数字电路试验讲义南开大学电子信息试验教学中心.doc

目 录 前言 - 1 - 第一部分 基本实验 - 6 - 实验一 RLC电路暂态特性测试 - 6 - 实验二 基本逻辑门电路 - 12 - 实验三 与非门参数测试 - 15 - 实验四 集电极开路门和三态门 - 20 - 实验五 组合逻辑电路的设计 - 25 - 实验六 数据选择器及其应用 - 29 - 实验七 编码和译码电路的应用 - 33 - 实验八 触发器 - 38 - 实验九 移位寄存和串行累加 - 42 - 实验十 集成计数器 - 46 - 实验十一 同步时序电路的设计 - 51 - 实验十二 脉冲产生电路（一） - 56 - 实验十三 脉冲产生电路（二） - 60 - 实验十四 D/A转换电路 - 65 - 实验十五 A/D转换电路 - 71 - 实验十六 存贮器 - 76 - 第二部分 综合实验 - 80 - 实验十七 简易数字频率计 - 80 - 实验十八 数字音乐电路 - 83 - 实验十九 数据采集系统 - 86 - 实验二十 数字电压表 - 89 - 实验二十一 数字钟与钟控器 - 91 - 前言 现代科学技术的发展，与实验技术是密不可分的。实验的意义不仅在于验证原有理论或新的假说，而是还在于用理论来解释实验现象，并从对实验现象的分析中获得新的理论。 脉冲与数字技术是当代具有普遍意义的学科，特别是计算机技术、自动化技术、数字通讯及广播电视、电子测量和显示技术的基础。数字电路实验则是脉冲与数字技术的基本功，通过数字实验的训练，使学生具备扎实的数字实验技能，具备应用各种数字集成电路的能力，具备运用集成块设计具有一定功能的数字系统的能力。 一、数字电路实验的基本要求 数字电路实验是与数字基本理论课程的内容密切相关的，但自身又是一门独立的课程，它以基本理论为基础，即以理论作为指导，又自成体系。数字电路实验又很有趣味性，是很受欢迎的实验课程。 为了学好本课，应抓住实验课的三个环节：预习环节、实验操作、数据记录和现象观察环节，以及整理数据写实验报告环节。 1．实验预习：根据实验排列的顺序，在实验进行以前预习实验讲义，并根据实验内容参阅其它理论参考书，弄清实验的基本原理。其次要拟好实验步骤，设计好实验电路，画好实验记录数据的表格，准备好记录波形的坐标纸。第三要预期实验结果，考虑可能出现的误差因素等。最后列出元器件清单。以上这些要求，目的是“不打无准备之仗”，做好准备以便实验有条不紊地进行。 2．实验操作及观察现象、记录数据阶段：在实验室进行，这是实验的中心环节。要按设计好的电路图正确接插元件器件和连线，防止接插错误。正确使用仪器和电源，在数字实验中直流电源一般设置为+5V（TTL集成电路的要求），不要使用过高电源，免得损坏集成电路。原始数据的记录要写在本子上，以免丢失。现象的观察须细心，特别是使用示波器记录波形时，两个波形的相位关系很重要。记录数据时还要记清单位，如DCV、ACV或Vp-p是以V为单位，还是毫伏，频率是通过周期来确定的，T的单位是s、ms或μs。许多现象的观察都是实验中得到的，需逐项记录下来。 3．整理数据写实验报告：这是实验的总结阶段。通过写报告使实验得出应有的规律性，从而进一步提高自己的理论与实践结合的能力。这一阶段是必不可少的，没有总结就没有提高。 二、如何写实验报告 书写实验报告也是一项基本的技能训练，要求有严谨的工作作风、求实的科学态度、规范化的书面表达能力。为此，对实验报告的基本要求是记录的真实可靠，书写清楚整齐，画图列表符合规范，对问题的分析认真深入，并尽量提出自己的见解。 实验报告的基本规格为： 1．必须有实验标题； 2．实验标题上方或下方要写清系别、年级、专业、组别和姓名，写清实验日期及同组人。 3．陈述实验目的，即你要从实验中学习什么。如果目的不清楚，可留出空格待写完报告的内容后再思考写出。 4．报告必须有测试电路图，有时须画逻辑图和布线图。 5．原始数据必须清晰地记录下来，处理数据及计算结果在其后。 6．结论是根据实验的内容和结果得到的，自己依情况拟出。出现较大误差或问题要预以讨论。 7．同答必要的思考题。 实验报告的格式可参考附录。 三、数字实验箱 数字电路实验中元器件的接插与连线均在数字实验箱上进行。打开箱盖，看到其结构：由面包板、0、1开关、O、1显示、时钟脉冲源、电位器、电源输入插座、仪表插座、总线插座等八部分组成。 面包板居中，由四根宽条与三根窄条面包板组成。宽条面包板的插孔五个一组纵向排列，这五个空孔是相通的，但组间不通。窄条面包板沿长的方向有两行插孔，每行从左至右都导通，但两行之间不通。宽条面包扳中间有一条较深的槽，那是集成电路插接的地方，其两侧的孔距和跨接宽度与集成电路的封装形式一致。 面包板下方是八个O、1开关，提供逻辑低电平（用“0”表示）和逻辑高电平（用“