数字逻辑电路实验(自考).docVIP

实验一 集成电路触发器及应用 一 实验目的 验证基本RS触发器的逻辑功能 二 实验原理 触发器具有两个稳定状态，用以表示逻辑状态“1”和逻辑状态“0”，在一定的外界信号作用下，可以从一个稳定状态转到另一个稳定状态，它是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件，是构成各种是序电路的最基本的逻辑单元。 基本RS触发器 由两个与非门交叉偶合构成，电路结构和逻辑符号如1所示： 图1 基本RS触发器具有置“0”、置“1”和保持三种功能。通常称==1时的输出状态为保持。另外，基本RS触发器也可以用两个“或非门”组成，注意，此时为高电平触发有效。 三 实验器件 数字实验箱 集成电路芯片：74LS00（4011） 电阻： 3.3K×2 四、实验内容 1. 用基本RS触发器组成一个无抖动的开关（单脉冲发生器或称消抖动开关）电路连接如图2所示 使用微动开关作为、端的控制输入。 图2 画出RS触发器真值表 实验体会：通过本次实验，加深了我对RS触发器基本功能的认识，锻炼了我的动手能力，达到了理论联系实际的目的！ 实验二 555集成电路及应用 一 实验目的 1. 熟悉555集成电路的电路结构，工作原理及其特点。 2. 掌握555集成电路的基本应用。 二 实验原理 555又称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路。由于内部电压标准使用了三个5KΩ电阻，故取名为555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，二者的结构与工作原理类似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556，所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。双极型的电源电压范围为： +5V—+16V，输出的最大负载电流可达200mA，CMOS型的电源电压范围为：+3V—+18V，但输出最大负载电流在4mA以下。 555内部电路结构如图1及外部引脚排列图2所示： 图1 图2 引脚功能： 1：接地； 2：触发端（VI2）； 3：输出端（u0）；4：复位端（）； 5：控制电压端（VC0）；6：阈值端，比较器C1输入（VI1）；7：放电端（u’0）；8：电源端（VCC）。 电路由三部分组成：比较器C1C2为第一部分（参考电压形成电路），基本RS触发器为第二部分，集电极开路输出的放电三极管TD和G3为第三部分，输出驱动电路和放电开关管TD、G3作用是提高电路带负载的能力。 555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳触发器、多谐振荡器、施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。 三 实验器件 双踪示波器 数字实验箱 函数发生器 集成电路芯片：NE555 电阻、电容若干 555引脚分布图如图3所示： 图3 四 实验内容 1. 用555定时器设计一个单稳态触发器 电路设计基本原理 单稳态触发器具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。在外界触发脉冲作用下，它能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间之后，再自动返回稳态；暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。由于单稳态触发器具有这些特点，常用来产生具有固定宽度的脉冲信号。 用555定时器构成的单稳态触发器是负脉冲触发的单稳态触发器，且暂稳态维持时间为TW = lnRC = 1.1RC，即仅与电路本身的参数R、C有关。 1、按图4连接，取R 1=30KΩ，R = 100KΩ C = 0.1uf，C1= C2 = 0.01uf 输入信号ui由单次脉冲源提供，用双踪示波器观察输入ui、输出u0波形，测定输出波形幅度与暂稳态时间tW。 2、 将R改变为5 KΩ，输入端加1KHz的连续脉冲，用双踪示波器观察输入ui、输出uo波形，测定幅度、频率及暂稳态时间tW。 图4 单稳态触发器 实验体会： 通过本次实验，使我学习了555的相关功能，着重学习了围绕555搭接的单稳态触发器相关功能，对555的认识不断加深！ 实验三 ±12V双向电压变换器 一 实验目的 1. 学习简单综合电路的搭试。 2. 锻炼实际动手调试的能力。 二 实验原理 双向电压变换器的电路如图1所示。电路可以将+5V直流压变换为±12V双向电压。