數(shù)字電路試驗(yàn)一教案

1、2.1實(shí)驗(yàn)儀器的使用及門(mén)電路邏輯功能的測(cè)試、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 熟悉實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)箱的使用。掌握TTL集成電路的使用規(guī)那么與邏輯功能的測(cè)試方法。、實(shí)驗(yàn)儀器與器件(1) 實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱，萬(wàn)用表。(2) 實(shí)驗(yàn)器件：74LS00、74LS02各一片、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)151 示波器的使用2 數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱的檢查3測(cè)試74LS00 (2輸入4與非門(mén))的邏輯功能4.利用門(mén)電路控制輸出5組合電路邏輯功能分析四、思考題：(1)、(2)五. 實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)介(一)數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱ET 3200B1.面板設(shè)置及使用(1) 電源：土 12V、+ 5V tTTL。(2) 數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)SW1SW4：置上：邏輯 “1 (+5V),常態(tài)為上置

2、下：邏輯 “ 0 (0V )。(3) 單脈沖開(kāi)關(guān)：撥動(dòng)一次，插座A輸出一個(gè)正脈沖，插座A輸出一個(gè)負(fù)脈沖。撥一下，插座輸岀正脈沖1T負(fù)脈沖圖1單脈沖開(kāi)關(guān)時(shí)鐘頻率：1Hz、1kHz、100kHz,由開(kāi)關(guān)切換。注意市電頻率方波為 50 或60Hz，不要用。(5) 電平指示器輸入邏輯“ 1： LED發(fā)光，輸入邏輯“ 0： LED不發(fā)光。(6) 接插實(shí)驗(yàn)板孔豎向通174LS00-圖2接插板結(jié)構(gòu)溝槽孔橫向不通2 考前須知 接地點(diǎn)多處，便于接線。 電源、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)、單脈沖開(kāi)關(guān)輸出各自間或相互間不能有短路現(xiàn) 象。 連線拔除時(shí)應(yīng)按住插座，以防插座被帶出(二)示波器1 常用開(kāi)關(guān)(1) 掃描方式"自動(dòng)

3、掃描(AUTO)無(wú)輸入也可顯示掃描光跡。一旦有輸入信號(hào)時(shí)，電路 自動(dòng)轉(zhuǎn)為觸發(fā)掃描狀態(tài)，調(diào)節(jié)觸發(fā)電平得到穩(wěn)定波形。適于觀察 50Hz以上的信 號(hào)。常態(tài)(NORM無(wú)輸入信號(hào)時(shí)，無(wú)光跡。有輸入信號(hào)時(shí)，調(diào)節(jié)觸發(fā)電平使 電路觸發(fā)掃描。適于觀察50Hz以下的信號(hào)。(2) 與波形穩(wěn)定有關(guān)的控制開(kāi)關(guān) 觸發(fā)源：VCH1通道信號(hào)、V CH2通道信號(hào)、電源、外接信號(hào)4種 雙蹤顯示時(shí)適于作觸發(fā)源的條件是：(1) 周期長(zhǎng)者；CP* 2分頻(1Q)fCH2 觸發(fā)源時(shí)間導(dǎo)前者；(3) 波形邊沿陡峭、幅值較大、波數(shù)少者。BS601選擇內(nèi)觸發(fā)“ INT。 觸發(fā)信號(hào)耦合方式：選“ AC'。 觸發(fā)電平：調(diào)節(jié)觸發(fā)點(diǎn)以穩(wěn)定波形

4、。(3) 垂直通道控制 衰減開(kāi)關(guān)：調(diào)節(jié)波形的Y向顯示幅值，讀數(shù)時(shí)微調(diào)旋紐順時(shí)針至底。 輸入信號(hào)耦合方式：顯示時(shí)基線 GND 顯示信號(hào)波形DC。 丫位移：調(diào)節(jié)波形于Y方向的位置。 顯示方式：按“ CH1 CH1通道波形； 按“ CH2 CH2通道波形，其中：“CH2反相一一CH2的信號(hào)被反相，抬起信號(hào)正常。同按“ CH1與“ CH2 顯示雙蹤波形，其中 “交替(ALT) 一一高頻雙蹤；“斷續(xù)(CHOP 一一低頻雙蹤。' BS601直接為雙蹤顯示按鍵。(4) 水平通道控制 掃描時(shí)間：調(diào)節(jié)波形的X向疏密程度，讀數(shù)時(shí)微調(diào)旋紐順時(shí)針至底。 水平擴(kuò)展：波形在X向顯示幅值X 5。 X位移：調(diào)節(jié)波形于

5、X方向的位置。(5) 校正信號(hào)：1kHz，0.5Vp-p方波，用于標(biāo)定時(shí)間、電壓刻度值，或檢查示 波器的工作是否正常。(6) 高頻探頭探頭有1 : 1V和 10 : 1兩種衰減檔可以調(diào)節(jié)。2 考前須知(1) 開(kāi)機(jī)前將亮度旋紐逆時(shí)針至較小處，使用中亮度不要太亮，且防止 長(zhǎng)時(shí)間顯示單一光點(diǎn)。(2) 輸入端子禁止接220V高壓。(3) 面板開(kāi)關(guān)操作時(shí)，不要用力過(guò)猛。3.數(shù)字萬(wàn)用表(1) 嚴(yán)禁表筆插電流孔時(shí)去測(cè)非電流信號(hào)。實(shí)驗(yàn)不測(cè)電流，表筆始 終插電壓/歐姆孔。(2) 不用后關(guān)閉電源。六、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)方法圖示展示了電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)成及各局部間的關(guān)系圖3電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)成2.2 TTL與非門(mén)應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

6、的(1)進(jìn)一步掌握門(mén)電路邏輯功能的測(cè)試。 熟悉用與非門(mén)構(gòu)成其它邏輯門(mén)電路的方法。、實(shí)驗(yàn)儀器與器件(1) 實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱、萬(wàn)用表。(2) 實(shí)驗(yàn)器件：74LS00假設(shè)干、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)1, 2必做，任務(wù)3選做。1 用與非門(mén)組成非門(mén)、與門(mén)、或門(mén)、或非門(mén)、異或門(mén)2 用與非門(mén)組成半加器3 用與非門(mén)組成全加器 四、思考題：見(jiàn)教材。用或非門(mén)實(shí)現(xiàn)非門(mén)、或門(mén)、與門(mén)、與非門(mén)。要求寫(xiě)出表達(dá)式，畫(huà)出邏輯原理 圖。五、實(shí)驗(yàn)原理1門(mén)電路多余端的處理對(duì)于TTL電路，多余輸入端懸空可等效為高電平。但因懸空端易受干擾 影響，所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)進(jìn)行處理。多余輸入端CY=ABAB1ABA> 1BY=A+B多余輸入端C2

7、與非門(mén)應(yīng)用 Y 一.最簡(jiǎn)與或式 Y > Y一與非一與非 邏輯原理圖 實(shí)驗(yàn)圖原理圖上標(biāo)注型號(hào)、管腳編號(hào)包括電源與地腳實(shí)例 1： 丫二 A B > A «BABU1+5VU 2U : 74LS00 電源 14 腳，地 7 腳實(shí)例：異或門(mén)電路方案比擬： Y= AB+ AB = AB AB 需5個(gè)與非門(mén)，兩片74LS00實(shí)現(xiàn)； Y=A AB+ B AB = AAB *BAB 需 4個(gè)與非門(mén)，一片 74LS00 實(shí)現(xiàn)。2.4組合電路的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 掌握組合電路邏輯功能的設(shè)計(jì)方法。(2) 觀察組合電路的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象，探討解決方法。、實(shí)驗(yàn)儀器與器件(1) 實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱、萬(wàn)

8、用表、示波器(2) 實(shí)驗(yàn)器件：自定。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)1、3必做，任務(wù)4選做。1 設(shè)計(jì)一個(gè)ABC三人表決電路。表決原那么：少數(shù)服從多數(shù)，但 A具有一 票否決權(quán)，用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)。3設(shè)計(jì)一把數(shù)字保密鎖。鎖上有 A、B、C三個(gè)按鍵，此外還有一個(gè)開(kāi)鎖總 控制開(kāi)關(guān)F。當(dāng)F=0時(shí)，按鍵不起作用；當(dāng)F=1時(shí)，鎖處于開(kāi)啟狀態(tài)。開(kāi)啟狀態(tài) 下只有同時(shí)按下B、C鍵時(shí)鎖才可翻開(kāi)，按錯(cuò)那么報(bào)警。電路器件自定。4競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象的觀察與消除。四、思考題是否所有的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象都會(huì)影響電路的正常工作？試舉例說(shuō)明 五、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)例：某電子鎖有A、B、C三鍵控制，只有同時(shí)按下3鍵鎖才開(kāi)，否那么發(fā) 出報(bào)警信號(hào)，要求用與非門(mén)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)步驟：(

9、1) 確定輸入、輸出變量及變量賦值一 0鎖不開(kāi)0鍵開(kāi)開(kāi)鎖信號(hào)丫 1 1鎖開(kāi)輸入：三鍵狀態(tài)A、B、C彳輸出彳r 0不報(bào)警I 1鍵合I報(bào)警信號(hào)Zl 1 報(bào)警(2) 真值表(3) 最簡(jiǎn)函數(shù)式丫二ABC ，Z八(m1 m6)化簡(jiǎn)或合并“ 0得Z二AbC ABC或邏輯 歸納得Z二丫(A B C)(4) 邏輯圖與實(shí)驗(yàn)圖2.5編碼器、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 熟悉編碼器的工作原理及邏輯功能。(2) 掌握編碼器的設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器與器件(1) 實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱，萬(wàn)用表。(2) 實(shí)驗(yàn)器件：自定。表2三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.4線-2線普通編碼器根據(jù)表1設(shè)計(jì)。要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)過(guò)程，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)圖，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表1輸入輸出Io丨11

10、213丫1丫0100000010001001010000111其它取值禁止出現(xiàn)XX輸入輸出SI O1112I 3I 4I 5I6|7丫2丫1丫0YSYEX1XXXXXXXX1111101111111111101XXXXXXX000010XXXXXX0100110XXXXX01101010XXXX011101110XXX0111110010XX01111110110X01111111101001111111111102. 8線3線優(yōu)先編碼器 根據(jù)表2設(shè)計(jì)。要求同任務(wù)1。3.編碼器應(yīng)用用任務(wù)2完成的8線-3線優(yōu)先編碼器設(shè)計(jì)一個(gè)病房?jī)?yōu)先呼叫器。每一個(gè)病 房有一個(gè)按鍵，當(dāng)1#鍵按下時(shí)，1#燈亮，且其它

11、按鍵不起作用；當(dāng)1#鍵沒(méi)按下 時(shí)，2#鍵按下，2#燈亮，且不響應(yīng)3#鍵；只有1#、2#鍵均沒(méi)按下，3#鍵按下，3#燈亮。 要求畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖允許添加門(mén)電路，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。四. 思考題1假設(shè)某一編碼器不具有優(yōu)先級(jí)別，那末它對(duì) 輸入信號(hào)有何要求？五、實(shí)驗(yàn)原理對(duì)不同事件編制不同的二進(jìn)制代碼的器件稱編碼器。圖1為線-2線普通編碼器的邏輯符號(hào)。注意: 普通編碼器限定某時(shí)刻只允許一個(gè)輸入申請(qǐng)有效， 故表中輸入的取值組合均不允許出現(xiàn)。圖2為8線-3線優(yōu)先編碼器的邏輯符號(hào)。其 與普通編碼器的區(qū)別在于多個(gè)輸入申請(qǐng)可同時(shí)有 效，但電路只對(duì)優(yōu)先級(jí)別咼的申請(qǐng)有效。如當(dāng)I 7 = 0時(shí)，此時(shí)無(wú)論其它輸入端有無(wú)申請(qǐng),2位二進(jìn)

12、制編碼輸出 YoY11 III 0112 I 3IY4個(gè)待編碼申請(qǐng)輸入高電平申請(qǐng)有效圖14線2線普通編碼器邏輯符號(hào)電路只對(duì)E編碼，即Y2Y1 Yo =0 0 0;而假設(shè)使的申請(qǐng)有效，貝U必須滿足比其優(yōu)先級(jí)別高的輸入端無(wú)編碼申請(qǐng)。 利用YS與YEX信號(hào)可實(shí)現(xiàn)多個(gè)電路的級(jí)連，擴(kuò)展輸入端數(shù)。工作狀態(tài)及編碼見(jiàn)表.2_ 丫2A人輸入.狀態(tài)指示端Ys = 0無(wú)申請(qǐng)C丫1AY0 kYsAYex1"Yex = 0有申請(qǐng)圖2.5.2 8線-4線優(yōu)先編碼器邏輯符號(hào)廠 S片選端，低電平有效工作Y f ff1 7 1 TI7|0I11 21 3I4|5I68個(gè)待編碼申請(qǐng)輸入低電平申請(qǐng)有效 級(jí)低級(jí)高圖28線-

13、3線優(yōu)先編碼器邏輯符號(hào)3位二進(jìn)制編碼輸出反碼2.6譯碼器及數(shù)碼顯示一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟悉譯碼器的種類(lèi)及邏輯功能。(2) 了解數(shù)碼管顯示的原理及其使用方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器與器件(1) 實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱，萬(wàn)用表。(2) 實(shí)驗(yàn)器件：74LS139 片，BS211 一個(gè)，三極管3DG6兩個(gè)，門(mén)電路、電阻假設(shè)干。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù) 1、2、3(1)(3)。1. 測(cè)試74LS139的邏輯功能2 .將74LS139擴(kuò)展成3線8線譯碼器3 .顯示器譯碼電路設(shè)計(jì)：代碼為 001時(shí)，顯示“一，代碼為010時(shí)，顯示 “二，代碼為011時(shí)，顯示“三。四、思考題:(1)、(1)集成電路的各控制端能否懸空？為什么？(3)

14、 用于驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極數(shù)碼管的譯碼驅(qū)動(dòng)器，它的輸出是高電平有效，還是低 電平有效？驅(qū)動(dòng)共陰極的呢？ 五、實(shí)驗(yàn)原理1. 74LS139邏輯符號(hào)的意義及邏輯功能片選控制端低電平有效石1 -丫2丫3S74LS139(1/2)A1 A0譯碼輸岀端低電平有效二進(jìn)制代碼輸入圖1邏輯符號(hào)輸入輸出SA1A0Y)E 丫2 丫31XX1111000 11100110 1110110 1111110功能表輸出邏輯表達(dá)式：丫。二A2AA0二mo，Yi 二 mi稱最小項(xiàng)譯碼器2譯碼器的擴(kuò)展：3線(1) 4 線16 線8線譯碼器-4線-16線譯碼器Yo丫7丫8Y15(2)電路結(jié)構(gòu)3用譯碼器設(shè)計(jì)組合電路(1)實(shí)現(xiàn)原理 組合電路函

15、數(shù)由最小項(xiàng)構(gòu)成：丫=送mi 譯碼器輸出最小項(xiàng)：丫用 譯碼器輸出管腳組合-組合電路函數(shù)A 3A2A1 A0圖2 (b)邏輯圖(2)實(shí)例：用3線8線譯碼器實(shí)現(xiàn)3變量函數(shù)。Y= A B C+ ABC，令 A2=A ,A1=B , Ao= C,那么 Y=m2+ m5= m?皿=丫2 丫5 -實(shí)驗(yàn)圖4 數(shù)碼管及等效電路(1) 共陽(yáng)極數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)及等效電路(2) 數(shù)碼管的工作參數(shù) 每個(gè)筆段工作電流約g f V+ a b10mA，工作壓降約2.4Vage圖3 (a)外形圖；pe d V+ c DpDp(b )等效電路V+ =+Vcc5.數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路Vi=3.6VT 飽和，Vce"0 Rc=(5

16、2.4)/lc=0.43K Q Ib > lc/ B =0.06 mA , Rb < (3.7 0.7)/ Ib=50K Q 6數(shù)碼顯示器的設(shè)計(jì)根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，確定控制數(shù)碼管邏輯電平； 用3線-8線譯碼器設(shè)計(jì)顯示器譯碼電路； 確定驅(qū)動(dòng)電路的各阻值。lc=6 mARbRcVi = 3.7V+5V+2.4VB =100圖4驅(qū)動(dòng)電路(1)2.7數(shù)據(jù)選擇器、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 熟悉數(shù)據(jù)選擇器的工作原理和邏輯功能(2) 了解數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用。、實(shí)驗(yàn)儀器與器件(1) 實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱、萬(wàn)用表。(2) 實(shí)驗(yàn)器件：74LS153 片，門(mén)電路假設(shè)干、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)13。1 測(cè)試并驗(yàn)證74LS153的邏輯

17、功能2 將74LS153擴(kuò)展成8選1數(shù)據(jù)選擇器M=0 時(shí)，輸出 Y=ABC ;3 .用8選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)可控式運(yùn)算電路：當(dāng) 當(dāng)m=1時(shí)，輸出Y=A+B+C 四、思考題如何將任務(wù)2的8選1數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)為具有選通控制端功能的器件？畫(huà)出 邏輯圖。五、實(shí)驗(yàn)原理1. 74LS153邏輯符號(hào)的意義及邏輯功能選通S輸入A1 Ao輸出Y1XX000 0D00 1D11 0D21 1D3功能表_ 2D34路數(shù)據(jù)-2D2輸入口2D1-2D0通道地_| A1 址代碼 L- Ao1D31D21D11Do圖174LS153邏輯符號(hào)等效：雙刀4位開(kāi)關(guān)2數(shù)據(jù)選擇器的擴(kuò)展：8選1數(shù)據(jù)選擇器一 16選1數(shù)據(jù)選擇器(1) 1

18、6選1數(shù)據(jù)選擇器邏輯符號(hào)設(shè)計(jì)(2)擴(kuò)展圖圖216選1數(shù)據(jù)選擇示意圖DoD7DbD15圖3 擴(kuò)展圖3 用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)組合電路(1) 構(gòu)成原理如用4選1數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)S =0時(shí)，輸出丫的表達(dá)式為：Y = Do( A1 A0)+ D1( A1A0)+ D2( A1 a0)+ D3( A1 Ao)，假設(shè)設(shè):A1、Ao 2個(gè)輸入變量Do D3 第三個(gè)輸入變量的適當(dāng)形式：原、反變量，0，1丫為3變量組合邏輯函數(shù) 同理用8選1數(shù)據(jù)選擇器可實(shí)現(xiàn)4變量組合邏輯函數(shù)。(2) 實(shí)例用4選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)丫函數(shù)步驟：Z= AB+ AB AB o Ab 1 AB 1 AB o ,令 A1=A , Ao=B , Do=

19、 D3=o, D1= D2= 1貝U Y= ZA1YAoDo D1 D2 D3 S1圖4組合電路2.8 RS觸發(fā)器與D觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 掌握RS觸發(fā)器與D觸發(fā)器的邏輯功能和測(cè)試方法(2) 熟悉RS觸發(fā)器與D觸發(fā)器的根本應(yīng)用。、實(shí)驗(yàn)儀器與器件(1)實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱，雙蹤示波器。實(shí)驗(yàn)器件：74LS00、74LS74各一片，電阻3kQ兩個(gè)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)一只、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù) 1、2、4、5。1 測(cè)試根本RS觸發(fā)器的邏輯功能2 單脈沖發(fā)生器4 測(cè)試74LS74 (雙D觸發(fā)器)的邏輯功能5用74LS74設(shè)計(jì)二分頻與四分頻電路四、思考題:、(2)(1) 用與非門(mén)構(gòu)成的根本RS觸發(fā)器的約束條件是什么？如果改

20、用或非門(mén)構(gòu) 成根本RS觸發(fā)器，其約束條件又是什么？(2) 機(jī)械開(kāi)關(guān)能否用來(lái)做單脈沖開(kāi)關(guān)？為什么？五、實(shí)驗(yàn)原理1 根本RS觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)及邏輯功能圖1根本RS觸發(fā)器觸發(fā)器輸出Q"""一對(duì)互補(bǔ)輸出端，QsDRdcn+111Q011100001*特性表2用消除機(jī)械開(kāi)關(guān)抖動(dòng)電路(單脈沖開(kāi)關(guān))圖2 (a)消抖動(dòng)電路3 邊沿D觸發(fā)器邏輯符號(hào)的意義及邏輯功能時(shí)鐘控制 端一1D-R>ciSQ同步輸入端DCP邏輯符號(hào)異步復(fù)位端/低電平有效Q異步置1端低電平有效Q重復(fù)置1 重復(fù)置0與保持與保持圖2 ( b)波形圖CPDQ+1XXQ11110000功能表4分頻電路2分頻：D觸發(fā)器

21、-T'觸發(fā)器v D觸發(fā)器特性方程：Q+1= DT '觸發(fā)器特性方程：Qn+1= QQQ圖4 (a)分頻器CP(f) II_D= Qn 驅(qū)動(dòng)方程Q(1/2)f圖.4 (b)波形圖5強(qiáng)調(diào)(1)器件的控制輸入端應(yīng)嚴(yán)格按照其邏輯要求接入電平，決不允許懸空處理。(2) CP 單脈沖必需由無(wú)抖動(dòng)的單脈沖開(kāi)關(guān)提供。2.9 JK觸發(fā)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 掌握J(rèn)K觸發(fā)器的邏輯功能和測(cè)試方法。(2) 了解觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換。二、實(shí)驗(yàn)儀器與器件(1) 實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱，雙蹤示波器。(2) 實(shí)驗(yàn)器件：74LSO0 74LS112(或74LS73)各一片、按鈕、電阻假設(shè)干三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)131 測(cè)

22、試74LS112(或74LS73觸發(fā)器的邏輯功能2 觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換3計(jì)數(shù)電路分析4.簡(jiǎn)易2人搶答器：(1) 每位參賽者控制一個(gè)搶答按鈕，按動(dòng)按鈕發(fā)出搶答信號(hào)；(2) 競(jìng)賽開(kāi)始后，先按動(dòng)按鈕者搶答成功，對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管指示，并使對(duì)方的 按鈕不作用；(3) 競(jìng)賽主持人另有一個(gè)復(fù)位按鈕，用于將電路復(fù)位。 要求設(shè)計(jì)并畫(huà)出實(shí)驗(yàn)圖，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。四、思考題如何將D觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為JK觸發(fā)器和T、觸發(fā)器？請(qǐng)畫(huà)出邏輯原理圖五、實(shí)驗(yàn)原理1. JK觸發(fā)器邏輯符號(hào)的意義及邏輯功能JCP tAciK-Rd1J R1K SSd圖1邏輯符號(hào)CPJK_n+1QXXXQ (保持)00Q (保持)010 置 0101 置 111Q

23、 (翻轉(zhuǎn))功能表2觸發(fā)器邏輯功能的轉(zhuǎn)換已有觸發(fā)器的特性方程二待求觸發(fā)器的特性方程一轉(zhuǎn)換方程一實(shí)驗(yàn)圖實(shí)例：D觸發(fā)器-JK觸發(fā)器 D觸發(fā)器特性方程(Q性D)=JK觸發(fā)器特性方程Qn+1=JQn + K Qn D = JQn + K QnCPJK圖2觸發(fā)器邏輯功能轉(zhuǎn)換電路2.11移位存放型計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握移位存放型計(jì)數(shù)器的組成、工作特點(diǎn)(2)分析并解決時(shí)序電路的自啟動(dòng)問(wèn)題實(shí)驗(yàn)儀器與器件(1)實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱、示波器 實(shí)驗(yàn)器件：自定。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)1(1)(3),任務(wù)2(1)(3)。1由D觸發(fā)器構(gòu)成4位環(huán)形計(jì)數(shù)器(用預(yù)置初態(tài)法實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng))2由D觸發(fā)器構(gòu)成4位扭環(huán)形計(jì)數(shù)器(用自啟動(dòng)設(shè)計(jì)法實(shí)現(xiàn)自

24、啟動(dòng))四、思考題時(shí)序電路自啟動(dòng)的作用是什么？是否可以用人工預(yù)置的方法代替自啟動(dòng)功能？ 五、實(shí)驗(yàn)原理1 由D觸發(fā)器構(gòu)成3位環(huán)形計(jì)數(shù)器(1) 原理圖圖1由D觸發(fā)器構(gòu)成的3位環(huán)形計(jì)數(shù)器原理(2)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表根據(jù)D觸發(fā)器特性方程:Qn+1二 D1 = Q3nQn+1二 D2= QnQ叫 D3= Q2n3進(jìn)制計(jì)數(shù)器 進(jìn)制數(shù)=觸發(fā) 器個(gè)數(shù)CPQQQ0100101020013100狀態(tài)轉(zhuǎn)換表2 n Q3 n000111100XXX100XXX0011010XXXXXXXXXQn+1的卡諾圖-一 '' '''02 n Q3 nh000111100X (0)0X (0)01

25、1X (1)X (1)X (1)亠n _ nQ、2 Q300011110 - ,0X (0)0.X (1)1 j10X (0)X (1)X (1)Qn+1的卡諾圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖100 010011 101Q1 Q2 Q3001110圖2 (a)有效循環(huán)圖2 (b)無(wú)效循環(huán)(3)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖2自啟動(dòng)設(shè)計(jì) Qn+1 Q2n+1 Q3n+1(1)電路次態(tài)Qn+1 Q2n+1 Q3n+1的卡諾圖000 111圖2 (c)死循環(huán)(2)無(wú)效狀態(tài)進(jìn)入有效循環(huán)狀態(tài)的入口設(shè)計(jì) 為使電路最簡(jiǎn)，仍設(shè)：Qn+1=D2 = Qn-畫(huà)圈，確定取1的任意項(xiàng)。Q1 =D3= C2° 畫(huà)圈，確定取1的任意項(xiàng)。一 '

26、 '-Q,、2 n Q3 n Qn000111100-X (1) 00 -100 .X (0)010011010X (0)10X (0)11X (0)11按自啟動(dòng)確定Q*1函數(shù)n+1n n n nQi= Qi Q2 = Qi +Q2 =Di3 由D觸發(fā)器構(gòu)成3位扭環(huán)形計(jì)數(shù)器邏輯圖CP圖3由D觸發(fā)器構(gòu)成的3位扭環(huán)形計(jì)數(shù)器原理圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖000 t100 t 110 t111001 011圖4 (b)無(wú)效循環(huán)圖4 (a)有效循環(huán)進(jìn)制數(shù)=2X觸發(fā)器個(gè)數(shù)=6(3)用預(yù)置初態(tài)法實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)2.10集成計(jì)數(shù)器及應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 掌握MSI計(jì)數(shù)器的邏輯功能及應(yīng)用。(2) 熟悉用MSI計(jì)數(shù)

27、器獲得任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法。、實(shí)驗(yàn)儀器與器件(1) 實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱。(2) 實(shí)驗(yàn)器件：74LS161(或74LS160)兩片，門(mén)電路、譯碼器、發(fā)光二極管、 電阻假設(shè)干。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)141. 測(cè)試74LS161(或 74LS160)的邏輯功能2測(cè)試計(jì)數(shù)器的進(jìn)制數(shù)3. 設(shè)計(jì)一個(gè)20制計(jì)數(shù)器，兩片之間為10進(jìn)制關(guān)系4. 設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈循環(huán)閃爍控制電路四、思考題：、(1)從功能、動(dòng)作特點(diǎn)上說(shuō)明控制端RD、LD有何差異？ 畫(huà)出用2片同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制計(jì)數(shù)的邏輯圖，2 片之間要求為十進(jìn)制關(guān)系。五、實(shí)驗(yàn)原理1. 74LS161(或 74LS160)邏輯符號(hào)的意義及邏輯功能CP

28、RDLdEP ET工作狀態(tài)X0XX X置零T10X X置數(shù)T111 1計(jì)數(shù)X110 1保持X11X 0保持(但 C=0)功能表工作方式控制端ETEPCP 計(jì)數(shù)時(shí)鐘計(jì)數(shù)值輸出 進(jìn)位輸出Q3 Q2 Qi Q° CLd同步置數(shù)端>74LS1613RD異步復(fù)位端3D2DIDDD數(shù)據(jù)輸入端圖1邏輯符號(hào)1圖3 (b)快速自啟動(dòng)置數(shù)法圖2狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圖3 (a) 5進(jìn)制計(jì)數(shù)器(置數(shù)法)進(jìn)位連接計(jì)滿值為9計(jì)滿值為2*低位片十進(jìn)制*高位片三進(jìn)制提示：?jiǎn)尾綔y(cè)試時(shí)，CP單脈沖由單脈沖開(kāi)關(guān)提供。數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)具有抖動(dòng)性。2用MSI計(jì)數(shù)器獲得任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器實(shí)例1: 74LS160- 5進(jìn)制計(jì)數(shù)器(1) 狀態(tài)轉(zhuǎn)換

29、圖(2) 構(gòu)成實(shí)例2: 2X 74LS16130進(jìn)制計(jì)數(shù)器，兩片間為10進(jìn)制關(guān)系：(1)構(gòu)成原理30= 10X 3個(gè)位十進(jìn)制十位三進(jìn)制2片計(jì)滿值=9X 1+ 2X 10= 29,逢30回零，二30進(jìn)制(2)構(gòu)成圖4(a)30進(jìn)制計(jì)數(shù)器(串行進(jìn)位)圖4(b)并行進(jìn)位圖4(c)整體置0數(shù)3 彩燈循環(huán)閃爍控制電路的設(shè)計(jì)2位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的4個(gè)二進(jìn)制輸 出代碼作為2線一一4線譯碼器的輸入 地址碼，通過(guò)譯碼器的譯碼對(duì)應(yīng)選中譯 碼器的對(duì)應(yīng)4路輸出的某路，使之為低 電平，對(duì)應(yīng)燈亮。2線4線譯碼器1Hz化4進(jìn)制計(jì)數(shù)器+5V圖5彩燈循環(huán)閃爍控制電路101 100圖1 (b)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖50 00051 00152

30、010S5101圖1 (a)狀態(tài)編碼2.12時(shí)序電路的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 掌握時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法。(2) 提高分析、動(dòng)手解決實(shí)際邏輯問(wèn)題的能力、實(shí)驗(yàn)儀器與器件(1) 實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱(2) 實(shí)驗(yàn)器件：自定。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)1、2。1 設(shè)計(jì)并安裝一個(gè)廣告燈控制電路。該電路的三個(gè)燈在CP脈沖作用下亮、暗的時(shí)序按000010101 111-000循環(huán)。2 設(shè)計(jì)并安裝一位計(jì)數(shù)譯碼顯示器。要求任選一種MSI計(jì)數(shù)器構(gòu)成一位8421BCD碼10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)值通過(guò) MSI譯碼/驅(qū)動(dòng)器，在共陽(yáng)極數(shù)碼管上顯 示。四、實(shí)驗(yàn)原理1 設(shè)計(jì)一個(gè)6進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器的步驟：(1) 6狀態(tài)的編碼及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖設(shè)計(jì)(2)次

31、態(tài)Q3n+1 Q2n+1 Qin+1卡諾圖與最簡(jiǎn)狀態(tài)方程'“ -Qi nQn、一、0001111000010101000111101000XXXXXXn+1n nn nQ3= Q3 Qi + Q2 QiQ2n+1 = Q3n Q2n Qin + Q2n QinQin+1 = Qin(3) 觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程 假設(shè)選D觸發(fā)器，那么Q3n+1 = Q3n Qin + Q2n Qin= D3Q2n+1 二 Q3n Q2n Qin + Q2n Qin= D2Qin+i = Qin= Di(4) 自啟動(dòng)檢查110111100進(jìn)入有效循環(huán)3 一位計(jì)數(shù)譯碼顯示器原理框圖8DBB-七段譯廬驅(qū)動(dòng)器Ya Y

32、g=>421碼10圖2 一位譯碼顯示器框圖2.14 555定時(shí)器及其應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 掌握555定時(shí)器的邏輯功能。熟悉555定時(shí)器的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)儀器與器件(1) 實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱(2) 實(shí)驗(yàn)器件：自定。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)141 閃光燈電路2 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)3. “嘀-嘀聲響器的設(shè)計(jì)4“嘀嘟聲響器的設(shè)計(jì)5.煙霧監(jiān)測(cè)報(bào)警器其功能是：當(dāng)空氣中的煙霧濃度超過(guò)設(shè)定值時(shí)， 報(bào)警器燈光閃爍，并發(fā)出報(bào) 警聲。圖2為氣體取樣電路。虛框內(nèi)元件為半 導(dǎo)體煙霧傳感器，5V為元件燈絲的加熱電 壓，Rx為元件體電阻。當(dāng)空氣中的煙霧濃度 升高時(shí)，煙霧傳感器的體電阻下降，取樣電 路的輸出電壓增大。實(shí)驗(yàn)時(shí)取樣電路的輸出

33、 電壓可用電位器提供。要求設(shè)計(jì)電路方案，畫(huà)出電路框圖和原 理圖，并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。四、思考題：(1)(1)對(duì)于“嘀一嘀聲響器，問(wèn)聲音的節(jié)奏快慢是如何調(diào)節(jié)的？而音調(diào)的高低又是如何控制的？五、實(shí)驗(yàn)原理1.555定時(shí)器的工作原理及功能表放電端閾值輸入端觸發(fā)輸入端DISCRDTHOUTTRVco復(fù)位端(低電平有效)控制端圖1電路框圖功能表輸入輸出復(fù)位RD閾值端TH觸發(fā)端TR輸出端OUTTd狀態(tài)0XX低導(dǎo)通> (2/3 ) VCc> (1/3 ) VCc低導(dǎo)通1< (2/3 ) VCc> (1/3 ) VCc不變不變< (2/3 ) VCc< (1/3 ) VCc高截止2.

34、 555定時(shí)器構(gòu)成振蕩器(1)構(gòu)成施密特觸發(fā)器DISC RdViTH OUTTRVcovovivc Vtvi0 Vt -Vt+圖2 (c)電壓傳輸特性曲線圖2 (a)施密特觸發(fā)器圖2 (b)邏輯符號(hào)VT+= (2/3 ) VCc, VT- = (1/3 ) VCc,(2) 施密特觸發(fā)器-振蕩器vcvo圖3 (b)多諧振蕩器波形圖圖3 (a)多諧振蕩器(3) 利用DISC端作輸出放電管為集電極開(kāi)路結(jié)構(gòu)(OC,外接電阻使VO = DISC振蕩周期的公式T 0.7 ( R+2R) C圖3 (c) DISC端作輸出3 間隙聲響器(1)復(fù)位端的作用RD為復(fù)位端，當(dāng)RD=0時(shí)，RD輸出為0,電路停振;當(dāng)R

35、d =1時(shí)，電路工作，輸出振蕩波形電路框圖V02圖4 間隙聲響器框圖4. 兩音聲響器(1)控制端的作用假設(shè)Vco外接電壓，那么 Vt+= Vco , V = ( 1/2 ) VCo回差 Vt= ( 1/2 ) Vco(2) 電路框圖Vcot - V- T- tT- f J,發(fā)低音;圖3 (b)多諧振蕩器波形圖VcoJ V- J T J f T,發(fā)咼音低頻振蕩器VoiVco* 高頻振蕩器 15.滯回比擬器用單電源5V供電V co對(duì)應(yīng)氣體濃度的檢測(cè)電壓Uo(V)3.70.3 *Ui (V)不叫R1R2UOUI 二 UREFR1 R2 R1 R2滯回比擬器取 Uoh = 5V, Uol = 0VUR

36、EF=1.67V, R1/R2=1/5，用電位器調(diào)節(jié)UIR1 R2R2)URE弋U0V 02高音彳氐音高音彳氐音圖5 兩音聲響器框圖Up Un單限比擬器假設(shè)取 Uoh = 3.7V , Uol= 0.3V, UREF=1.614V, R1/R2=1/3.4。3.1數(shù)字電路邏輯功能的測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 掌握Multisim 2001仿真軟件的根本操作及仿真儀器的使用方法。(2) 掌握數(shù)字電路邏輯功能的仿真測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)171. 測(cè)試與非門(mén)74LS00N的邏輯功能2. 用字信號(hào)發(fā)生器測(cè)試與門(mén)74LS11N的邏輯功能3. 用示波器觀察反相器74LS04N的波形4用邏輯分析儀觀察異或門(mén)

37、74LS86N的波形5. 測(cè)試D觸發(fā)器74LS74N的邏輯功能6. 測(cè)試JK觸發(fā)器74LS73N的波形7. 用邏輯分析儀觀察觸發(fā)器的波形三、思考題：(1)、(2)、(3)。(1)觀察RC充放電波形，問(wèn)應(yīng)采用什么儀器？畫(huà)出一個(gè)測(cè)量2輸入或非門(mén)邏輯功能的測(cè)試圖。(3) 畫(huà)出一個(gè)測(cè)量觸發(fā)器 CP、Q波形的測(cè)試圖。四、實(shí)驗(yàn)原理1 .繪圖考前須知(1) 集成電路輸入端懸空等效低電平。不要懸空，根據(jù)要求接入電平；(2) 沒(méi)用的元器件刪去，且元器件不應(yīng)有懸空端。(3) 電路的仿真方式有真實(shí)與理想兩種。真實(shí)仿真必需放置電源圖標(biāo)和 數(shù)字地圖標(biāo)'，理想仿真沒(méi)有此要求。(4) 元件布局適當(dāng)稀疏，且就近設(shè)置電

38、源或地。2. 仿真過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題(1) 開(kāi)關(guān)：電源接通后假設(shè)開(kāi)關(guān)失靈，可通過(guò)點(diǎn)擊2次暫停/繼續(xù)開(kāi)關(guān)解決；(2) 仿真失敗，假設(shè)提示“ Time step too small，可選擇 Simulate'Default Instrument Settings'Maximum time step,修改時(shí)間步長(zhǎng)。假設(shè)提示器件或節(jié)點(diǎn) 連線有誤，可顯示節(jié)點(diǎn)并檢查。3.2加法器、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 熟悉加法器的邏輯功能及測(cè)試方法。(2) 掌握多位加法器的構(gòu)成及應(yīng)用。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)161. 半加器的設(shè)計(jì)2. 測(cè)試全加器的邏輯功能3. 用4位加法器實(shí)現(xiàn)代碼的轉(zhuǎn)換4. 用4位加法器實(shí)現(xiàn)4位數(shù)的減法運(yùn)

39、算5. 用4位減法器實(shí)現(xiàn)4位數(shù)的大小比擬6. 4位二進(jìn)制加、減運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)四、思考題在任務(wù)3中，欲將余3碼轉(zhuǎn)換為8421碼，如何實(shí)現(xiàn)？畫(huà)出電原理框圖。五、實(shí)驗(yàn)原理1一位全加器的邏輯符號(hào)圖1全加器邏輯符號(hào)si圖24位二進(jìn)制串行加法器3U盂523S3ESJ 壽agESCINBO ADB2 A22. 4位二進(jìn)制串行加法器CS3 S2 0 S0CINA3 A2 A1AoB3 B2B1Bo丫 丫 f r【°A B C D圖3代碼轉(zhuǎn)換電路3. 用4位加法器實(shí)現(xiàn)代碼轉(zhuǎn)換(1) 代碼轉(zhuǎn)換的原理余 3 碼=8421BCD 碼+ 3(2) 電路框圖4. 用4位加法器實(shí)現(xiàn)4位數(shù)的減法運(yùn)算(1) 4位減法

40、器原理設(shè)被減數(shù)A3A2A1A0?減數(shù)B3B2B1B0, 那么差值 D3D2DlDo= A3A2A1A0 B3B2B1B0 A3A2A1Ao+( B3B2B1B0)1=A3A2AlAo+( B3B2B1B0)反碼+ 15用4位減法器實(shí)現(xiàn)4位數(shù)的大小比擬(1) 4位數(shù)比擬的真值表(2)電路框圖輸入數(shù)據(jù)狀態(tài)減法器輸出比擬器輸出D3D2D1DOBYa=bY A >BYa v bA3A2A1 Ao B3B2B1BOooooO1OOA 3A2A1 Ao > B3B2B1Bo工oOO1OA 3A2A1 Ao V B3B2B1Bo工o1oO1(2)輸出函數(shù)表達(dá)式選擇最正確方案使電路最簡(jiǎn)。提示：比擬

41、器函數(shù)式的表達(dá)有多種形式，可以表述為是減法器的輸出變 量的函數(shù)；也可以將比擬器的某個(gè)輸出變量作為其它輸出變量的函數(shù)；選用不同的器件，可以使電路圖更為簡(jiǎn)單。進(jìn)位輸出CXB3 B2 B1 Bo6. 4位二進(jìn)制加、減運(yùn)算電路的設(shè)計(jì) 要求當(dāng)控制信號(hào)X 1時(shí)，實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算；當(dāng)X 0時(shí)， 實(shí)現(xiàn)加法運(yùn)算。方案討論：圖5加/減法運(yùn)算原理框圖 加法：S 3S2S1So= A3A2A1A0+B3B2B1B0減法：D3D2D1Do= A3A2A1Ao+( B3B2B1Bo)+ 1控制電路可用異或門(mén)實(shí)現(xiàn)。3.3計(jì)數(shù)器及譯碼顯示、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 掌握常用計(jì)數(shù)器的組成、特點(diǎn)及邏輯功能(2) 熟悉MSI顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)

42、用。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù) 1、2、4、51. 3位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)2. 3位異步二進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)4. 用CMO器件實(shí)現(xiàn)異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器5. 譯碼/驅(qū)動(dòng)器及顯示器的應(yīng)用 三、思考題：、(2)(1)由邊沿JK觸發(fā)器組成的M進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 其進(jìn)位或借位信號(hào)應(yīng)在第幾個(gè)時(shí)鐘作用下起作用？(2)在任務(wù)4、5中，假設(shè)希望通電后顯示自動(dòng)回零，如何實(shí)現(xiàn)？畫(huà)出相關(guān)部 分的原理圖。四、實(shí)驗(yàn)原理1. 異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器CP圖14位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器原理圖(1)異步：各觸發(fā)器CP到來(lái)不同時(shí)，翻轉(zhuǎn)時(shí)間異步(2) 加法規(guī)那么：每個(gè)Ci最低位必翻一 T ''低位，無(wú)進(jìn)位一高位不翻；低位，有進(jìn)位

43、，作為高位Ci高位 T '翻轉(zhuǎn)。(3) 計(jì)數(shù)值：4位計(jì)數(shù)值以二進(jìn)制累咼 最低位00來(lái)一個(gè)CP +101來(lái)一個(gè) CP +、 1102 .異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器減法規(guī)那么：每個(gè)Ci最低位必翻一 T ''低位，無(wú)借位一高位不翻；低位，有借位，作為高位Ci 高位T '翻轉(zhuǎn)。來(lái)一個(gè)CP f -來(lái)一個(gè)CP f -咼 最低位i iii 、0i"0i3. 異步二進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器假設(shè)用T'觸發(fā)器，控制CP的有效性: 最低位f CPX= 0,加法：CP = QiX = 1，減法：CP = Qi CPi = X Qi-i + XQi -1 =X® Qi4 .譯

44、碼/驅(qū)動(dòng)器及顯示BCD-七段譯碼/驅(qū)動(dòng)器45ii將代表十進(jìn)制數(shù)字的842iBCD代碼譯成數(shù)碼管顯示該數(shù)字所需的 7個(gè)高電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)的CMO器件鎖存信號(hào)， 高電平鎖存DdDcDbDa圖3譯碼/驅(qū)動(dòng)器及顯示實(shí)驗(yàn)圖如：輸入DDcDBD= 000i f QB=QC=i其余七段譯碼輸出二0,顯示“ i3.4 CMOS門(mén)電路在波形產(chǎn)生與整形中的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟悉用CMO門(mén)電路構(gòu)成脈沖波形的產(chǎn)生與整形電路。(1)掌握脈沖波形產(chǎn)生與整形電路的仿真技術(shù)。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)1、2。1 非對(duì)稱式多諧振蕩器(1)設(shè)計(jì)一個(gè)振蕩頻率約1kHz,幅值為4V的非對(duì)稱式多諧振蕩器。估 算元件參數(shù)。(4) 修改電路，使之成為可

45、控振蕩器，即 K= 1時(shí)起振；K= 0時(shí)停振。2. 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(1)設(shè)計(jì)一個(gè)整形電路，輸入為頻率為 500HZ、幅值為4V的方波信號(hào), 要求輸出電壓的脈寬為0.1ms，幅值約4V。二、思考題在真實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)，CMOST電路的多余輸入端應(yīng)如何處理？假設(shè)任其懸空，會(huì)造成什么后果？ 四、實(shí)驗(yàn)原理1 非對(duì)稱式多諧振蕩器 1rI1U011-|RN k-1Rw1UIRf圖1非對(duì)稱式多諧振蕩器限流電阻/C靜態(tài)(見(jiàn)圖2) 反相器于放大區(qū)，由Rf保證電路起振見(jiàn)圖3波形ui T 如噪音引起f uoiuo Tu i T <VO1振蕩見(jiàn)圖3波形T 2.2R fCVO正反應(yīng)信號(hào)逐漸放大f uo TT = VO

46、htw 0.7RCCdV dd圖4微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器原理圖ViViV01VRVo圖3工作波形注意：仿真時(shí)環(huán)境為理想，不會(huì)起振，需設(shè)置初始條件，如電容上加有電壓, 或輸入端用開(kāi)關(guān)參加小尖峰脈沖。2 微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器注意：Vi'必須為窄脈沖，可調(diào)小Rd、Cd的時(shí)間常數(shù)4.2用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)門(mén)電路及比擬器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握用MAX + plus n軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的文本輸入設(shè)計(jì)法。熟悉用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)邏輯門(mén)的方法。(3)能夠利用波形圖分析電路功能。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及主要器件(1)實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱、微機(jī)、編程軟件及下載板。 實(shí)驗(yàn)器件：在系統(tǒng)可編程器件EPM7128SLC84 -15。

47、三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容任務(wù)131. 用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)與門(mén)：要求動(dòng)態(tài)仿真，并記錄輸入、輸出波形。2. 用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)3輸入與非門(mén)：要求動(dòng)態(tài)仿真，并記錄輸入、輸出波形。3 .用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)一個(gè)一位比擬器qoq1q2圖4.2.2 位比擬器的電路框圖比擬器的電路框圖如圖 所示，真值表如表 所示。要 求動(dòng)態(tài)仿真，記錄輸入、輸出波形。設(shè)計(jì)無(wú)誤后，將設(shè)計(jì)結(jié)果編程下載到 EPM7128SLC84 -5器件中，并實(shí)測(cè)驗(yàn)證EPM7128SLC84-15的邏輯功能。表4.2.2位比擬器的真值表a和b的比擬q0q1q2a= b100a>b010a<b001四、思考題(1) VHDL語(yǔ)言的根本特征是什么，一

48、個(gè)完整的VHDL程序有哪些根本組成局部？答: VHDL是一種用普通文本形式設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的硬件描述語(yǔ)言，通過(guò)描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為、功能和接口，將一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)工程(或稱設(shè)計(jì)實(shí)體)分成內(nèi)外兩局部：外部端口信號(hào)的可視局部和端口信號(hào)之間邏輯關(guān)系的內(nèi)部不可視局部。相比傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)方法， 用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)電路具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、閱讀方便的特點(diǎn)。一個(gè)VHDL程序必須包括實(shí)體(ENTITY)和結(jié)構(gòu)體(ARCHITECTURE),多數(shù)程序還要包 含庫(kù)和程序包局部。五、實(shí)驗(yàn)原理CPLD一、可編程邏輯器件1.器件簡(jiǎn)介組合電路：與、或門(mén)與或式邏輯電路構(gòu)成 Yt-時(shí)序電路：與、或門(mén)加觸發(fā)器大量高至幾百萬(wàn)個(gè)獨(dú)立的與或門(mén)構(gòu)

49、成的與陣列、或陣列、觸發(fā)器、可配置的連線 t形成宏大的功能極強(qiáng)的單片CPLD大規(guī)模集成電路。根據(jù)所要求的特定功能，對(duì)器件進(jìn)行編程，內(nèi)部器件連線t特定功能的專用芯片。PLD優(yōu)點(diǎn)：1.摒棄小中規(guī)模通用芯片構(gòu)成的傳統(tǒng)方法，所以復(fù)雜電路的規(guī)模減小。2.通用芯片有固定邏輯功能，構(gòu)成的電路技術(shù)很難保護(hù)。專用芯片是電路 設(shè)計(jì)者自己制造出來(lái)的， 而且很容易設(shè)置保密位， 從而形成電路設(shè)計(jì)者自 己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。廠FPGA 現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列：有大量觸發(fā)器，更易設(shè)計(jì)時(shí)序電路。編程數(shù) 據(jù)只需通過(guò)簡(jiǎn)單設(shè)備即可下載到芯片中，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)編程功能。PLD V分類(lèi).CPLD 復(fù)雜可編程邏輯器件：大量門(mén)電路，更易設(shè)計(jì)組合電路。編程數(shù) 據(jù)必需通過(guò)計(jì)算機(jī)下載到芯片中。在系統(tǒng)編程芯片，可在電 路板上直