计算机电路实验教材

计算机电路实验指导书李自成安徽电子信息职业技术学院计算机科学系二〇一〇年七月目录实验一万用表的使用 (1)实验二常用元器件的简易识别与测量 (4)实验三常用门电路逻辑功能测试 (7)实验四常用门电路逻辑功能应用 (9)实验五组合逻辑电路设计 (10)实验六加法器的应用 (11)实验七编码器、译码器显示电路测试及应用 (15)实验八数据选择器的应用 (18)实验九集成触发器的功能测试及相互转换 (20)实验十计数器及其应用 (23)实验十一移位寄存器逻辑功能测试及应用 (25)实验一万用表的使用一、实验目的1、掌握万用表的面板组成及其各部分的功能。

2、熟练掌握用万用表测量电压、电流、电阻的方法。

二、实验仪器设备及器材实验操作台、500型万用表、电阻、导线若干三、实验原理1、万用表的功能和分类万用表是电子测量中应用最广泛的一种电子测量仪表。

它可以用来测量电阻，交直流电压和直流电流等基本电参数，有的还可以检测电容、二极管和三极管等电子元器件的好坏。

掌握万用表的使用方法是电子技术的一项基本技能。

常见的万用表有指针式万用表和数字式万用表。

测量值由表头指针指示读取。

数字式万用表的测量值由液晶显示屏直接以数字的形式显示，读取方便。

各有各自的优缺点，对于初学者，应该从指针式万用表学起。

2、万用表的面板组成及其各部分的功能指针式万用表面板上主要由刻度盘、档位选择开关、旋钮和一些插孔组成。

①刻度盘MF500型万用表有4条刻度线。

从上往下数，第一条标有“Ω”的刻度线是测量电阻时读取电阻值的欧母刻度线。

其右端为零，左端为∞，刻度值分布是不均匀的。

在未测量时表针指在左端无穷大处。

第二条刻度线是用于测量交/直电压、直流电流读数的共用刻度线。

刻度值左小右大。

第三条刻度线是交流10V档的专用刻度线。

第四条刻度线是测量音频电平（Audio level) -10~+22dB。

②档位选择开关档位选择开关的作用是选择测量的项目及量程。

一般的万用表测量项目包括：“mA”，直流电流；“V”，直流电压；“V”，交流电压；“Ω”：电阻。

每个测量项目又划分为几个不同的量程档位以供选择。

●直流电压有2.5V 10V 250V 500V 。

●交流电压有10V 50V 250V 500V 。

●直流电流有50μA 1/10/100/ 500mA。

●电阻有×1Ω，×10Ω，×100Ω，×1KΩ，×10KΩ五个倍率挡位。

③旋钮有机械校零旋钮和欧姆校零旋钮。

机械校零旋钮的作用是在使用万用表之前，将表针调到刻度盘电压刻度线的“0”刻度处。

欧姆校零旋钮的作用是在使用欧姆档测量电阻时，按一定的方法将表针调到欧姆刻度线的“0”刻度处。

④表笔和插孔表笔分为红、黑二只。

使用时应将红色表笔插入标有“＋”号的插孔，黑色表笔插入标有“－”号的插孔。

右边的两个孔是测量交直流2500V和电平的。

2500V为高电压测量插孔（在测量大于1000V而小于2500V的电压时，红表笔插入该孔，档位选1000V档），db为电平测量插孔（红表笔插入该孔）。

3、万用表使用的注意事项指针万用表使用时要按正确的方法操作，否则轻者会出现测量值不准确，重者会烧坏万用表，甚至发生触电事故，危害人身安全。

①测量时不能错选档位，特别是不能用电流或电阻档来测电压，这样极易烧坏万用表。

②测量直流电压或电流时，注意红表笔接电源或电路的高电位，黑表笔接低电位，若接错指针会反偏，应立即调换，否则可能会损坏万用表。

③若不能够估测被测量值的大小，应先用最高档测量，再根据测得值的大小，换至合适的低档位测量。

④在使用万用表过程中,不能用手去接触表笔的金属部分,这样一方面可以保证测量的准确,另一方面也可以保证人身安全。

⑤在使用万用表之前,应先进行“机械调零”,即在没有被测电量时,使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。

利用欧姆档测量时，应该先欧姆校零，若不能校零，电池没有电了。

⑥在测量某一电量时,不能在测量的同时换档,尤其是在测量高电压或大电流时,更应注意。

否则,会使万用表毁坏。

如需换挡,应先断开表笔,换挡后再去测量。

万用表使用前，应做到：①万用表水平放置。

②应检查表针是否停在表盘左端的零位。

如有偏离，可用小螺丝刀轻轻转动表头上的机械零位调整旋钮，使表针指零。

③将表笔按上面要求插入表笔插孔。

④将选择开关旋到相应的项目和量程上，就可以使用了。

万用表使用后，应做到：①拔出表笔。

②将左边选择开关旋至“.”档，若无此档，右边选择开关旋至交流电压最大量程档，500V”档。

③若长期不用，应将表内电池取出，以防电池电解液渗漏而腐蚀内部电路。

四、实验内容和步骤1、万用表测量直流电压的步骤：①选择量程。

通过估测电压大小选择量程，若不清楚电压大小，应先用最高电压档测量，逐渐换用低电压档。

②测量方法。

万用表应与被测电路并联。

红笔应接被测电压的高电位处，黑笔应接被测电压的低电位处。

③正确读数。

读第二条刻度线，该刻度线下方有三组数，测量时具体读哪一组由选择的档位决定。

注意：若万用表反接，则会造成指针反偏，损坏表针，故要提醒学生注意方向。

练习：分别测量下图1电路中电阻R1和电阻R2两端的电压。

2、万用表测量交流电压的步骤：①选择量程。

通过估测电压大小选择量程，若不清楚电压大小，应先用最高电压档测量，逐渐换用低电压档。

②测量方法。

万用表两表笔接到所要测量的电压两端即可（交流电压无正负之分，故表笔任意接）。

③正确读数。

读法和直流电压一样。

（交流10V档时看第三条刻度线）。

练习：测量市电电压的大小。

3、万用表测量直流电流的步骤：①选择量程：通过估测电流大小选择量程，若不清楚电流大小，应先用最高电流档测量，逐渐换用低电流档。

②测量方法：万用表应与被测电路串联。

应将电路相应部分断开后，将万用表表笔接在断点的两端。

红表笔应接在和电源正极相连的断点，黑表笔接在和电源负极相连的断点。

③正确读数：直流电流档刻度线仍为第二条。

测量时同样要注意极性。

红笔流入，黑笔流出。

练习：测量上图1中流过电阻R1和R2的电流I。

4、万用表测量电阻的步骤：①选择档位。

通过估测电阻大小选择量程，若不清楚电阻大小，应先用最高电阻档测量，逐渐换用低电阻档。

尽量使指针指在中央位置，比较准确。

②欧姆调零。

将两表笔短接，同时转动“调零旋钮”，使指针指在欧姆刻度线右边的零位。

③将两表笔放在电阻两端。

④读数。

（刻度线指示的值*倍率值=电阻值）。

练习：取出几个不同的电阻，测量其阻值，并与标称值进行比较。

五、实验总结1、整理实验数据填在上面的表格内，完成实验报告。

2、熟练掌握用万用表测量电压、电流、电阻的方法。

实验二常用元器件的简易识别与测量一、实验目的1、掌握电阻、电容、电感、二极管、三极管的简易识别方法。

2、熟悉使用万用表对电阻、电容、电感、二极管、三极管进行简易测量的方法。

二、实验仪器设备及器材实验操作台、500型万用表、电阻、电容、电感、二极管、三极管三、实验原理1、电阻器阻值的测量主要有两种方法：直接测试法(又称为静态测试)和间接测试法(又称为动态测试)。

直接测试法是利用万用表的电阻挡，对单个不带电电阻的阻值进行测试；间接测试法是先测试电阻两端的电压U 及流过它的电流I，再通过计算得出其阻值R=U/I，常用于带电电路的测试。

2、电解电容器质量的优劣(如漏电、容量衰减或失效等)，也可以利用万用表的电阻挡进行简单的测试。

测试方法：根据电容量的大小，适当选择万用表的电阻挡“R×10K”、“R×1K”或“R×100”，容量越小挡位越高。

然后，将黑表笔接电容器的正极，红表笔接电容器的负极。

电容器正常的现象：表针摆动大，且返回慢，返回位置接近∞，说明该电容器正常，且电容量大；电容器漏电的现象：若表针摆动虽大，但返回时，表针显示的Ω值较小，说明该电容漏电电流较大；电容器击穿的现象：若表针摆动很大，接近于0Ω，且不返回，说明该电容器已击穿；电容器开路的现象：若表针不摆动，则说明该电容器已开路，失效。

注意：如果需要对电容器再一次测量时，必须将其放电后才能进行。

3、电感器的直流电阻及电感量也可以利用万用表进行简单的测试。

电感器线圈的直流电阻可用公式R=ρL/S 来表示。

式中ρ为导线的电阻率，L 为导线的长度，S 为导线的截面积。

若已知各参数值，根据计算可得电阻值。

在各参数值未知的情况下，可适当选择万用表的电阻挡来测量线圈的直流电阻。

测量方法如图1.16(a)所示。

在测量电路板上的电感器时，应注意将电感器与外电路断开，以免外电路的元器件与线圈起串、并联作用，引起测量误差。

若测量出的阻值为无穷大，说明内部线圈已开路，电感器已损坏；若测量出一定的阻值且在正常范围内，说明此电感器正常；若测量出的阻值偏小或阻值为0，说明导线的匝与匝(或层与层)之间有局部短路或完全短路。

用带电感刻度线的万用表(如U-101)将10V 交流辅助电源和被测电感器串联后，接在万用表的“10V”挡上，如图 1.16(b)所示，在万用表的刻度盘上便可直接读出电感量的数值。

4、用指针式万用表测试二极管。

二极管的好坏及电极的判别。

选择万用表的“R×10K”挡，用红、黑两表笔分别接触二极管的两个电极，测出其正、反向电阻值。

二极管的正向电阻一般为几十欧到几千欧，反向电阻为几百千欧以上，正、反向电阻差值越大越好。

若正、反向电阻都为零，则管子内部短路；若正、反向电阻均为∞，则管子内部开路；若正、反向电阻接近，则管子性能差。

用上述测法测得阻值较小的那次，黑表笔所接触的电极为二极管的正极，另一端为负极。

二极管类型的判别。

经验证明，用500 型万用表的R×lk 挡测二极管的正向电阻时，硅管为5kΩ，锗管为1kΩ。

用 2.5V 或10V 电压挡测二极管的正向导通电压时，一般锗管的正向电压为0.1～0.3V，硅管的正向电压为0.5～0.7V。

5、用指针式万用表测试三极管。

判断基极和管子类型。

由于三极管的基极对集电极和发射极的正向电阻都较小，据此，可先找出基极。

选择万用表的“R×l00”或“R×lK”挡，当黑表笔接触某一电极时，将红表笔分别与另外两个电极接触，如果两次测得的电阻值均为几十至上百千欧的高电阻时，则表明该管为PNP 型管，且这时黑表笔所接触的电极为基极，其测量示意图如图1.17(a)所示。

同理，当黑表笔接触某一电极时，将红表笔分别与另外两个电极接触，如果两次测得的电阻值均为几百欧姆的低电阻时，则表明该管为NPN型管，且这时黑表笔所接触的电极为基极。

判断口诀为：都小——黑基——NPN，都大——黑基——PNP。

其测量示意图如图 1.17(b)所示。

判断集电极和发射极。

在判别出管型和基极的基础上，任意假定一个电极为E 极，另一个为C 极。