《数字电子技术基础实验》指导书(计算机学院)
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《电子技术基础》实验指导书电子技术课组编信息与通信工程学院实验三基本门电路逻辑功能的测试一 . 实验类型——验证性 +设计二 . 实验目的1. 熟悉主要门电路的逻辑功能;2. 掌握基本门电路逻辑功能的测试方法;3. 会用小规模集成电路设计组合逻辑电路。
三 . 实验原理1. 集成电路芯片介绍数字电路实验中所用到的集成芯片多为双列直插式, 其引脚排列规则如图 1-1。
其识别方法是:正对集成电路型号或看标记 (左边的缺口或小圆点标记 , 从左下角开始按逆时针方向以1, 2, 3…依次排列到最后一脚。
在标准形 TTL 集成电路中,电源端 Vcc 一般排在左上端,接地端(GND 一般排在右下端, 如 74LS00。
若集成芯片引脚上的功能标号为 NC ,则表示该引脚为空脚,与内部电路不连接。
本实验采用的芯片是 74LS00二输入四与非门、 74LS20四输入二与非门、 74LS02二输入四或非门、 74LS04六非门,逻辑图及外引线排列图见图 1-1。
图 1-1 逻辑图及外引线排列2.逻辑表达式 : 非门1-12输入端与非门1-24输入端与非门1-3或非门1-4对于与非门 , 其输入中任一个为低电平“ 0”时,输出便为高电平“ 1”。
只有当所有输入都为高电平“ 1”时,输出才为低电平“ 0”。
对于 TTL 逻辑电路,输入端如果悬空可看做;逻辑 1,但为防止干扰信号引入,一般不悬空, 可将多余的输入端接高电平或者和一个有用输入端连在一起。
对 MOS 电路输入端不允许悬空。
对于或非门,闲置输入端应接地或低电平。
四 . 实验内容及步骤 1. 逻辑功能测试①与非门逻辑功能的测试:* 将 74LS20插入实验台 14P 插座,注意集成块上的标记,不要插错。
* 将集成块Vcc 端与电源 +5V相连, GND 与电源“地”相连。
* 选择其中一个与非门,将其 4个输入端 A 、 B 、 C 、 D 分别与四个逻辑开关相连,输出端 Y 与逻辑笔或逻辑电平显示器相连,如图 1-2。
数字电子技术基础实验指导书(第四版本)答案实验一:二进制和十进制数转换实验目的通过本实验,学生应能够掌握以下内容:•理解二进制和十进制数的定义;•掌握二进制和十进制数之间的相互转换方法;•了解计算机中数字的表示方式。
实验器材•D型正相触发器74LS74;•全加器IC 74LS83N;•BCD码转十进制码芯片74LS85N;•多路数据选择器74LS139;•Logisim仿真软件。
实验原理在本实验中,我们将学习如何将二进制数转换为十进制数,以及如何将十进制数转换为二进制数。
二进制数转换为十进制数二进制数是一种由0和1组成的数制。
要将二进制数转换为十进制数,我们将按照以下步骤进行:1.从二进制数的最低位开始,将每个位上的数字乘以2的幂,幂的值从0开始,并以1递增。
2.计算结果得到的数值将二进制数转换为十进制数。
例如,将二进制数1101转换为十进制数的过程如下:(1 × 2^3) + (1 × 2^2) + (0 × 2^1) + (1 × 2^0)= 13十进制数转换为二进制数十进制数是一种由0到9组成的数制。
要将十进制数转换为二进制数,我们将按照以下步骤进行:1.将十进制数除以2,得到商和余数。
2.将商除以2,得到新的商和余数,重复此步骤,直到商为0。
3.将每个余数按从下到上的顺序排列,得到二进制数的表示。
例如,将十进制数13转换为二进制数的过程如下:13 ÷ 2 = 6 余 16 ÷ 2 = 3 余 03 ÷ 2 = 1 余 11 ÷2 = 0 余 1余数从下到上排列为1101,即为二进制数13的表示。
实验步骤1.将电路搭建如图所示:实验电路图实验电路图2.打开Logisim仿真软件,导入上述电路图。
3.分别输入二进制数和十进制数,并进行转换。
4.验证转换结果的正确性。
实验结果分析我们使用Logisim仿真软件进行实验,输入了二进制数1101和十进制数13,进行转换。
实验一 门电路本实验为验证性实验 一、实验目的熟悉门电路的逻辑功能。
二、实验原理TTL 集成与非门是数字电路中广泛使用的一种基本逻辑门。
使用时,必须对它的逻辑功能、主要参数和特性曲线进行测试,以确定其性能的好坏。
与非门逻辑功能测试的基本方法是按真值表逐项进行。
但有时按真值表测试显得有些多余。
根椐与非门的逻辑功能可知,当输入端全为高电平时,输出是低电平;当有一个或几个输入端为低电平时,输出为高电平。
可以化简逻辑函数或进行逻辑变换。
三、实验内容及步骤首先检查5V 电源是否正常,随后选择好实验用集成块,查清集成块的引脚及功能.然后根据自己的实验图接线, 特别注意Vcc 及地的接线不能接错(不能接反且不能短接),待仔细检查后方可通电进行实验,以后所有实验均依此办理。
(一)、测与非门的逻辑功能1、选择双4输入正与非门74LS20,按图3_1_1接线;2、输入端、输出端接LG 电平开关、LG 电平显示元件盒上;集成块及逻辑电平开关、逻辑电平显示元件盒接上同一路5V 电源。
3、拨动电平开关,按表3_1_1中情况分别测出输出电平.(二)、测试与或非门的逻辑功能 l 、选两路四输入与或非门电路1个74LS55,按图3_1_2接线: 2、输入端接电平的输出插口,拨动开关当输入端为下表情614 Vcc图3_1_1图3_1_2况时分别测试输出端(8)的电位,将结果填入表3_1_2中: 表3_1_2(三)、测逻辑电路的逻辑关系用74LS00电路组成下列逻辑电路,按图3_1_3、图3_1_4接线,写出下列图的逻辑表达表并化简,将各种输入电压情况下的输出电压分别填入表3_1_3、表3_1_4中,验证化简的表达式。
表输 入 AB表3_1_4图3_1_4A BZ(四)、观察与非门对脉冲的控制作用选一块与非门74LS20按下面两组图3_1_5(a)、(b)接线,将一个输入端接连续脉冲用示波器观察两种电路的输出波形。
在做以上各个实验时,请特别注意集成块的插入位置与接线是否正确,每次必须在接线后经复核确定无误后方可通电实验,并要养成习惯。
数字电子技术基础实验指导书(第四版本)数字电子技术基础实验指导书第四稿(内部资料)电子信息工程教研室编杭州师范大学钱江学院理工分院二O一四年十月目录实验一门电路逻辑功能与测试 (1)实验二组合逻辑电路(半加器、全加器) (9)实验三组合逻辑电路设计与应用 (15)实验四译码器和数据选择器 (19)实验五 MSI组合器件的测试与应用 (25)阶段测试1:学期中期知识点测试项目 (29)实验六触发器: (34)实验七时序电路的分析与设计 (40)实验八计数器MSI芯片的测试及应用 (50)实验九计数器 (55)实验十综合实验 (61)实验十一拔河游戏机——综合性实验 (63)实验十二交通灯——综合性实验 (68)实验十三数字秒表的设计 (74)实验十四四路优先判决电路—智力竞赛抢答器设计 (80)附录常用TTL集成电路引出端功能图 (85)实验一门电路逻辑功能与测试一、实验目的:1.了解与熟悉基本门电路逻辑功能;2.掌握门电路逻辑功能的测试方法,验证与加深对门电路逻辑功能的认识;3.熟悉门电路的外形和管脚排列,以及其使用方法。
二、实验仪器、设备、元器件:1.数字逻辑电路实验仪 1台2.四2输入与门74LS08芯片 1片3.四2输入或门74LS32芯片 1片4.六反向器74LS04芯片 1片5.四2输入与非门74LS00芯片 1片6.四2输入或非门74LS02芯片 1片7.四2输入异或门74LS86芯片 1片8.示波器或万用表9.导线若干三、预习要求:1.了解数字电路实验箱的结构和使用方法;2.复习门电路工作原理及相应逻辑表达式;3.熟悉所用门电路的管脚排列几相应管脚的功能;4.熟悉示波器和数字万用表的使用方法四、实验内容和步骤:实验前按实验仪使用说明检查实验仪是否正常。
然后选择实验用的IC,按设计的实验接线图接好线,特别注意Vcc及地线不能接错。
线接好后仔细检查无误后方可通电实验。
实验中需要改动接线时,必须先断开电源,接好后再通电实验。
数字电子技术基础实验指导书数字电子技术是现代电子技术领域中的一块重要分支,其研究涉及数字电路、逻辑电路、计算机组成原理、数字信号处理等多个方面。
随着数码电子科技的快速发展,数字电子技术的应用场景也越来越广泛,如计算机、通信、网络、娱乐等领域。
因此,在数字电子技术的学习过程中,实验是不可或缺的一环,可以帮助学生更全面地理解数字电子技术的原理和应用。
数字电子技术基础实验指导书是一本针对数字电子技术实验教学的配套教材,主要目的是为学生提供实验过程中的基本操作和实验原理,帮助学生掌握数字电子技术的相关知识和技能。
本指导书基于数字电子技术的基本理论,涵盖了数字电路设计、数字逻辑电路设计、计算机组成原理、数字信号处理等方面的实验内容。
数字电子技术基础实验指导书的内容分为两个部分,第一个部分是实验原理和实验操作,第二个部分是实验报告。
在第一个部分,学生能够找到实验的基本原理,理解不同数字电路的工作原理和作用,掌握数字电路的组成和设计方法,以及学会使用数字电路仿真软件和实验设备进行实验。
每个实验都包括实验目的、实验原理、实验操作、实验分析等部分,让学生在实验过程中更好地理解和掌握相关知识。
实验报告作为第二个部分,对于学生来说是非常重要的。
一方面,它帮助学生总结归纳实验过程中遇到的问题以及解决方法,另一方面,也帮助学生理解和证实实验原理。
实验报告包括实验目的、实验内容、实验结果分析以及实验心得等部分,还要求学生对实验过程中发现的问题进行分析和解决方案的探讨。
数字电子技术基础实验指导书的使用方法包括理论讲解、创新思维和实验操作三个环节。
在理论讲解环节,教师讲解每个实验的基本理论和概念,让学生有足够的理论准备。
在创新思维环节,教师可以提供一些拓展的实验题目,让学生在实验中发现问题、思考解决方法,培养其创新意识。
实验操作环节考验学生的实际操作能力,让学生在实践中掌握数字电子技术的基本原理和应用技能。
总之,数字电子技术基础实验指导书是数字电子技术教学中不可或缺的一部分。
数字电子技术基础实验指导书实验一、认识实验一、实验目的:1、熟悉面包板的结构2、进一步掌握与非门、或非门、异或门的功能3、初步尝试在面包板上连接逻辑电路 二、实验用仪器:面包板一块 74LS00一块 74LS20一块74LS02(四二输入或非门)一块、 74LS86(四二输入异或门)一块 万用表一块 导线若干 稳压电源一台三、面包板和4LS00、74LS20、74LS02、74LS86的介绍: 1面包板上的小孔每5个为一组,其内部有导线相连。
横排小孔是4、3、4(3、4、3)的结构,即每5*4(5*3)、5*3(5*4)、5*4(5*3)组横排小孔内部有导线相连。
用到的双列直插式集成块跨接在凹槽两边,管脚插入小孔。
通常用面包板的上横排小孔接电源,用下横排小孔接地。
2、74LS00的内部结构示意图:74LS00的管脚排列如上图所示,为双列直插式14管脚集成块,是四集成二输入与非门。
74LS20是二四输入与非门。
VCC 3A 3B 3Y 4A 4B 4Y VCC 2A 2B NC 2C 2D 4Y1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 1A 1B NC 1C 1D 1Y GND 74LS00 74LS20VCC 3Y 3B 3A 4Y 4B 4A VCC 3B 3A 3Y 4B 4A 4Y1Y 1A 1B 2Y 2A 2B GND 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND四、实验内容与步骤:1、测试面包板的内部结构情况:用两根导线插入小孔,用万用表的电阻挡分别测试小孔组与组之间的导通情况,并记录下来。
2、验证与非门的逻辑功能:1)将4LS00插入面包板,并接通电源和地。
2)选择其中的一个与非门,进行功能验证。
3)、将验证结果填入表1: 表1其中,A 、B 1”时,输入端接电源;Y 是输出端,用万用表(或发光二极管)测得在不同输入取值组合情况下的输出,并将结果填入表中。
5)分析测得的结果是否符合“与非”的关系。
《数字电子技术》实验指导书目录第一部分实验基础知识一.实验的基本过程二.实验操作规范和故障检查方法三.数字集成电路概述、特点及使用须知四.数字逻辑电路的测试方法第二部分基础性实验实验一集成逻辑门电路逻辑功能的测试实验二集成逻辑门电路的参数测试实验三组合逻辑电路的实验分析实验四数据选择器实验五触发器实验六计数器实验七中规模集成电路计数器的应用实验八计数、译码、显示综合实验实验九利用TTL集成逻辑门构成脉冲电路实验十555时基电路第三部分设计性实验实验一简易数字控制电路实验二简易数字计时电路实验三电梯楼层显示电路实验四循环灯电路实验五数字电子技术课程设计-数字钟的设计第一部分实验基础知识随着科学技术的发展,脉冲与数字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元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。
<<数字电子技术课程>>电子技术基础(数字部分)实验教案(实验指导书)雷兴王中丽通信工程1001班黄淮学院信息工程学院2011.2.20目录<<数字电子技术课程>> (1)(实验指导书) (1)<<数字电子技术课程>> (1)指导书前言 (2)一、数电指导书:部分实验内容及要求 (2)二、参考资料一:常见数字电路实验范例 (33)实验一:集成逻辑门电路逻辑功能的测试 (33)实验二:集成逻辑门电路的参数测试 (34)实验三:组合逻辑电路的实验分析 (36)实验四:变量译码器 (38)实验五:数据选择器 (38)实验六:触发器 (39)实验七:计数器 (41)实验八:计数、译码、显示综合实验 (42)实验九:利用TTL集成逻辑门构成脉冲电路 (43)实验十:555定时器电路 (44)三、参考资料二、常用数字集成电路编号和引脚图 (45)<<数字电子技术课程>>电子技术基础(数字部分)实验教案(实验指导书)教学目的手段等说明本实验教案是模拟电路实验,配合我系通信工程专业和电子信息工程专业的模拟电路课程使用。
本实验课程的授课对象为:通信工程专业和电子信息工程专业本科生。
本实验课程的目的为:配合我系通信工程专业和电子信息工程专业本科生培养计划,着重培养学生对电子电路理解和和电路设计能力,电路调试方法,测量仪器的使用,测量方法,及动手能力。
本实验课程是基础电子电路实验课程,在本专业中有着极其重要的地位。
本实验课程的性质:以验证性实验为主,并有一定的设计性实验,主要配合模拟电路理论课程开设,是对理论课的重要补充,是电子技术课程不可或缺的一部分,应加以重视和强化。
本实验课程的实验手段:本实验采用实验室内实验室方法,以XT—7电子综合实验台为基础,配合其它测试仪器组成完整的实验设备系统,以课堂实验的方式开出,分组进行,相当于每个学生每周实验一次(俩节课)。
数字电子实验指导书数字电子技术基础实验指导书石河子大学机电学院电工教研室2008年7月前言本书是为《数字电子技术》课程编写的配套实验教材,适用于电气工程及其自动化专业,计算机科学及其技术以及其他相关专业。
也可以做,《电子学》的实验参考。
全是共编八个实验。
在编写上力求做到与教材紧密配合。
内容上既有验证性的实验,也有综合性的和设计性的实验,其目的是帮助学生在加深对理解理论知识的同时培养实践和创新能力,提高对数字电子技术的兴趣。
实验教学是在〈〈数字电子技术〉〉的学习中占有重要的地位。
为了确保实验的顺利进行,要求做到以下几点:一、课前认真阅读实验指导书,复习和实验有关的理论知识,了解实验内容和实验步骤。
二、进行电路连接前,能够准确理解实验仪器的功能;三、根据在实验直到书的说明正确接线,在接线的过程中,不可带电操作,避免误操作造成实验仪器的损害,同时接线结束后经任课教师检查后方可通电;四、实验中必须认真客观的记录实验数据,不可随意编写数据;五、经任课教书检查实验数据后,方可结束实验;六、若实验过程中,出现错误,应仔细检查错误,及时纠正;七、实验后断电,整理实验台;八、爱护实验室设备,遵守实验室规则;九、课后认真写实验报告,按规定分析实验结果。
目录实验一TTL门电路实验二加法器实验三译码器实验四触发器实验五显示译码电路实验六N进制计数器实验七555时基电路实验八循环灯电路实验一 TTL 门电路一、实验目的1、掌握TTL 门电路逻辑功能的测试方法。
2、掌握用与非门电路构成其它门电路的方法。
二、实验器材1、ELB-2型课程设计实验箱。
2、74LS20一块,74LS00型集成两块。
三、预习要求1、复习材料中不关TTL 与非门电路的内容,熟悉其逻辑功能和工作特点;2、了解TTL 门电路的各种类型;3、认真阅读指导书,了解实验内容;4、根据实验器材和实验说明,画出实验的电气连接图。
四、实验说明1、74LS20、74LS00,74LS20、74LS00,分别为双4输入端与非门和四2输入端与非门。
北方民族大学Beifang University of Nationalities《数字电子技术基础》实验指导书北方民族大学教务处北方民族大学《数字电子技术基础》课程指导书编著杨艺马宏兴电气信息工程学院二〇一二年九月一日目录数字电路实验基本知识 (4)实验一、基本逻辑门逻辑实验 (7)实验二、三态门实验 (10)实验三、数据选择器和译码器 (13)实验四、一位全加器的设计 (16)实验五、触发器 (19)实验六、计数器 (24)数字电路实验基本知识一、数字集成电路封装中、小规模数字lC中最常用的是TTL电路和CMOS电路。
TTL 器件型号以74 (或54)作前缀,称为74 / 54系列,如74LS10、74F181、54S86等。
中、小规模CMOS 数字集成电路主要是4XXX/45XX ( X代表0—9的数字)系列,高速CMOS电路HC (74HC 系列),与TTL兼容的高速CMOS电路HCT (74HCT系列)。
TTL电路与CMOS电路各有优缺点,TTL速度高,CMOS电路功耗小、电源范围大、抗干扰能力强。
由于TTL在世界范围内应用极广,在数字电路教学实验中,我们主要使用TTL74系列电路作为实验用器件,采用单一+5V 作为供电电源。
数字IC器件有多种封装形式。
为了教学实验方便,实验中所用的74系列器件封装选用双列直插式。
图l是双列直插封装的正面示意图。
双列直插封装有以下特点:图1 双列直插式封装图图2 PLCC封装图1.从正面(上面)看,器件一端有一个半圆的缺口,这是正方向的标志。
缺口左边的引脚号为 l , 引脚号按逆时针方向增加。
图1中的数字表示引脚号。
双列直插封装 IC 引脚数有 14、16 、20、24、28 等若干种。
2.双列直插器件有两列引脚。
引脚之间的间距是 2.54 毫米。
两列引脚之间的距离有宽(15.24 毫米)、窄(7.62 毫米)两种。
两列引脚之间的距离能够少做改变,引脚间距不能改变。
将器件插入实验台上的插座中去或者从插座中拔出时要小心,不要将器件引脚弄弯或折断。
3.74系列器件一般左下角的最后一个引脚是GND,右上角的引脚是Vcc。
例如,14引脚器件引脚7是GND,引脚14是Vcc;20引脚器件引脚10是CND,引脚20是Vcc。
但也有一些例外,例如16引脚的双JK触发器74LS76,引脚13(不是引脚 8)是GND,引脚5(不是引脚 16)是Vcc。
所以使用集成电路器件时要先看清它的引脚图,找对电源和地,避免因接线错误造成器件损坏。
数字电路综合实验中,使用的复杂可编程逻辑器件 MACH4—64/32(或者ISP1O16)是44引脚的PLCC ( Plastic Leaded chip Carrier)封装,图2是封装正面图。
器件上的小圆圈指示引脚1 ,引脚号按逆时针方向增加,引脚2在引脚1的左边,引脚44在引脚1的右边。
MACH 4—64/32电源引脚号、地引脚号与ISP1O16不同,千万不要插错PLCC插座。
插PLCC器件时,器件的左上角(缺角)要对准插座的左上角。
拔PLCC器件应使用专门的起拔器。
若集成芯片引脚上的功能标号为NC,则表示该引脚为空脚,与内部电路不连接。
实验台上的接线采用自锁紧插头、插孔(插座)。
使用自锁紧插头、插孔接线时,首先把插头插进插孔中,然后将插头按顺时针方向轻轻一拧则锁紧。
拔出插头时,首先按逆时针方向轻轻拧一下插头,使插头和插孔之间松开,然后将插头从插孔中拔出。
不要使劲拔插头,以免损坏插头和连线。
必须注意,不能带电插、拔器件。
插、拔器件只能在关断+5V电源的情况下进行。
二、TTL集成电路使用规则1、接插集成块时,要认清定位标记,不得插反。
2、电源电压使用范围为+4.5V~+5.5V之间,实验中要求使用Vcc=+5V。
电源极性绝对不允许接错。
3、闲置输入端处理方法(1) 悬空,相当于正逻辑“1”,对于一般小规模集成电路的数据输入端,实验时允许悬空处理。
但易受外界干扰,导致电路的逻辑功能不正常。
因此,对于接有长线的输入端,中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路,所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路,不允许悬空。
(2) 直接接电源电压V(也可以串入一只1~10KΩ的固定电阻)或接至某一固CC定电压(+2.4≤V≤4.5V)的电源上,或与输入端为接地的多余与非门的输出端相接。
(3) 若前级驱动能力允许,可以与使用的输入端并联。
4、输入端通过电阻接地,电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。
当R≤680Ω时,输入端相当于逻辑“0”;当R≥4.7 KΩ时,输入端相当于逻辑“1”。
对于不同系列的器件,要求的阻值不同。
5、输出端不允许并联使用(集电极开路门(OC)和三态输出门电路(3S)除外)。
否则不仅会使电路逻辑功能混乱,并会导致器件损坏。
6、输出端不允许直接接地或直接接+5V电源,否则将损坏器件,有时为了使后级电路获得较高的输出电平,允许输出端通过电阻R接至V,一般取R=3~5.1 KccΩ。
三、数字电路测试及故障查找、排除设计好一个数字电路后,要对其进行测试,以验证设计是否正确。
测试过程中,发现问题要分析原因,找出故障所在,并解决它。
数字电路实脸也遵循这些原则。
1. 数字电路测试数字电路测试大体上分为静态测试和动态测试两部分。
静态测试指的是,给定数字电路若干组静态输入值,测试数字电路的输出值是否正确。
数字电路设计好后,在实验台上连接成一个完整的线路。
把线路的输入接电平开关输出,线路的输出接电平指示灯,按功能表或状态表的要求,改变输入状态,观察输入和输出之间的关系是否符合设计要求。
静态测试是检查设计是否正确,接线是否无误的重要一步。
在静态测试基础上,按设计要求在输入端加动态脉冲信号,观察输出端波形是否符合设计要求,这是动态测试。
有些数字电路只需进行静态测试即可,有些数字电路则必须进行动态测试。
一般地说,时序电路应进行动态测试。
2. 数字电路的故障查找和排除在数字电路实验中,出现问题是难免的。
重要的是分析问题,找出出现问题的原因,从而解决它。
一般地说,有四个方面的原因产生问题(故障):器件故障、接线错误、设计错误和测试方法不正确。
在查找故障过程中,首先要熟悉经常发生的典型故障。
(1)器件故障器件故障是器件失效或器件接插问题引起的故障,表现为器件工作不正常。
不言而喻,器件失效肯定会引起工作不正常,这需要更换一个好器件。
器件接插问题,如管脚折断或者器件的某个(或某些)引脚没插到插座中等,也会使器件工作不正常。
对于器件接插错误有时不易发现,需仔细检查。
判断器件失效的方法是用集成电路测试仪测试器件。
需要指出的是,一般的集成电路测试仪只能检测器件的某些静态特性。
对负载能力等静态特性和上升沿、下降沿、延迟时间等动态特性,一般的集成电路测试仪不能测试。
测试器件的这些参数,须使用专门的集成电路测试仪。
(2)接线错误接线错误是最常见的错误。
据有人统计,在教学实验中,大约百分之七十以上的故障是由接线错误引起的。
常见的接线错误包括忘记接器件的电源和地;连线与插孔接触不良;连线经多次-使用后,有可能外面塑料包皮完好,但内部线断;连线多接、漏接、错接;连线过长、过乱造成干扰。
接线错误造成的现象多种多样,例如器件的某个功能块不工作或工作不正常,器件不工作或发热,电路中一部分工作状态不稳定等。
解决方法大致包括:熟悉所用器件的功能及其引脚号,知道器件每个引脚的功能;器件的电源和地一定要接对、接好:检查连线和插孔接触是否良好;检查连线有无错接、多接、漏接;检查连线中有无断线。
最重要的是接线前要画出接线图,按图接线,不要凭记忆随想随接;接线要规范、整齐,尽量走直线、短线,以免引起干扰。
(3)设计错误设计错误自然会造成与预想的结果不一致。
原因是对实验要求没有吃透,或者是对所用器件的原理没有掌握,因此实验前一定要理解实验要求,掌握实验线路原理,精心设计。
初始设计完成后一般应对设计进行优化。
最后画好逻辑图及接线图。
(4) 测试方法不正确如果不发生前面所述三种错误,实验一般会成功。
但有时测试方法不正确也会引起观测错误。
例和,一个稳定的波形,如果用示波器观测,而示波器没有同步,则造成波形不稳的假象。
因此要学会正确使用所用仪器、仪表。
在数字电路实验中,尤其要学会正确使用示波器。
在对数字电路测试过程中,由于测试仪器、仪表加到被侧电路上后,对被测电路相当于一个负载,因此侧试过程中也有可能引起电路本身工作状态的改变,这点应引起足够注意。
不过,在数字电路实验中,这种现象很少发生。
当实验中发现结果与预期不一致时,千万不要慌乱。
应仔细观测现象,冷静思考问题所在。
首先检查仪器、仪表的使用是否正确。
在正确便用仪器、仪表的前提下,按逻辑图和接线图逐级查找问题出现在何处。
通常从发现问题的地方,一级一级向前测试,直到找出故障的初始发生位置。
在故障的初始位置处,首先检查连线是否正确。
前面已说过,实验故障绝大部分是由接线错引起的,因此检查一定要认真、仔细。
确认接线无误后,检查器件引脚是否全部正确插进插座。
有无引脚折断、弯曲、错插问题。
确认无上述问题后,取下器件侧试,以检查器件好坏,或者直接换一个好器件。
如果器件和接线都正确,则需考虑设计问题。
实验一、基本逻辑门逻辑实验一、实验目的l. 掌握 TTL 与非门、或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。
2. 熟悉 TTL 中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。
二、实验所用器件和仪表1. 二输入四与非门 74LS00 1片2. 二输入四或非门 74LS28 1片3. 二输入四异或门 74LS86 1片三、实验内容1. 测试二输入四与非门 74LSOO 一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系。
2. 测试二输入四或非门 74LS28 一个或非门的输入和输出之间的逻辑关系。
3. 测试二输入四异或门 74LS86 一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系。
4. 用与非门实现与门、非门、或门、或非门、异或门的逻辑关系。
四、实验提示1. 将被测器件插入实验台上的14芯插座中。
2. 将器件的引脚7与实验台的“地(GND)”连接,将器件的引脚14与实验台的+5V 连接。
3. 用实验台的电平开关输出作为被测器件的输入。
拨动开关,则改变器件的输入电平。
4. 将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯连接。
指示灯亮表示输出电平为1,指示灯灭表示输出电平为0。
五、实验接线图及实验结果74LS00中包含4个二与非门,74LS28中包含4个二或非门,74LS86中包含4个异或门,下面各画出测试第一个逻辑门逻辑关系的接线图及测试结果。
测试其他逻辑门时的接线图与之类似。
测试时各器件的引脚7接地,引脚14接+5V。
图中的Kl、K2 是电平开关输出,LEDO是电平指示灯。