东南大学数字电路实验报告(五)

实验一门电路一、实验目的1.验证常用TTL集成门电路逻辑功能。

2.掌握各种门电路的逻辑符号。

3.掌握Quartus软件的使用。

4.了解集成电路的外引线排列及其使用方法。

二、实验原理和电路集成逻辑门电路是最简单、最基本的数字集成元件。

任何复杂的组合电路和时序电路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。

目前已有门类齐全的集成门电路，例如“与门”、“或门”、“非门”、“与非门”、“或非门”等。

掌握逻辑门的工作原理，熟练、灵活地使用逻辑门是数字技术工作者所必备的基本功之一。

TTL门电路TTL集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广。

在后面的实验中采用74系列TTL集成电路。

它的工作电压为5V±0.5V，逻辑高电平1时≥2.4V，低电平0时≤0.4V。

三、实验内容和步骤TTL门电路逻辑功能验证1、首先建立工程（以后每个实验都要分别建立）。

按图1在Quartus软件中调入相应的标准门电路，并把输入端，输出端分别设置好。

2、新建波形文件，按状态表1中“与”一栏输入A、B（0、1）信号，观察输出结果（发光二极管亮为1，灭为0）填入表1中。

3、按同样的方法，验证“或门”7432，“与非门”7437，“反相器”7404的逻辑功能，并把结果填入表1中。

4、Quartus仿真结果（功能防真和时序防真）(a) 与门Q=A•B 功能仿真时序仿真(a) 与门Q=A•B(b) 或门Q=A﹢B 功能仿真时序仿真(b) 或门Q=A﹢B(c) 与非门Q= A•B功能仿真时序仿真(c) 与非门Q= A•B(d) 反相器Q= A功能仿真时序仿真(d) 反相器Q= A 表1 逻辑功能表实验二译码器一、实验目的1、掌握译码器的工作原理和特点。

2、熟悉常用译码器的逻辑功能和应用。

二、实验原理和电路所谓“译码”就是把代码的特定含义“翻译”出来的过程，而实现译码操作的电路称为译码器。

三、实验内容和步骤译码器实验译码器选用74138，其引脚排列见附录。

电路实验实验报告第二次实验实验名称：弱电实验院系：信息科学与工程学院专业：信息工程：学号：实验时间：年月日实验一：PocketLab的使用、电子元器件特性测试和基尔霍夫定理一、仿真实验1.电容伏安特性实验电路：图1-1 电容伏安特性实验电路波形图：图1-2 电容电压电流波形图思考题：请根据测试波形，读取电容上电压，电流摆幅，验证电容的伏安特性表达式。

解：()()mV wt wt U C cos 164cos 164-=+=π，()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=π，us T 500=；()mA wt RU I I R R C sin 213.0===∴，ππ40002==T w ； 而()mA wt dtdu CCsin 206.0= dtdu CI CC ≈⇒且误差较小，即可验证电容的伏安特性表达式。

2.电感伏安特性实验电路：图1-3 电感伏安特性实验电路波形图：图1-4 电感电压电流波形图思考题：1.比较图1-2和1-4，理解电感、电容上电压电流之间的相位关系。

对于电感而言，电压相位 超前 （超前or 滞后）电流相位；对于电容而言，电压相位 滞后 （超前or 滞后）电流相位。

2.请根据测试波形，读取电感上电压、电流摆幅，验证电感的伏安特性表达式。

解：()mV wt U L cos 8.2=， ()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=π，us T 500=； ()mA wt RU I I R R L sin 213.0===∴，ππ40002==T w ； 而()mV wt dtdi LLcos 7.2= dtdi LU LL ≈⇒且误差较小，即可验证电感的伏安特性表达式。

二、硬件实验1.恒压源特性验证表1-1 不同电阻负载时电压源输出电压2.电容的伏安特性测量图1-5 电容电压电流波形图3.电感的伏安特性测量图1-6 电感电压电流波形图4.基尔霍夫定律验证表1-2 基尔霍夫验证电路思考题：1.根据实验数据，选定节点，验证KCL 的正确性。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：数字逻辑电路实验第五次实验实验名称：时序逻辑电路设计院（系）：电气工程专业：电气工程及自动化姓名：学号：实验室: 104 实验时间：2013年12月13日评定成绩：审阅教师：一、实验目的1.掌握时序逻辑电路的一般设计过程；2.掌握时序逻辑电路的时延分析方法，了解时序电路对时钟信号相关参数的基本要求；3.掌握时序逻辑电路的基本调试方法；4.熟练使用示波器和逻辑分析仪观察波形图，并会使用逻辑分析仪做状态分析。

二、实验原理1.时序逻辑电路的特点（与组合电路的区别）：——具有记忆功能，任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输出信号，而且还取决于电路原来的值，或者说还与以前的输入有关。

2.时序逻辑电路的基本单元——触发器（本实验中只用到D触发器）触发器实现状态机（流水灯中用到）3.时序电路中的时钟1)同步和异步（一般都是同步，但实现一些任意模的计数器时要异步控制时钟端）2)时钟产生电路（电容的充放电）：在内容3中的32768Hz的方波信号需要自己通过电路产生，就是用到此原理。

4.常用时序功能块1)计数器（74161）a)任意进制的同步计数器：异步清零；同步置零；同步置数；级联b)序列发生器——通过与组合逻辑电路配合实现（计数器不必考虑自启动）2)移位寄存器（74194）a)计数器（一定注意能否自启动）b)序列发生器（还是要注意分析能否自启动）三、实验内容1.广告流水灯a.实验要求用触发器、组合函数器件和门电路设计一个广告流水灯，该流水等由8个LED组成，工作时始终为1暗7亮，且这一个暗灯循环右移。

①写出设计过程，画出设计的逻辑电路图，按图搭接电路。

②将单脉冲加到系统时钟端，静态验证实验电路。

③将TTL连续脉冲信号加到系统时钟端，用示波器和逻辑分析仪观察并记录时钟脉冲CLK、触发器的输出端Q2、Q1、Q0和8个LED上的波形。

b．实验数据①设计电路。

1）问题分析流水灯的1暗7亮对应8个状态，故可采用3个触发器实现；而且题目要求输出8个信号控制8个灯的亮暗，故可以把3个触发器的输出加到3-8译码器的控制端，对应的8个译码器输出端信号控制8个灯的亮暗。

数字逻辑电路实验第3次实验报告实验题目1位全加器设计实验日期2017.11.15一、实验题目1、完成1位全加器的设计，用逻辑门实现，完成输入输出真值表验证。

2、完成1位全加器的设计，用中规模逻辑器件(74138)实现，完成输入输出真值表验证。

二、实验原理实验1：用逻辑门实现一位全加器，其中的逻辑门包含与门，异或门，非门。

实验2：用中规模逻辑器件(74138)实现，完成输入输出真值表验证三、设计过程实验1：假设A代表被加数，B代表加数，C代表低位向本位的进位，S代表相加得到的和，C0代表相加向更高位的进位。

S=C0=由于没有或门，所以将C0化为C0=异或门采用84HC68，与非门采用74HC00Multisim仿真如下，开关A代表A，开关B代表B，开关C代表C，LED 灯S亮代表S输出为1，灭代表输出0，LED灯C0亮代表C0输出1，灭代表输出0。

A=0,B=0,C=0,S=0,C0=0A=1，B=0,C=0,S=1,C0=0A=0,B=1,C=0,S=1,C0=0A=1,B=1,C=0,S=0,C0=1A=0,B=0,C=1,S=1,C0=0A=1,B=0,C=1,S=0,C0=1A=1,B=1,C=0,S=0,C0=1A=1,B=1,C=1,S=1,C0=1面包板实现如下实验二：假设A代表被加数，B代表加数，C代表低位向本位的进位，S代表相加得到的和，C0代表相加向更高位的进位。

S=C0=根据真值表画出卡洛图74138为数据选择器，输出为最小项的非，将表达式化为S=C=Multisim仿真如下：开关A代表A，开关B代表B，开关C代表C，LED 灯S亮代表S输出为1，灭代表输出0，LED灯C0亮代表C0输出1，灭代表输出0。

A=0,B=0,C=0,S=0,C0=0A=0,B=0,C=1,S=1,C0=0A=0,B=1,C=0,S=1,C0=0A=0,B=1,C=1,S=0,C0=1A=1,B=0,C=0,S=1,C0=0A=1,B=0,C=1,S=0,C0=1A=1,B=1,C=0,S=0,C0=1A=1,B=1,C=1,S=1,C0=1面包板实现电路如下，开关从右往左依次为A，B，C，绿色的二极管为S，红色的二极管为C0四、测试方法及测试结果实验1：面包板的开关从右往左依次是A，B，C，绿色二极管为S，红色二极管为C0，测试结果如下图A=0,B=0,C=0,S=0,C0=0A=0,B=0,C=1,S=1,C0=0A=0,B=1,C=0,S=1,C0=0A=0,B=1,C=1,S=0,C=1A=1,B=0,C=0,S=1,C0=0\A=1,B=0,C=1,S=0,C0=1A=1,B=1,C=0,S=0,C0=1A=1,B=1,C=1,S=1,C0=1实验2：A=0,B=0,C=0,S=0,C0=0A=0,B=0,C=1,S=1,C0=0A=0,B=1,C=0,S=1,C0=0A=0,B=1,C=1,S=0,C0=1A=1,B=0,C=0,S=1,C0=0A=1,B=0,C=1,S=0,C0=1A=1,B=1,C=0,S=0,C0=1A=1,B=1,C=1,S=1,C0=1五、实验结论实验1需要用到与非门，异或门，电路实现相对复杂，实验2用到了74138译码器，直接能得到最小项的非，最后通过四输入与非门得到S与C0的输出。

数字规律电路试验第六次试验报告试验题目试验日期广告流水灯2023 年12 月19 日一、试验题目广告流水灯。

用时序器件、组合器件和门电路设计一个广告流水灯，该流水灯由8 个LED 组成，工作时始终为1 暗7 亮，且这一个暗灯循环右移。

1)写出设计过程，画出设计的规律电路图，按图搭接电路；2)验证明验电路的功能；3)将1 秒连续脉冲信号加到系统时钟端，观看并记录时钟脉冲CP、触发器的输出端Q2、Q1、Q0 的波形。

二、试验原理用时序规律电路产生模8 的计数，再用译码器输出凹凸电平，最终LED 灯与译码器的8 个输出引脚相连，实现流水灯。

三、设计过程给出74161 的状态转移真值表0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 1 0 0 1 00 0 1 0 0 0 1 10 0 1 1 0 1 0 00 1 0 0 0 1 0 10 1 0 1 0 1 1 00 1 1 0 0 1 1 10 1 1 1 1 0 0 01 0 0 0 1 0 0 11 0 0 1 1 0 1 01 0 1 0 1 0 1 11 0 1 1 1 1 0 01 1 0 0 1 1 0 11 1 0 1 1 1 1 01 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 0 0 0观看状态转移真值表可知，的一个周期是的两个周期，也就是说在猎取模8 计数时，可以直接承受，故分别与73138 译码器的CBA 相连，Multisim 仿真如下面包板实现电路如下：左边为74161 芯片，右边为74138 芯片电路板接线如下：红线为高电平，黑线为低电平，绿线为时钟Pocketlab 接线如下四、测试方法及测试结果红线高电平接p1,绿线时钟接p0,黑线接地，翻开pocketlab 开关，设置p0 为时钟，p1 输出高电平，run.观看到流水灯现象。

再依据如下的接线方式，将Q2 Q1 Q0 分别接入p4 p5 p6,设置p4 p5 p6 为输入，观看规律的波形图。

音响放大器的实验报告篇一：实验5 音响放大器报告东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电子线路实践第5次实验实验名称：院（系）：专业：姓名：学号：实验室:103实验组别： \同组人员： \ 实验时间：XX年6月3日评定成绩：审阅教师：实验五音响放大器设计【实验内容】设计一个音响放大器，性能指标要求为：功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能、音调可调(选作) 额定功率≥0.5W(失真度THD≤10%) 负载阻抗10Ω频率响应fL≤50Hz fH≥20kHz 输入阻抗≥20kΩ话音输入灵敏度≤5mV音调控制特性(扩展) 1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz 处有±12dB的调节范围1. 基本要求功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能额定功率≥0.5W(失真度THD≤10%) 负载阻抗10Ω频率响应fL≤50Hz fH≥20kHz 输入阻抗≥20kΩ话音输入灵敏度≤5mV2. 提高要求音调控制特性 1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围。

3. 发挥部分可自行设计实现一些附加功能【实验目的】1. 了解实验过程：学习、设计、实现、分析、总结。

2. 系统、综合地应用已学到的模拟电路、数字电路的知识，在单元电路设计的基础上，利用multisim软件工具设计出具有一定工程意义和实用价值的电子电路。

3. 通过设计、调试等环节，增强独立分析与解决问题的能力。

【报告要求】(1) 根据实验内容、技术指标及实验室现有条件，自选方案设计出原理图，分析工作原理，计算元件参数。

1）音响放大器电路包含4个模块：话音放大器、混合前置放大器、音调控制器及功率放大器。

电路设计框图如下：2）各级电路增益分配3）话音放大器由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20k。

所以话音放大器的作用是不失真地放大声音信号(最高频率达到20kHz)。

其输入阻抗应远大于话筒的输出阻抗。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电子线路实践第五次实验(仅供参考~~~~~~~~~~~~~~~)实验五音响放大器设计【实验内容】设计一个音响放大器，性能指标要求为：功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能、音调可调(选作)额定功率≥0.5W(失真度THD≤10%)负载阻抗10Ω频率响应f L≤50Hz f H≥20kHz输入阻抗≥20kΩ话音输入灵敏度≤5mV音调控制特性(扩展) 1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围1.基本要求功能要求话筒扩音、音量控制、混音功能额定功率≥0.5W(失真度THD≤10%)负载阻抗10Ω频率响应f L≤50Hz f H≥20kHz输入阻抗≥20kΩ话音输入灵敏度≤5mV2.提高要求音调控制特性1kHz处增益为0dB，125Hz和8kHz处有±12dB的调节范围。

3.发挥部分可自行设计实现一些附加功能【实验目的】1.了解实验过程：学习、设计、实现、分析、总结。

2.系统、综合地应用已学到的模拟电路、数字电路的知识，在单元电路设计的基础上，利用multisim软件工具设计出具有一定工程意义和实用价值的电子电路。

3.通过设计、调试等环节，增强独立分析与解决问题的能力。

【报告要求】1.实验要求：(1)根据实验内容、技术指标及实验室现有条件，自选方案设计出原理图，分析工作原理，计算元件参数。

电路分四级，电路总增益大约为900~1000，需要合理分配每级增益，其中话放增益设计为10倍左右、混音放大一般为3~5倍左右、音调调试电路放大倍数约为1，功放级的增益30倍左右。

1.话放电路:话筒接入后可能会啸叫，这一般是话筒外壳接地不善引起的。

在话筒输入和地直接接一47uF电容，啸叫基本消除。

由于话筒的输出信号一般只有5mV左右，而输出阻抗达到20kΩ（也有低输出阻抗的话筒，如20Ω，200Ω等），所以话筒放大器的作用是不失真地放大声音信号（取频率lkHz)。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电路与电子线路实验Ⅱ第一次实验实验名称：运算放大器的基本应用院（系）：吴健雄学院专业：工科试验班姓名：学号：实验室: 电工电子中心103实验组别：同组人员：实验时间：2019年4月11 日评定成绩：审阅教师：了解运放的基本特性，以运放构成的同相比例放大电路为例，研究运算放大器的转换速率和增益带宽积性能。

二、 实验原理1. 实验一 同相比例放大电路根据运算放大器基本原理及性质，可得00u u i i +-+-====11o F i u R u R =+ 2. 实验二 减法电路的设计3211231(1)F F o R R Ru u u R R R R =+-+ 3. 实验三 波形转换电路的设计1O i u u dt RC=-⎰1.实验内容（补充实验）：（1）设计一个同相输入比例运算电路，放大倍数为11，且 RF=100 kΩ。

输入信号保持Ui＝0.1Vpp不变，改变输入信号的频率，在输出不失真的情况下，并记录此时的输入输出波形，测量两者的相位差，并做简单测出上限频率fH分析。

/°图像14.032.042.647.9（b ）（c ）实验结果分析： 由上表可得，当*0.1*110.778O U AuU V === 时，输出波形已经失真，此时fH=78.86kHz ，φ=47.9°,可以看出相位差与理论值45°存在较小差距，基本吻合。

（2）输入信号为占空比为50%的双极性方波信号，调整信号频率和幅度，直至输出波形正好变成三角波，记录该点输出电压和频率值，根据转换速率的定义对此进行计算和分析（这是较常用的测量转换速率的方法）。

（a ）双踪显示输入输出波形图（c ） 实验结果分析：7.84/0.501/1/(32*2)dV SR V s V s dt μμ===由SR 的计算公式可得SR ≈0.5V/μs ，与理论值近似（3）将输入正弦交流信号频率调到前面测得的fH，逐步增加输入信号幅度，观察输出波形，直到输出波形开始变形（看起来不像正弦波了），记录该点的输入、输出电压值，根据转换速率的定义对此进行计算和分析，并和手册上的转换速率值进行比较。

实验名称：简易数字钟
姓名：
学号：
实验电路图如下：
实验中遇到的困难及解决过程：
1.实际电路时，不能单纯的只想着设计60-24的计数器，这样容易分解成6*10和3*8,但
因要用电子数码管输出，就只能分解为10*6（顺序）和20+3，就要用到7420，级联方式不一样。

2.电子数码管输出时，如不考虑74161置零的延迟，就会出现先有19分，再有10分、11
分···的情况，所以必须考虑74161的置零的延迟，故需给74161的时钟加非门。

3.74161与数码管连接时注意高低位的连接顺序，否则会出现乱码。

4.测试的时候要各种情况都测试到。

我开始测试的时候，没有测试到23:59的情况，后来
发现时钟到23:59后不置零，设计存在缺陷，又重新设计最后才做对.
5.实际测试时会有开始置零不对、线接触不好等因素影响实验结果，要仔细排查才能得出
正确结论。

东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：电路与电子线路实验Ⅱ第二次实验实验名称：光线强弱测量显示电路的设计院（系）：专业：姓名：学号：实验室: 电工电子中心103实验组别：同组人员：实验时间：2019年4月18 日评定成绩：审阅教师：光线强弱测量显示电路的设计一、实验目的1.进一步熟悉Multisim软件仿真功能；2.初步了解和熟悉传感器的检测技术应用；3.掌握利用运算放大器构成单门限比较器、迟滞比较器和窗口比较器电路各元件参数的计算方法；4.掌握V/F转换电路的工作原理和基本电路结构；5.掌握数字信号的计数锁存与显示的方法；6.掌握数字信号与模拟信号的级联、切换的方法。

二、实验内容1. 基本要求（1）研究光敏电阻性能，设计一个放大电路，要求输出电压能随光线的强弱变化而变化。

根据给定的光强变化范围，用万用表显示输出电压值。

要求：参照表1，光照度从260lux到8000lux,对应的输出电压为1V到4V，列表给出显示的电压值与光照度的对应关系；（2）设计一个输入光强分档显示电路，当光照度从260lux到8000lux变化范围内，分4档（参考表1的分档：2、3、4、5），用发光二极管显示对应光照度的范围并列表表示他们的关系。

2. 提高要求（1）设计一个矩形波发生器，要求其输出波形的高电平脉冲宽度随控制电压的变化而变化，控制电压就是在基本部分已经设计完成的随输入光强变化的输出电压值（1V~4V）；（2）利用固定时钟信号，对上述可变的输出矩形波的高电平脉冲宽度进行计数，并用数码管显示所计数值。

列表给出显示的数值和光强的对应关系。

3. 发挥要求（1）利用数字系统综合设计中FPGA构建AD采集模块，实现光强的测量并显示。

三、电路设计（预习要求）(1) 根据实验内容、技术指标及实验室现有条件，自选方案设计出原理图，分析工作原理，计算元件参数，并利用Multisim软件进行仿真，并优化设计（对仿真结果进行分析）基础要求光敏电阻测量电路的设计思路1）光敏电阻在不同光照条件下阻值会发生较大的变化，直接利用分压电路测其所占分压；2）将光敏电阻分压后的电压利用同相比例放大电路进行适当放大，方便后期分档显示；光强分档显示电路的设计思路1）利用四个运放构成的窗口比较器来分档；2）设置几个合理的比较器参考电压值；3）通过比较器输出的高低电压使对应的发光二极管点亮或熄灭提高要求可变脉宽矩形波发生器的设计思路1）根据555定时器矩形波产生电路的设计原理，实现根据输出电压的矩形波高电平脉冲宽度的调节计数显示电路的设计思路1）利用74HC161完成对矩形波高电平脉冲宽度的计数和锁存电路原理图I 光敏电阻分压电路1) 直接分压法测量光敏电阻两端分压我们知道，当光照度从260lux 到8000lux 变化时,对应的输出电压为1V 到4V ，设置 根据分压定理*4500*14k RU V R RU V R ⎧=⎪⎪+Ω⎨⎪=⎪⎩+Ω，计算可得=733，=7R U V Ω 故根据实验室所给元器件参数选择电压为7V ，电阻为700Ω 仿真结果仿真分析：由上表可以看出，当光照度从260lux 到8000lux 变化时，光敏电阻的阻值也会随之改变，而仿真电路中光敏电阻所占的分压也基本在1-4V 内变化。