試。測(cè)試電路如圖1-3所示。圖1-2IIL測(cè)試電路圖1-3IIH測(cè)試電路1)電壓傳輸特性門電路的輸出電壓Vo隨輸入電壓Vi變化的曲線Vo=?(Vi)稱為門電路的電壓傳輸特性，通過它可讀得門電路的一些重要參數(shù)。如輸出高電平、輸出低電平、關(guān)門電平、開門電平、閾值電平等等。測(cè)試電路如圖1-4所示。采用逐點(diǎn)測(cè)試法，調(diào)節(jié)Rw,逐點(diǎn)測(cè)得Vi及Vo，然后繪成曲線。圖1-4電壓傳輸特性測(cè)試電路2)扇出系數(shù)No扇出系數(shù)No是指門電路能驅(qū)動(dòng)同類門的個(gè)數(shù)，它是衡量門電路負(fù)載能

6、力的一個(gè)參數(shù)。TTL與非門有兩種不同性質(zhì)的負(fù)載，即灌電流負(fù)載和拉電流負(fù)載，因此，有兩種扇出系數(shù)，即低電平扇出系數(shù)NOL和高電平扇出系數(shù)NOH。通常IIHNOL，故常以NOL作為門的扇出系數(shù)。NOL測(cè)試電路如圖1-5所示，門的輸入端全部懸空，輸出端接灌電流負(fù)載RL，調(diào)節(jié)RL使IOL增大，VOL隨之增高，當(dāng)VOL達(dá)到VOLM（手冊(cè)中規(guī)定低電平規(guī)范值0.4V）時(shí)的IOL就是允許灌入的最大負(fù)載電流，則NOL=通常NOL≥8。42數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)圖1-5扇出系數(shù)測(cè)試電路一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求(1)驗(yàn)證TTL集成與非門

7、74LS00的邏輯功能利用實(shí)驗(yàn)裝置上已有的LED指示燈及電平撥碼開關(guān)所提供的“0”和“1”電平，測(cè)量74LS00邏輯功能。測(cè)量表格見表1-1：表1-174LS00的邏輯功能測(cè)量表輸入輸出ABY00011011(2)74LS00主要參數(shù)測(cè)試1)分別按圖1-2、圖1-3、圖1-5搭接電路，通過實(shí)驗(yàn)得到低電平輸入電流IIL是，高電平輸入電流IIH又，低電平輸出電流和高電平輸出電流，計(jì)算出扇出系數(shù)，將結(jié)果記錄入表1-2。表1-2測(cè)量記錄表IILIIHIOLIOHNOL2)測(cè)量電壓傳輸特性曲線。電路如圖1-4,調(diào)節(jié)電位器RW,使VI從0V

8、向高電平變化，逐點(diǎn)測(cè)量VI和V0的對(duì)應(yīng)值，記錄在表1-3中。表1-2測(cè)量記錄表VI00.20.40.60.81.01.21.52.02.533.54…V0二、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫部分的要求（請(qǐng)?jiān)谙旅娴目瞻醉撝型瓿桑厦嬉延械谋砀癯猓?3)總結(jié)示波器、萬用表等儀器設(shè)備的