数字逻辑课程实验教学大纲

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《数字逻辑》课程实验教学大纲

编 号:

课程总学时: 64 实验学时:16

课程总学分: 3.5 实验学分:

先修课程:《大学物理》《电路与模电》

适用专业:计算机科学与技术、网络工程、软件工程

一、本课程实验的主要目的与任务

开设《数字逻辑》课程实验,旨在加深学生对《数字逻辑》课程理论内容的理解,培养学生分析、设计、组装和调试数字电路的基本技能,掌握数字逻辑课程实验方法与步骤,并为掌握后续专业课程打下良好的基础。

二、本课程实验应开设项目

注:1、类型---指验证性、综合性、设计性;2、该表格不够可拓展。

三、各实验项目主要实验内容和基本要求

实验1: 门电路的特性研究(2学时)

一、实验目的:

1、掌握门电路的主要特性及逻辑功能; 序号 实验项目名称 学时 类型 必做/选做 所需主要设备型号、名称

1 门电路的特性研究 2 验证性 必做 1.数字逻辑实验箱

2.示波器

2 可控码制转换器的设计与实现 2 设计性 必做 1.数字逻辑实验箱

3 减法器和加法器的设计与实现 2 设计性 必做 1.数字逻辑实验箱

4 可控五进制计数器设计 2 验证性 必做 1.数字逻辑实验箱

5 门电路的设计与实现 4 设计性 必做 1. 数字逻辑实验箱

2. PC机

6 组合逻辑电路的设计与实现 4 综合性 必做 1. 数字逻辑实验箱

2. PC机 2、掌握门电路的延迟时间的测量方法;

3、了解和掌握门电路延迟时间对电路的影响;

4、了解和掌握数字电路所用的仪器设备(重点是示波器本实验要求示波器40M以上);

5、了解和熟悉集成电路器件的管脚和用法。

二、主要实验内容和基本要求:

1、测试与非门传输延迟时间tpd;

2、测试用与非门组成的闭环振荡器;

3、测试延迟时间tpd产生的尖峰信号;

4、了解和掌握示波器和数字电路实验系统的特点;

5、 设计一个电路,消除尖峰干扰的影响并分析尖峰干扰的原因和消除的方法。

三、实验主要器材:

1、数字实验箱、示波器、数字万用表,数字示波器;

2、74LS00 2片、74LS86 1片。

实验2 可控码制转换器的设计与实现(2学时)

一、实验目的:

1、掌握组合逻辑电路的设计与调试;

2、掌握码制转换电路的特点及设计;

3、掌握数字示波器和数字信号显示仪的使用;

4、了解和熟悉集成电路器件的管脚和用法。

二、主要实验内容和基本要求:

1、线路设计与连接;

2、对电路进行静态测试;

3、对电路进行动态测试。

三、实验主要器材:

1、数字实验箱、示波器、数字万用表;

2、74LS00 2片、74LS86 1片、74LS161

实验3 减法器和加法器的设计与实现(2学时) 一、实验目的:

1、 掌握组合逻辑电路的设计方法

2、 掌握用数据选择器设计减法器、加法器的方法

二、主要实验内容和基本要求:

1、用双四选一数据选择器74LS153与门电路结合设计减法器。

2、设输入量为A、B,借位输入为Cn-1,全减差输出为F,借位输出为Cn。

三、实验主要器材:

1、数字实验箱;

2、74LS00、74LS153各1片。

实验4 可控五进制计数器的设计与实现(2学时)

一、实验目的:

1、了解时序电路的设计方法和步骤,掌握计数器的工作原理,研究自启动问题。

1、掌握不同类型计数器设计、调试方法,进一步掌握数字示波器测量多路波形方法。

2、双J-K负沿触发器和双D正沿触发器的工作特性

二、主要实验内容和基本要求:

用双J-K负沿触发器和正沿D触发器分别设计一个可控五进制计数器,要求:

1、当控制端A=1时,实现下述的状态:

Q0Q1Q2 000100110111011000

2、当控制端A=0时,实现下述状态:

Q0Q1Q2 000100110010011000

测试并记录时钟CK、Q0、Q1、Q2的波形。

3、分别测试J-K触发器和D触发器的外特性,并记录波形.

三、实验主要器材:

1、数字实验箱;

2、双J-K负沿触发器 74LS114 2片

3、四D正沿触发器 74LS175 1片

4、二输入四与非门 74LS00 2片 5、六反相器 74LS04 1片

实验5 门电路设计与实现(4学时)

一、实验目的:

1、 熟悉和掌握可编程阵列逻辑GAL的结构,原理及管脚功能。

2、 熟悉和掌握用ABEL-HDL硬件描述语言完成GAL的编程。

3、 了解和掌握GAL的烧录方法。

4、 用GAL设计和实现基本逻辑门电路。

5、 门电路的特点及编程方法。

二、主要实验内容和基本要求:

1、用GAL 设计一个带三态控制的四输入与非门。

三、实验主要器材:

1、数字实验箱;

2、可编程阵列逻辑 GAL16V8;

3、GAL编程器。

实验6 组合逻辑电路的设计与实现(4学时)

一、实验目的:

1、熟悉和掌握可编程阵列逻辑GAL的结构,原理及管脚功能;

2、熟悉和掌握用ABEL-HDL硬件描述语言完成GAL的编程;

3、了解和掌握GAL的烧录方法;

4、用GAL设计和实现组合逻辑电路;

5、组合逻辑电路的设计方法及编程。

二、主要实验内容和基本要求:

1、 用GAL设计一个数据选择器,根据控制端S1S0的不同状态选择不同的输出信号;

2、 用GAL设计一个(3-8)译码器,实现译码的功能。

三、实验主要器材:

1、数字实验箱;

2、可编程阵列逻辑 GAL16V8

3、GAL编程器 四、实验成绩考核与评定办法

根据出勤情况、实际操作情况和实验报告进行实验评分,成绩评定为优秀(A)、良好(B)、中(C)、及格(D)和不及格(E)五个档次。

五、大纲说明

本实验大纲和《数字逻辑》课程相对应,具体见“《数字逻辑》课程教学大纲” 。

六、主要参考书目

实验指导书:《数字逻辑和数字电路实验指导书》,清华大学科教仪器厂编。

撰写人:朱贵宪 审定人:

批准人: 执行时间:2011-8