數(shù)字電子技術實驗報告冊.doc

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1、北京信息科技大學數(shù)字電子技術實驗報告冊電工電子實驗教學中心數(shù)字電子技術課程組目錄實驗一集成邏輯門電路參數(shù)的測試3實驗二門電路功能測試8實驗三組合邏輯電路的設計12實驗四觸發(fā)器應用設計實驗16實驗五計數(shù)、譯碼、顯示電路的設計19實驗六555定時器設計電路24實驗七基于FPGA的分頻器設計27實驗八基于FPGA的跑馬燈實驗電路設計32附錄常用數(shù)字集成電路管腳圖39實驗一集成邏輯門電路參數(shù)的測試一、實驗目的(1)掌握數(shù)字實驗設備的使用方法。(2)熟悉數(shù)字集成電路手冊的使用方法。(3)了解TTL器件和CMOS器件的使用特點。二、實驗器材與儀器(4)雙蹤示

2、波器：可以同時測量和觀察兩路信號的波形，測量電路信號波形的幅值、周期等參數(shù)。(5)數(shù)字萬用表：用于測量交流和直流電壓、電流、電阻等。某些萬用表還可以測量三極管、二極管、電容和頻率等。(6)數(shù)字實驗箱。三、預習與思考題(7)為什么與非門輸出端不能直接接＋5V?當我們希望輸出高電平為＋5V時應怎么辦？與非門輸出端可以接地嗎？(8)測量扇出系數(shù)NOL的原理是什么？為什么只計算輸出低電平時的負載電流值，而不考慮輸出高電平的負載電流值？(9)與非門不用的輸入端應如何處理？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、實驗原理說明在

3、數(shù)字電路設計中，我們經(jīng)常用到一些門電路，對門電路參數(shù)的了解，有助于電路設計更加正確可靠。我們以74LS00為例，學習門電路的主要參數(shù)和測試方法。(11)與非門的邏輯功能。與非門的邏輯功能為：當輸入端中有一個或一個以上是低電平時，輸出端為高電平；只有當輸入端全部為高電平時，輸出端才是低電平。圖形符號如圖1-1所示,邏輯表達式為:圖1-1與非門的邏輯符號(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IIL是指被測輸入端接低電平，其余輸入端懸空，輸出端空載時，由被測輸入端流出的電流值。在多級門電路中，IIL相當于前級門輸出低電平時，后

4、級向前級門灌入的電流，因此它關系到前級門的灌電流負載能力，即直接影響前級門電路帶負載的個數(shù)，因此希望IIL小些。測試電路如圖1-2。2)高電平輸入電流IIH高電平輸入電流IIH又稱為輸入漏電流，它是指被測輸入端接高電平，其余輸入端接地，輸出端空載，流入被測輸入端的電流值。在多級門電路中，它相當于前級門輸出高電平時，流出前級門的電流，稱為前級門的拉電流負載，其大小關系到前級門的拉電流負載能力，因此希望IIH小些。由于IIH較小，難以測量，一般免于測試。測試電路如圖1-3所示。圖1-2IIL測試電路圖1-3IIH測試電路1)電壓傳輸特性門電路的輸出電壓

5、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、關門電平、開門電平、閾值電平等等。測試電路如圖1-4所示。采用逐點測試法，調(diào)節(jié)Rw,逐點測得Vi及Vo，然后繪成曲線。圖1-4電壓傳輸特性測試電路2)扇出系數(shù)No扇出系數(shù)No是指門電路能驅(qū)動同類門的個數(shù)，它是衡量門電路負載能力的一個參數(shù)。TTL與非門有兩種不同性質(zhì)的負載，即灌電流負載和拉電流負載，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

6、扇出系數(shù)。NOL測試電路如圖1-5所示，門的輸入端全部懸空，輸出端接灌電流負載RL，調(diào)節(jié)RL使IOL增大，VOL隨之增高，當VOL達到VOLM（手冊中規(guī)定低電平規(guī)范值0.4V）時的IOL就是允許灌入的最大負載電流，則NOL=通常NOL≥8。圖1-5扇出系數(shù)測試電路一、實驗內(nèi)容與要求(1)驗證TTL集成與非門74LS00的邏輯功能利用實驗裝置上已有的LED指示燈及電平撥碼開關所提供的“0”和“1”電平，測量74LS00邏輯功能。測量表格見表1-1：表1-174LS00的邏輯功能測量表輸入輸出ABY00011011(2)74LS00主要參數(shù)測試1)分別

7、按圖1-2、圖1-3、圖1-5搭接電路，通過實驗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，計算出扇出系數(shù)，將結果記錄入表1-2。表1-2測量記錄表IILIIHIOLIOHNOL2)測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向高電平變化，逐點測量VI和V0的對應值，記錄在表1-3中。表1-2測量記錄表VI00.20.40.60.81.01.21.52.02.533.54…V0二、實驗報告書寫部分的要求（請在下面的空白頁中完成，上面已有的表格除外）(3)總結示波器、萬用表等儀器設備的使用

8、方法及各旋鈕的功能。(4)填寫以上表格的實驗數(shù)據(jù)。(5)總結本次實驗的收獲和結論。(6)回答預習思考題。(7)其他。實驗報