集成电路课程设计 目录 1 .引言 (1) 1.1 课题目的与意义 (1) 1.2 设计题目与要求 (1) 1.3 Tanner软件的介绍 (2) 2反相器设计 (2) 2.1 S-edit设计反相器 (2) 2.2反相器的瞬时分析 (3) 2.3反相器直流分析 (4) 3 L-edit画PMOS和NMOS布局图 (5) 3.1 L-edit的使用 (5) 3.2 使用L-Edit画PMOS布局图 (5) 3.3 使用L-Edit画NMOS布局图 (6) 3.4 使用L-Edit画基板节点元件 (7) 3.5 L-edit画反相器布局并作瞬时和直流分析 (7) 3.6使用LVS对比反相器 (8) 3.7关于功耗和延迟方面的计算 (9) 4.仿真注意事项 (11) 5 总结 (12) 参考文献 (13)
1 .引言 集成电路产业是信息产业的核心，在全球集成电路产业重心转移的背景下，中国集成电路产业取得了前所唯有的发展，为信息产业向纵深发展奠定了一定的基础。在全球集成电路竞争中，中国国产集成电路仍然处于较弱的地位，一方面供给无法满足中国电子整机产品的需求，另一方面则是自主创新能力不足。同时,也应看到中国集成电路产业发展的希望与契机,作为全球集成电路产业增长最快的地区和全球最具发展潜力的市场,伴随市场需求的扩张、产业规模的升级、技术水准的提高,该看到中国集成电路产业发展的希望。作为全球第三大集成电路市场中国占了20%的份额,而且产业发展速度和市场潜力在全球首屈一指。如今,由于我国集成电路产业还处于发展初期,富有经验的中高层工程，技术人才、设计人才及企业管理运营人才缺口很大。我国集成电路产业对专业设计、制造、营销、管理人才的需求量是25万一30万人,但目前国内这方面的人才数量远远不够。人才短缺,将成为制约我国集成电路产业快速发展的另一个瓶颈。然而，这也是作为一位学生，也是我们的机会，是我们为国家的集成电路信息安全做贡献的机会。让我们国家的集成电路不受外国掣肘。 1.1 课题目的与意义 本课程设计是《集成电路分析与设计基础》的实践课程，其主要目的是使学生在熟悉集成电路制造技术、半导体器件原理和集成电路分析与设计基础上，训练综合运用已掌握的知识，利用集成电路设计软件，初步熟悉和掌握集成电路芯片系统设计→电路设计及模拟→版图设计→版图验证等正向设计方法。掌握微电子技术人员所需要的基本理论和技能，日后从事集成电路设计工作打下基础。 通过此课程设计使学生对集成电路设计有了初步的认识认识并熟练使用集成电路相关软件，熟练集成电路设计的技能及规则等方面有重要意义。 1.2 设计题目与要求 1设计时使用的工艺及设计规则：MOSIS:mhp-s5； 2根据所用的工艺，选取合理的模型库； 3选用以lambda(λ)为单位的设计规则； 4全手工、层次化设计版图； 5达到指导书提出的设计指标要求。
专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 电气学院
实验一集成门电路逻辑功能测试 一、实验目的 1. 验证常用集成门电路的逻辑功能; 2. 熟悉各种门电路的逻辑符号; 3. 熟悉TTL集成电路的特点，使用规则和使用方法。 二、实验设备及器件 1. 数字电路实验箱 2. 万用表 3. 74LS00四2输入与非门1片74LS86四2输入异或门1片 74LS11三3输入与门1片74LS32四2输入或门1片 74LS04反相器1片 三、实验原理 集成逻辑门电路是最简单，最基本的数字集成元件，目前已有种类齐全集成门电路。TTL集成电路由于工作速度高，输出幅度大，种类多，不宜损坏等特点而得到广泛使用，特别对学生进行实验论证，选用TTL电路较合适，因此这里使用了74LS系列的TTL成路，它的电源电压为5V+10%,逻辑高电平“1”时＞2.4V，低电平“0”时＜0.4V。实验使用的集成电路都采用的是双列直插式封装形式，其管脚的识别方法为：将集成块的正面（印有集成电路型号标记面）对着使用者，集成电路上的标识凹口左，左下角第一脚为1脚，按逆时针方向顺序排布其管脚。 四、实验内容 ㈠根据接线图连接，测试各门电路逻辑功能 1. 利用Multisim画出以74LS11为测试器件的与门逻辑功能仿真图如下
按表1—1要求用开关改变输入端A,B,C的状态，借助指示灯观测各相应输出端F的状态，当电平指示灯亮时记为1，灭时记为0，把测试结果填入表1—1中。 表1-1 74LS11逻辑功能表 输入状态输出状态 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 悬空 1 1 1 悬空0 0 0 2. 利用Multisim画出以74LS32为测试器件的或门逻辑功能仿真图如下
电子测量实验指导书 通信与电子工程学院 通信与测量实验室
实验一、信号发生器和模拟示波器的使用 一、实验目的 1.学会信号发生器、模拟示波器的使用方法 二、实验仪器 函数信号发生器F40 一台 示波器GOS6051 一台 三、实验内容 1.用示波器测量正弦信号 （1）调节信号发生器，使其输出频率为1kHz，峰峰值为1V，不含直流成分的正弦波信号，用示波器观测次信号，记录其实际周期值，并在坐标纸上记录示波器荧光屏上显示的被测波形。 （2）调节信号发生器，使其输出频率为5kHz，峰峰值为2V，含1v直流成分的正弦波信号，用示波器观测次信号，记录其实际周期值，并在坐标纸上记录示波器荧光屏上显示的被测波形。2.用示波器测量正弦信号 （1）调节信号发生器，使其输出周期为0.1ms，峰峰值为2V，占空比为50%，不含直流成分的矩形波信号，用示波器观测次信号，记录其实际频率值，并在坐标纸上记录示波器荧光屏上显示的被测波形。 （2）调节信号发生器，使其输出周期为0.2ms，峰峰值为3V，占空比为50%，含1V直流成分的矩形波信号，用示波器观测次信号，记录其实际频率值，并在坐标纸上记录示波器荧光屏上显示的被测波形。 (3) 调节信号发生器，使其输出周期为1ms，低电平为0V，高电平为3V，占空比为20%，不含直流成分的矩形波信号，用示波器观测次信号，记录其实际频率值，并在坐标纸上记录示波器荧光屏上显示的被测波形。 3.用示波器观测几个通信原理常用调制信号(选作) （1）调节信号发生器，使其产生一个调幅波，载波信号为频率1MHz的正弦波，幅度为2V；调制
信号选内部信号正弦波（波形编号为1），调制信号频率为5kHz，调制深度为80%。 （2）调节信号发生器，使其产生一个FSK波，输出正弦信号幅度为2V；调制信号选内部信号正弦波（波形编号为1），频率在100Hz和10KHz之间交替，交替间隔时间为10ms的正弦波。 4.用示波器观察李萨如图像（演示或者选作） 四、实验步骤 打开电源，并预热信号发生器，进入正常工作状态 4.1 用示波器测量正弦信号 4.1.1 步骤 （1）按“shift”,则屏幕上显示“shift”字样，shift表明要选择某个按键的第二功能。然后按“频率”，即完成按键上面对应蓝字的功能，说明完成选择波形为正弦波。在显示屏左端显示“~”。（2）按“频率键”，可显示频率或者时间单位，使其显示频率，完成1kHz的输入，即为：在数字按键上输入1，然后按扫描键，这时选择了按钮下方的单位“kHz”。 （3）按“shift”,则屏幕上显示“shift”字样，shift表明要选择某个按键的第二功能。然后按“猝发”，即完成按键上面对应蓝字的第一项功能，说明完成选择偏移功能。在数字按键上输入0，然后按调频键，这时选择了“mV”（或在数字按键上输入0，然后按“shift”，这时选择了“V”）。即说明选择直流分量为0。 （4）按“幅度键”，可显示幅度位，即电压单位。完成1V的输入，即为：在数字按键上输入1，然后按“shift”键，这时选择了“V”。 （5）用示波器观测输出信号，并记录实际周期和波形。 4.1.2 步骤 （1）按“shift”,则屏幕上显示“shift”字样，shift表明要选择某个按键的第二功能。然后按“频率”，即完成按键上面对应蓝字的功能，说明完成选择波形为正弦波。在显示屏左端显示“~”。（2）按“频率键”，可显示频率或者时间单位，使其显示频率，完成5kHz的输入，即为：在数字按键上输入5，然后按扫描键，这时选择了按钮下方的单位“kHz”。 （3）按“shift”,则屏幕上显示“shift”字样，shift表明要选择某个按键的第二功能。然后按“猝发”，即完成按键上面对应蓝字的第一项功能，说明完成选择偏移功能。在数字按键上输入1，然
电子科技大学 实验报告 二、实验项目名称：CMOS模拟集成电路设计与仿真 三、实验地点：211大楼606房间 四、实验学时：4 五、实验目的： （1）综合运用课程所学知识自主完成相应的模拟集成电路版图设计，掌握基本的IC版图布局布线技巧。 （2）学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法，并进行版图的的设计与验证 六、实验原理： IC设计一般规则： ①根据用途要求，确定系统总体方案 ②根据电路的指标和工作条件，确定电路结构与类型，然后通过模拟计算， 决定电路中各器件的参数（包括电参数、几何参数等），EDA软件进行模拟仿真。 ③根据电路特点选择适当的工艺，再按电路中各器件的参数要求，确定满足 这些参数的工艺参数、工艺流程和工艺条件。 ④按电路设计和确定的工艺流程，把电路中有源器件、阻容元件及互连以一 定的规则布置在硅片上，绘制出相互套合的版图，以供制作各次光刻掩模版用。 ⑤生成PG带制作掩模版 ⑥工艺流片 ⑦测试，划片封装
实验模拟基于Cadence 平台的电路设计与仿真 七、实验内容： 1、UNIX操作系统常用命令的使用，Cadence EDA仿真环境的调用。 2、设计一个运算放大器电路，要求其增益大于60dB, 相位裕度大于45o， 功耗小于10mW。 3、根据设计指标要求，选取、确定适合的电路结构，并进行计算分析。 4、电路的仿真与分析，重点进行直流工作点、交流AC分析、瞬态Trans 分析、建立时间小信号特性和压摆率大信号分析，能熟练掌握各种分析的参数设置方法。 5、电路性能的优化与器件参数调试，要求达到预定的技术指标。 6、整理仿真数据与曲线图表，撰写并提交实验报告。 八、实验仪器与器材 （1）工作站或微机终端一台 （2）EDA仿真软件 1套 九、实验结果： 1、根据实验指导书熟悉UNIX操作系统常用命令的使用，掌握Cadence EDA仿真环境的调用。 2、根据设计指标要求，设计出如下图所示的电路结构。并进行计算分析，确定其中各器件的参数。 4、电路的仿真与分析，重点进行直流工作点、交流AC分析、瞬态Trans分析，能熟练掌握各种分 ①增益与频率之间的关系、相位裕度与频率之间关系图如下所示： ②输入、输出关系曲线 十、实验结果计算与分析： 从幅频特性曲线图像中可以读出，电路的增益A V=59dB略小于设计所要求的60dB；找出增益接近于0时候的截止频率为102.4MHz，对应到下方相频特性曲线图像中为-130o，则相位裕度为180o-130o=50o，
***************************************************** ***************************************************** *********************************************** 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。
数字电路综合实验报告 简易智能密码锁 一、实验课题及任务要求 设计并实现一个数字密码锁，密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键，密码输入正确，密码锁打开，密码输入错误进行警示。 基本要求： 1、密码设置：通过键盘进行4 位数字密码设定输入,在数码管上显示所输入数字。通过密码设置确定键（BTN 键）进行锁定。 2、开锁：在闭锁状态下，可以输入密码开锁，且每输入一位密码，在数码管上显示“-”，提示已输入密码的位数。输入四位核对密码后，按“开锁”键，若密码正确则系统开锁，若密码错误系统仍然处于闭锁状态，并用蜂鸣器或led 闪烁报警。 3、在开锁状态下，可以通过密码复位键（BTN 键）来清除密码，恢复初始密码“0000”。闭锁状态下不能清除密码。 4、用点阵显示开锁和闭锁状态。 提高要求： 1、输入密码数字由右向左依次显示，即：每输入一数字显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有数字向左移动一位。 2、密码锁的密码位数（4~6 位）可调。
3、自拟其它功能。 二、系统设计 2.1系统总体框图 2.2逻辑流程图
2.3MDS图 2.4分块说明 程序主要分为6个模块：键盘模块，数码管模块，点阵模块，报警模块，防抖模块，控制模块。以下进行详细介绍。 1.键盘模块 本模块主要完成是4×4键盘扫描，然后获取其键值，并对其进行编码，从而进行按键的识别，并将相应的按键值进行显示。 键盘扫描的实现过程如下：对于4×4键盘，通常连接为4行、4列，因此要识别按键，只需要知道是哪一行和哪一列即可，为了完成这一识别过程，我们的思想是，首先固定输出高电平，在读入输出的行值时，通常高电平会被低电平拉低，当当前位置为高电平“1”时，没有按键按下，否则，如果读入的4行有一位为低电平，那么对应的该行肯定有一个按键按下，这样便可以获取到按键的行值。同理，获取列值也是如此，先输出4列为高电平，然后在输出4行为低电平，再读入列值，如果其中有哪一位为低电平，那么肯定对应的那一列有按键按下。由此可确定按键位置。
电子测量原理实验指导书 南京邮电大学自动化学院
目录 电子测量实验系统组成原理及操作 (1) 电子计数器原理及应用 (10) 示波器原理及应用 (16) R、L、C参数测量 (24) 逻辑分析仪原理及应用 (31) 交流电压测量 (40)
电子测量实验系统组成原理及操作 一、实验目的 1．了解SJ-8002B电子测量实验系统的原理和组成。 2．学习操作本实验系统并完成一些简单实验。 二、实验内容 1．操作本系统的实验箱内部DDS信号源，产生出多种信号波形，并用外接示波器观察。 2．使用本实验箱内部数字示波器，去观察外部信号源的信号波形。 3．使用本实验箱内部数字示波器，观察内部DDS信号源产生的信号波形。 三、实验器材 1．SJ-8002B电子测量实验箱 1台 2．双踪示波器（20MHz模拟或数字示波器） 1台 3．函数信号发生器（1Hz～1MHz） 1台 4．计算机(具有运行windows2000和图形化控件的能力) 1台 四、实验原理 SJ-8002B电子测量实验系统由三大部分组成：a电子测量实验箱；b系列化的实验板；c微型计算机（含配套的实验软件），如图1－1所示。此外，实验中根据需要可以再配备一些辅助仪器，如通用示波器、信号源等。 图1－1 电子测量实验系统的基本组成 电子测量实验系统的外貌图如图1－2所示。
图1－2 电子测量实验系统 电子测量实验箱主板如图1－3所示。 S102 短路块 62芯插座，实验电路板 AC9V 温度板用电源 EPP 插座，连接计算机 并口 键盘板接口 电位器直流可调电压 S101 短路块 S702 短路块 S602 短路块 采集1通道输入Ain1信号源1输出Aout1 测频输入Fx 采集2通道输入Ain2信号源2输出Aout2 直流电压输入DCin 图1－3 电子测量实验箱主板 短路块名 短路位置 连接说明 使用场合 S101 左边 7109直流电压差分输入端DC －不接地 温度实验时使用
《集成电路测试》实验指导书 南通大学集成电路重点实验室 2009年6月
实验一 测试图形生成及验证 一、实验目的 熟悉对被测电路给定故障生成测试图形的过程，掌握异或法和D 算法的具体运用。 二、实验原理 参考教材P74 4.2.1 异或法， P82 4.4 D 算法 三、实验内容 a b c d (1) 用异或法对5/0故障生成测试图形； (2) 用D 算法对6/0故障生成测试图形； (3) 对以上所产生的测试图形进行验证；（在Quartus II 中进行验证） 四、实验报告 写出测试图形生成的具体过程，给出整个实验的原理图和运行结果，分析实验结果的正确性。 f
实验二伪随机序列生成 一、实验目的 了解随机测试和伪随机测试的基本概念；掌握LFSR的基本结构和M序列的基本特性。 二、实验原理 基于故障的确定性测试方法是指用专门的算法对给定的故障生成测试图形，优点是生成的测试图形长度短，但生成过程比较复杂，测试施加比较困难。由微处理器的测试软件算法或者专用的测试电路可容易生成随机的或伪随机的测试图形，并具有较高的故障覆盖率，因此在集成电路测试中得以广泛应用。 如果一个序列，一方面它是可以预先确定的，并且是可以重复地生产和复制的；一方面它又具有某种随机序列的随机特性（即统计特性），我们便称这种序列为伪随机序列。因此可以说，伪随机序列是具有某种随机特性的确定的序列。它们是由移位寄存器产生确定序列，然而他们却具有某种随机序列的随机特性。因为同样具有随机特性，无法从一个已经产生的序列的特性中判断是真随机序列还是伪随机序列，只能根据序列的产生办法来判断。伪随机序列系列具有良好的随机性和接近于白噪声的相关函数，并且有预先的可确定性和可重复性。 伪随机序列的电路为一个反馈移位寄存器，它可分为线性反馈移位寄存器（简称LFSR 计数器）和非线性反馈移位寄存器，由线性反馈移位寄存器（LFSR）产生的周期最长的二进制数字序列称为最大长度线性反馈移位寄存器序列，通常简称为M序列。 关于LFSR构造及M序列的相关特性，请参阅教材p205-212的相关内容。 三、实验内容 下图为4位完全LFSR结构图，试分析其自动生成的序列。(在Quartus II中运行、分析) 四、实验报告 对伪随机序列，LFSR，M序列等相关概念进行综述。对上图进行分析。
电子科技大学 实验指导书 《电子测量原理》实验 -----数字存储示波器的使用和带宽测试 一．实验目的 1.熟悉数字示波器基本工作原理 2.了解数字示波器的主要技术指标 3.掌握数字示波器的使用方法和带宽测试 二．实验内容 1.相关测试仪器的熟练使用 2.边沿、脉宽等触发类型的使用 3.触发释抑功能的使用 4.预触发与延迟触发功能的使用 5.脉冲参数的测量 6.获取模式（标准、峰值、平均、高分辨率）的使用 7.触发方式（自动、正常、单次）的使用 8.带宽的测量 三．预备知识 1.了解数字存储示波器原理 2.熟悉掌握数字存储示波器使用和带宽的测试方法。 四．实验设备与工具 数字存储示波器、任意波形发生器、射频信号源 五．实验原理与说明 1.实验仪器简介 ⑴函数发生器 Agilent Technologies 33220A 是高性能的20 MHz 任意波形发生器，其具有内置任意波
形和脉冲功能。实物如图1。 ?10 个标准波形 ?内置的14 位50 MSa/s 任意波形功能 ?具有可调边沿时间的精确脉冲波形功能 ?LCD 显示器可提供数字和图形视图 ?易用的旋钮和数字小键盘 ?仪器状态存储器，用户可自定义名称 ?带有防滑支脚的便携式耐用机箱灵活的系统特性 ?四个可下载的64K 点任意波形存储器 ?GPIB (IEEE-488)、ΜS B 和LAN 远程接口为标准配置?符合LXI Class C 标准?SCPI（可编程仪器的标准命令）兼容 图1 Agilent 33220A 20 MHz 任意波形发生器 ⑵数字存储示波器Agilent DSO5012A Agilent DSO5012A主要指标： ?采样率2 GSa/sec 每通道 ?垂直分辨率8 位 ?模拟带宽：100MHz ?上升时间（= 0.35/ 带宽）：3.5 nsec ?水平范围：5 nsec/div 至50 sec/div ?触发系统模式：自动、正常（已触发）、单，释抑时间~60 ns 至10 秒 ?触发类型：边沿、脉冲宽度、码型、TV、持续时间 ?边沿：在任何源的上升沿、下降沿或交变沿触发 ?脉冲宽度：当正向或负向脉冲小于、大于或在任意源通道的特定范围内时触发。 ?最小脉冲宽度设置：5 ns ?最大脉冲宽度设置：10 s
实验一 实验箱及小规模集成电路的使用 一 实验目的 1 掌握实验箱的功能及使用方法 2 学会测试芯片的逻辑功能 二 实验仪器及芯片 1 实验箱 2 芯片：74LS00 二输入端四与非门 1片 74LS86 二输入端四异或门 1片 74LS04 六非门 1片 三 实验内容 1 测试芯片74LS00和74LS86的逻辑功能并完成下列表格。 （1） 74LS00的14脚接＋5V 电源，7脚接地；1、2、4、5、9、10、12、13脚接逻辑开关，3、6、8、11接发光二极管。（可以将1、4、9、12接到一个逻辑开关上，2、5、10、13接到一个逻辑开关上。）改变输入的状态，观察发光二极管。74LS86的接法74LS00基本一样。 表 74LS00的功能测试 表 74LS86的功能测试 （2）分析74LS00和74LS86的四个门是否都是完好的。 2 用74LS00和74LS04组成异或门，要求画出逻辑图，列出异或关系的真值表。 （3）利用74LS00和74LS04设计一个异或门。画出设计电路图。
实验二译码器和数据选择器 一实验目的 1继续熟悉实验箱的功能及使用方法 2掌握译码器和数据选择器的逻辑功能 二实验仪器及芯片 1 实验箱 2 芯片：74LS138 3线－8线译码器 1片 74LS151 八选一数据选择器 1片 74LS20 四输入与非门 1片 三实验内容 1 译码器功能测试（74LS138） 芯片管脚图如图所示，按照表连接电路，并完成表格。其中16脚接＋5V，8脚接地，1～6脚都接逻辑开关，7、9、10、11、12、13、14、15接发光二极管。 表 2 数据选择器的测试（74LS151） 按照表连接电路，并完成表格。其中16脚接＋5V，8脚接地；9、10、11，为地址输入端，接逻辑开关；4、3、2、1、12、13、14、15为8个数据输入端，接逻辑开关；G为选通输入端，Y为输出端，接发光二极管。
数字逻辑电路 实验指导书 师大学计算机系 2017．10 . .
数字逻辑电路实验 Digital Logic Circuits Experiments 一、实验目的要求： 数字逻辑电路实验是计算机科学与技术专业的基础实验，与数字逻辑电路理论课程同步开设（不单独设课），是理论教学的深化和补充，同时又具有较强的实践性，其目的是通过若干实验项目的学习，使学生掌握数字电子技术实验的基本方法和实验技能，培养独立分析问题和解决问题的能力。 二、实验主要容： 教学容分为基础型、综合型，设计型和研究型，教学计划分为多个层次，学生根据其专业特点和自己的能力选择实验，1～2人一组。但每个学生必须选做基础型实验，综合型实验，基础型实验的目的主要是培养学生正确使用常用电子仪器，掌握数字电路的基本测试方法。按实验课题要求，掌握设计和装接电路，科学地设计实验方法，合理地安排实验步骤的能力。掌握运用理论知识及实践经验排除故障的能力。综合型实验的目的就是培养学生初步掌握利用EDA软件的能力，并以可编程器件应用为目的，培养学生对新技术的应用能力。初步具有撰写规技术文件能力。设计型实验的目的就是培养学生综合运用已经学过的电子技术基础课程和EDA软件进行电路仿真实验的能力，并设计出一些简单的综合型系统，同时在条件许可的情况下，可开设部分研究型实验，其目的是利用先进的EDA软件进行电路仿真，结合具体的题目，采用软、硬件结合 的方式，进行复杂的数字电子系统设计。 . .
数字逻辑电路实验 实验1 门电路逻辑功能测试 实验预习 1 仔细阅读实验指导书，了解实验容和步骤。 2 复习门电路的工作原理及相应逻辑表达式。 3 熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。 4 熟悉TTL门电路逻辑功能的测试。 5 了解数字逻辑综合实验装置的有关功能和使用方法。 实验目的 1 熟悉数字逻辑实验装置的有关功能和使用方法。 2 熟悉双踪示波器的有关功能和使用方法。 3 掌握门电路的逻辑功能，熟悉其外形和外引线排列。 4 学习门电路的测试方法。 实验仪器 1 综合实验装置一套 2 数字万用表一块 3 双踪示波器一台 4 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 两输入端四异或门1片 74LS04 六反相器1片 实验原理说明 数字电路主要研究电路的输出与输入之间的逻辑关系，这种逻辑关系是由门电路的组合来实现的。门电路是数字电路的基本单元电路。门电路的输出有三种类型：图腾柱输出（一般TTL门电路）、集电极开路（OC门）输出和三态（3S）输出。它们的类型、逻辑式、逻辑符号与参考型号见表1-0。门电路的输入与输出量均为1和0两种逻辑状态。我们在实验中可以用乒乓开关的两种位置表示输入1和0两种状态，当输入端为高电平时，相应的输入端处于1位置，当输入端为低电平时，相应的输入端处于0位置。我们也可以用发光二极管的两种状态表示输出1和0两种状态，当输出端为高电平时，相应的发光二极管亮，当输出端为低电平时，相应的发光二极管不亮。我们还可以用数字万用表直接测量输出端的电压值，当电压值为3.6V左右时为高电平，表示1状态；当电压值为0.3V以下时为低电平，表示0状态。在实验中，我们可以通过测试门电路输入与输出的逻辑关系，分析和验证门电路的逻辑功能。我们实验中的集成电路芯片主要以TTL集成电路为主。 . .
数字电子技术 实验报告 实验一门电路逻辑功能及测试 (1) 实验二数据选择器与应用 (4) 实验三触发器及其应用 (8) 实验四计数器及其应用 (11) 实验五数码管显示控制电路设计 (17) 实验六交通信号控制电路 (19) 实验七汽车尾灯电路设计 (25) 班级：08030801 学号：2008301787 2008301949 姓名：纪敏于潇
实验一 门电路逻辑功能及测试 一、实验目的： 1.加深了解TTL 逻辑门电路的参数意义。 2.掌握各种TTL 门电路的逻辑功能。 3.掌握验证逻辑门电路功能的方法。 4.掌握空闲输入端的处理方法。 二、实验设备： THD —4数字电路实验箱，数字双踪示波器，函数信号发射器， 74LS00二输入端四与非门，导线若干。 三、实验步骤及内容： 1.测试门电路逻辑功能。 选用双四输入与非门74LS00一只，按图接线，将输入电平按表置位，测输出电平 用与非门实现与逻辑、或逻辑和异或逻辑。用74LS00实现与逻辑。 用74LS00实现或逻辑。用74LS00实现异或逻辑。 2.按实验要求画出逻辑图，记录实验结果。 3.实验数据与结果 将74LS00二输入端输入信号分别设为信号A 、B 用74LS00实现与逻辑 1A B A B =? 逻辑电路如下：
12 3 74LS00AN 4 5 6 74LS00AN A B A 端输入TTL 门信号， B 端输入高电平，输出波形如下： A 端输入TTL 门信号， B 端输入低电平，输出波形如下： 1、 用74LS00实现或逻辑 11A B A B A B +=?=???逻辑电路如下
《电子测量》实验指导书 电子测量实验室编写
目录 实验一示波器性能研究及使用 实验二交流电压的测量 实验三时间的测量 实验四相位差和频率的测量 实验五测量放大器参数测试 实验六函数信号发生器的设计与调测 实验七扫频仪的使用及有源滤波器性能测试实验八简易数显频率计的设计
前言 《电子测量》是一门理论与实践并重的课程。它主要介绍电学中常见物理量（如电压、电流、电阻、电感、频谱、频率特性等）的测量方法、测量时使用的测量仪器以及基本的测量误差理论。学生通过本课程的学习，应该在理解原理的基础上，掌握各物理量的测量方法，会使用相关的测量仪器。 《电子测量》课程实验开设目的：首先是加深理解在课堂上获得的理论知识，将理论知识形象化；同时学习仪器设备的实际操作，加强动手能力，积累实践经验；另外通过一些综合性实验达到对已学过的其它课程知识融会贯通的效果。
实验一示波器性能研究及使用 一实验目的 熟悉示波器的工作原理； 掌握正确使用示波器测量各种参数的方法。 二实验原理 我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表。 普通的电压表是在其刻度盘移动的指针或数字显示来给出信号电压的测量度数。而示波器则不同，示波器具有屏幕，它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压的随时间的变化，即波形。 示波器能把非常抽象的，眼睛看不到的电过程，变换成具体的看得见的图像。因此，使用示波器测量电压和电流时，可在显示被测电压或电流幅值的同时，还可显示波形、频率、相位。这是其它电压测量仪表，如电压表等无法做到的。一般电压表的读数与被测电压波形有关，而用示波器测量时，其精度可不受被测电压和电流波形形状的影响。另外，示波器的响应速度极快，也没有指针式仪表所具有的惯性。但是，示波器作定量测试时，测试值是以屏面上波形幅值所占的垂直刻度值乘Y 轴偏转灵敏度得出的，而屏面上波形幅值所占的垂直刻度值将受到光迹宽度、视差及示波器固有误差和工作误差等因素的影响，往往不易精确读出测试值，这就决定了示波器的测试精度不可能太高。 本次实验目的是熟悉示波器各功能旋钮的使用，掌握用屏面上波形及屏幕标尺测量波形幅值及时间的方法。示波器使用方法见附录一。 三实验设备 1. 示波器一台 2．信号发生器一台 3．超高频毫伏表一台 四实验步骤 1、了解信号发生器的性能与使用方法： 用信号源输出高频信号，用示波器观察高频信号发生器的正弦波输出和调幅波输出，观察改变调制度时波形的变化。 2、熟悉触发器正负极性及触发电平的功能： 用高频信号源输出正弦波，用示波器进行观察。当示波器上出现清晰的波形后，适当将波形右移，使波形的起始端出现在屏幕上。改变触发极性，即将触发极性钮拉出或推入，观察波形的变化。再转动触发电平旋钮，观察波形变化。 3、测试偏转灵敏度： 使信号源输出正弦波信号，频率为100KHz，调节输出幅度，用超高频毫伏表测量，使之为0.5V。示波器探头置于×1档，偏转因数选择开关置于0.2V/cm，微调钮置于“校准”。将信号源输出接入示波器，从荧光屏上读出信号幅度的格数，记录在表1-1中，计算出偏转因数，与选择开关指示值(0.2V/cm)比较。 将信号幅度改为0.1V，示波器偏转因数选择开关置于50mv/cm，重复上面的测量。 4、测试扫描速度： 示波器的扫描速度开关置于0.2ms，扫描微调置于校正，输入函数发生器的1KHz 方波。测出一个信号周期T所占的水平格数，则可算出扫描速度=T/格数，与扫描速度选择开关指示值(0.2ms)相比较，计算出相对误差。记录在表1-2中。
组合逻辑电路的设计 一、实验目的 1．掌握组合逻辑电路设计的一般概念和方法。 2．掌握集成组合逻辑电路的使用和设计方法。 3．学习EDA软件Quartus II的基本使用方法。 二、实验预习 阅读《电工电子实验教程》第6.3节中组合逻辑电路的内容。 打印实验指导书，预习实验的内容。 查阅相关芯片的数据手册，了解芯片的逻辑功能、引脚排列及外形结构，完成实验电路设计，画出原理电路，标明芯片型号和引脚。自拟实验步骤和数据表格。 三、实验设备与仪器 数字电路实验箱。 四、实验原理 使用中规模的集成电路设计组合逻辑电路的一般方法为： 第一步：从题目中完成逻辑抽象。把实际问题转换为可行的逻辑设计要求。 第二步：根据逻辑设计的要求建立输入、输出变量，并列出真值表。 第三步：用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式。并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。不一定要最简形式，应以所要使用的中规模集成芯片的逻辑功能为依据，把要产生的逻辑函数变换为与器件的逻辑函数式类似的形式。对于变换后的逻辑函数式与所选器件的逻辑函数式差别非常大的应考虑更换元器件类型。 第四步：根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。 第五步：用实验来验证设计的正确性。 设计组合逻辑电路的一般步骤如图1所示。 图1 组合逻辑电路设计流程图
五、实验内容 题目A：4人表决电路 设计一个4人表决电路，多数通过（即当四个输入端中有三个或四个为“1”时，输出端才能为“1”），用发光二极管显示表决结果，通过点亮，否决不亮。（要求选用与非门电路实现，74LS10和/或74LS20） 题目B：大月指示器电路 设计一个大月（该月份天数为31）指示器，四个二进制输入变量表示月份，发光二极管表示输出，若该月份月份为大月，则发光二极管亮，其它情况发光二极管不亮（注意任意项的处理，要求使用74LS00和74LS151）。 六、实验要求 从实验内容所列的题目中选择一个题目进行设计，使用中规模集成电路芯片完成设计，具体方案不限。要求确保电路可以完成题目功能，并使用尽可能少的器件。 列出真值表，写出逻辑表达式并根据设计要求进行化简（化简形式根据采用的器件逻辑功能自行决定），全部用门电路实现。 在数字实验系统中完成实际操作，利用实验箱上已连接好的开关电路获得所需的逻辑电平输入，LED指示灯电路完成结果显示。 自行设计测试表格，完成实际电路的测试。 实验室可提供的芯片有：74LS00、74LS10、74LS20、74LS151。 七、实验报告（本部分请附加空白页手写完成） 在实验报告中写出完整的设计思路和设计过程，越详细报告分数起评点越高，内容应包括建立逻辑变量、列真值表、逻辑化简、逻辑表达式变换、电路图设计等。 用要求的器件设计出电路，画出电路图。 列出元器件清单。 写出实验结果及分析。 写出实验体会总结。 有能力的同学可画出仿真电路图和仿真结果。
常用数字仪表的使用 实验内容： 1.参考“仪器操作指南”之“DS1000操作演示”，熟悉示数字波器的使用。 2.测试示波器校正信号如下参数：（请注意该信号测试时将耦合方式设置为直流耦合。 峰峰值（Vpp），最大值（Vmax），最小值（Vmin）， 幅值（Vamp），周期（Prd），频率（Freq） 顶端值（Vtop），底端值（Vbase），过冲（Overshoot）, 预冲（Preshoot），平均值（Average），均方根值（Vrms），即有效值 上升时间（RiseTime），下降时间（FallTime），正脉宽（+Width）, 负脉宽（-Width），正占空比（+Duty），负占空比（-Duty）等参数。 3.TTL输出高电平>2.4V，输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低 电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V。 请采用函数信号发生器输出一个TTL信号，要求满足如下条件： ①输出高电平为3.5V，低电平为0V的一个方波信号； ②信号频率1000Hz； 在示波器上观测该信号并记录波形数据。
集成逻辑门测试（含4个实验项目） （本实验内容选作） 一、实验目的 （1）深刻理解集成逻辑门主要参数的含义和功能。 （2）熟悉TTL 与非门和CMOS 或非门主要参数的测试方法，并通过功能测试判断器件好坏。 二、实验设备与器件 本实验设备与器件分别是： 实验设备：自制数字实验平台、双踪示波器、直流稳压电源、数字频率计、数字万用表及工具； 实验器件：74LS20两片，CC4001一片，500Ω左右电阻和10k Ω左右电阻各一只。 三、实验项目 1．TTL 与非门逻辑功能测试 按表1-1的要求测74LS20逻辑功能，将测试结果填入与非门功能测试表中（测试F=1、0时，V OH 与V OL 的值）。 2．TTL 与非门直流参数的测试 测试时取电源电压V CC =5V ；注意电流表档次，所选量程应大于器件电参数规范值。 （1）导通电源电流I CCL 。测试条件：输入端均悬空，输出端空载。测试电路按图1-1（a ）连接。 （2）低电平输入电流I iL 。测试条件：被测输入端通过电流表接地，其余输入端悬空，输出空载。测试电路按图1-1（b ）连接。 （3）高电平输入电流I iH 。测试条件：被测输入端通过电流表接电源（电压V CC ），其余输入端均接地，输出空载。测试电路按图1-1（c ）连接。 （4）电压传输特性。测试电路按图1-2连接。按表1-2所列各输入电压值逐点进行测量，各输入电压值通过调节电位器W 取得。将测试结果在表1-2中记录，并根据实测数据，做出电压传输特性曲线。然后，从曲线上读出V OH ，V OL ，V on ，V off 和V T ，并计算V NH ，V NL 等参数。 表1-1 与非门功能测试表
《测量技术基础》实验指导书 张海燕编 计算机与信息学院 二O 一三年十月 实验一、示波器的基本原理及其应用 实验目的
1、了解通用示波器和数字实时示波器的基本组成和工作原理 2、掌握通用示波器和数字实时示波器测量电压、时间、相位的基本方法 3、掌握示波器的基本应用 实验仪器 1、双踪小波器一 台 2、数字示波器一台 3、函数信号发生器一 台 4、移相器一 个 三、实验内容 1、掌握通用示波器、数字实时示波器的基本组成和工作原理，主要控制旋 钮的作用以及测量电压、时间、相位差的基本方法。 2、示波器X轴、Y轴偏转系统的灵活应用 向X轴、Y轴输入2KHz的正弦信号，分别显示下列图形： （1）一个光点（调节各控制旋钮使光点亮度适中，聚焦良好） （2）一条垂直线 （3）一条水平线 （4）一条45°斜线 （5）在示波器屏幕上分别显示10个、3个、1个周期波形。 以上各步骤除调出图形外，应记录或说明各主要控制旋钮所放置的位置或范围。 3、电压测量 由信号发生器输出IKHz的脉冲信号，测量其幅值。 （1）直接测量法 直接从示波器屏幕上量出被测电压波形的高度，然后换算成电压值。若已知Y 通道的偏转灵敏度为Vy, Y轴通道处于“校正”位置，被测电压波形峰-峰高度为h,则可求被测电压值：Vp-p二Dy*h
（2）比较测量法 比较测量法就是用已知电压值（一般为峰-峰值）的信号波形与被测信号电压波形比较，并算出测量值。 4、时间的测量 测量一个脉冲信号的时间参数。目前，示波器是测量脉冲时间参数的主要工具。 （1）记录数据 （2）在坐标纸上画出观察到的波形，标上参数。 5、相位差的测量 （1）线性扫描法 利用示波器的多波形显示，是测量信号间相位差的最直观、最简便的方法。 自己设计一个相移网络，将信号发生器输出的正弦信号直接加入YA通道，经相移网络输出的信号加入YB通道，相移网络参数（C=O.OluF, R=1.2K）,根据测量数据计算vl、v2的相位差仞。
数字电子技术实验指导书 （韶关学院自动化专业用） 自动化系 2014年1月10日 实验室：信工405
数字电子技术实验必读本实验指导书是根据本科教学大纲安排的，共计14学时。第一个实验为基础性实验，第二和第七个实验为设计性实验，其余为综合性实验。本实验采取一人一组，实验以班级为单位统一安排。 1．学生在每次实验前应认真预习，用自己的语言简要的写明实验目的、实验原理，编写预习报告，了解实验内容、仪器性能、使用方法以及注意事项等，同时画好必要的记录表格，以备实验时作原始记录。教师要检查学生的预习情况，未预习者不得进行实验。 2．学生上实验课不得迟到，对迟到者，教师可酌情停止其实验。 3．非本次实验用的仪器设备，未经老师许可不得任意动用。 4．实验时应听从教师指导。实验线路应简洁合理，线路接好后应反复检查，确认无误时才接通电源。 5．数据记录 记录实验的原始数据，实验期间当场提交。拒绝抄袭。 6．实验结束时，不要立即拆线，应先对实验记录进行仔细查阅，看看有无遗漏和错误，再提请指导教师查阅同意，然后才能拆线。 7．实验结束后，须将导线、仪器设备等整理好，恢复原位，并将原始数据填入正式表格中，经指导教师签名后，才能离开实验室。
目录实验1 TTL基本逻辑门功能测试 实验2 组合逻辑电路的设计 实验3 译码器及其应用 实验4 数码管显示电路及应用 实验5 数据选择器及其应用 实验6 同步时序逻辑电路分析 实验7 计数器及其应用
实验1 TTL基本逻辑门功能测试 一、实验目的 1、熟悉数字电路试验箱各部分电路的基本功能和使用方法 2、熟悉TTL集成逻辑门电路实验芯片的外形和引脚排列 3、掌握实验芯片门电路的逻辑功能 二、实验设备及材料 数字逻辑电路实验箱，集成芯片74LS00（四2输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS08(四2输入与门)、74LS10（三3输入与非门）、74LS20（二4输入与非门）和导线若干。 三、实验原理 1、数字电路基本逻辑单元的工作原理 数字电路工作过程是数字信号，而数字信号是一种在时间和数量上不连续的信号。 （1）反映事物逻辑关系的变量称为逻辑变量，通常用“0”和“1”两个基本符号表示两个对立的离散状态，反映电路上的高电平和低电平，称为二值信息。（2）数字电路中的二极管有导通和截止两种对立工作状态。三极管有饱和、截止两种对立的工作状态。它们都工作在开、关状态，分别用“1”和“0”来表示导通和断开的情况。 （3）在数字电路中，以逻辑代数作为数学工具，采用逻辑分析和设计的方法来研究电路输入状态和输出状态之间的逻辑关系，而不必关心具体的大小。 2、TTL集成与非门电路的逻辑功能的测试 TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门。实验采用二4输入与非门74LS20芯片，其内部有2个互相独立的与非门，每个与非门有4个输入端和1个输出端。74LS20芯片引脚排列和逻辑符号如图2-1所示。