数字电路实验指导书第3稿.docVIP

数字电路实验指导书 江汉大学计科系计算机硬件教研室 目录 一 实验的一般程序 二 实验台介绍 三 实验一 逻辑门功能验证及应用电路实验 四 实验二 组合电路功能验证及应用电路实验 五 实验三 触发器功能验证及应用电路实验 六 实验四 时序电路功能验证及应用电路实验 七 实验五 串行加法器的设计 八 实验六 汽车尾灯控制器的设计 九 实验七 数字马表的设计 十 实验八 数字密码锁电路的设计 一．实验的一般程序 数字电路是计算机专业的基础课之一，它的实践性较强。通过实验，旨在巩固，加深和开拓课堂教学的内容，使学生加深理解数字系统（计算机系统是最常见的数字系统之一）基本组件的逻辑组成及其工作原理，掌握各基本组件的设计和调试方法，提高实践能力，逐步培养学生独立分析和解决问题的能力。 实验的一般程序可分为准备阶段，布线阶段，调试阶段以及实验完毕后书写实验报告等。 1准备阶段 实验前做好充分的准备是必须的和有益的，每个实验者在实验前必须对实验目的，要求，内容，及其相关理论知识认真了解，做到心中有数，完成预习报告，预习报告是实验操作的依据。预习报告没有固定的书写格式，只要实验者看懂就可以了。一般要尽可能写得简洁，思路清楚，重点突出，一目了然。其内容主要是画出实验所用的逻辑电路图和布线图，并附以简要的文字说明或注释，记录数据所用的表格，以及主要的注意事项。 2．布线阶段 在布线前，必须校准集成电路组件两排引脚的距离，使之与实验台的插孔距相吻合，将集成电路组件插入时，用力要轻，均匀，开始不要插得太紧，待确定集成电路组件的引脚和插孔位置一致后，再用力将其插牢。这样可避免集成电路组件引脚弯曲或折断。 布线最好有顺序地进行，不要随意接线，以免漏接。布线时应首先将电源地线以及实验过程中始终不改变电平的输入端接好，然后接信号流向顺序依次布线。布线时可考虑用不同颜色导线以区别不同信号，这样便于观察与察错。 布线用的导线不宜太长，且应尽量避免导线相互重叠，跨越集成电路组件的上空以及无规则的交错连接在空中搭成网状等现象。正确的方法是，将导线贴近实验板在组件周围走线。这样既可提高电路的可靠性，又便于修正电路和更换实验组件，并且也便于检查和排除故障。 当实验电路所用集成组件较多时，在布线前最好先对集成组件进行逻辑功能测试，这样可避免组件功能不正常而导致电路工作不正常。 3．调试阶段 按照预习报告中拟定好的实验步骤进行，边实验，边观察，同时记录实验现象，并将观察记录结果与原设计进行比较，以便分析判断实验是否正常。 在实验中，若电路不能完成预期的逻辑功能，就称电路有故障。产生故障的原因有下面几种： 电路设计错 布线错误 集成电路组件使用不当或功能不正常 实验台不正常 在实验中，如果出现故障，首先应验证实验本身的正确性，即操作是否正确，组件是否损坏，布线是否有错误等。其次应检查所设计的电路图是否能满足逻辑功能的要求。 在排除故障和错误的过程中，对观察到的现象进行分析和逻辑推理，从而初步判断故障的性质和原因，并对排错的方法，修正后的设计方案等作详细记录。 4．实验报告 做完实验后，应对实验结果进行分析处理，从理论上加以总结，从而加深对所学理论的认识和理解。写实验报告就是对上述过程的书面总结。 实验报告一般包括以下几项内容： 实验目的； 实验所用设备和器件； 实验设计方案及逻辑图； 实验步骤和实验记录； 对观察结果的分析，处理和讨论。 二．实验台介绍 1．数字逻辑实验台采用JYS-3型计算机组成原理实验仪，实验仪机箱布置见下表。 左箱 右箱 工具导线盒 直流稳压电源 微程序控制器 时钟、时序发生器 运算器 数据通路 接线端子 接线端子 （ABCDEF 6行20列） 通用设计板 操作面板 （开关、指示灯） 2．JYS-3实验箱使用说明 （1）开关K0～K25: 拨到上面位置为”1”,拨到下面位置为”0”。 （2）指示灯L0～L25: 当L0～L25中的某一位接入一个高电平(或变电位时),则对应的灯亮；（3）当输入一个低电平(不输入信号,或输入一个高阻状态时)；则对应的灯灭。 （4）在面板上无任何连线的情况下，R-S触发器P0、P1、P2的状态： 在按动相应的按扭P0时，在相应的P0、/P0端产生一个单次脉冲其脉冲宽度与按动的时间有关。在P0、P1、P2上产生正脉冲，在/P0、/P1、/P2上产生负脉冲。 （5）脉冲的产生：该实验箱可以产生一组时序信号T1、T2、T3、