數(shù)字邏輯電路實驗(自考)

1、實驗一 集成電路觸發(fā)器及應(yīng)用一 實驗?zāi)康? 驗證基本RS觸發(fā)器的邏輯功能二 實驗原理觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，用以表示邏輯狀態(tài)“1”和邏輯狀態(tài)“0”，在一定的外界信號作用下，可以從一個穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一個穩(wěn)定狀態(tài)，它是一個具有記憶功能的二進(jìn)制信息存儲器件，是構(gòu)成各種是序電路的最基本的邏輯單元。1、 基本RS觸發(fā)器由兩個與非門交叉偶合構(gòu)成，電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號如1所示：圖1基本RS觸發(fā)器具有置“0”、置“1”和保持三種功能。通常稱=1時的輸出狀態(tài)為保持。另外，基本RS觸發(fā)器也可以用兩個“或非門”組成，注意，此時為高電平觸發(fā)有效。三 實驗器件數(shù)字實驗箱集成電路芯片：74LS00（4011）電阻： 3.3

2、K2四、實驗內(nèi)容1. 用基本RS觸發(fā)器組成一個無抖動的開關(guān)（單脈沖發(fā)生器或稱消抖動開關(guān)）電路連接如圖2所示使用微動開關(guān)作為、端的控制輸入。圖2畫出RS觸發(fā)器真值表實驗體會：通過本次實驗，加深了我對RS觸發(fā)器基本功能的認(rèn)識，鍛煉了我的動手能力，達(dá)到了理論了解實際的目的！實驗二 555集成電路及應(yīng)用一 實驗?zāi)康?1. 熟悉555集成電路的電路結(jié)構(gòu)，工作原理及其特點。 2. 掌握555集成電路的基本應(yīng)用。二 實驗原理 555又稱為集成定時器，是一種數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成電路，其應(yīng)用十分廣泛。它是一種產(chǎn)生時間延遲和多種脈沖信號的電路。由于內(nèi)部電壓標(biāo)準(zhǔn)使用了三個5K電阻，故取名為555電路。其電路

3、類型有雙極型和CMOS型兩大類，二者的結(jié)構(gòu)與工作原理類似。幾乎所有的雙極型產(chǎn)品型號最后的三位數(shù)碼都是555或556，所有的CMOS產(chǎn)品型號最后四位數(shù)碼都是7555或7556，二者的邏輯功能和引腳排列完全相同，易于互換。555和7555是單定時器，556和7556是雙定時器。雙極型的電源電壓范圍為：+5V+16V，輸出的最大負(fù)載電流可達(dá)200mA，CMOS型的電源電壓范圍為：+3V+18V，但輸出最大負(fù)載電流在4mA以下。555內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖1及外部引腳排列圖2所示： 圖1 圖2引腳功能：1：接地； 2：觸發(fā)端（VI2）； 3：輸出端（u0）；4：復(fù)位端（）； 5：控制電壓端（VC0）；6：閾

4、值端，比較器C1輸入（VI1）；7：放電端（u0）；8：電源端（VCC）。電路由三部分組成：比較器C1C2為第一部分（參考電壓形成電路），基本RS觸發(fā)器為第二部分，集電極開路輸出的放電三極管TD和G3為第三部分，輸出驅(qū)動電路和放電開關(guān)管TD、G3作用是提高電路帶負(fù)載的能力。555定時器主要是與電阻、電容構(gòu)成充放電電路，并由兩個比較器來檢測電容器上的電壓，以確定輸出電平的高低和放電開關(guān)管的通斷。這就很方便地構(gòu)成從微秒到數(shù)十分鐘的延時電路，可方便地構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)器、多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生或波形變換電路。三 實驗器件 雙蹤示波器數(shù)字實驗箱 函數(shù)發(fā)生器 集成電路芯片：NE555 電阻、電容若

5、干 555引腳分布圖如圖3所示： 圖3四 實驗內(nèi)容 1. 用555定時器設(shè)計一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 電路設(shè)計基本原理 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個不同的工作狀態(tài)。在外界觸發(fā)脈沖作用下，它能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時間之后，再自動返回穩(wěn)態(tài)；暫穩(wěn)態(tài)維持時間的長短取決于電路本身的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無關(guān)。由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有這些特點，常用來產(chǎn)生具有固定寬度的脈沖信號。 用555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是負(fù)脈沖觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，且暫穩(wěn)態(tài)維持時間為TW = lnRC = 1.1RC，即僅與電路本身的參數(shù)R、C有關(guān)。 1、按圖4連接，取R 1=30K，R = 100K C = 0.1u

6、f，C1= C2 = 0.01uf 輸入信號ui由單次脈沖源提供，用雙蹤示波器觀察輸入ui、輸出u0波形，測定輸出波形幅度與暫穩(wěn)態(tài)時間tW。 2、 將R改變?yōu)? K，輸入端加1KHz的連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀察輸入ui、輸出uo波形，測定幅度、頻率及暫穩(wěn)態(tài)時間tW。 圖4 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實驗體會：通過本次實驗，使我學(xué)習(xí)了555的相關(guān)功能，著重學(xué)習(xí)了圍繞555搭接的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器相關(guān)功能，對555的認(rèn)識不斷加深！實驗三 12V雙向電壓變換器一 實驗?zāi)康?. 學(xué)習(xí)簡單綜合電路的搭試。2. 鍛煉實際動手調(diào)試的能力。二 實驗原理雙向電壓變換器的電路如圖1所示。電路可以將+5V直流壓變換為12V雙向電壓。

7、圖1 12V雙向電壓變換器的電路圖2 A、B波形非門1、2組成振蕩器，它產(chǎn)生頻率為8KHz，占空比為50%的方波信號。該信號輸入給IC2CD4017觸發(fā)器的CL端，經(jīng)IC2的二分頻，在非門3與非門2的輸出端A和B，便可得到圖2所示的波形，它們在不同的時間有著不同的電平關(guān)系，從而形成VT1、VT2工作狀態(tài)的四個區(qū)域。在t1區(qū)域，VT1和VT2均導(dǎo)通，在L上流過一定的電流；在t2區(qū)域，VT1導(dǎo)通，VT2截止，由于L上的電流不能突變，t1區(qū)域段的電流依然維持并通過VT1和VT2流向C2，在C2上產(chǎn)生正電壓；在t3區(qū)域，VT1和VT2均導(dǎo)通；在t4區(qū)域，VT1截止，VT2導(dǎo)通，t3區(qū)域段的電流依然維持并通過VT2和VT1向C1充電，因為電流是反向的，所以在C2上產(chǎn)生負(fù)電壓。 以上過程不斷地重復(fù)進(jìn)行，于是在C1和C2上便可得到正負(fù)12V的電壓輸出。三 實驗器件 數(shù)字實驗箱 集成電路芯片 CD4011 CD4017 CD4069 9012（PNP）9013（NPN） 電感：300uH 電阻：1M、68K、24.7K，電容：100u、1000P若干。 引腳分配如圖3所示: 圖3四 實驗內(nèi)容按電路圖搭試電路并驗證。 實