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

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1、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)課程組實(shí)驗(yàn)一集成邏輯門(mén)電路參數(shù)的測(cè)試3實(shí)驗(yàn)二門(mén)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40實(shí)驗(yàn)一集成邏輯門(mén)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(1)雙蹤示波器：可以同時(shí)測(cè)量和觀察兩路信號(hào)

2、的波形，測(cè)量電路信號(hào)波形的幅值、周期等參數(shù)。(2)數(shù)字萬(wàn)用表：用于測(cè)量交流和直流電壓、電流、電阻等。某些萬(wàn)用表還可以測(cè)量三極管、二極管、電容和頻率等。(3)數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱。三、預(yù)習(xí)與思考題(1)為什么與非門(mén)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(mén)輸出端可以接地嗎？⑵測(cè)量扇出系數(shù)血的原理是什么？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？(3)與非門(mén)不用的輸入端應(yīng)如何處理？為什么？(4)說(shuō)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(shuō)明在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，我們經(jīng)常用到一些門(mén)電路，對(duì)門(mén)電路參數(shù)的了解，冇助于電

3、路設(shè)計(jì)更加止確可靠。我們以74LS00為例，學(xué)習(xí)門(mén)電路的主要參數(shù)和測(cè)試方法。(1)與非門(mén)的邏輯功能。與非門(mén)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)，輸岀端才是低電平。圖形符號(hào)如圖卜1所示，邏輯表達(dá)式為：￥=(AB)'A—圖1?1與非門(mén)的邏輯符號(hào)(2)TTL與非門(mén)基本參數(shù)1)低電平輸入電流血低電平輸入電流h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(mén)電路中，I兒相當(dāng)于前級(jí)門(mén)輸出低電平時(shí)，后級(jí)向前級(jí)門(mén)灌入的電流，因此它關(guān)系到前級(jí)門(mén)的灌電流負(fù)載能力，即肓接影響前級(jí)門(mén)電路帶負(fù)載的個(gè)數(shù)，

4、因此希望Iil小些。測(cè)試電路如圖1-2。2)高電平輸入電流1川高電平輸入電流5又稱(chēng)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(mén)電路屮，它相當(dāng)于前級(jí)門(mén)輸岀高電平時(shí)，流出前級(jí)門(mén)的電流，稱(chēng)為前級(jí)門(mén)的拉電流負(fù)載，其大小關(guān)系到前級(jí)門(mén)的拉電流負(fù)載能力，因此希望5小些。由于5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。Vcc9+5V圖1-25測(cè)試電路圖1-3I川測(cè)試電路3）電壓傳輸特性門(mén)電路的輸出電壓Vo隨輸入電壓Vi變化的曲線(xiàn)Vo寸（Vi）稱(chēng)為門(mén)電路的電壓傳輸特性，通過(guò)它可讀得門(mén)電路的一些重要參數(shù)。如輸出高電平、輸出低電

5、平、關(guān)門(mén)電平、開(kāi)門(mén)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(xiàn)。Vcc+5V10KI4~~T冒-圖1-4電壓傳輸特性測(cè)試電路4）扇出系數(shù)No扇岀系數(shù)No是指門(mén)電路能驅(qū)動(dòng)同類(lèi)門(mén)的個(gè)數(shù)，它是衡量門(mén)電路負(fù)載能力的一個(gè)參數(shù)。TTL與非門(mén)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I沁1兒,則Noh>Nol,故常以Not作為門(mén)的扇出系數(shù)。甌測(cè)試電路如圖1-5所示，門(mén)的輸入端全部懸空，輸出端接灌電流負(fù)載心，調(diào)節(jié)R?使1皿增人，Vol隨之增高，當(dāng)Vol達(dá)到

6、V（u（手冊(cè)屮規(guī)定低電平規(guī)范值0.4V）時(shí)的如就是允許灌入的最大負(fù)載電流，則OLVcc+5V圖1-5扇出系數(shù)測(cè)試電路五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求(1)驗(yàn)證TTL集成與非門(mén)74LS00的邏輯功能利用實(shí)驗(yàn)裝置上已冇的LED指示燈及電平撥碼開(kāi)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(jiàn)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)分別按圖卜2、圖1-3.圖卜5搭接電路，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到低電平輸入電流g是，高電平輸入電流5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l-2o表1-2測(cè)量記錄

7、表In.Im101.IOH2)測(cè)量電壓傳輸特性曲線(xiàn)。電路如圖1-4,調(diào)節(jié)電位器心，使百?gòu)?V向高電平變化，逐點(diǎn)測(cè)量V】和V。的對(duì)應(yīng)值，記錄在表1-3'

8、'o表1-2測(cè)量記錄表V]00.20.40.60.81.01.21.52.02.533.54???Vo六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)部分的要求(請(qǐng)?jiān)谙旅娴目瞻醉?yè)中完成，上面已有的表格除外)(1)總結(jié)示波器、萬(wàn)用表等儀器設(shè)備的使用方法及各旋鈕的功能。(2)填寫(xiě)以上表格的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。(3)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)的收獲和結(jié)論。(4)回答預(yù)習(xí)思考題。(5)其他。實(shí)驗(yàn)報(bào)告得分指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)室地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室日