数字电路实验指导书
开封大学机电工程学院
目录
第一部分实验基础知识
一实验的基本过程-----------------------------------------3二实验操作规范和故障检查方法-----------------------------4 第二部分基本实验
实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试--------------------------6 实验二组合逻辑电路的设计----------------------------------9 实验三译码器及应用---------------------------------------11 实验四触发器---------------------------------------------14 实验五计数器及其应用-------------------------------------17 实验六 555定时器----------------------------------------- 20 附录：常用集成电路引脚功能图---------------------------------24
第一部分实验基础知识
随着科学技术的发展，数字电子技术在各个科学领域中都得到了广泛的应用，它是一门实践性很强的技术基础课，在学习中不仅要掌握基本原理和基本方法，更重要的是学会灵活应用。因此，需要配有一定数量的实验，才能掌握这门课程的基本内容，熟悉各单元电路的工作原理，各集成器件的逻辑功能和使用方法，从而有效地培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力，树立科学的工作作风。
一.实验的基本过程
实验的基本过程，应包括：确定实验内容、选定最佳的实验方法和实验线路、拟出较好的实验步骤、合理选择仪器设备和元器件、进行连接安装和调试、最后写出完整的实验报告。
在进行数字电路实验时，充分掌握和正确利用集成器件及其构成的数字电路独有的特点和规律，可以收到事半功倍的效果，对于完成每一个实验，应做好实验预习、实验记录和实验报告等环节。
（一）实验预习
认真预习是做好实验的关键。预习好坏，不仅关系到实验能否顺利进行，而且直接影响实验效果。预习应按本教材的实验预习要求进行，在每次实验前首先要认真复习有关实验的基本原理，掌握有关器件使用方法，对如何着手实验做到心中有数，通过预习还应做好实验前的准备，写出一份预习报告，其内容包括：
1.绘出设计好的实验电路图，该图应该是逻辑图和连线图的混合，既便于连接线，又反映电路原理，并在图上标出器件型号、使用的引脚号及元件数值，必要时还须用文字说明。
2.拟定实验方法和步骤。
3.拟好记录实验数据的表格和波形座标。
4.列出元器件单。
（二）实验记录
实验记录是实验过程中获得的第一手资料。测试过程中所测试的数据和波形必须和理论基本一致，所以记录必须清楚、合理、正确，若不正确，则要现场及时重复测试，找出原因。实验记录应包括如下内容：
1.实验任务、名称及内容。
2.实验数据和波形以及实验中出现的现象，从记录中应能初步判断实验的正确性。
3.记录波形时，应注意输入、输出波形的时间相位关系，在座标中上下对齐。
4.实验中实际使用的仪器型号和编号以及元器件使用情况。
（三）实验报告
实验报告是培养学生科学实验的总结能力和分析思维能力的有效手段，也是一项重要的基本功训练，它能很好地巩固实验成果，加深对基本理论的认识和理解，从而进一步扩大知识面。
实验报告是一份技术总结，要求文字简洁，内容清楚，图表工整。报告内容应包括实验目的、实验内容和结果、实验使用仪器和元器件以及分析讨论等，其中实验内容和结果是报告的主要部分，它应包括实际完成的全部实验，并且要按实验任务逐个书写，每个实验任务应有如下内容：
1.实验课题的方框图、逻辑图（或测试电路）、状态图，真值表以及文字说明等，对于设计性课题，还应有整个设计过程和关键的设计技巧说明。
2.实验记录和经过整理的数据、表格、曲线和波形图，其中表格、曲线和波形图应充分利用专用实验报告简易座标格，并且三角板、曲线板等工具描绘，力求画得准确，不得随手示意画出。
3.实验结果分析、讨论及结论，对讨论的范围，没有严格要求，一般应对重要的实验现象、结论加以讨论，以便进一步加深理解，此外，对实验中的异常现象，可作一些简要说明，实验中有何收获，可谈一些心得体会。
二.实验中操作规范和常见故障检查方法
实验中操作的正确与否对实验结果影响甚大。因此，实验者需要注意按以下规程进行。
1.搭接实验电路前，应对仪器设备进行必要的检查校准，对所用集成电路进行功能测试。
2.搭接电路时，应遵循正确的布线原则和操作步骤（即要按照先接线后通电，做完后，先断电再拆线的步骤）。
3.掌握科学的调试方法，有效地分析并检查故障，以确保电路工作稳定可靠。
4.仔细观察实验现象，完整准确地记录实验数据并与理论值进行比较分析。
5.实验完毕，经指导教师同意后，可关断电源拆除连线，整理好放在实验箱内，并将实验台清理干净、摆放整洁。
布线原则和故障检查是实验操作的重要问题。
(一)布线原则：应便于检查、排除故障和更换器件。
在数字电路实验中，有错误布线引起的故障，常占很大比例。布线错误不仅会引起电路故障，严重时甚至会损坏器件，因此，注意布线的合理性和科学性是十分必要的，正确的布线原则大致有以下几点：
1.接插集成电路芯片时，先校准两排引脚，使之与实验底板上的插孔对应，轻轻用力将芯片插上，然后在确定引脚与插孔完全吻合后，再稍用力将其插紧，以免集成电路的引脚弯曲，折断或者接触不良。
2.不允许将集成电路芯片方向插反，一般IC的方向是缺口（或标记）朝左，引脚序号从左下方的第一个引脚开始，按逆时钟方向依次递增至左上方的第一个引脚。
3.导线应粗细适当，一般选取直径为0.6～0.8mm的单股导线，最好采用各种色线以区别不同用途，如电源线用红色，地线用黑色。
4.布线应有秩序地进行，随意乱接容易造成漏接错接，较好的方法是接好固定电平点，如电源线、地线、门电路闲置输入端、触发器异步置位复位端等，其次，在按信号源的顺序从输入到输出依次布线。
5.连线应避免过长，避免从集成器件上方跨接，避免过多的重叠交错，以利于布线、更换元器件以及故障检查和排除。
6.当实验电路的规模较大时，应注意集成元器件的合理布局，以便得到最佳布线，布线时，顺便对单个集成器件进行功能测试。这是一种良好的习惯，实际上这样做不会增加布线工作量。
7.应当指出，布线和调试工作是不能截然分开的，往往需要交替进行，对大型实验元器件很多的，可将总电路按其功能划分为若干相对独立的部分，逐个布线、调试（分调），
然后将各部分连接起来（联调）。
(二)故障检查
实验中，如果电路不能完成预定的逻辑功能时，就称电路有故障，产生故障的原因大致可以归纳以下四个方面：
1.操作不当（如布线错误等）
2.设计不当（如电路出现险象等）
3.元器件使用不当或功能不正常
4.仪器（主要指数字电路实验箱）和集成器件本身出现故障。
因此，上述四点应作为检查故障的主要线索，以下介绍几种常见的故障检查方法：
1.查线法：
由于在实验中大部分故障都是由于布线错误引起的，因此，在故障发生时，复查电路连线为排除故障的有效方法。应着重注意：有无漏线、错线，导线与插孔接触是否可靠，集成电路是否插牢、集成电路是否插反等。
2.观察法：
用万用表直接测量各集成块的V cc端是否加上电源电压；输入信号、时钟脉冲等是否加到实验电路上，观察输出端有无反应。重复测试观察故障现象，然后对某一故障状态，用万用表测试各输入/输出端的直流电平，从而判断出是否是插座板、集成块引脚连接线等原因造成的故障。
3.信号注入法
在电路的每一级输入端加上特定信号，观察该级输出响应，从而确定该级是否有故障，必要时可以切断周围连线，避免相互影响。
4.信号寻迹法
在电路的输入端加上特定信号，按照信号流向逐级检查是否有响应和是否正确，必要时可多次输入不同信号。
5.替换法
对于多输入端器件，如有多余端则可调换另一输入端试用。必要时可更换器件，以检查器件功能不正常所引起的故障。
6.动态逐线跟踪检查法
对于时序电路，可输入时钟信号按信号流向依次检查各级波形，直到找出故障点为止。
7.断开反馈线检查法
对于含有反馈线的闭合电路，应该设法断开反馈线进行检查，或进行状态预置后再进行检查。
以上检查故障的方法，是指在仪器工作正常的前提下进行的，如果实验时电路功能测不出来，则应首先检查供电情况，若电源电压已加上，便可把有关输出端直接接到0—1显示器上检查，若逻辑开关无输出，或单次CP无输出，则是开关接触不好或是内部电路坏了，一般就是集成器件坏了。
需要强调指出，实验经验对于故障检查是大有帮助的，但只要充分预习，掌握基本理论和实验原理，就不难用逻辑思维的方法较好地判断和排除故障。
第二部分基本实验
实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试
一．实验目的
1．掌握了解TTL系列、CMOS系列外形及逻辑功能。
2．熟悉各种门电路参数的测试方法。
3. 熟悉集成电路的引脚排列，如何在实验箱上接线，接线时应注意什么。
二、实验仪器及材料
a)数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。
b)1）CMOS器件：
CC4011 二输入端四与非门 1 片 CC4071 二输入端四或门 1片2）TTL器件：
74LS86 二输入端四异或门 1 片 74LS02 二输入端四或非门 1 片
74LS00 二输入端四与非门 1片 74ls125 三态门 1片
74ls04 反向器材 1片
三．预习要求和思考题：
1．预习要求：
1）复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。
2）常用TTL门电路和CMOS门电路的功能、特点。
3）三态门的功能特点。
4）熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。
2．思考题
1）TTL门电路和CMOS门电路有什么区别？
2）用与非门实现其他逻辑功能的方法步骤是什么？
四．实验原理
1．本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录。
2．门电路是最基本的逻辑元件，它能实现最基本的逻辑功能，即其输入与输出之间存在一定的逻辑关系。
TTL集成门电路的工作电压为“5V±10%”。本实验中使用的TTL集成门电路是双列直插型的集成电路，其管脚识别方法：将TTL集成门电路正面（印有集成门电路型号标记）正对自己，有缺口或有圆点的一端置向左方，左下方第一管脚即为管脚“1”，按逆时针方向数，依次为1、2、3、4············。如图1—1所示。具体的各个管脚的功能可通过查找相关手册得知，本书实验所使用的器件均已提供其功能。
图1—1
3．图1—2分别为基本门电路各逻辑功能的测试方法。
4.图1－3是为了理解TTL逻辑门电路多余端的处理方法。
5.图1－4为三态门逻辑功能测试。
五.实验内容及步骤
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GND不能连接错。线连接好后经检查无误方可通电实验。
1.TTL门电路及CMOS门电路的功能测试。
将CMOS或门CC4071,TTL与非门74LS00、和或非门74LS02分别按图1-2连线：输入端Ａ、Ｂ接逻辑开关，输入端Ｙ接发光二极管，改变输入状态的高低电平，观察二极管的亮灭，并将输出状态填入表1-1中：
表1-1
输 入 A B 输 出Y 1 CD4071 输 出Y 2 74LS00 输 出Y 3 74LS02 0 0 0 1 1 0 1 1 逻辑表达式
逻辑功能
2.TTL 门电路多余输入端的处理方法：
将74LS00和74LS02按图示1-3连线后，A 输入端分别接地、高电平、悬空、与B 端并接，观察当B 端输入信号分别为高、低电平时，相应输出端的状态，并填表1-2. 3.TTL 三态门逻辑功能测试:
将TTL 三态门74ls125和反相器按图1-4连线，输入端A 、B 、G 分别接逻辑开关，输
出端接发光二极管，改变控制端G 和输入信号A 、B 的高低电平，观察输出状态，并填表1-3.
表1-2
表1-3
五．实验报告
1． 按各步骤要求填表。
2. 通过实验分析，说明TTL 门电路和CMOS 门电路有什么特点，总结他们多多余端的
处理方法。
3． 说明三态门有什么特点。
输 入 输 出 A B 74LS00Y1 74LS02Y2 接地 0
1 高电平 0 1
悬空 0 1 A 、B 并接
0 1
G
A B Y 表达式 0
0 0 1 1 0 1 1
0 1 1 0
实验二组合逻辑电路的设计
一、实验目的
1.掌握组合逻辑电路的设计方法及功能测试方法。
2.熟悉组合电路的特点。
二、实验仪器及材料
a) 数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。
b) 参考元件：74LS86、74LS00。
三、预习要求及思考题
1．预习要求：
1）所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法。
2) 组合逻辑电路的功能特点和结构特点。
3) 中规模集成组件一般分析及设计方法。
2.思考题
在进行组合逻辑电路设计时，什么是最佳设计方案？
四、实验原理
1．本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录
2.用集成电路进行组合逻辑电路设计的一般步骤是：
1）根据设计要求，定义输入逻辑变量和输出逻辑变量，然后列出真值表；
2）利用卡络图或公式法得出最简逻辑表达式，并根据设计要求所指定的门电路或选定的门电路，将最简逻辑表达式变换为与所指定门电路相应的形式；
3）画出逻辑图；
4）用逻辑门或组件构成实际电路，最后测试验证其逻辑功能。
五、实验内容
1．用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）设计一个一位全加器。
1）列出真值表,如下表2-1。其中A i、B i、C i分别为一个加数、另一个加数、低位向本位的进位；S i、C i+1分别为本位和、本位向高位的进位。
表 2-1 全加器真值表
A i
B i
C i S i C i+1
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
2）由表2-1全加器真值表写出函数表达式。
3）将上面两逻辑表达式转换为能用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）实现的表达式。
4）画出逻辑电路图如图2-1，并在图中标明芯片引脚号。按图选择需要的集成块及门电路连线，将A i、B i、C i接逻辑开关，输出Si、Ci+1接发光二极管。改变输
入信号的状态验证真值表。
2.在一个射击游戏中，每人可打三枪，一枪打鸟(A)，一枪打鸡（B），一枪打兔子（C）。
规则是：打中两枪并且其中有一枪必须是打中鸟者得奖（Z）。试用与非门设计判断得奖的电路。（请按照设计步骤独立完成之）
五、实验报告要求：
1．画出实验电路连线示意图，整理实验数据，分析实验结果与理论值是否相等。
2．设计判断得奖电路时需写出真值表及得到相应输出表达式以及逻辑电路图。
3．总结中规模集成电路的使用方法及功能。
实验三字段译码器逻辑功能测试及应用
一、实验目的
1.掌握七段译码驱动器74LS47逻辑功能。
2.掌握LED七段数码管的判别方法。
3.熟悉常用字段译码器的典型应用。
二、实验仪器及材料
a) 数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。
b) 参考元件：译码器74ls47一片、共阳数码管一个。.
三、实验原理
1、七段发光二极管(LED)数码管
LED数码管是目前最常用的数字显示器，图5-1(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。
一个LED数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。小型数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。
(a) 共阴连接（“1”电平驱动） (b) 共阳连接（“0”电平驱动）
(c) 符号及引脚功能
图 5-1 LED数码管
2、BCD码七段译码驱动器
此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用74LS47／七段译码／驱动器。驱动共阳极LED数码管。
图 5-2为74LS47引脚排列
图5-2 74LS47引脚排
其中A、B、C、D—BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g—译码输出端，输出“0”有效，用来驱动共阳极LED数码管。
BI：消隐输入端，BI＝“0”时，译码输出全为“1”；
LT：测试输入端，BI＝“1”,LT＝“0”时，译码输出全为“0”；
：当BI =LT=1,=0时，输入DCBA为0000，译码输出全为“1”。而DCBA为其它各种组合时，正常显示。它主要用来熄灭无效的前零和后零。
表5-1
输入输出
LT D C B A a b c d e f g 字形××0 ×××× 1 1 1 1 1 1 1 消隐×0 1××××0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 0 0 0 0 000000 1
× 1 1 0 0 0 1 1 001111
× 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0
× 1 1 0 0 1 1 0000110
× 1 1 0 1 0 0 1 001100
× 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0
× 1 1 0 1 1 0 110 0 0 0 0
× 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1111
× 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
× 1 1 1 0 0 1 0001100
× 1 1 1 0 1 0 1110 0 10
× 1 1 1 0 1 1 110 0 110
× 1 1 1 1 0 0 10 1110 0
× 1 1 1 1 0 1 0 110 10 0
× 1 1 1 1 1 0 1110 0 0 0
× 1 1 1 1 1 1 1111111消隐
0 1 0 00001111111灭零
:当本位的“0”熄灭时，=0,在多位显示系统中，它与下一位的相连，通知下位如果是零也可熄灭。
四、实验内容
1.集成七段显示译码器的功能测试。
按照图5-3连线，输出端接数码管，对照功能表逐项进行测试，并将实验结果与功能表进行比较。
2.LED七段数码管的判别方法
1）共阳共阴的判别及好坏判别
先确定显示器的两个公共端，两者是相通的。这两端可能是两个地端（共阴极），也可能是两个Ｖc端（共阳极），然后用万用表象判别普通二极管正、负极那样判断，即可确定出是共阳还是共阴，好坏也随之确定。
2）字段引脚判别
将共阴显示器接地端和万用表的的黑表笔相接触，万用表的红表笔接触七段引脚之一，则根据发光情况可以判别出a、b、c等七段。对于共阳显示器，先将它的Ｖcc 和万用表的红表笔相接触，万用表的的黑表笔分别接显示器各字段引脚，则七段之一分别发光，从而判断之。
五、实验报告要求
1.总结出74LS74各功能端的作用。
2.画出共阴共阳七段数码管的原理图。
3.总结共共阳共阴的判别及好坏判别方法。
实验四触发器
一、实验目的
1．熟悉基本RS触发器、D触发器、JK触发器、门控制锁存器的逻辑功能与特点。
2．掌握各功能端的作用。
3．学会使用双踪示波器波形和比较相位。
二．实验仪器及材料
a) 数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。
b) 参考元件：与非门74LS00、D触发器74LS74、JK触发器74LS112。
三、预习要求和思考题：
1．预习要求：
1）触发器逻辑功能及其表示方法及触发方式。
2）JK触发器若，J=K=1，问此时时钟信号频率与输出端Q的输出频率之间存在什么关系？
3）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。
2．思考题
RS触发器为什么不允许出现两个输入同时为零的情况？
四、实验原理
1．74LS00、74LS74、74LS112各引脚功能图见附录。
2．在输入信号为单端的情况下，D触发器用来最为方便，其状态方程为，其输出状态的更新发生在CP脉冲的上升沿，故又称为上升沿触发的边沿触发器，触发器的状态只取决于时钟到来前D端的状态，D触发器的应用很广，可用作数信号的寄存，位移寄存，分频和波形发生等。使用时，查清所用集成块的型号、外型及引线排列。
3．在输入信号为双端的情况下，JK触发器是功能完善.使用灵活和通用性较强的一种触发器。本实验采用74LS76双JK触发器，是下降边沿除法的边沿触发器。J-K触发器使用时要查清引线排列，其特征方程为
4．在集成触发器的产品中，每一种触发器都有自己固定的逻辑功能。但可以利用转换的方法获得其它功能的触发器。
五、实验内容及步骤
1．基本RS触发器
按图6-1连线接成基本RS触发器,、为输入信号，输出和分别接发光二极管，改变输入，观察输出和端状态，并填表6-1
表6-1
0 0
0 1
1 0
1 1
图6-1
2.触发器:
1)验证D触发器逻辑功能。
将双D触发器74LS74中的一个触发器的，和D输入端分别接逻辑开关，CP端接单次脉冲，输出端和分别接发光二极管，根据输出端状态，填表6-2:
表6-2
输入输出
CP D
0 1 ××
1 0 ××
1 1 ↑ 1
1 1 ↑ 0
2)观察D触发器的计数状态
将D触发器的，端接高电平, 端与D端相连,这时D触发器处于计数状态,在CP端加入1KH Z连续脉冲,用示波器双踪观察并记录CP、Q端的波形,注意Q及CP端的频率关系和触发器翻转时间。
3．JK触发器：
1）验证JK触发器的逻辑功能。
将双JK触发器74LS112中的一个触发器的、、J、K输入端分别接实验箱的逻辑开关，CP端接单次脉冲，、端接发光二极管，观察输出并填表6-3。
2)观察JK触发器的计数状态
将JK触发器的、和J、K输入端都接高电平这时触发器工作于计数状态，CP端加入频率为1KH Z的连续脉冲，用示波器双踪观察输出CP和输出Q端的波形并记录。观察Q与CP之间频率关系和触发器的状态和翻转的时间。
4．J—K触发器的应用。（选作）
将J--K 触发器转换成T触发器并测试其功能。
1）分析J--K 触发器、T触发器各输入变量和输出变量之间的关系，再将两触发器分析对比看有何联系。
表6-3
输入输出
CP J K
0 1 ×××
1 0 ×××
1 1 ↓0 0
1 1 ↓ 1 0
1 1 ↓0 1
1 1 ↓ 1 1
1 1 1 ××
J--K 触发器的特征方程为：
T触发器的特征方程为：
2）由上可得将J--K触发器的J和K两输入变量做为一个输入变量就可成为T触发器。
原理如下图6-4。
3）通过实验列出真值表来验证所设计的电路是否将J--K触发器转换成T触发器。六、实验报告要求：
1．实验目的、实验电路。
2．K触发器和D触发器逻辑功能的验证结果，列出它们的功能表。
3．触发器计数状态的连接方式，输入与输出的波形，并画出波形图。
实验五计数器及其应用
一、实验目的
1.熟悉中规模集成电路计数器的功能及应用。
2.掌握利用中规模集成电路计数器构成任意进制计数器的方法.
3.学会综合测试的方法。
二、实验仪器及材料
a) 数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。
b) 参考元件：与非门74LS00、74LS161、74LS47各一片，7段数码一个。
三、预习要求和思考题：
1.预习要求：
1)根据指定的任务和要求设计电路,画出逻辑图及理论分析的工作波形,以便与实验
比较。
2）拟定实验方法、步骤用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。
2.思考题:
1)同步计数器与异步计数器有何不同?
2)用两片74LS161及门电路怎样连接可组成M=256异步计数器?
四、实验原理
计数器对输入的时钟脉冲进行计数，来一个CP脉冲计数器状态变化一次。根据计数器计数循环长度M，称之为模M计数器（M进制计数器）。通常，计数器状态编码按二进制数的递增或递减规律来编码，对应地称之为加法计数器或减法计数器。
一个计数型触发器就是一位二进制计数器。N个计数型触发器可以构成同步或异步N 位二进制加法或减法计数器。当然，计数器状态编码並非必须按二进制数的规律编码，可以给M进制计数器任意地编排M个二进制码。
在数字集成产品中，通用的计数器是二进制和十进制计数器。按计数长度、有效时钟、控制信号、置位和复位信号的不同有不同的型号。74LS161是集成TTL四位二进制加法计数器，其符号和管脚分布分别如下图所示：
表 7-1为74LS161的功能表：
表7-1
A B C D
0 ××××××××0 0 0 0
1 0 ××↑ A B C D A B C D
1 1 0 ××××××保持
1 1 × 0 ×××××保持
1 1 1 1 ↑××××计数
从表7-1可以知道74LS161在为低电平时实现异步复位（清零CR）功能，即复位不需要时钟信号。在复位端高电平条件下，预置端LD为低电平时实现同步预置功能，即需要有效时钟信号才能使输出状态等于并行输入预置数A B C D。在复位和预置端都为无效电平时，两计数使能端输入使能信号，74LS161实现模16加法计数功能，；两计数使能端输入禁止信号，，集成计数器实现状态保持功能，。在时，进位输出端OC=1。
在数字集成电路中有许多型号的计数器产品，可以用这些数字集成电路来实现所需要的计数功能和时序逻辑功能。在设计时序逻辑电路时有两种方法，一种为反馈清零法，另一种为反馈置数法。
（1）反馈清零法
反馈清零法是利用反馈电路产生一个给集成计数器的复位信号，使计数器各输出端为零（清零）。反馈电路一般是组合逻辑电路，计数器输出部分或全部作为其输入，在计数器一定的输出状态下即时产生复位信号，使计数电路同步或异步地复位。反馈清零法的逻辑框图见图 6-2。
7-1反馈清零法框图
（2）反馈置数法
反馈置数法将反馈逻辑电路产生的信号送到计数电路的置位端，在滿足条件时，计数电路输出状态为给定的二进制码。反馈置数法的逻辑框图如图 6-3所示。
Q n-1…Q1 Q0
计数器
CP
Z
CP
…
…
图 7-2 反馈清零法框图
在时序电路设计中，以上两种方法有时可以并用。
五、实验内容及步骤
1．用74LS161四位二进制同步加法计数器组成一个同步十二进制计数器，cp 端送入单次脉冲，输出Q 依次与发光二极管相连，送入脉冲的同时观察二极管的亮灭并记录分析其计数状态（利用反馈清零法设计）。
分析提示：74LS161从Q 3Q 2Q 1Q 0=0000开始计数，经M-1个时钟脉冲（M 为模，本例为12）状态对应二进制数最大，下一个CP 后计数器应复位，开始新一轮模M 计数。因为是异步清零，所以复位信号不应在M-1个CP 时产生，而应在M 个CP 时产生。所以复位信号在Q 3Q 2Q 1Q 0=1100时，使计数器复位Q 3Q 2Q 1Q 0=0000。状态从1100→0000是异步变化的，不受时钟CP 控制，所示状态1100持续的时间很短暂，仅几级门的传输延迟而已。由状态1100产生低电平复位信号可用与非门实现。 1）画出电路连接图。 2）画出状态转移图。
3）按照电路图连线，通过发光二极管观察所设计电路的计数状态是否为十二进制。
2．用74LS161组成十进制计数器，cp 端送入100KHz 的脉 冲，用示波器双踪观察并记录计数的时序波形图（利用反馈置数法设计）。 分析提示：反馈置数法是通过反馈产生置数信号LD ，將预置数ABCD 预置到输出端。74LS161是同步置数的，需CP 和LD 都有效才能置数，因此LD 应先于CP 出现。所以M-1个CP 后就应产生有效LD 信号。若用四位二进制数前10个数作为计数状态，预置数Q A Q B Q C Q D =0000，应在Q A Q B Q C Q D =1001时预置端变为低电平。
1）画出用74LS161所设计的十进制计数器的电路连接图。 2）画出状态转移图。
3）按照电路图连线，通过示波器观察所设计电路的输出波形是否为如下图：
六、实验报告要求：
1按照实验内容及步骤中的要求详细填写实验报告。 2总结利用计数器实现任意进制计数器的方法。
Q n-1 … Q 1 Q 0
计数器
组合电路
CP Z
CP
… …
D n-1 … D 0 d n-1 … d 0
实验六脉冲的产生的与整形电路
一、实验目的：
1．掌握555定时器的性能。
2．了解555定时器的典型应用。
二、实验仪器及材料
a)数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。
b)参考元件：555定时器、电容
三、预习要求
1.了解555定时器的外引线排列和功能。
2.复习555定时器的电路结构、工作原理和功能，以及用555定时器构成施密特触发
器的电路结构、工作原理和工作波形。
3. 用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。
四、实验原理
1．555定时器的引脚功能图如图5-2：
2．555定时器的工作原理。
555定时器是一种数字与模拟混合型的中规模集成电路，应用广泛。外加电阻、电容等元件可以构成多谐振荡器，单稳电路，施密特触发器等。
555定时器原理图及引线排列如图9-1所示。其功能见表9-1。定时器内部由比较器、分压电路、RS触发器及放电三极管等组成。分压电路由三个5K的电阻构成，分别给A1和A2提供参考电平2/3VCC和1/3VCC。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚输入大于2/3VCC时，触发器复位，3脚输出为低电平，放电管T导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时，触发器置位，3脚输出高电平，放电管截止。
***************************************************** ***************************************************** *********************************************** 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。
目录 实验一整流、滤波、稳压电路 (1) 实验二单级交流放大器（一） (5) 实验三单级交流放大器（二） (7) 实验四两级阻容耦合放大电路 (9) 实验五负反馈放大电路 (11) 实验六射极输出器的测试 (14) 实验七 OCL功率放大电路 (16) 实验八差动放大器 (18) 实验九运算放大器的基本运算电路（一） (20) 实验十集成运算放大器的基本运算电路（二） (22) 实验十一比较器、方波—三角波发生器 (24) 实验十二集成555电路的应用实验 (26) 实验十三 RC正弦波振荡器 (30) 实验十四集成功率放大器 (32) 实验十五函数信号发生器（综合性实验） (34) 实验十六积分与微分电路（设计性实验） (36) 实验十七有源滤波器（设计性实验） (38) 实验十八电压/频率转换电路（设计性实验） (40) 实验十九电流/电压转换电路（设计性实验） (41)
实验一整流、滤波、稳压电路 一、实验目的 1、比较半波整流与桥式整流的特点。 2、了解稳压电路的组成和稳压作用。 3、熟悉集成三端可调稳压器的使用。 二、实验设备 1、实验箱（台） 2、示波器 3、数字万用表 三、预习要求 1、二极管半波整流和全波整流的工作原理及整流输出波形。 2、整流电路分别接电容、稳压管及稳压电路时的工作原理及输出波形。 3、熟悉三端集成稳压器的工作原理。 四、实验内容与步骤 首先校准示波器。 1、半波整流与桥式整流： ●分别按图1-1和图1-2接线。 ●在输入端接入交流14V电压，调节使I O=50mA时,用数字万用表测出V O，同时用 示波器的DC档观察输出波形记入表1-1中。 图1-1
『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。
模拟电子线路实验指导书福州大学物理信息学院电子系
目录 实验一三种常用电子仪器的使用 (2) 实验二单管低频放大器的设计安装和调试 (5) 实验三负反馈放大器的设计与测量 (12) 实验四差分放大器 (16) 实验五集成运算放大器的线性应用电路的设计与测量 (20) 实验六整流与稳压电路 (27) 实验七无变压器低频功率放大器 (29) 实验一三种常用电子仪器的使用 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、交流毫伏表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。 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。 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、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。 实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1－1所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交
流毫伏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。 图1－1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图 1、示波器 示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点： 1）、寻找扫描光迹 将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：①适当调节亮度旋钮。 ②触发方式开关置“自动”。③适当调节垂直（）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。（若示波器设有“寻迹”按键，可按下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的方向。） 2）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋Y2”三种单 踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。 3）、为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。 4）、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态”，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。 有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被 测信号的波形不在X轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。 5）、适当调节“扫描速率”开关及“Y轴灵敏度”开关使屏幕上显示
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
实验一 基尔霍夫定律的验证 基尔霍夫定律是电路的基本定律，它适用于任何集总参数电路。任意一个集总参数电路中各支路电流以及每个元件两端的电压都应该能够满足基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)。 2.1.1 基尔霍夫定律的基本原理 1. 基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电流定律描述电路中各电流的约束关系，又称为节点电流定律。基尔霍夫电流定律（KCL ）指出：在集总参数电路中，任意时刻，对任意结点流出（或流入）该结点电流的代数和等于零，即： ∑==m k t i 1 0)(，或∑∑出 入 ＝i i (2.1.1) 基尔霍夫电流定律（KCL ）不仅适用于 电路节点，还可以推广运用于电路中包围多 个结点的任一闭合面。例如，如图2.1.1所示， 封闭面所包围的局部电路，有3条支路与电路 的其他部分相连接，其电流分别为I 1、I 2、I 3， 依基尔霍夫电流定律（KCL ）有：I 3= I 1+ I 2。 图2.1.1 基尔霍夫电流定律的推广 2. 基尔霍夫电压定律 基尔霍夫电压定律描述了电路中元件电压的约束关系。基尔霍夫电压定律（KVL ）指出：在集总参数电路中，任意时刻，沿任意闭合路径绕行，各元件电压的代数和为零，即： ∑==m k t v 1 0)(，或∑∑升 降 ＝v v (2.1.2) 2.1.2 基尔霍夫定律仿真分析 仿真电路如图2.1.2所示。 1. 理论分析 根据基尔霍夫定律，可以列出图2.1.2所示 电路的KCL 和KVL 方程： ? ? ?=?+?=++015-18020 022121R R R R I I I I (2.1.3) 解方程得：I R 1=-6A ，I R 2=4A ，从而得到 R 1两端电压V R 1=-120V ，R 2两端电压V R 2=60V 。 图2.1.2 基尔霍夫定律仿真电路 2. 仿真步骤 (1) 依次点击Multisim 11元件工具条上的“Place Source s\Power Sources\DC_Power”放置直流电压源，“Place Sources \Signal_Current Sources\DC_Current”放置直流电流源，“Place I1 I2 I3 R1R2 R3R5 R4
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；
电力电子技术实验指导书 河南机电职业学院 2010年4月
学生实验守则 一、学生进入实验室必须服从管理，遵守实验室的规章制度。保持实验室的安静和整洁，爱护实验室的一切设施，不做与实验无关的事情。 二、实验课前要按照教师要求认真预习实验指导书，复习教材中于实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的在理论知识，同时写出实验预习报告，并经教师批阅后方可进行实验。 三、实验课上要遵守操作规程，线路连接好后，先自行检查，后须经指导教师检查后，才可接通电源进行实验。如果需更改线路，也要经过教师检查后才能接通电源继续实验。 四、学生实验前对实验所用仪器设备要了解其操作规程和使用方法，实验过程中按照要求记录实验数据。实验中有仪器损坏情况，应立即报告指导教师检查处理。凡因不预习或不按照使用方法误操作而造成设备损坏后，除书面检查外，还要按照规定进行赔偿。 五、注意实验安全，不要带电连接、更改或拆除线路。实验中遇到事故应立即关断电源并报告教师处理。 六、实验完成后，实验数据必须经教师签阅后，方可拆除实验线路。并将仪器、设备、凳子等按照规定放好，经教师同意后方可离开实验室。 七、实验室仪器设备不能擅自搬动、调换，更不能擅自带出实验室。 八、因故缺课的同学可以向实验室申请一次补做机会。无故缺课、无故迟到十五分钟以上或者早退的不予补做，该实验无成绩。
第一章电力电子技术实验的基本要求 和安全操作说明 《电子电力技术》是电气工程及其自动化、自动化等专业的三大电子技术基础课程之一，课程涉及面广，内容包括电力、电子、控制、计算机技术等。而实验环节是该课程的重要组成部分，通过实验，可以加深对理论的理解，培养和提高动手能力、分析和解决问题的独立工作能力。 1-1 实验的特点和要求 电力电子技术实验的内容较多、较新，实验系统也比较复杂，系统性较强。理论教学是实验教学的基础，要求学生在实验中应学会运用所学的理论知识去分析和解决实际系统中出现的各种问题，提高动手能力；同时通过实验来验证理论，促进理论和实际相结合，使认识不断提高、深化。通过实验，学生应具备以下能力： （1）掌握电力电子变流装置的主电路、触发和驱动电路的构成及调试方法，能初步设施和应用这些电路； （2）熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能和使用方法； （3）能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到的问题； （4）能够综合实验数据，解释实验现象，编写实验报告。 1-2 实验前的准备 实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。每次实验前都应先进行预习，从而提高实验质量和效率，否则就有可能在实验时不知如何下手，浪费时间，完不成实验要求，甚至有可能损坏实验装置。因此，实验前应做到： (1)复习教材中与实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的理论知识。 (2)阅读本教材中的实验指导，了解本次实验的目的和内容；掌握本次实验系统的工作原理和方法；明确实验过程中应注意的问题。 (3)写出预习报告，其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等。 (4)进行实验分组，一般情况下，电力拖动自动控制系统实验的实验小组为每组2～3人。 1-3 实验实施 在完成理论学习、实验预习等环节后，就可进入实验实施阶段。实验时要做到以下几点： (1)实验开始前，指导教师要对学生的预习报告作检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验。 (2)指导教师对实验装置作介绍，要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器，明确这些设备的功能与使用方法。 (3)按实验小组进行实验，实验小组成员应进行明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠，各人的任务应在实验进行中实行轮换，以便实验参加者能全面掌握实验技术，提高动手能力。 (4)按预习报告上的实验系统详细线路图进行接线，一般情况下，接线次序为先主电路，后控制电路；先串联，后并联。在进行调速系统实验时，也可由2人同时进行主电路和控制电路的接线。 (5)完成实验系统接线后，必须进行自查。串联回路从电源的某一端出发，按回路逐项
数字电路实验指导书 上海大学精密机械工程系2010年10月
目录 一、前言 二、实验一基本电路逻辑功能实验 三、实验二数字键输入编码功能实现电路设计 四、实验三二进制数字存储功能电路设计 五、实验四译码器实验 六、实验五比较器实验 七、实验六加法器实验 八、实验七计数器实验 九、附录一数字电路实验基本知识 十、附录二常用实验器件引脚图 十一、附录三实验参考电路 十二、附录四信号定义方法与规则 十三、附录五 DS2018实验平台介绍
前言 《数字电路A》课程是机电工程及自动化学院机械工程自动化专业和测控技术与仪器专业的学科基础必修课。课程介绍数字电路及控制系统的基本概念、基本原理和应用技术，使学生在数字电路方面具有一定的理论知识和实践应用能力。该课程是上海大学和上海市教委的重点课程建设项目和上海大学精品课程，课程教学内容和方式主要考虑了机械类专业对电类知识的需求特点，改变了电子专业类（如信息通信、电气自动化专业）这门课比较注重教授理论性和内部电路构成知识的方式，加强应用设计性实验，主要目的是让学生能在理论教学和实验中学会解决简单工程控制问题的基本方法和技巧，能够设计基本的实用逻辑电路。 本书是《数字电路A》的配套实验指导书，使用自行开发的控制系统设计实验箱，所有实验与课堂理论教学相结合，各实验之间相互关联，通过在实验箱上设计构建不同的数字电路功能模块，以验证理论教学中学到的各模块作用以及模块的实际设计方法。在所有功能模块设计结束后，可以将各模块连接在一起，配上输入输出装置，构成一个完整的工程控制系统。 为本课程配套的输入输出装置是颗粒糖果自动灌装控制和一维直线运动控制，颗粒糖果自动灌装系统的框图如下图所示： 颗粒糖果灌装系统框图 本套实验需要设计的功能模块包括：编码器、寄存器、译码器、比较器、加
实验一基尔霍夫定律验证和电位的测定 一、实验目的 1．验证基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。 2．通过电路中各点电位的测量加深对电位、电压及它们之间关系的理解。3．通过实验加强对参考方向的掌握和运用的能力。 4．训练电路故障的诊查与排除能力。 二、原理与说明 1．基尔霍夫电流定律（KCL） 在任一时刻，流出（或流入）集中参数电路中任一可以分割开的独立部分的端子电流的代数和恒等于零，即： ΣI=0 或ΣI入=ΣI出式（3-1） 此时，若取流出节点的电流为正，则流入节点的电流为负。它反映了电流的连续性。说明了节点上各支路电流的约束关系，它与电路中元件的性质无关。 要验证基式电流定律，可选一电路节点，按图中的参考方向测定出各支路电流值，并约定流入或流出该节点的电流为正，将测得的各电流代入式（3-1），加以验证。 2．基尔霍夫电压定律（KVL） 按约定的参考方向，在任一时刻，集中参数电路中任一回路上全部元件两端电压代数和恒等于零，即： ΣU=0 式（3-2） 它说明了电路中各段电压的约束关系，它与电路中元件的性质无关。式（3-2）中，通常规定凡支路或元件电压的参考方向与回路绕行方向一致者取正号，反之取负号。 3．电压、电流的实际方向与参考方向的对应关系 参考方向是为了分析、计算电路而人为设定的。实验中测量的电压、电流的实际方向，由电压表、电流表的“正”端所标明。在测量电压、电流时，若电压表、电流表的“正”端与参考方向的“正”方向一致，则该测量值为正值，否则为负值。 4．电位与电位差 在电路中，电位的参考点选择不同，各节点的电位也相应改变，但任意两节点间的电位差不变，即任意两点间电压与参考点电位的选择无关。
数字电子技术基础 实验指导书 （适用于数字逻辑、数字电子技术基础、数字电子技术等课程） 北京印刷学院 1
北京印刷学院 信息与机电工程学院 信息工程系 《数字电子技术基础实验》 指 导 书 （适用于数字逻辑、数字电子技术基础、数字电子技术等课程） 电路教研室编 2
3 实验一 示波器的实验研究 一、实验目的与要求 1．掌握COS5020型或V —212E 型双踪示波器的使用方法 2．掌握用示波器测量脉冲波形主要参数的方法 3．熟悉TPE —D6数字电路学习机的使用 二、实验设备与器材 1．双踪示波器 2．数字电路学习机 三、实验内容与步骤 1．双线显示示波器内的CAL 信号 通过检验该信号的周期与幅度，熟悉示波器各旋钮的作用，并测量该信号的周期与幅度。 =CAL V =C A L T 2．示波器测量 用示波器测量数字电路学习机中CP 脉冲的周期（开关放在可调连续脉冲Ⅰ、Ⅱ位置，电位器顺逆时针旋转到底位置），以及该脉冲的逻辑高电平。 =I ax m V =I min T = ax m V = min T 3．观察与测量RC 网络对矩形波信号的响应 本实验所用的电路形式如图1-1所示。 图1-1 RC 实验电路 v I 为输入方波信号，其周期为T =0.1ms 。 （1）RC 微分电路 实验电路中的Z 1和Z 2分别是电容C 和电阻R ，元件参数按表1-1选取，观察与测量输出信号v O 的波形，并测量其脉冲宽度。 （2）RC 积分电路 实验电路中的Z 1和Z 2分别是电阻R 和电容C ，元件参数按表1-2选取，观察与测量输出信号v O 的波形，并测量其脉冲上升时间。 四、预习要求
《模拟电子技术》 实验指导书 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 2017年1月制
实验一电子仪器仪表的使用 一、实验目的 1、学习使用直流稳压电源，低频信号发生器，毫伏表，示波器等仪器的正确操作方法。 2、了解以上各仪器的工作范围及性能。 二、实验设备 1、低频信号发生器1台 2、毫伏表1台 3、示波器1台 4、万用表1块 三、实验原理及内容 在电子技术实验里，测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时，最常用的电子仪器有：示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、晶体管毫伏表、数字式（或指针式）万用表等，如图所示 1、实验电路测量 2、仪器仪表的工作范围 3、低频信号发生器，为电路提供各种频率和幅度的输入信号； 4、毫伏表用于测量电路的输入、输出信号的有效值； 5、示波器：用来观察电路中各点的波形，以监视电路是否正常工作，同时还用于测量波形的周期、幅度、相位差及观察电路的特性曲线等； 6、万用表(指针式)：用于测量电路的静态工作点和直流信号的值。 四、实验步骤 1、打开实验仪器的电源开关让仪器预热。 2、实验箱右侧有电压为12V、-12V、5V~27V等值。并用万用表合适的直流电压量程测量校对以上各电压值。测量并记录。 3、调节XD22A低频信号发生器的“频率范围”旋钮，使f=1KHz。调节“输出衰减”“输出调节”旋钮，使低频信号发生器指示电压为3V（有效值），并用毫伏表中合适的量程测量在不同“输出衰减”对应的低频信号发生器实际输出电压值。 XD22A低频信号发生器的“输出衰减”；量程以“dB”量表示。旋钮置于“0”dB时，输出电压为表头指示值，无衰减。换算过程如下： dB=20|lgA|，A为衰减倍数，如，“输出衰减”旋钮置于0dB时，A=100=1，此时表头的任何指示值都乘以1，表示输出没有衰减，输出电压为表头指示值；又如：“输出衰减”旋钮置于10dB时A=100..5=0.333倍，此时表头的任何指示值都乘以0.33，便是输出电压有效值。
电工与电子技术实验指导书 目录 实验一万用表的使用 (3) 实验二叠加定理 (5) 实验三戴维南定理 (7) 实验四日光灯电路 (10) 实验五正弦交流电路认识实验 (12) 实验六三相交流电路 (16) 实验七RC电路的暂态分析 (19) 实验八变压器参数测定及绕组极性判别 (21) 实验九三相异步电动机的起动与控制 (25) 实验十可编程控制器PLC及其应用 (27) 实验十一单管电压放大器 (30) 实验十二集成运算放大器的应用 (32) 实验十三直流稳压电源 (34) 实验十四组合逻辑电路的设计 (36) 实验十五集成JK触发器和计数器 (38) 实验十六A/D、D/A转换器 (40) 实验十七555集成定时器及其应用 (43)
实验十八 移位寄存器及其应用 (45) 实验一 万用表的使用 ——直流电压、直流电流和电阻的测量 一、实验目的 1.学会对万用表转换开关的使用和标度尺的读法，了解万用表的内部结构； 2.学会较熟练地使用万用表正确测量直流电和直流电流； 3.学会较熟练地使用万用表正确测量电阻。 二、实验器材 1.万用表 一块 2.面包板 一块 3.恒压电压源 一台 4.导线 若干根 5.电阻 若干只 三、实验内容及步骤 图1-1 1.电阻的测量 （1）未接成电路前分别测量图1-1电路的各个电阻的电阻值，将数据记录在表1；再 2 U S 2
按图1-1所示连成电路，并将图中各点间电阻的测量和计算数据记录在表2中，注意带上单位。 开启实训台电源总开关，开启直流电源单元开关，调节电压旋钮，对取得的直流电源进行测量，测量后将数据填入表1-2中。 表1-2直流电压、直流电流测量记录 万用表：主要用来测量交流直流电压、电流、直流电阻及晶体管电流放大位数等。现在常见的主要有数字式万用表和机械式万用表两种。 （1）数字式万用表 在万用表上会见到转换旋钮，旋钮所指的是测量的档位： V～：表示的是测交流电压的档位 V- ：表示的是测直流电压档位 MA ：表示的是测直流电流的档位 Ω(R)：表示的是测量电阻的档位 HFE ：表示的是测量晶体管电流放大位数 万用表的红笔表示接外电路正极，黑笔表示接外电路负极。优点：防磁、读数方便、准确（数字显示）。 （2）机械式万用表 机械式万用表的外观和数字表有一定的区别, 但它们俩的转挡旋钮是差不多的,档位也基本相同。在机械表上会见到有一个表盘，表盘上有八条刻度尺： 标有“Ω”标记的是测电阻时用的刻度尺 标有“～”标记的是测交流电压、电流时用的刻度尺 标有“HFE”标记的是测三极管时用的刻度尺
模拟电子技术实验 实验一常用电子仪器使用练习 一、实验目的 (1) 熟悉示波器旋钮的位置及作用； (2) 掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形幅度和周期的方法； (3) 了解函数信号发生器、直流稳压电源的主要技术指标、性能及正确的使用方法。 二、实验原理 1、示波器 在模拟电子电路实验中，经常使用到示波器，示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。下面叙述一下它的使用方法： 1)寻找扫描光迹 将示波器Y轴显示方式置“CH1”或“CH2”，输入耦合方式置“地”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按以下操作去找到扫描基线： a、适当调节辉度旋钮。 b、触发方式开关置“自动”。 c、适当调节垂直(↑↓)、水平(←→)“位移”旋钮，使光迹位于屏幕中央。 2) 双踪示波器一般有五种显示方式，即“CH1”、“CH 2”、“CH1+ CH 2”三种单踪显示方式和“交替”、“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用；“断续”显示一般适宜于输入信号频率较低时使用。 3) 为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。 4) 触发方式开关通常先置于“自动”，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“触发”状态，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被测信号的波形不在X轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。 5) 适当调节“扫描速率（TIME/DIV）”旋钮及“Y轴灵敏度（VOLTS/DIV）”旋钮使屏幕上显示一～二个周期的被测信号波形。在测量幅值时，应注意将“Y
数字电路设计实训实验指导书 编写人：许一男 审核人：金永镐 延边大学工学院 电子信息通信学科
目录 一、基础实验部分 实验一门电路逻辑功能及测试 (1) 实验二组合逻辑电路（半加器、全加器及逻辑运算） (5) 实验三 R-S,D,JK触发器 (9) 实验四三态输出触发器，锁存器 (12) 实验五集成计数器及寄存器 (15) 实验六译码器和数据选择器 (18) 实验七 555时基电路 (21) 二、选做实验部分 实验八时序电路测试机研究 (26) 实验九时序电路应用 (29) 实验十四路优先判决电路 (31) 三、创新系列（数字集成电路设计）实验部分 实验十一全加器的模块化程序设计与测试 (33) 实验十二串行进位加法器的模块化程序设计与测试 (35) 实验十三 N选1选择器的模块化程序设计与测试 (36)
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及相应逻辑表达式。 2. 熟悉所用集成电路的引线位置及引线用途。 3. 了解双踪示波器的使用方法。 四、实验容 实验前按学习机使用说明先检查学习机电源是否正 常，然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验 电路图接好连线，特别注意Vcc及接地线不能接错。 线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。实 验中改动接线需先断开电源，接好线后再通电实验。 1. 测试门电路逻辑功能图1.1 （1）选用四输入与非门74LS20一只，插入面包板，按图1.1接线，输入端 接S 1~S 4 （电平开关输出端口），输出端接电平显示发光二极管（D 1 ~D 8 任意一个）。 （2）将电平开关按表1.1置位，分别测输出电压及逻辑状态。 表1.1
模电实验指导书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
模电实验指导书电气工程系电工实验室基础教研室编
目录 实验一常用电子仪器的使用 .................................................................... 错误!未定义书签。实验二晶体管单管放大器实验 ................................................................ 错误!未定义书签。实验三集成运算放大器的基本应用 .......................................................... 错误!未定义书签。实验四RC正弦波振荡器........................................................................... 错误!未定义书签。实验五串联型稳压电源设计 .................................................................... 错误!未定义书签。实验六集成稳压器实验 ............................................................................ 错误!未定义书签。实验七功率放大电路 .................................................................................. 错误!未定义书签。实验八集成运算放大器组成万用电表 .................................................... 错误!未定义书签。 1
数字电子技术 实验指导书 适用专业：电子信息工程、应用电子 浙江师范大学电工电子实验教学中心
冯根良张长江 目录 实验项目 实验一门电路逻辑功能的测试……………………………………验证型（1）实验二组合逻辑电路Ⅰ（半加器全加器及逻辑运算）…………验证型（7）实验三组合逻辑电路Ⅱ（译码器和数据选择器）………………验证型（13）实验四触发器………………………………………………………验证型（17）实验五时序电路（计数器、移位寄存器）………………………验证型（22）实验六组合逻辑电路的设计和逻辑功能验证……………………设计型（27）实验七 D/A-A/D转换器……………………………………………设计型（34）实验八 555定时的应用……………………………………………设计型（41）实验九集成电路多种计数器综合应用……………………………综合型（46）
实验一门电路逻辑功能及测试 一、实验目的 1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。 2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。 3、学会检测基本门电路的方法。 二、实验仪器及材料 1、仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱 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 三、预习要求 1. 预习门电路相应的逻辑表达式。 2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。 四、实验内容及步骤 实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的IC座，按自己设计的实验接线图接好连
实验一常用仪器仪表的使用（一） 1．实验目的 （1）掌握万用表、直流稳压电源的使用方法。 （2）学会使用万用表测量电阻，掌握线性电阻元件伏安特性的测试方法。 （3）识别和检测电阻的色环、数值、标称值、额定功率、精度。 2．实验仪器 万用表、直流稳压源DH1718D、电阻。 3．实验原理 1）直流稳压源 本实验采用直流稳压源DH1718D双路稳压稳流（CV/CC）跟踪电源是实验室通用电源。具有恒压、恒流工作功能，且这两种模式可随负载变化而进行自动转换。另外DH1718D具有串联主从工作功能，左边为主路，右为从路，在跟踪状态下，从路的输出电压随主路而变化。这对于需要对称且可调双极性电源的场合特别适用。使用方法如下： （1）左边的按键为左路仪表指示功能选择，按下时指示该路输出电流，否则指示该路输出电压。 （2）中间按键是跟踪/常态选择开关，将左路输出负端至右路输出正端之间加一短路线，按下此键后，开启电源开关，整机即工作在主----从跟踪状态。 （3）输出电压的调节亦在输出端开路时调节；输出电流的调节亦在输出短路时进行。 2）电阻的伏安特性 电阻元件是一种对电流呈现阻力的元件，有阻碍电流流动的性能。在电路中，线性电阻元件的值不随电压或电流大小的变化而改变，其两端的电压与流过它的电流成正比。线性电阻元件R的伏安特性满足欧姆定律，在电压U和电流I的参考方向相关联的条件下，U=IR 线性电阻元件的伏安特性还可以用其电流和电压的关系图形来表示，其伏安特性为一条通过坐标原点的直线，该直线斜率的倒数即为电阻值，它是一个常数。 3）色环阻值读值方法 电阻的阻值或直接标注在元件的外壳上，或是用不同的颜色的色环标注在元件的外壳上。色环电阻分为四色环和五色环，所谓四色环就是用四条有颜色的环代表阻值大小。 每种颜色代表不同的数字：
实验一 TTL集成逻辑门电路的参数的测试 一．预习要求 1．预习TTL与非门有关内容，阅读TTL电路使用规则。 2．与非门的功耗与工作频率和外接负载情况有关吗？为什么？ 3．测量扇出系数的原理是什么？为什么一个门的扇出系数仅由输出低电平的扇出系书来决定？ 4．为什么TTL与非门的输入引脚悬空相当于接高电平？ 5．TTL门电路的闲置输入端如何处理？ 二．实验目的 1．掌握TTL集成与非门的主要参数、特性的意义及测试方法。 2．学会TTL门电路逻辑功能的测试方法。 三．实验原理 TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门，本实验采用4输入双与非门74LS20，在一片集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。74LS20内部逻辑图及引脚排列如图1-1(a)、（b）所示。 图1-1（a）
1.与非门的逻辑功能 与非门的逻辑功能是：当输入端有一个或 一个以上的低电平时，输出端为高电平；只有 输入端全部为高电平时，输出端才是低电平。 （即有“0”得“1”，全“1”得“0”。） 对与非门进行测试时，门的输入端接数据 开关，开关向上为逻辑“1”，向下为逻辑“0”。 门的输出端接电平指示器，发光管亮为逻辑 “1”，不亮为逻辑“0”。基本测试方法是按真 值表逐项测试，但有时按真值表逐项进行测试 似嫌多余，对于有四个输入端的与非门，它有十六个最小项，实际上只要按表1-1所示的五项进行测试，便可以判断此门的逻辑功能是否正常。 表1-1 2.TTL与非门的主要参数 （1）导通电源电流I CCL与截止电源电流I CCH 与非门在不同的工作状态，电源提供的电流是不同的，I CCL是指输出端空载，所有输入端全部悬空，与非门处于导通状态，电源提供器件的电流。I CCH是指输出端空载，输入端接 输入输出 A n B n C n D n F1F2 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 图1-2（a）图1-2（b） 图1-1（b）