数电实验答案
实验一、常用电子仪器的使用
一、实验目的
1、学习电子技术实验中常用电子仪器的主要技术指标、性能和正确使用方法。
2、初步掌握用示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。
电路实验箱的结构、基本功能和使用方法。
二、实验原理
在模拟电子电路实验中，要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以接线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。
1．信号发生器
信号发生器可以根据需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出信号电压频率可以通过频率分挡开关、频率粗调和细调旋钮进行调节。输出信号电压幅度可由输出幅度调节旋钮进行连续调节。
操作要领：
1）按下电源开关。
2）根据需要选定一个波形输出开关按下。
3）根据所需频率，选择频率范围（选定一个频率分挡开关按下）、分别调节频率粗调和细调旋钮，在
频率显示屏上显示所需频率即可。
4）调节幅度调节旋钮，用交流毫伏表测出所需信号电压值。
注意：信号发生器的输出端不允许短路。
2．交流毫伏表
交流毫伏表只能在其工作频率范围内，用来测量300伏以下正弦交流电压的有效值。
操作要领：
1）为了防止过载损坏仪表，在开机前和测量前（即在输入端开路情况下）应先将量程开关置于较大量程处，待输入端接入电路开始测量时，再逐档减小量程到适当位置。
2）读数：当量程开关旋到左边首位数为“1”的任一挡位时，应读取0～10标度尺上的示数。当量程开关旋到左边首位数为“3”的任一挡位时，应读取0～3标度尺上的示数。
3）仪表使用完后，先将量程开关置于较大量程位置后，才能拆线或关机。
3．双踪示波器
示波器是用来观察和测量信号的波形及参数的设备。双踪示波器可以同时对两个输入信号进行观测和比较。
操作要领：
1）时基线位置的调节开机数秒钟后，适当调节垂直（↑↓）和水平（←→）位移旋钮，将时基线移至适当的位置。
2）清晰度的调节适当调节亮度和聚焦旋钮，使时基线越细越好（亮度不能太亮，一般能看清楚即可）。
3）示波器的显示方式示波器主要有单踪和双踪两种显示方式，属单踪显示的有“Y1”、“Y2”、“Y1+Y2”，作单踪显示时，可选择“Y1”或“Y2”其中一个按钮按下。属双踪显示的有“交替”
和“断续”，作双踪显示时，为了在一次扫描过程中同时显示两个波形，采用“交替”显示方式，
当被观察信号频率很低时（几十赫兹以下），可采用“断续”显示方式。
4）波形的稳定为了显示稳定的波形，应注意示波器面板上控制按钮的位置：a）“扫描速率”（t/div）
开关------根据被观察信号的周期而定（一般信号频率低时，开关应向左旋。反之向右旋）。b）“触
发源选择”开关------选内触发。c）“内触发源选择”开关------应根据示波器的显示方式来定，当
显示方式为单踪时，应选择相应通道（如使用Y1通道应选择Y1内触发源）的内触发源开关按下。
当显示方式为双踪时，可适当选择三个内触发源中的一个开关按下。d）“触发方式”开关------
常置于“自动”位置。当波形稳定情况较差时，再置于“高频”或“常态”位置，此时必须要
调节电平旋钮来稳定波形。
5）在测量波形的幅值和周期时，应分别将Y轴灵敏度“微调”旋钮和扫描速率“微调”旋钮置于“校准”位置（顺时针旋到底）。
三、实验设备
1、信号发生器
2、双踪示波器
3、交流毫伏表
4、万用表
四、实验内容
1．示波器内的校准信号
用机内校准信号（方波：f=1KHz V P—P=1V）对示波器进行自检。
1）输入并调出校准信号波形
①校准信号输出端通过专用电缆与Y1（或Y2）输入通道接通，根据实验原理中有关示波器的描述，
正确设置和调节示波器各控制按钮、有关旋钮，将校准信号波形显示在荧光屏上。
②分别将触发方式开关置“高频”和“常态”位置，然后调节电平旋钮，使波形稳定。
2）校准“校准信号”幅度
将Y轴灵敏度“微调”旋钮置“校准”位置（即顺时针旋到底），Y轴灵敏度开关置适当位置，读取信号幅度，记入表1—1中。
表1—1
标准值实测值
幅度0.5V P—P 0.5V P—P
频率1KHz 1KHz
3）校准“校准信号”频率
将扫速“微调”旋钮置“校准”位置，扫速开关置适当位置，读取校准信号周期，记入表1—1中。
2．示波器和毫伏表测量信号参数
令信号发生器输出频率分别为500Hz、1KHz、5KHz，10KHz，有效值均为1V（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。
调节示波器扫速开关和Y轴灵敏度开关，测量信号源输出电压周期及峰峰值，计算信号频率及有效值，记入表1—2中。
表1—2
信号电压值信号频
率值
示波器测量值
周期（ms）频率（Hz）峰峰值（V P—P）有效值（V）
1V 500Hz 0.5×4 500 0.5×5.8 1.03
1V 1KHz 0.2×5 1000 0.5×5.8 1.03
1V 5KHz 0.05×4 5000 0.5×5.8 1.03
1V 10KHz 0.02×5 10000 0.5×5.8 1.03
3．交流电压、直流电压及电阻的测量
1）打开模拟电路实验箱的箱盖，熟悉实验箱的结构、功能和使用方法。
2）将万用表水平放置，使用前应检查指针是否在标尺的起点上，如果偏移了，可调节“机械调零”，
使它回到标尺的起点上。测量时注意量程选择应尽可能接近于被测之量，但不能小于被测之量。测电阻时每换一次量程，必须要重新电气调零。
3）用交流电压档测量实验箱上的交流电源电压6V、10V、14V；用直流电压档测量实验箱上的直流电源电压±5V、±12V；用电阻档测量实验箱上的10Ω、1KΩ、10KΩ、100KΩ电阻器，将测量结果记入自拟表格中。
交流电压（V）直流电压（V）电阻（Ω）
标称值 6 10 14 ＋12 －12 ＋5 －5 10 1K 10K
实测值
测量仪表万用表万用表V万用表Ω
档位
10V 50V 50V 10V ×1 ×100 ×1K
（量程）
刻度线
4 2 2 3 1
序号
五、实验报告
1．画出各仪器的接线图。
答：各仪器的接线图如下：
或
2．列表整理实验数据，并进行分析总结。
表1—1的实验数据与标准值完全相同，表1—2的实验数据中与示波器测得的有效值（1.03V）与毫伏表的数据（1V）略有出入（相对误差3%）。产生误差的原因可能是：
（1）视觉误差
（2）仪表误差
3．问答题：
1）某实验需要一个f=1KHz、u i=10mv的正弦波信号，请写出操作步骤。
答：操作步骤：
①将信号发生器和交流毫伏表的黑夹子与黑夹子相接，红夹子与红夹子相接。在开机前先将交流毫伏
表量程开关置于较大量程处，待接通电源开关开始测量时，再逐档减小量程到适当位置。
②按下信号发生器的正弦波形输出开关，选择频率范围1K开关按下，然后分别调节频率粗调和细调
旋钮，在频率显示屏上显示1KHz即可。
③调节幅度调节旋钮，用交流毫伏表测出所需信号电压值。交流毫伏表量程选择“30mV”档，读数
从“0~3”标尺上读取。
2）为了仪器设备的安全，在使用信号发生器和交流毫伏表时，应该注意什么？
答：①在使用信号发生器时，应该注意信号发生器的输出端不允许短路。
②在使用交流毫伏表时，为了防止过载损坏仪表，在开机前和输入端开路情况下,应先将量程开关
置于较大量程处，待输入端接入电路开始测量时，再逐档减小量程到适当位置。
3）要稳定不同输入通道的波形时，应如何设置内触发源选择开关？
答：要稳定不同输入通道的波形时，可按下表设置内触发源选择开关？
显示方式单踪显示双踪显示
垂直方式开关Y1Y2Y1+Y2交替断续
内触发源开关选择Y1或Y1 /Y2Y2或Y1/ Y2Y1或Y2Y1或Y2
面板上其余按钮在释放（弹出）位置
4）一次实验中，有位同学用一台正常的示波器去观察一个电子电路的输出波形，当他把线路及电源都接通后，在示波器屏幕上没有波形显示，请问可能是什么原因，应该如何操作才能调出波形来？
答：
可能原因解决方法
1、线路方面存在故障排除故障
2、示波器使用不当
①亮度太弱 顺时针调节辉度旋钮使亮度增加
②位移旋钮位置不当 调节垂直（↑↓）位移和水平（←→）位移旋钮 ③Y 轴灵敏度位置不当 根据被测信号的幅度，适当调整Y 轴灵敏度位置 ④扫描速率开关位置不当 根据被测信号的频率，适当调整扫描速率开关位置 ⑤耦合方式在接地位置 耦合方式选择DC ⑥显示方式与输入通道不符 重新设置
⑦接线不当或接触不良
重新接线或使之接触良好
实验二 晶体管共射极单管放大器
一、实验目的
1．学会放大器静态工作点的调式方法和测量方法。
2．掌握放大器电压放大倍数的测试方法及放大器参数对放大倍数的影响。 3．熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、实验原理
图2—1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。偏置电阻R B1、R B2组成分压电路，并在发射极中接有电阻R E ，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号后，在放大器的输出端便可得到一个与输入信号相位相反、幅值被放大了的输出信号，从而实现了电压放大。
三、实验设备
1、 信号发生器
2、 双踪示波器
3、 交流毫伏表
4、 模拟电路实验箱
5、 万用表
四、实验内容
1．测量静态工作点
实验电路如图2—1所示，它的静态工作点估算方法为：
U B ≈
2
11B B CC
B R R U R +?
图2—1 共射极单管放大器实验电路图
I E ＝
E
BE
B R U U -≈Ic U CE = U C
C －I C （R C ＋R E ）
实验中测量放大器的静态工作点，应在输入信号为零的情况下进行。
1）没通电前，将放大器输入端与地端短接，接好电源线（注意12V 电源位置）。 2）检查接线无误后，接通电源。
3）用万用表的直流10V 挡测量U E = 2V 左右，如果偏差太大可调节静态工作点（电位器RP ）。然后测量U B 、U C ，记入表2—1中。
表2—1
测 量 值
计 算 值
U B （V ） U E （V ） U C （V ） R B2（K Ω） U BE （V ） U CE （V ） I C （mA ） 2.6
2
7.2
60
0.6
5.2
2
4）关掉电源，断开开关S ，用万用表的欧姆挡（1×1K ）测量R B2。将所有测量结果记
入表2—1中。 5）根据实验结果可用：I C ≈I E ＝
E E
R U 或I C ＝C
C CC R U U - U BE ＝U B －U E
U CE ＝U C －U E
计算出放大器的静态工作点。 2．测量电压放大倍数
各仪器与放大器之间的连接图
关掉电源，各电子仪器可按上图连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起后接在公共接地端上。
1）检查线路无误后，接通电源。从信号发生器输出一个频率为1KHz 、幅值为10mv （用毫伏表测量u i ）的正弦信号加入到放大器输入端。
2）用示波器观察放大器输出电压的波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下表中三种情况下的输出电压值，记入表中。
表2—2
R C （K ） R L （K ） uo （V ） A V 2．4 ∞ 1.5 150 1．2 ∞ 0.75 75 2．4
2．4
0.75
75
3）用双踪示波器观察输入和输出波形的相位关系，并描绘它们的波形。 *4．测量输入电阻和输出电阻 根据定义：输入电阻 S i S i
i i i R u u u I u R -==
输出电阻 L L
O R u u R ）（10
-=
表2—3
u s (mv) u i
(mv) R i （K Ω）
u L (V) u 0
(V)
R O （K Ω） 测量值 计算值
测量值 计算值 100 10 1.1
0.75 1.5
2.4
2.4
置R C =2.4K Ω，R L =2.4K Ω，I C =2.0mA ，输入f =1KHz ，u i =10mV 的正弦信号，在输出电压波
形不是真的情况下，用交流毫伏表测出u S、u i和u L记入表2—3中。断开负载电阻R L，保持u S不变，测量输出电压u0，记入表2—3中。
五、实验报告
1．列表整理实验结果，把实测的静态工作点与理论值进行比较、分析。
答：
静态工作点
U BE（V）U CE（V）I C（mA）
实测值0.6 5.2 2
理论值0.7 5.2 2
实测的静态工作点与理论值基本一致，实测U BE＝U B－U E＝0.6V，而理论为0.7V，产生误差的原因可能是U B、U E的值接近，这种接近的两个量相减的间接测量，则合成相对误差就比较大了。
2．分析静态工作点对放大器性能的影响。
答：静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。
如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u。的负半周将被削底；
如工作点偏低则易产生截止，即u。的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显)。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态测试，即在放大器的输入端加入一定的ui，以检查输出电压u。的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。
3．怎样测量R B2阻值？
答：测量在线电阻时，要确认被测电路没有并联支路并且被测电路所有电源已关断及所有电容已完全放电时，才可进行；因此本实验测量R B2时要将开关K断开。测量前先将开关转到电阻X1K档，然后把红、黑表笔短路，调整“0Ω”调整器，使指针指在0Ω位置上（万用表测量电阻时不同倍率档的零点不同，每换一档都应重新进行一次调零。），再把红、黑表笔分开去测被测电阻的两端，即可测出被测电阻R B2的阻值。
4．总结放大器的参数对电压放大倍数的影响及输入输出波形的相位如何。
答：由表2—2的实验结果可知：在静态工作点相同情况下
①R L越大，A V越大；R L越小，A V越小；
②R C越大，A V越大；R C越小，A V越小；A V与R L//R C成正比。实验满足
be C
L V r R
R A //
β
-
=公式。
③输入u i与输出u o的波形相位相反。
实验五组合逻辑电路的设计
一、实验目的
学习组合逻辑电路的设计与测试方法。
二、实验用仪器、仪表
数字电路实验箱、万用表、74LS00 三、设计任务
设计一个四人无弃权表决电路（多数赞成则提案通过），本设计要求采用4-2输入与非门实现。
设计步骤：（1）根据题意列出真值表如表1所示，再填入卡诺表2中。 表1
D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Z 0
1
1
1
1
1
表2
DC BA
00 01 11 10 00 01 1 11 1 1 1 10
1
（2）由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式 ① Z ＝ABC ＋BCD ＋ACD ＋ABD （8个与非门）
＝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 ） ＝CD AB AD BC ??? 或BD AC AD BC ???
② Z ＝ABC ＋BCD ＋ACD ＋ABD （8个与非门）
＝AB （C ＋D ）＋CD （A ＋B ） ＝AB （AC ＋BD ）＋CD （AC ＋BD) ＝（AC ＋BD ）（AB ＋CD ）＝CD AB BD AC ???
③ Z ＝ABC ＋BCD ＋ACD ＋ABD （8个与非门）
＝A （BC ＋BD ）＋C （AD ＋BD ）＝BD AD C BD BC A ????? 或＝A （BC ＋CD ）＋B （CD ＋AD ）＝AD CD B CD BC A ????? 或＝A （BC ＋CD ）＋D （AC ＋AD ）＝BC AC D BD BC A ?????
或＝B （AC ＋AD ）＋D （AC ＋BC ）＝BC AC D AD AC B ?????
④ Z ＝ABC ＋BCD ＋ACD ＋ABD （13个与非门） ＝AB （C ＋D ）＋CD （A ＋B ） ＝
B A CD D
C AB ??+??
＝B A CD D C AB ??+??
＝)()(B A CD D C AB ?????
实验六 用中规模组合逻辑器件设计组合逻辑电路
一、实验目的
1．学习中规模集成数据选择器的逻辑功能和使用方法。
2．学习使用中规模集成芯片实现多功能组合逻辑电路的方法。 二、设计任务
用数据选择器74LS151或3/8线译码器设计一个多功能组合逻辑电路。该电路具有两个控制端C 1C 0，控制着电路的功能，当C 1C 0＝00时，电路实现对输入的两个信号的或的功能；当C 1C 0＝01时，电路实现对输入的两个信号的与的功能；当C 1C 0＝10时，电路实现对输入的两个信号的异或的功能；当C 1C 0＝11时，电路实现对输入的两个信号的同或的功能。
三、设计过程
（1）根据题意列出真值表如下所示，再填入卡诺图中。 C 1 0 0 1 1 C 0 0 1 0 1 A 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1
1 B 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Y
1 1
1
0 0
1
1 1
1
0 0
1
（2）、建立Y （C 1、C 0、A 、B ）的卡诺图及降维图，如图所示。
F 函数降维图（图中变量C 1C 0A 换成C 1C 0B 结果不变）
（3）、减少Y 函数的输入变量，将4变量减为3变量，通过降维来实现。如上图所示。这时，数据选择器的输入端D 0 ~ D 7分别为：
D 0=B, D 1=1, D 2 =0, D 3 =B, D 4 =B, D 5 =B , D 6 =B , D 7 =B 6B 5B （4）、F 函数逻辑图如下图所示
四、实验用仪器、仪表
数字电路实验箱、万用表、74LS151、74LS00。 五、实验步骤
1． 检查导线及器件好坏。
2． 按上图连接电路。C 1、C 0、A 、B 分别接逻辑开关，检查无误后接通电源。 3． 按真值表逐项进行测试并检查是否正确，如有故障设法排除。 4． 结果无误后记录数据后拆线并整理实验设备。
AB C 1C 0
00 01 11 10
00 0 1 1 1 01 0 0 1 0 11 1 0 1 0 10
1 0
1
A C 1C 0 0 1 00
B 0 11 01 02 B 3
11 B 6 B 7
10 B 4
B 5
实验数据如下： C 1 0 0 1 1 C 0 0 1 0 1 A 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 B 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Y
1 1
1
0 0
1
1 1
1
0 0
1
实验证明，实验数据与设计值完全一致。设计正确。
六、设计和实验过程的收获与体会。 1、设计过程的收获与体会：
① 设计前要将真值表列出。
② 用低维数据选择器实现高维逻辑函数时，首先要降维，将多出的变量作为记图变量。当需要降维处理时，将谁作为记图变量是任意的，但结果是不同的。因此要进行降维时，要确定哪几个变量作为数据选择器的地址输入变量。
③ 可用Electronics Workbench 进行仿真。以验证设计正确与否。 2、实验过程的收获与体会：
① 74LS151的第七脚必须接低电平；
② 出现故障时，首先检查地址输入端的电平，看其状态是否与相接的逻辑电平开关相同。如不相符，则可能存在断路现象。如相同，则检查其输出是否与相应数据端输入相同，如相同，可能存在设计错误，如不同，则可能器件已损坏。
③ 实验逻辑电路图最好把集成块的引脚标上，以便接线和检查。
1、 用数据选择器74LS151或3/8线译码器设计一个多功能组合逻辑电路。该电路具有两个控制端C 1C 0，
控制着电路的功能，当C 1C 0＝00时，电路实现对输入的两个信号的或的功能；当C 1C 0＝01时，电路实现对输入的两个信号的与的功能；当C 1C 0＝10时，电路实现对输入的两个信号的异或的功能；当C 1C 0＝11时，电路实现对输入的两个信号的同或的功能。
) ()()()(01010101B A C C B A C C B A C C B A C C Y +⊕+?++=
B A
C C B A C C B A C C B A C C AB C C A A B C C A C C Y )(01010101010101+++++++= B A C C B A C C B A C C B A C C AB C C B A C C AB C C A C C Y 0101010101010101+++++++= B A C C B A C C B A C C B A C C AB C C B A C C B A C C Y )1(01010101010101+++++++=
设A 2=C 1 A 1=C 0 A 0=A ⊙
B m B m B m B m B m 0m 1m B m 76543210?+?+?+?+?+?+?+?=Y
0 1 21657430========D D B D D B D D D D
用138器件：
Y= 1C 0C (A+B)+1C C 0 (AB)+ C 10C (AB)+ C 1C 0 (AB) 设D=C 1 C=C 0 B=A A=A
1512 1097321m m m m m m m m +++++++=Y
1512 10973 21m m m m m m m m ???????= ( C 1=2S (1)=3S (1) = S 1 (2)
（实验用74LS138一块、74LS20一块、74LS00一块）
2、 用3—8译码器74LS138设计一个三位二进制码与循环码的可逆转换电路。K 为控制变量。 （1）根据题意列出真值表如下所示：
22A Q =
)m m m (m )m m m (m 543254321+++++++=K K Q 54 325432m m m m )m m m (m ???=+++=
)
m m m m ()m m m m (742165210+++++++=K K Q 74 2165 21m m m m m m m m ????+????=K K
74 2165 21m m m m m m m m ?????????=K K （实验用74LS138一块、74LS20二块、74LS00一块 共四块） 或
74 6521m m m m )m (m ?+??++=K K
)m (m )m (m )m (m 746521+++++=K K
7465 21m m m m K m m ???????=K （实验用74LS138一块、74LS20一块、74LS00二块 共四块）
3、 用3—8译码器74LS138设计一个二进制全加/全减两用电路。K 为控制变量。 （1）根据题意列出真值表如下所示：
K
输入 输出 A 2 A 1 A 0 Q 2 Q 1 Q 0
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 1
0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1
S n ＝K (m 1 + m 2 + m 4 + m 7 )+K (m 1 + m 2 + m 4 + m 7 ) = m 1 + m 2 + m 4 + m 7=74 21m m m m ???
C n ＝K (m 3 + m 5 + m 6 + m 7 )+ K (m 1 + m 2 + m 3 + m 7 )
＝73 2176 53m m m m m m m m ?????????K K
( m 3 + m 7)+ K ( m 5 + m 6)+ K (m 1 + m 2 )＝ ( m 3 + m 7)+ K 65m m ?+ K 21m m ?=2165 73m m m m K m m ?????K （实验用74LS138一块、74LS20一块、74LS00二块 共四块）
实验七 设计一个四位可逆二进制计数器
一、实验目的
掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法。
二、实验内容及要求
用D 触发器设计一个异步四位二进制可逆计数器。
三、设计过程
（1）根据题意列出加计数状态表和驱动表，如下表所示。
K A
B C n-1 S n C n
0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1
1
1
1
1
序号
现态次态驱动信号
Q n3 Q n2 Q n1 Q n0Q n+13 Q n+12 Q n+11 Q
n+1
D3 CP3 D2 CP2D1 CP1 D0 CP0
1 0 0 0 0 0 0 0 1 ×0 ×0 ×0 1 1
2 0 0 0 1 0 0 1 0 ×0 ×0 1 1 0 1
3 0 0 1 0 0 0 1 1 ×0 ×0 ×0 1 1
4 0 0 1 1 0 1 0 0 ×0 1 1 0 1 0 1
5 0 1 0 0 0 1 0 1 ×0 ×0 ×0 1 1
6 0 1 0 1 0 1 1 0 ×0 ×0 1 1 0 1
7 0 1 1 0 0 1 1 1 ×0 ×0 ×0 1 1
8 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1
9 1 0 0 0 1 0 0 1 ×0 ×0 ×0 1 1
10 1 0 0 1 1 0 1 0 ×0 ×0 1 1 0 1
11 1 0 1 0 1 0 1 1 ×0 ×0 ×0 1 1
12 1 0 1 1 1 1 0 0 ×0 1 1 0 1 0 1
13 1 1 0 0 1 1 0 1 ×0 ×0 ×0 1 1
14 1 1 0 1 1 1 1 0 ×0 ×0 1 1 0 1
15 1 1 1 0 1 1 1 1 ×0 ×0 ×0 1 1
16 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1
（2）用卡诺图化简，如下图所示。求得各位触器的驱动信号的表达式
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 × × × × 01 × × 1 × 11 × × 0 × 10
×
×
×
×
33Q D =
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 × × 1 × 01 × × 0 × 11 × × 0 × 10
×
×
1
×
22Q D =
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 × 1 0 × 01 × 1 0 × 11 × 1 0 × 10
×
1
×
11Q D =
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 1 0 0 1 01 1 0 0 1 11 1 0 0 1 10
1
1
00Q D =
（2）用卡诺图化简，如下图所示。求得各位触器的时钟方程的表达式
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 × × × × 01 × × 1 × 11 × × 0 × 10
×
×
×
×
23Q CP =
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 × × 1 × 01 × × 0 × 11 × × 0 × 10
×
×
1
×
12Q CP =
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 × 1 0 × 01 × 1 0 × 11 × 1 0 × 10
×
1
×
01Q CP =
CP CP =0
（3）根据题意列出减计数状态表和驱动表，如下表所示。
（2）用卡诺图化简，如下图所示。求得各位触器的驱动信号的表达式 （3）
序号
现 态
次 态
驱 动 信 号
Q n 3
Q n 2
Q n 1
Q n 0
Q n+13
Q n+12
Q n+11
Q n+10 D 3
CP 3
D 2
CP 2 D 1
CP 1
D 0
CP 0
1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2 0 0 0 1 1 1 1 0 × 0 × 0 × 0 0 1
3 0 0 1 0 1 1 0 1 × 0 × 0 0 1 1 1
4 0 0 1 1 1 1 0 0 × 0 × 0 × 0 0 1
5 0 1 0 0 1 0 1 1 × 0 0 1 1 1 1 1
6 0 1 0 1 1 0 1 0 × 0 × 0 × 0 0 1
7 0 1 1 0 1 0 0 1 × 0 × 0 × 1 1 1
8 0 1 1 1 1 0 0 0 × 0 × 0 × 0 0 1
9 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 10 1 0 0 1 0 1 1 0 × 0 × 0 × 0 0 1 11 1 0 1 0 0 1 0 1 × 0 × 0 0 1 1 1 12 1 0 1 1 0 1 0 0 × 0 × 0 × 0 0 1 13 1 1 0 0 0 0 1 1 × 0 0 1 1 1 1 1 14 1 1 0 1 0 0 1 0 × 0 × 0 × 0 0 1 15 1 1 1 0 0 0 0 1 × 0 × 0 0 1 1 1 16
1
1
1
1
×
×
×
1
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 1 × × × 01 × × × × 11 × × × × 10
×
×
×
33Q D =
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 × × × × 01 × × × × 11 × × × × 10
×
×
×
×
22Q D =
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 × × × × 01 × × × × 11 × × × × 10
×
×
×
×
11Q D =
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 1 0 0 1 01 1 0 0 1 11 1 0 0 1 10
1
1
00Q D =
（2）用卡诺图化简，如下图所示。求得各位触器的时钟方程的表达式
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 × × × × 01 × × 1 × 11 × × 0 × 10
×
×
×
×
23Q CP =
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 × × 1 × 01 × × 0 × 11 × × 0 × 10
×
×
1
×
12Q CP =
Q 1 Q 0 Q 3 Q 2
00 01 11 10 00 × 1 0 × 01 × 1 0 × 11 × 1 0 × 10
×
1
×
01Q CP =
CP CP =0
由上分析可知：加减计数只在于时钟CP 的不同，若要使一个电路能够可逆计数，增设一控制开关，就可实现。设K ＝1时为加计数，设K ＝0时为减计数，
加法：CP n ＝ 1-n Q K 减法：CP n ＝ 1-n Q K 则有：CP n ＝1-⊕n Q K
《数字电路》期末模拟试题及答案
- 1 - 一、填空题 1. PN 结具有单向导电性。正向偏置时，多子以扩散运动为主，形成正向电流；反向 偏置时，少子漂移运动，形成反向饱电流。 2. 双极型晶体三极管输出特性曲线的三个工作区是放大区、截止区、饱和区。 3. 已知三态与非门输出表达式C AB F ?=，则该三态门当控制信号C 为高电平时， 输出为高阻态。 4. 十进制数211转换成二进制数是(11010011)2；十六进制数是(D3)16。 5. 将若干片中规模集成电路计数器串联后，总的计数容量为每片计数容量的乘积。 6. 若用触发器组成某十一进制加法计数器，需要四个触发器，有五个无效状态。 7. 同步RS 触发器的特性方程为n 1n Q R S Q +=+；约束方程为RS=0 。 8. 下图所示电路中，Y 1 ＝B A Y 1=；Y 2 ＝ ；Y 3 ＝AB Y 3= 二、选择题 1. 下列函数中，是最小项表达式形式的是＿＿＿＿ c ＿＿＿＿＿。 A. Y=A+BC B. Y=ABC+ACD C. C B A C B A Y +?= D. BC A C B A Y +?= 2. 要实现n 1n Q Q =+,JK 触发器的J 、K 取值应为＿＿d ＿＿＿。 A ． J=0，K=0 B. J=0，K=1 C. J=1，K=0 D. J=1，K=1 3．数值[375]10与下列哪个数相等＿b ＿＿。 A ． [111011101]2 B. [567]8 C. [11101110]BCD D. [1F5]16 4．属于组合逻辑电路的是＿＿＿＿＿b ＿＿＿＿＿＿ A ． 触发器 B. 全加器 C. 移位寄存器 D. 计数器 5．M 进制计数器状态转换的特点是：设定初态后，每来＿c ＿＿个计数脉冲CP ，计数器重 新 B 2 B V CC Y 1
数字电路实验指导书2016
***************************************************** ***************************************************** *********************************************** 数字电路 实验指导书 广东技术师范学院天河学院电气工程系
目录 实验系统概术 (3) 一、主要技术性能 (3) 二、数字电路实验系统基本组成 (4) 三、使用方法 (12) 四、故障排除 (13) 五、基本实验部分 (14) 实验一门电路逻辑功能及测试 (14) 实验二组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算） (18) 实验三译码器和数据选择器 (43) 实验四触发器（一）R-S，D，J-K (22) 实验五时序电路测试及研究 (28) 实验六集成计数器161（设计） (30) 实验七555时基电路(综合) (33) 实验八四路优先判决电路(综合) (43) 附录一DSG-5B型面板图 (45) 附录二DSG-5D3型面板图 (47) 附录三常用基本逻辑单元国际符号与非国际符号对照表 (48) 附录四半导体集成电路型号命名法 (51) 附录五集成电路引脚图 (54)
实验系统概述 本实验系统是根据目前我国“数字电子技术教学大纲”的要求，配合各理工科类大专院校学生学习有关“数字基础课程，而研发的新一代实验装置。”配上Lattice公司ispls1032E可完成对复杂逻辑电路进行设计，编译和下载，即可掌握现代数字电子系统的设计方法，跨入EDA 设计的大门。 一、主要技术性能 1、电源：采用高性能、高可靠开关型稳压电源、过载保护及自动恢复功能。 输入：AC220V±10% 输出：DC5V/2A DC±12V/0.5A 2、信号源： （1）单脉冲：有两路单脉冲电路采用消抖动的R-S电路，每按一次按钮开关产生正、负脉冲各一个。 （2）连续脉冲：10路固定频率的方波1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。 （3）一路连续可调频率的时钟，输出频率从1KHz~100KHz的可调方波信号。 （4）函数信号发生器 输出波形：方波、三角波、正弦波 频率范围：分四档室2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~2KHZ、2KHZ~20HZ。 3、16位逻辑电平开关（K0~K15）可输出“0”、“1”电平同时带有电平指示，当开关置“1”电平时，对应的指示灯亮，开关置“0”电平时，对应的指示灯灭，开关状态一目了然。 4、16位电平指示（L0~L15）由红、绿灯各16只LED及驱动电路组成。当正逻辑“1”电平输入时LED红灯点亮，反之LED绿灯点亮。
数字电视实验1
数字电视实验1
第一次实验 模拟彩色全电视信号观测实验 一． 实验仪器 1．JH8000DTV 数字电视实验系统装置 一台 2．配置计算机 一台 3．模拟彩色电视信号发生器 一台 4．示波器 一台 二． 实验目的 观察模拟彩色电视信号发生器送出的各类彩色电视信号，并用示波器测量各类信号的特点。 三． 实验步骤 图1.3.1 1．把模拟彩色电视信号发生器的输出端口接入视频A/D,D/A 转换模块的外接端口和地线端。 2．开启JH8000DTV 数字电视实验系统装置总电源，开启视频A/D,D/A 转换模块电源开关，注意关闭DVD 电源，转换开关1按下 3．开启模拟彩色电视信号发生器的电源，变换信号发生器的图像输出选总电源 电电电
图1.3.4 （2）将示波器探头接到解码板左下方“图像输出”接口。 （3）按下DVD“暂停”按键，选定一副静止图像，分别改变基本设置的亮度、对比度、色饱和度、色调各参数值，观察监视器图像的变化和示波器波形变化 （4）选择“高级设置”按钮，分别改变高级的设置的相关参数：输入信号、电视制式、场信号模式、场信号标识以及行有效像素值，观察监视器图像的变化和示波器波形变化 （5）选择视频源为“摄像机”，（可以将摄像机对准标准电视测试卡或对准层次丰富的图象），重复上述（2）、（3）步骤 四．实验要求 1．记录不同参数值时图像的变化，并分析结果。 2．解释行有效像素值与图像水平宽度之间的对应关系 实验二亮色延时实验 一．实验仪器 1．JH8000DTV数字电视实验系统装置一台 2．配置计算机一台 3．数字存储示波器一台 4．标准电视信号发生器一台
成贤数字电路实验习题答案
数字电路习题答案(第一、二次实验) 2009-12-18 09:10 实验一： 1. 在示波器处于“内触发”、“常态”扫描方式时，若改变电压灵敏度（V/div）,特别是降低它，则可能会使信号波形消失。问若是“外触发”，是否也会影响信号波形的显示呢？ 解：这道题主要从以下几种情况来分析： A．示波器是“内触发”，而误打到“外触发”的情况下，如果是“自动”扫描方式，示波器有波形显示，但是不会稳定；如果是“常态”扫描方式，示波器没有波形显示； B．示波器确实是“外触发”，则要求外触发信号与被测信号的频率和相位都相关，这时波形才有可能稳定。 C．示波器在“外触发”工作时，若改变电压灵敏度，会影响波形的显示。当扫描方式为“常态”时，如果降低它，可能会使波形消失，原因是降低了电压灵敏度的同时也降低了触发信号的电平，当触发电平降低到一定的程度，就不足以使触发器工作，触发器不工作，扫描发生器也就不能工作产生扫描电压，波形就消失了。 2. 实验内容3中，如何用示波器观察CH1+CH2的波形？ 解：要观察CH1+CH2的波形，只要使示波器的显示方式处于“叠加”，同时保证CH1和CH2的电压灵敏度保持一致就可以了。 3. 简述用示波器测量TTL高、低电平的步骤。 解：将函数发生器输出TTL波形（f=1kHz）接到示波器一个通道上；示波器扫描方式打“AUTO”；电压灵敏度选择旋钮和时基因数选择旋钮处于适当的位置（比如1V/div和0.2ms/div）；微调旋钮都处于“校准”位置；把输入耦合方式打到“GND”，确定零电平线的位置，再打到“DC”，读出高低电平值。 4. 对于方波和三角波，交流毫伏表的指示值是否它们的有效值？如何根据交流毫伏表的指示值求得方波或三角波的有效值？
数字电子技术基础实验指导书
『数字电子技术基础实验指导书』 实验一实验设备认识及门电路 一、目的： 1、掌握门电路逻辑功能测试方法； 2、熟悉示波器及数字电路学习机的使用方法； 3、了解TTL器件和CMOS器件的使用特点。 二、实验原理 门电路的静态特性。 三、实验设备与器件 设备 1、电路学习机一台 2、万用表两快 器件 1、74LS00 一片（四2输入与非门） 2、74LS04 一片（六反向器） 3、CD4001 一片（四2输入或非门） 四、实验内容和步骤 1、测试74LS04的电压传输特性。按图1—1连好线路。调节电位器，使V I 在0~+3V间变化， 记录相应的输入电压V 1和输入电压V 的值。至少记录五组数据，画出电压传输特性。 2、测试四二输入与非门74LS00的输入负载特性。测试电路如图1—2所示。请用万用表测 试，将V I 和V O 随R I 变化的值填入表1—1中,画出曲线。 表1－1 3、测试与非门的逻辑功能。 测量74LS00二输入与非门的真值表：将测量结果填入表1—2中。
表1—2 4、测量CD4001二输入或非门的真值表，将测量结果填入表1-2中。 注意CMOS 电路的使用特点：应先加入电源电压，再接入输入信号；断电时则相反，应先测输入信号，再断电源电压。另外，CMOS 电路的多余输入端不得悬空。 五、预习要求 1、阅读实验指导书，了解学习机的结构； 2、了解所有器件（74LS00，74LS04，CD4001）的引脚结构； 3、TTL 电路和CMOS 电路的使用注意事项。 图1－1 图1－2 300V O
一、实验目的 1、学习并掌握小规模芯片（SSI）实现各种组合逻辑电路的方法； 2、学习用仪器检测故障，排除故障。 二、实验原理 用门电路设计组合逻辑电路的方法。 三、实验内容及要求 1、用TTL与非门和反向器实现“用三个开关控制一个灯的电路。”要求改变任一开关状态都能控制灯由亮到灭或由灭到亮。试用双四输入与非门74LS20和六反向器74LS04和开关实现。测试其功能。 2、用CMOS与非门实现“判断输入者与受血者的血型符合规定的电路”，测试其功能。 要求如下： 人类由四种基本血型— A、B、AB、O型。输血者与受血者的血型必须符合下述原则；O 型血可以输给任意血型的人，但O型血的人只能接受O型血；AB型血只能输给AB型血的人，但AB血型的人能够接受所有血型的血；A型血能给A型与AB型血的人；而A型血的人能够接受A型与O型血；B型血能给B型与AB型血的人，而B型血的人能够接受B型与O型血。试设计一个检验输血者与受血者血型是否符合上述规定的逻辑电路，如果输血者的血型符合规定电路，输出高电平（提示：电路只需要四个输入端，它们组成一组二进制数码，每组数码代表一对输血与受血的血型对）。 约定“00”代表“O”型 “01”代表“A”型 “10”代表“B”型 “11”代表“AB”型 3、TTL与非门和反向器实现一组逻辑电路，其功能自行选定。 四、实验设备及器件 1、数字电路学习机一台 2、74LS20 三片（双四输入与非门） 3、74LS04 一片（六反向器） 4、CD4011 两片（四二输入与非门） 五、预习要求 1、自行设计电路，画出接线图（用指定器件设计）。 2、制定测试逻辑功能方案，画出必要的表格。
数电实验-实验报告-实验六
实验一 TTL与非门的参数测试 一、实验目的 ·掌握用基本逻辑门电路进行组合逻辑电路的设计方法。 ·通过实验，验证设计的正确性。 二、实验原理 1.组合逻辑电路的分析： 所谓组合逻辑电路分析，即通过分析电路，说明电路的逻辑。 通常采用的分析方法是从电路的输入到输出，根据逻辑符号的功能逐级列出逻辑函数表达式，最好得到表示输出与输入之间的关系的逻辑函数式。然后利用卡诺图或公式化简法将得到的函数化简或变换，是逻辑关系简单明了。为了使电路的逻辑功能更加直观，有时还可以把逻辑函数式转化为真值表的形式。 2.逻辑组合电路的设计： 根据给出的实际逻辑问题，求出实现这一逻辑功能的最简单电路，陈伟组合逻辑电路的设计。 3.SSI设计：设计步骤如下： ①逻辑抽象；分析时间的因果关系，确定输入和输出变量。 ②定义逻辑状态的含义：以二值逻辑0、1表示两种状态。 ③列出真值表 ④写出逻辑表达式，并进行化简，根据选定器件进行转换。 ⑤画出逻辑电路的连接图。 ⑥实验仿真，结果验证。 三、实验仪器及器件 数字万用表1台
多功能电路实验箱1台 四、实验内容 1.设计5421BCD 码转换为8421BCD 码（用双输入端与非门实现）。 四位自然二进制码 5421ＢＣＤ码 Ｂ３ Ｂ２ Ｂ１ Ｂ０ Ｄ３ Ｄ２ Ｄ１ Ｄ０ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 伪码 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 根据5421BCD 码与8421BCD 码真值表可得 2.设A 、B 、C 、D 代表四位二进制变量，函数X=8A-4B+2C+D ，试设计一个组合逻辑电路，判断当函数值介于4 哈哈、b两端电压测量的准确性。 电流表的内阻越小越好，以减小其上的电压，以保证a、b支路电流测量的准确性。 实验4 RLC串联交流电路的研究 七、实验报告要求及思考题 2列表整理实验数据，通过实验总结串联交流电路的特点。 答：当X L 天津理工大学考试试卷 2013～2014学年度第一学期 《高频电子线路》 期末考试 答案 课程代码： 0562010 试卷编号： 5-A 命题日期： 2013 年 11 月 5 日 答题时限： 120 分钟 考试形式：闭卷笔试 得分统计表： 大题号 总分 一 二 三 四 五 一、单项选择题（从4个备选答案中选择最适合的一项，每小题1分，共10分） 得分 1. 下图所示抽头式并联谐振回路中，接入系数为p ，则把电容C1折合到LC 回路两端后的值为 A 。 A 12C p B 11 2C p C 1pC D 11C p 2. 某丙类高频功率放大器原工作于在欠压状态，现欲调整使它工作在临界状态，可采用办法 B 。 A CC V 增加、 bm V 减小、 p R 减小 B C C V 减小、bm V 增加、p R 增加 C CC V 减小、 bm V 减小、p R 减小 D CC V 增加、 bm V 增加、 p R 增加 3. 给一个振荡器附加AFC 系统，是为了 D 。 A 尽量保持输出电平恒定； B 使振荡器的输出与参考信号完全同步（同频同相）； C 使振荡器输出的频率与参考信号频率相等，但初相位相对于参考信号初相位有一定的剩余误差； D 使振荡频率比不加时稳定。 4. 为了保证调幅波的包络能够较好地反映调制信号， C 。 A 集电极被调功率放大器和基极被调功率放大器都应工作在欠压状态 B 它们都应工作在过压状态 C 集电极被调功率放大器应工作在过压状态，另一个则应工作在欠压状态 D 基极被调功率放大器应工作在过压状态，另一个则应工作在欠压状态 5. 下面属于非线性元件特性的是 C 。 A 只有直流电阻，且阻值随静态工作点的改变而改变 B 只有动态电阻，且阻值随静态工作点的改变而改变 C 具有频率变换的作用 D 满足叠加原理 6. 某一调谐放大器，假设输入信号的频率为2MHz 、5MHz 、10MHz ，12MHz ，当谐振回路的谐振频率为10MHz 时，频率为 C 的信号在输出信号中最强。 A 2MHz B 5MHz C 10MHz D 12MHz 7. 若调制信号的频率范围为n F F -1时，用来进行标准调幅，则形成已调波的带宽为 A 。 A n F 2 B ()12F F n - C 12F D ()n f F m 12+ 8. 多级单调谐回路谐振放大器与单级单调谐回路放大器比较，叙述正确的是 C 。 实验一、常用仪器的使用及常用器件的认识、检测一、实验目的 1．学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的技术指标、性能及正确使用方法。 2．初步掌握双踪示波器观察正弦信号波形和读书波形参数的方法。 3．认识常见的电子元器件及其检测方法。 二、实验原理 在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等。它们和万用电表在一起，可以完成对模拟电子电路的静态与动态工作情况的测试。 实验中要对各中电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，一连先简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，个仪器与被册实验装置之间的布局与连线如图1——1所示。接线是应注意，为了防止外界的干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流伏安表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。 1．示波器 在本书实验附录中已对常用的GOS-620型双踪示波器的原理和使用做了较详细的说明，先着重指出下列几点： 1）寻找扫描光迹点 在开机半分钟后，如还找不到光点，可调节亮度旋钮，并按下“寻迹”键，从中判断光点的位置，然后适当调节垂直（↑↓）和水平（）移位旋钮，将光点移至荧光屏的中心位置。 2）为了显示稳定的波形，需注意示波器面板上的下列几个控制开关（或旋钮）的位置。 a、“扫描速率”开关（t/div）——它的位置应根据被观察信号的周期来确定。 b、“触发源的选择”开关（内、外）——通常选为内触发。 c、“内触发源的选择”开关（拉YB）——通常至于常态（推进位置）。此时对单一从 YA或YB输入的信号均能同步，仅在作双路同时显示时，为比较两个波形的相对位置，才将其置于拉出（拉YB ）位置，此时触发信号仅取自YB，故仅对YB输入的信号同 实验一门电路逻辑功能及测试 一、实验目的 1、熟悉门电路逻辑功能。 2、熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。 二、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件 74LS00 二输入端四与非门2片 74LS20 四输入端双与非门1片 74LS86 二输入端四异或门1片 74LS04 六反相器1片 三、预习要求 1、复习门电路工作原理相应逻辑表达示。 2、熟悉所有集成电路的引线位置及各引线用途。 3、了解双踪示波器使用方法。 四、实验内容 实验前按学习机使用说明先检查学习机是否正常，然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc及地线不能接错。线接好后经实验指导教师检查无误方可通电。试验中改动接线须先断开电源，接好线后在通电实验。 1、测试门电路逻辑功能。 （1）选用双输入与非门74LS20一只，插入面包板，按图 连接电路，输入端接S1~S4(电平开关输入插口)，输 出端接电平显示发光二极管（D1~D8任意一个）。 （2）将电平开关按表1.1置位，分别测出电压及逻辑状态。（表1.1） 输入输出 1 2 3 4 Y 电压(V) H H H H 0 0.11 L H H H 1 4.23 L L H H 1 4.23 L L L H 1 4.23 L L L L 1 4.23 2、异或门逻辑功能测试 （1）选二输入四异或门电路74LS86，按图接线，输入端1﹑2﹑4﹑5接电平开关，输出端A ﹑B ﹑Y 接电平显示发光二极管。 （2）将电平开关按表1.2置位，将结果填入表中。 表 1.2 3、逻辑电路的逻辑关系 （1）选用四二输入与非门74LS00一只，插入面包板，实验电路自拟。将输入输出逻辑关系分别填入表1.3﹑表1.4。 输入 输出 A B Y Y 电压（V ） L L L L 0 0 0 0.16 H L L L 1 0 1 4.18 H H L L 0 0 0 0.17 H H H L 0 1 1 4.18 H H H H 0 0 0 0.17 L H L H 1 1 0.17 输入 输出 A B Y L L 0 L H 1 H L 1 H H 输入 输出 A B Y Z L L 0 0 L H 1 0 H L 1 0 H H 1 实验一、常用电子仪器的使用 一、实验目的 1、学习电子技术实验中常用电子仪器的主要技术指标、性能和正确使用方法。 2、初步掌握用示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 电路实验箱的结构、基本功能和使用方法。 二、实验原理 在模拟电子电路实验中，要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以接线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。 1．信号发生器 信号发生器可以根据需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出信号电压频率可以通过频率分挡开关、频率粗调和细调旋钮进行调节。输出信号电压幅度可由输出幅度调节旋钮进行连续调节。 操作要领： 1）按下电源开关。 2）根据需要选定一个波形输出开关按下。 3）根据所需频率，选择频率范围（选定一个频率分挡开关按下）、分别调节频率粗调和细调旋钮，在 频率显示屏上显示所需频率即可。 4）调节幅度调节旋钮，用交流毫伏表测出所需信号电压值。 注意：信号发生器的输出端不允许短路。 2．交流毫伏表 交流毫伏表只能在其工作频率范围内，用来测量300伏以下正弦交流电压的有效值。 操作要领： 1）为了防止过载损坏仪表，在开机前和测量前（即在输入端开路情况下）应先将量程开关置于较大量程处，待输入端接入电路开始测量时，再逐档减小量程到适当位置。 2）读数：当量程开关旋到左边首位数为“1”的任一挡位时，应读取0～10标度尺上的示数。当量程开关旋到左边首位数为“3”的任一挡位时，应读取0～3标度尺上的示数。 3）仪表使用完后，先将量程开关置于较大量程位置后，才能拆线或关机。 3．双踪示波器 示波器是用来观察和测量信号的波形及参数的设备。双踪示波器可以同时对两个输入信号进行观测和比较。 操作要领： 1）时基线位置的调节开机数秒钟后，适当调节垂直（↑↓）和水平（←→）位移旋钮，将时基线移至适当的位置。 2）清晰度的调节适当调节亮度和聚焦旋钮，使时基线越细越好（亮度不能太亮，一般能看清楚即可）。 3）示波器的显示方式示波器主要有单踪和双踪两种显示方式，属单踪显示的有“Y1”、“Y2”、“Y1+Y2”，作单踪显示时，可选择“Y1”或“Y2”其中一个按钮按下。属双踪显示的有“交替” 和“断续”，作双踪显示时，为了在一次扫描过程中同时显示两个波形，采用“交替”显示方式， 当被观察信号频率很低时（几十赫兹以下），可采用“断续”显示方式。 4）波形的稳定为了显示稳定的波形，应注意示波器面板上控制按钮的位置：a）“扫描速率”（t/div） 实验一：门电路实验 一、实验目的： 熟悉、掌握门电路的逻辑功能 二、实验仪器和设备： １、TPE-D6型数字电路学习机２、数字万用表 三、实验原理及主要知识点 1．与非门_____ AB F =（有0出1，全1出0） 2．与或非门___ __________CD AB F +=（画真值表自行总结） 3．或门B A F +=（有1出1，全0出0） 四、实验步骤 实验前的准备：在学习机上未接任何器件的情况下（指实验用插座部分），先合上交流电源，检查５V 电源是否正常，再合直流电源测V CC 处电压是否正常，测两排插口中间V CC 插口处电压是否正常，全正常后断开全部电源。 随后选择好实验用集成片，查清集成片的引腿及功能，然后根据实验图接线，特别注意V CC 及地的接线不能接错，待老师检查后方可接通电源进行实验，以后所有实验依此办理。 （一） 测与非门的逻辑功能 １、选双４输入正与非门74LS20集成芯片一只；选择一个组件插座（片子先不要插入）按图接好线。 ２、输入端接电平开关输出插口，输出端接发光二极管显示插口。 ３、拨动电平开关，按表中情况分别测出输出端电平。 （二）、测与异或门的逻辑功能 １、选两路四输入与或非门电路74LS55集成芯片一只；选择一个组件插座（片子先不要插入）按图接线。 ４ 双4输入正与非门74LS20 2、 （三）根据摩根定理或门的逻辑函数表达式B A Z +=，可以写成B A Z ?=，因此可以用三个与非门构成或门。 （1） 将由三个与非门构成的或门测试电路画在下面空白处。 （2） 当输入端（A 、B ）为下列情况时，分别测输出端（Z ）的电位，将结果填入表中。 五、实验思考题及实验报告要求 整理实验数据，并对数据进行分析，根据实验观察到的现象，回答下列问题。 1与非门在什么情况下输出高电平？什么情况下输出低电平？TTL 与非门不用的输入端应如何处理？ 2与或非门在什么情况下输出高电平？什么情况下输出低电平？TTL 与或非门不用的与门应如何处理？ 实验二 组合逻辑电路实验 一、实验目的 （一） 掌握组合逻辑电路的分析方法 （二） 验证半加器的逻辑功能 （三） 了解二进制数的运算规律 二、实验仪器及设备 (一) TPE-D6型数字电路学习机 (二)数字万用表 三、实验原理及主要知识点 组合逻辑电路的分析是根据所给的逻辑电路，写出其输入与输出之间的逻辑关系（逻辑函数表达式或 4个二输入异或门74LS86 用可编程逻辑器件设计组合逻辑电路 一、实验目的 1.掌握译码器的功能和应用 2.掌握数据选择器的功能和应用 二．实验方案 ㈠ 1. 有一密码锁有三个按键，分别是A、B、C。当三个键都按下时，或当只有A，B其中一个键按下时；或当有A,B两个键同时按下时，锁打开（用F表示开锁信号）。而当有键按下却不符合上列组合状态时，将发出报警信号（用Ｇ表示报警信号） 2.设计用3个开关控制一个电灯的逻辑电路，要求改变任何一开关的状态都能控制电灯由亮变灭或由灭变亮。要求用数据选择器实现。 3.用74LS138和门电路设计1位二进制全减器电路。输入为被减数、减数和来自低位的借位，输出为两数之差和向高位的借位信号。 三．实验步骤 （1）画出真值表： 密码锁的逻辑功能表： 1 电灯的逻辑功能表： 全减器的逻辑功能表： （２）写出逻辑表达式： 密码锁的逻辑表达式： １Ｙ＝［１Ｃ０（Ａ＇Ｂ＇）＋１Ｃ１（Ａ＇Ｂ）＋１Ｃ２（ＡＢ＇）＋１Ｃ３（ＡＢ）］１ＧＮ２Ｙ＝［２Ｃ０（Ａ＇Ｂ＇）＋２Ｃ１（Ａ＇Ｂ）＋２Ｃ２（ＡＢ＇）＋２Ｃ３（ＡＢ）］２ＧＮ全减器的逻辑表达式： Y=CI’P’K+CI’PK’+CIP’K’+CIPK C0= CI’P’K+CIP’K’+CIPK+CIP’K （3）画出电路原理图 密码锁的电路图，用74153实现： 电灯的电路图，用74153实现： 全减器的电路图，用74138实现： 四.时序仿真： 用Quatus2 仿真得到的波形如下： 五．实验验证：分析仿真图波形和真值表结果以及在开发板上的演示结果，完全吻合，故此次设计正确。 六．总结： 本次的实验看上去简单，但对于逻辑电路的应用需要更熟练。74LS138的功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高，低电平的信号，它是编码的反操作。在实验过程中因为要控制更多的输入和观察记录等更多的输出，每一步都要准确无误才会得到正确的结果。对双四选一数据选择器74LS153的使用相对困难。首先是原理的理解，其次是线路的分配。把74LS138和74LS153综合运用起来才能实现多通道数据传输。应该先对电路的数字逻辑进行详细的分析，可以提高学习的效率也能加强对实验的理解。 一、TTL测试 1.主要参数有哪些？测试参数的意义何在？ 2.怎样测量与非门输出的高低电平？高低电平的取值范围？ 3.测量Iil或Iolm时电流档不能用，怎么办？ 4.在扇出系数测试电路中电位器和220欧电阻有什么用？为什么要使Uo=0.4V,此系数计算结果若为23.9，取多少？ 二、组合逻辑电路 1、组合逻辑电路与时序逻辑电路的区别有哪些/? 2、设计组合逻辑电路的步骤。 3、设计半加器、全加器、比较器、点灯控制等逻辑电路。 三、译码器 1、什么是译码器？本实验用的74LS38和CC4511有什么区别？ 2、怎样用138和74LS20设计全加器？步骤？ 3、怎么用138设计反码器？ 4、描述数码管种类、结构？ 5、设计编码到译码显示的电路显示2014。 四、选择器 1、介绍四选一和八选一选择器的逻辑功能。 2、怎样用选择器实现逻辑函数或功能电路？ 3、设计全加器或三人表决器。 五、触发器 1、画出用与非门构成基本QS触发器电路图。 2、叙述J-K触发器功能，填功能表。 3、描述T,T’触发器，CP-SQ脉冲关系。 六、计数器 1、怎样用D触发器构成四位数的二进制异步加法器、？讲解其工作原理，注意哪些事项？ 2、讲述用74LS192构成二位十进制计数器电路。 3、用192构成任意进制计数器，讲解原理。 七、抢答器 1.讲述抢答器工作原理 2.锁存电路怎样锁存，主持人怎样控制清零和宣布抢答开始？ 3.此实验原理电路存在哪些缺点和不足，怎样改进？ 4.抢答器灵敏度与哪些因素有关？怎样分析影响。 八、数电常识 1、TTL逻辑门引脚规则。 2、TTL电源的范围 3、怎样使用集成块 4、数字电路故障原因通常有哪些？ 5、边沿怎样产生的？能否用逻辑开关产生？ 6、脉冲信号与函数波信号的区别？ 7、TTL逻辑门输入端悬空相当于什么电平？ 8、怎样由与非门变非门？ 9、本学期数字电路接触了哪些集成块？ 10、TTL集成电路使用规则？ 数字电路考试试卷 一、填空 1．在三变量逻辑函数中，有m 5m 6= ，ΠM （0,1,2,3,4,5,6,7）= 。 2．十进制数78的二进制数是 ，八进制数是 ；十六进制数是 。 3．有一个六位D/A 转换器，设满刻度输出为6.3伏，当输入数字量为101001时，输出模拟电压为 。 ４．ＲＯＭ地址为Ａ０～Ａ７７，输出为Ｙ０～Ｙ３，则ＲＯＭ容量为 。 二．用卡诺图法化简下列函数为最简与或式。 1．F(A,B,C,D)=∑m(3,5,8,9,10,12)+∑d(0,1,2,13) 2．F(A,B,C,D)=（A+B+C+D ）（A+B+C+D ）（A+B+C+D ）（B+C ） 三．某组合电路有3个输入逻辑变量A 、B 、C 和一个控制变量M 。当M=1 时，A 、B 、C 中有偶数个1，电路输出为1；当M=0时，A 、B 、C 中 有奇数个1，电路输出为1。 1．请列出真值表，写出输出函数的最简与或逻辑表达式； 2．用3-8译码器74LS138实现该电路。 四． 已知JK 触发器构成的电路如图所示，设Q 0,Q 1,Q 2初态为0，试画出在CP 作用下，Q 0、Q 1、Q 2的时序图。 五．作出下列两种情况下序列信号检测器的最简状态转换图，凡收到输入序列101时输出就为1。 1．规定检测的101序列不重叠； 2．允许检测的101序列重叠。 六．下图是由8选1数据选择器和同步4位二进制计数器74161构成的循环序列为1101001(左位在前)的序列信号发生器的部分连线图。 （1） 试完成该电路的连线； （2） 画出计数器的状态转换图 七．555定时器、计数器和集成施密特电路构成下图所示电路。 （1）说明电路各部分的功能。 （2）若集成施密特电路的V DD =10V ，R 1 = 100K Ω，C 1 = 0.01μF ，VT+=6.3V ，VT- =2.7V 求v 1端波形的周期T 。 （3）74161芯片进位端C 与其CP 端脉冲的分频比是多少？ （4）若R = 30K Ω，C = 0.01μF ，求v O 端输出脉宽T W 是多少？ （5）画出v 1 ，74161进位端C 和v O 的波形。 C 1μF v o 实验一．电介质绝缘特性及电击穿实验 一．实验目的： 观察气隙击穿、液体击穿以及固体沿面放电等现象及其特点，认识其发展过程及影响击穿电压的各主要因素，加深对有关放电理论的理解。 二．预习要点： 概念：绝缘；游离；电晕；电子崩；流注；先导放电；自持放电；滑闪放电；沿面放电；小桥；电击穿；热击穿。 判断：空气是绝缘介质；纯净液体的击穿是电击穿，非纯净液体的击穿是热击穿，绝缘油的击穿电压受油品、电压作用时间、电场分布情况及温度的影响较大，电弧会使油分解并产生炭粒；沿面放电是特殊的气体放电，分三个阶段，沿面闪络电压小于气隙击穿电压。 推理：变压器油怕受潮；油断路器有动作次数的限制； 相关知识点：电场、介质极化、偶极子、介电常数、Paschen定律、Townsend理论、流注理论、伏秒特性、大气过电压、内部过电压。 三．实验项目： 1．气体绝缘介质绝缘特性及电击穿实验 ⑴．电极形状对放电的影响 ①．球球间隙 ②．针板间隙 ③．针针间隙 ⑵．电场性质对放电的影响 ①．工频交流电场 ②．直流电场 ⑶．极性效应 ①．正针负板 ②．负针正板 2．液体绝缘介质绝缘特性及电击穿实验 ⑴．导电小桥的观察 ⑵．抗电强度的测试 3．固体绝缘介质绝缘特性及电击穿实验 ⑴．刷状放电的观察 ⑵．滑闪放电的观察 ⑶．沿面闪络的观察 四．实验说明： 1．气体绝缘特性： ⑴．气体在正常情况下绝缘性能良好（带电粒子很少）； ⑵．气体质点获得足够的能量（大于其游离能）后，将会产生游离，生成正离子和电子； ⑶．气体质点获得能量的途径有：粒子撞击、光子激励、分子热碰撞； ⑷．气隙中除了有气体质点游离产生的带电粒子外，还存在金属电极表面的逸出电子； ⑸．气隙加上电场，气隙中的带电粒子将顺电场方向加速运动，造成大量的粒子碰撞，但产生气体质点游离的撞源粒子是电子； 实验一门电路逻辑功能及测试 一、实验目得 1、熟悉门电路逻辑功能。 2、熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。 二、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件 ７4LＳ00 二输入端四与非门２片 7４ＬS20 四输入端双与非门1片 ７４ＬS8６二输入端四异或门1片 74LS０4 六反相器1片 三、预习要求 1、复习门电路工作原理相应逻辑表达示。 2、熟悉所有集成电路得引线位置及各引线用途。 ３、了解双踪示波器使用方法。 四、实验内容 实验前按学习机使用说明先检查学习机就是否正常,然后选择实验用得集成电路，按自己设计得实验接线图接好连线,特别注意Vcc及地线不能接错。线接好后经实验指导教师检查无误方可通电。试验中改动接线须先断开电源,接好线后在通电实验。 1、测试门电路逻辑功能。 （1）选用双输入与非门74ＬＳ20一只，插入面包板,按图 连接电路,输入端接S1~Ｓ4(电平开关输入插口),输 出端接电平显示发光二极管(D1～D８任意一个）。 （2)将电平开关按表1、1置位,分别测出电压及逻辑状态。(表1、１) 2、异或门逻辑功能测试 (1)选二输入四异或门电路74LS86,按图接线,输入端１﹑2﹑4﹑5接电平开关,输出端Ａ﹑B﹑Ｙ接电平显示发光二极管。 (2)将电平开关按表1、２置位，将结果填入表中。 表1、2 3、逻辑电路得逻辑关系 (1)选用四二输入与非门74LS0０一只,插入面包板，实验电路自拟。将输入输出逻辑关系分 别填入表1、3﹑表1、4。 (２）写出上面两个电路得逻辑表达式。 表1、３ Y=A ⊕B 表1、4 Y=A ⊕B Ｚ=AB 4、逻辑门传输延迟时间得测量 用六反相器(非门)按图1、5接线,输80KHz 连续脉冲,用双踪示波器测输入，输出相位差,计算每个门得平均传输延迟时间得ｔｐd 值 : tpd ＝０、２μｓ/6=1/30μｓ 5、利用与非门控制输出。 选用四二输入与非门74LS00一只,插入面包板，输入接任一电平开关，用示波器观察Ｓ对输出脉冲得控制作用: 一端接高有效得脉冲信号,另一端接控制信号。只有控制信号端为高电平时,脉冲信号才能通过。这就就是与非门对脉冲得控制作用。 6.用与非门组成其她门电路并测试验证 (1)组成或非门。 用一片二输入端与非门组成或非门 Y = Ａ+ B = A ? Ｂ 画出电路图,测试并填表1、5 中。 表1、5 图如下： （2）组成异或门 ① 将异或门表达式转化为与非门表达式。 A ⊕B=｛[(ＡＡ)＇B]'［Ａ( B Ｂ）＇]}＇ ② 画出逻辑电路图。 ③ 测试并填表1、6。表1、6 数字电子技术 实验报告 实验一门电路逻辑功能及测试 (1) 实验二数据选择器与应用 (4) 实验三触发器及其应用 (8) 实验四计数器及其应用 (11) 实验五数码管显示控制电路设计 (17) 实验六交通信号控制电路 (19) 实验七汽车尾灯电路设计 (25) 班级：08030801 学号：2008301787 2008301949 姓名：纪敏于潇 实验一门电路逻辑功能及测试 一、实验目的： 1.加深了解TTL逻辑门电路的参数意义。 2.掌握各种TTL门电路的逻辑功能。 3.掌握验证逻辑门电路功能的方法。 4.掌握空闲输入端的处理方法。 二、实验设备： THD—4数字电路实验箱，数字双踪示波器，函数信号发射器，74LS00二输入端四与非门，导线若干。 三、实验步骤及内容： 1.测试门电路逻辑功能。 选用双四输入与非门74LS00一只，按图接线，将输入电平按表置位，测输出电平 用与非门实现与逻辑、或逻辑和异或逻辑。用74LS00实现与逻辑。 用74LS00实现或逻辑。用74LS00实现异或逻辑。 2.按实验要求画出逻辑图，记录实验结果。 3.实验数据与结果 将74LS00二输入端输入信号分别设为信号A 、B 用74LS00实现与逻辑 1A B A B =? 逻辑电路如下： 12 3 74LS00AN 4 5 6 74LS00AN A B A 端输入TTL 门信号， B 端输入高电平，输出波形如下： A 端输入TTL 门信号， B 端输入低电平，输出波形如下： 1、 用74LS00实现或逻辑 11A B A B A B +=?=???逻辑电路如下 12 3 74LS00AN 4 5 6 74LS00AN 910 8 74LS00AN c U1A B A 端输入TTL 门信号， B 端输入高电平，输出波形如下： A 端输入TTL 门信号， B 端输入低电平，输出波形如下： 填空题 1． (30.25) 10 = ( ) 2 = ( ) 16 。 2 . 逻辑函数L = + A+ B+ C +D = 1 。 3 . 三态门输出的三种状态分别为：、和。 4 . 主从型JK触发器的特性方 程= 。 5 . 用4个触发器可以存储位二进制数。 6 . 存储容量为4K×8位的RAM存储器，其地址线为 12 条、数据线为 8 条。二、选择题1.设下图中所有触发器的初始状态皆为0，找出图中触发器在时钟信号作用下,输出电压波形恒为0的是：（C ）图。 2.下列几种TTL电路中， 输出端可实现线与功能的电路是（ D）。 A、或非门 B、与非门 C、异或门 D、OC门 3.对CMOS与非门电路，其多余输入端正确的处理方法是（D ）。 A通过大电阻接地（>1.5KΩ） B、悬空 C、通过小电阻接地（<1KΩ） D、通过电阻接V CC 4.图2所示电路为由555定时器构成的（A ）。 A、施密特触发器 B、多谐振荡器 C、单稳态触发器 D、T触发器 5.请判断以下哪个电路不是时序逻辑电路（C ）。 A、计数器 B、寄存器 C、译码器 D、触发器 6．下列几种A/D转换器中，转换速度最快的是（A ）。 A、并行A/D转换器 B、计数型A/D转换器 C、逐次渐进型A/D转换器 B、 D、双积分A/D转换器 7．某电路的输入波形 u I 和输出波形 u O 如下图所示，则该电路为（ C）。 A、施密特触发器 B、反相器 C、单稳态触发器 D、JK触发器 8．要将方波脉冲的周期扩展10倍，可采用（C ）。 A、10级施密特触发器 B、10位二进制计数器 C、十进制计数器 B、D、10位D/A转换器 9、已知逻辑函数与其相等的函数为（ D）。 A、 B、 C、 D、 10、一个数据选择器的地址输入端有3个时，最多可以有（ C）个数据信号输出。 A、4 B、6 C、8 D、16 三、逻辑函数化简（每题5分，共10分） 1、用代数法化简为最简与或式 Y= A + 2、用卡诺图法化简为最简或与式 Y= + C +A D，约束条件：A C + A CD+AB=0 四、分析下列电路。（每题6分，共12分） 1、写出如图1所示电路的真值表及最简逻辑表达式。电工学实验答案
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