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文檔簡介
數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中國礦業(yè)大學(xué)電工電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心一、課程的性質(zhì)、目的及任務(wù)通過實(shí)驗(yàn):1.鞏固和加深對(duì)數(shù)字電子技術(shù)理論知識(shí)的理解;2.能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行數(shù)字電路的綜合設(shè)計(jì)和實(shí)踐;3.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力、創(chuàng)新研究能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng);4.為畢業(yè)設(shè)計(jì)及工程實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)。
《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》是繼《數(shù)字電子技術(shù)》課程之后而開設(shè)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課程,是理論教學(xué)的深化和補(bǔ)充,是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。二、本課程的基本要求通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)達(dá)到下列基本要求:1.正確使用電子儀器及設(shè)備。2.能獨(dú)立設(shè)計(jì)電路、操作及完成實(shí)驗(yàn)。3.能準(zhǔn)確的讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),測繪波形曲線,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,編寫完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。4.能獨(dú)立分析問題和解決問題,具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。三、實(shí)驗(yàn)方式本課程是以實(shí)驗(yàn)為主的獨(dú)立課程,實(shí)驗(yàn)采用三種方式:第一種方式:在實(shí)驗(yàn)室利用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行硬件電路實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的使用,設(shè)計(jì)電路并付諸實(shí)踐的方法、步驟;第二種方式:在機(jī)房利用EWB軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),使學(xué)生了解、熟悉數(shù)字電子技術(shù)先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段和方法;第三種方式:開放式實(shí)驗(yàn),學(xué)生領(lǐng)用簡易實(shí)驗(yàn)箱及實(shí)驗(yàn)元器件,課內(nèi)外相接合,完成課程指定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,在指定時(shí)間演示實(shí)驗(yàn)結(jié)果,鼓勵(lì)學(xué)生完成自主設(shè)計(jì)的創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)。說明:
1.本課程以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主,實(shí)驗(yàn)前學(xué)生必須進(jìn)行預(yù)習(xí),預(yù)習(xí)報(bào)告經(jīng)批閱后,方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
2.實(shí)驗(yàn)1人1組,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),由學(xué)生獨(dú)立完成。
3.本次實(shí)驗(yàn)交上次實(shí)驗(yàn)報(bào)告。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.每個(gè)實(shí)驗(yàn)完畢后,學(xué)生應(yīng)認(rèn)真寫出一份簡潔、規(guī)范、有見解的實(shí)驗(yàn)報(bào)告.2.實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容包括:實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃O(shè)計(jì)電路、簡要原理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析,總結(jié)和討論。3.課程結(jié)束時(shí),學(xué)生需寫出一份課程小結(jié),內(nèi)容包括對(duì)課程的評(píng)價(jià)、建議和要求,自己的收獲和體會(huì)。五、實(shí)驗(yàn)安排:序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)注11.實(shí)驗(yàn)儀器的使用及集成門電路參數(shù)測試
2.組合邏輯電路設(shè)計(jì):數(shù)字密碼鎖電路設(shè)計(jì)4⑴2組合邏輯電路設(shè)計(jì):三種方法設(shè)計(jì)全減器4⑵3集成觸發(fā)器及其應(yīng)用:三人智力搶答器,
序列信號(hào)產(chǎn)生電路。
3⑴4移位寄存器及其應(yīng)用:八位彩燈雙向移動(dòng)控制電路設(shè)計(jì),串行加法器(Ja+Jb=Jc)。4⑵5計(jì)數(shù)、譯碼及顯示電路:60進(jìn)制,24進(jìn)制,12歸1電路設(shè)計(jì)。
3⑴6綜合實(shí)驗(yàn):題目自擬及555定時(shí)器應(yīng)用。5⑵7實(shí)驗(yàn)考試(硬件操作、軟件上機(jī))。1注⑴:實(shí)際電路操作,在實(shí)驗(yàn)室完成。⑵:計(jì)算機(jī)仿真,在機(jī)房完成。六、評(píng)價(jià)方式
本課程采用平時(shí)考核、期末考試來綜合評(píng)定學(xué)生成績。
1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)占30~40%;
2.自擬題目設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)占20%;
3.期末考試占40~50%。七、主要參考書⒈《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》曹國清中國礦業(yè)大學(xué)出版社⒉《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》電工電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心⒊《電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測試》謝自美主編華中科技大學(xué)出版社⒋《電子電路實(shí)驗(yàn)與仿真》路勇主編清華大學(xué)出版社⒌《TTL、COMS集成電路手冊(cè)》八、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)⒈遵守《學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則》。⒉服從指導(dǎo)老師的管理和安排。⒊注意用電安全,確保人身、設(shè)備不出意外。⒋愛護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)施及實(shí)驗(yàn)器件,人為損壞按價(jià)賠償。⒌保持實(shí)驗(yàn)環(huán)境的整潔,每次實(shí)驗(yàn)完成后整理現(xiàn)場。第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)字實(shí)驗(yàn)邏輯箱的使用TTL集成門電路參數(shù)測試及功能檢測數(shù)字密碼鎖的設(shè)計(jì)S3~S0:有原、反兩種信號(hào)輸出S7~S4:僅有原變量輸出數(shù)字實(shí)驗(yàn)邏輯箱的使用~220V
電源區(qū)
信號(hào)源區(qū)導(dǎo)線放置區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)輔助區(qū)AC220V
顯示區(qū)L1L8
L6L5L4L3L7L2
由面包板組成
K1K2K3K4K5K6K7K8
CH1CH2
+5V
GND
+5V±9V
—9V
+9V
數(shù)據(jù)開關(guān)上:1
下:0
連續(xù)脈沖源
10K470
數(shù)據(jù)燈:高電平點(diǎn)亮
總電源開關(guān)5V電源開關(guān)輸入代碼:41-41-41-4455周期調(diào)節(jié):1→T增加
0→T減少Vp內(nèi)容:⑴測試+5V電源;⑵測試數(shù)據(jù)開關(guān);⑶測試數(shù)據(jù)燈;⑷測試脈沖源。面包板簡介列內(nèi)已相連段內(nèi)內(nèi)部相連引電源(5V)引地線(GND)集成電路段內(nèi)內(nèi)部相連2.TTL集成門電路參數(shù)測試及功能檢測標(biāo)志GNDVCC(5V)74系列集成電路使用注意:⑴了解各引腳的邏輯功能。
⑵正確施加電源(+5V、GND)。
!雙列直插式封裝28DIP123141528參數(shù)測試及功能檢測具體電路參考實(shí)驗(yàn)講義內(nèi)容:⑴測輸出高電平;⑵測輸出低電平;⑶與非邏輯功能測試;⑷用與非門實(shí)現(xiàn)異或門。3.數(shù)字密碼鎖的設(shè)計(jì)數(shù)字鎖ABCD輸入密碼E使能控制KZ開鎖報(bào)警密碼鎖模型設(shè)輸入密碼ABCD=1101時(shí):解:使能E=1時(shí):密碼正確,開鎖K=1。
密碼錯(cuò)誤,報(bào)警Z=1。EABCDKZ0×0010000011┇01111011011110011111101簡化真值表使能E=0時(shí):不開鎖,不報(bào)警
?;喤c變換電路全部原變量輸入(6個(gè)門)允許反變量輸入(5個(gè)門)第二次實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求任務(wù):用三種方法實(shí)現(xiàn)全減器
⑴異或門(74LS86)⑵譯碼器(74LS138)⑶數(shù)據(jù)選擇器(74LS153)
可用輔助門:74LS00、74LS20預(yù)習(xí)要求:有完整的電路設(shè)計(jì)步驟:變量設(shè)定、真值表、降維卡諾圖、表達(dá)式、電路圖(表達(dá)式和電路一致)。簡述工作原理。第二次實(shí)驗(yàn)EWB軟件(ElectronicWorkbench)在數(shù)字電路中的應(yīng)用簡介。ElectronicWorkbench使用練習(xí):用三種方法設(shè)計(jì)全減器。1.EWB軟件(ElectronicWorkbench)在數(shù)字電路中的應(yīng)用簡介。參考
電路1用異或門用集成芯片用門電路輸入用開關(guān)輸出用探針參考電路2用譯碼器輸入用邏輯字發(fā)生器輸出用探針。參考電路3用數(shù)據(jù)選擇器輸出用邏輯分析儀。輸入用邏輯字發(fā)生器ABCSnCn第三次實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求任務(wù):1.三人搶答器電路設(shè)計(jì)器件選用74LS74(D觸發(fā)器)和少量門2.“111100010011010”序列信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)1.三人搶答器電路設(shè)計(jì)要求:⑴設(shè)置1個(gè)主持人開關(guān),3個(gè)搶答人開關(guān)。⑵主持人開關(guān)能清除以前的搶答結(jié)果。⑶一人搶答成功后,其他人再搶無效。預(yù)習(xí)要求:設(shè)計(jì)3種搶答器電路,分別敘述搶答的工作原理,繪制電路圖,比較各種電路的特性。三人搶答器參考電路1三人搶答器參考電路22.“111100010011010”序列信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)要求:⑴有完整的設(shè)計(jì)過程(列移位狀態(tài)表、求D0、畫電路);⑵具有自啟動(dòng)能力。參考電路111
1000
100110101
第三次實(shí)驗(yàn)要求任務(wù):1.三人搶答器電路設(shè)計(jì)器件選用74LS74(D觸發(fā)器)和少量門2.“111100010011010”序列信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)1.三人搶答器電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù):⑴設(shè)置1個(gè)主持人按鍵,3個(gè)搶答人按鍵。⑵主持人按鍵能清除以前的搶答結(jié)果。⑶一人搶答成功后,其他人再搶無效。設(shè)計(jì)要求:設(shè)計(jì)3種搶答器電路,分別敘述搶答的工作原理,繪制電路圖,比較各種電路的特性。注:原理敘述時(shí)要注明主持人按鍵和搶答人按鍵的邏輯值,即⑴主持人按鍵在清0和不清0時(shí),分別處在什么電平位置;⑵搶答人按鍵平時(shí)處在什么電平位置,搶答時(shí)處在什么電平位置。三人搶答器參考電路1三人搶答器參考電路2三人搶答器參考電路3三人搶答器參考電路4原理:搶答者合上搶答開關(guān)(=1),同時(shí)產(chǎn)生數(shù)據(jù)D和CP脈沖。同時(shí)封鎖其他搶答人的CP脈沖。設(shè)計(jì)缺點(diǎn):第一個(gè)搶答人合上開關(guān)后,不能拉下來,否則其他人能再次搶答。主持人開關(guān)三人搶答器參考電路5原理:搶答者合上搶答開關(guān)(=1),產(chǎn)生CP脈沖。搶答成功后
Q’=0封鎖其他搶答人的CP脈沖。2.“111100010011010”序列信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)要求:⑴有完整的設(shè)計(jì)過程(列移位狀態(tài)表、求D0、畫電路);⑵具有自啟動(dòng)能力。410001050001006001001701001115011110810011090011011001101011110101121010111301011114101111①列移位狀態(tài)表②確定D0的取值序列信號(hào):111100010011010態(tài)序序列Q3Q2Q1Q0D0011110111110021110003110001111110111111010010110100Q3Q2Q1Q0D0在0000狀態(tài)能自啟動(dòng)時(shí),Do表達(dá)式為:410001050001006001001701001115011110810011090011011001101011110101121010111301011114101111①列移位狀態(tài)表②確定D0的取值序列信號(hào):111100010011010態(tài)序序列Q3Q2Q1Q0D0011110111110021110003110001111110111111010010110100Q3Q2Q1Q0D0在0000狀態(tài)能自啟動(dòng)時(shí),Do表達(dá)式為:1化簡:00001求自啟動(dòng):參考電路111
1000
100110101
第四次實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求任務(wù):移位寄存器及應(yīng)用⑴設(shè)計(jì)雙向八位彩燈控制電路⑵4位串行加法電路設(shè)計(jì)選用器件:74LS194(雙向移位寄存器)
74LS74(D觸發(fā)器)和少量門(1)74LS194:輸入輸出1234567801111111×1↑↑↑↑↑↑××××111010010100××××××1×0××1×0××××××××××D0
D1
D2
D3××××××××××××××××××××0000Q00Q10Q20Q30D0
D1
D2
D3Q1nQ2nQ3n1Q1nQ2nQ3n01
Q0nQ1nQ2n0
Q0nQ1nQ2nQ00Q10Q20Q30左移,右移,并入,保持—4種功能,雙變量控制S1、S0。(功能表P146)功能:⑴雙向八位彩燈控制電路設(shè)計(jì)174LS194DLDRS1S074LS194DLDRS1S01DD&CPFF1FF2(2)彩燈控制電路
由2片74LS194、2個(gè)D觸發(fā)器和1個(gè)與門組成。Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3174LS194DLDRS1S01CP1.兩片74LS194級(jí)聯(lián)成8位移位寄存器。Q0Q1Q2Q374LS194DLDRS1S0Q0Q1Q2Q3174LS194DLDRS1S074LS194DLDRS1S01CP2.彩燈移位非左即右,即S1S0=01或S1S0=10,由D觸發(fā)器構(gòu)成的T’觸發(fā)器控制(FF2)。DFF2Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3174LS194DLDRS1S074LS194DLDRS1S01DCP3.設(shè)S1S0=10(194的Q3從DL接收數(shù)據(jù),從Q0移出數(shù)據(jù)),在CP作用下彩燈依次點(diǎn)亮。10FF2Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3174LS194DLDRS1S074LS194DLDRS1S01DD&CP4.在8個(gè)CP過后,彩燈全亮,反饋信號(hào)送至D觸發(fā)器(FF1)。1FF1FF210Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3174LS194DLDRS1S074LS194DLDRS1S01DD&CP4.第9個(gè)CP,使FF1置1,其/Q=0,將74LS194清0,彩燈全滅;熄滅后反饋信號(hào)由1→0。1→0FF2FF10101Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3174LS194DLDRS1S074LS194DLDRS1S01DD&CP5.同時(shí),F(xiàn)F1的Q端由0→1,產(chǎn)生FF2的CP信號(hào),使FF2翻轉(zhuǎn),S1S0=01。01→00→1FF2FF110Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3174LS194DLDRS1S074LS194DLDRS1S01DD&CP6.第10個(gè)CP,使FF1重新置0,Q端由1→0,/Q端由0→1,解除對(duì)74LS194的清0,使74LS194可以進(jìn)行反向移位。001FF2FF11→00→1Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3174LS194DLDRS1S074LS194DLDRS1S01DD&CP7.第11個(gè)CP開始,彩燈反向逐個(gè)點(diǎn)亮。由此電路實(shí)現(xiàn)彩燈逐個(gè)點(diǎn)亮--全亮后熄滅--再反向逐個(gè)點(diǎn)亮--全亮后熄滅的循環(huán)控制。001FF2FF101Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3雙向八位彩燈控制電路設(shè)計(jì)(EWB)波形11189101918實(shí)驗(yàn)報(bào)告回答問題:1.畫輸出波形(需包含19個(gè)CP)。2.如cp1到來使第一個(gè)燈亮,并說明CP8、CP9、CP10、CP11
時(shí)電路的工作狀態(tài)。預(yù)習(xí)報(bào)告要求:1.設(shè)計(jì)電路。2.簡述工作原理。⑵4位串行加法電路設(shè)計(jì)需解決的問題:1.進(jìn)行一位全加~用一位全加器;2.被加數(shù)、加數(shù)的移位輸出~移位寄存器(并入串出);3.一位全加和的保存~移位寄存器(串入并出);4.低位進(jìn)位的保存并參與高位的相加~觸發(fā)器。串行加法:即利用一位全加器進(jìn)行多位二進(jìn)制數(shù)相加。一位全加器加數(shù)被加數(shù)01100111本位和進(jìn)位低位進(jìn)位⑵4位串行加法電路設(shè)計(jì)194(1):被加數(shù),低位串出。194(2):加數(shù),低位串出。194(3):最終和,高位串入?!?1位全加器,進(jìn)行1位加法。D:寄存本位進(jìn)位,使之參與高位相加。[N]控制S1,N=1→S1S0=11→置數(shù)
N=0→S1S0=01→右移[M]控制脈沖:上升沿194、d觸發(fā)器工作被加數(shù)和
加數(shù)設(shè)置如執(zhí)行:6+7第1拍:194置數(shù),⑴=0110,⑵=0111,⑶=0000
全加器:0+1+0本位和=1
本位進(jìn)位=0置數(shù)[N]控制S1,N=1→S1S0=11→置數(shù)
N=0→S1S0=01→右移[M]控制脈沖:上升沿194、d觸發(fā)器工作第2拍:194右移,⑴=0011,⑵=0011,⑶=1000
全加器:1+1+0本位和=0
本位進(jìn)位=10110011110000右移[N]控制S1,N=1→S1S0=11→置數(shù)
N=0→S1S0=01→右移[M]控制脈沖:上升沿194、d觸發(fā)器工作第3拍:194右移,⑴=0001,⑵=0001,⑶=0100
全加器:1+1+1本位和=1
本位進(jìn)位=10011001101000低位進(jìn)位經(jīng)D鎖存參與相加。[N]控制S1,N=1→S1S0=11→置數(shù)
N=0→S1S0=01→右移[M]控制脈沖:上升沿194、d觸發(fā)器工作第4拍:194右移,⑴=0000,⑵=0000,⑶=1010
全加器:0+0+1本位和=1
本位進(jìn)位=00001000110100低位進(jìn)位經(jīng)D鎖存參與相加。[N]控制S1,N=1→S1S0=11→置數(shù)
N=0→S1S0=01→右移[M]控制脈沖:上升沿194、d觸發(fā)器工作第5拍:194右移,⑴=0000,⑵=0000,⑶=1101
全加器:0+0+0本位和=0
本位進(jìn)位=000000000110105拍后完成運(yùn)算。[N]控制S1,N=1→S1S0=11→置數(shù)
N=0→S1S0=01→右移[M]控制脈沖:上升沿194、d觸發(fā)器工作有關(guān)向高位的進(jìn)位:如進(jìn)行13+6運(yùn)算:1101+0110=10011第5拍之后:最終和:0011在194(3)中;
向高位的進(jìn)位可從D的Q端(或194(3)
的SR端)取得。向高位的進(jìn)位[N]控制S1,N=1→S1S0=11→置數(shù)
N=0→S1S0=01→右移[M]控制脈沖:上升沿194、d觸發(fā)器工作可以用開關(guān)進(jìn)行被加數(shù)和加數(shù)的設(shè)置。被加數(shù)=ASDF,加數(shù)=ZXCV[N]控制S1,N=1→S1S0=11→置數(shù)
N=0→S1S0=01→右移[M]控制脈沖:上升沿194、d觸發(fā)器工作預(yù)習(xí)要求:⑴設(shè)計(jì)電路,敘述工作原理,舉例說明每個(gè)CP電路的工作狀態(tài)。⑵能否改進(jìn)電路,使之4拍之后就完成運(yùn)算。2片74LS194級(jí)聯(lián)成8位左移或右移電路,SR2=QD1,SL1=QA2。2.為使燈點(diǎn)亮,總的移入數(shù)據(jù):SR1=SL2=1。(1)(2)FF1FF2CP1CPD2參考電路⑴雙向八位彩燈控制電路設(shè)計(jì)參考電路3.FF1的輸出控制74LS194的移位方向,F(xiàn)F1構(gòu)成了T’觸發(fā)器,當(dāng)有CP1時(shí)→FF1翻轉(zhuǎn)→使74LS194換向移位。(1)(2)FF1FF2CP1CPD2參考電路(1)(2)FF1FF2CP1CPD24.當(dāng)8個(gè)燈未全亮?xí)r(D2=0),每個(gè)CP的到來使→
Q2=0;
當(dāng)8個(gè)燈全亮?xí)r(D2=1),下個(gè)CP來時(shí)→Q2’
=0→燈全滅。同時(shí):→Q2=1→產(chǎn)生CP1→使FF1觸發(fā)翻轉(zhuǎn)→控制換向。Q2Q2’參考電路(1)(2)FF1FF2CP1CPD25.當(dāng)8個(gè)燈被熄滅后(D2=0),下個(gè)CP來時(shí)→
Q2=0,使CP1回到0態(tài)?!鶴2’
=1,釋放74LS194的清0端,使之可以移位。以后,每來一個(gè)CP,等按新的方向逐個(gè)點(diǎn)亮。Q2Q2’波形實(shí)驗(yàn)報(bào)告回答問題:1.畫輸出波形(需包含19個(gè)CP)。2.如cp1到來使第一個(gè)燈亮,并說明CP8、CP9、CP10、CP11
時(shí)電路的工作狀態(tài)。預(yù)習(xí)報(bào)告要求:1.設(shè)計(jì)電路。2.簡述工作原理。11189101918第四次實(shí)驗(yàn)任務(wù):移位寄存器及應(yīng)用⑴設(shè)計(jì)雙向八位彩燈控制電路⑵4位串行加法電路設(shè)計(jì)選用器件:74LS194(雙向移位寄存器)
74LS74(D觸發(fā)器)和少量門2片74LS194級(jí)聯(lián)成8位左移或右移電路,SR2=QD1,SL1=QA2。2.為使燈點(diǎn)亮,總的移入數(shù)據(jù):SR1=SL2=1。(1)(2)FF1FF2CP1CPD2參考電路⑴雙向八位彩燈控制電路設(shè)計(jì)參考電路3.FF1的輸出控制74LS194的移位方向,F(xiàn)F1構(gòu)成了T’觸發(fā)器,當(dāng)有CP1時(shí)→FF1翻轉(zhuǎn)→使74LS194換向移位。(1)(2)FF1FF2CP1CPD2參考電路(1)(2)FF1FF2CP1CPD24.當(dāng)8個(gè)燈未全亮?xí)r(D2=0),每個(gè)CP的到來使→
Q2=0;
當(dāng)8個(gè)燈全亮?xí)r(D2=1),下個(gè)CP來時(shí)→Q2’
=0→燈全滅。同時(shí):→Q2=1→產(chǎn)生CP1→使FF1觸發(fā)翻轉(zhuǎn)→控制換向。Q2Q2’參考電路(1)(2)FF1FF2CP1CPD25.當(dāng)8個(gè)燈被熄滅后(D2=0),下個(gè)CP來時(shí)→
Q2=0,使CP1回到0態(tài)。→Q2’
=1,釋放74LS194的清0端,使之可以移位。以后,每來一個(gè)CP,等按新的方向逐個(gè)點(diǎn)亮。Q2Q2’波形實(shí)驗(yàn)報(bào)告回答問題:1.畫輸出波形(需包含19個(gè)CP)。2.如cp1到來使第一個(gè)燈亮,并說明CP8、CP9、CP10、CP11
時(shí)電路的工作狀態(tài)。預(yù)習(xí)報(bào)告要求:1.設(shè)計(jì)電路。2.簡述工作原理。11189101918⑵4位串行加法電路設(shè)計(jì)194(1):被加數(shù),低位串出。194(2):加數(shù),低位串出。194(3):最終和,高位串入?!?1位全加器,進(jìn)行1位加法。D:寄存本位進(jìn)位,使之參與高位相加。被加數(shù)和
加數(shù)設(shè)置如執(zhí)行:6+7第1拍:置數(shù)置數(shù)⑴=0110
⑵=0111
+
0
01⑶=0000⑴=0011
⑵=0011
+
0
10⑶=1000第2拍:右移右移⑴=0110
⑵=0111
+
0
01⑶=0000第1拍:置數(shù)⑴=0011
⑵=0011
+
0
10⑶=1000第3拍:右移右移⑴=0110
⑵=0111
+
0
01⑶=0000第1拍:置數(shù)第2拍:右移⑴=0001
⑵=0001
+
1
11⑶=0100低位進(jìn)位經(jīng)D鎖存參與相加。低位進(jìn)位經(jīng)D鎖存參與相加。⑴=0011
⑵=0011
+
0
10⑶=1000第4拍:右移右移⑴=0110
⑵=0111
+
0
01⑶=0000第1拍:置數(shù)第2拍:右移⑴=0001
⑵=0001
+
1
11⑶=0100第3拍:右移⑴=0000
⑵=0000
+
1
01⑶=1010⑴=0011
⑵=0011
+
0
10⑶=1000第5拍:右移右移⑴=0110
⑵=0111
+
0
01⑶=0000第1拍:置數(shù)第2拍:右移⑴=0001
⑵=0001
+
1
11⑶=0100第3拍:右移⑴=0000
⑵=0000
+
1
01⑶=1010第4拍:右移⑴=0000
⑵=0000
+
0
00⑶=11015拍后完成運(yùn)算有關(guān)向高位的進(jìn)位:如進(jìn)行13+6運(yùn)算:1101+0110=10011第5拍之后:最終和:0011在194(3)中;
向高位的進(jìn)位可從D的Q端(或194(3)
的SR端)取得。向高位的進(jìn)位可以用開關(guān)進(jìn)行被加數(shù)和加數(shù)的設(shè)置。第五次實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求任務(wù):集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用⑴設(shè)計(jì)24進(jìn)制、60進(jìn)制計(jì)數(shù)電路⑵設(shè)計(jì)12歸1計(jì)數(shù)設(shè)計(jì)選用器件:74LS290(2-5-10計(jì)數(shù)器)
74LS161(16進(jìn)制計(jì)數(shù)器)門電路24進(jìn)制參考電路QD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1
=0010010060進(jìn)制參考電路QD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1
=0101100110010101討論60進(jìn)制1001010112歸1計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)要求:用2位十進(jìn)制數(shù)BCD碼表示計(jì)數(shù)狀態(tài)。計(jì)數(shù)狀態(tài):十位個(gè)位000000010000001000000011000001000000010100000110000001110000100000001001000100000001000100010010十位個(gè)位
000010001000011001000010100110001110100001001100001000110010或者譯碼電路74LS48×212歸1計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)便于譯碼顯示輸出。290:2-5-10異步計(jì)數(shù)器異步清0,異步置數(shù)。1、用74LS290實(shí)現(xiàn)12歸1Q3Q2Q1Q0CP2
CP1
RO1RO2SO1SO2二進(jìn)制五進(jìn)制組成十進(jìn)制也可組成十進(jìn)制Q3Q2Q1Q0CP2
CP1
RO1RO2SO1SO2二進(jìn)制五進(jìn)制290(1)290(2)1→0CP入CP1Q0二進(jìn)制CP2Q3Q2Q1五進(jìn)制CP1Q0二進(jìn)制③當(dāng)Q21Q18Q14Q12Q11=10011時(shí),(2)片清0、(1)片保持不變,仍為1,
結(jié)果使Q21Q18Q14Q12Q11=00001,實(shí)現(xiàn)12歸1的計(jì)數(shù)。②當(dāng)Q18Q14Q12Q11組由1001→0000時(shí),產(chǎn)生十位的計(jì)數(shù)脈沖,Q21由0→1。①由Q21和Q18Q14Q12Q11組成十位和個(gè)位。上電后全為0。12歸1電路分析:Q18Q14Q12Q11個(gè)位組成個(gè)位組成十位&Q21十位74LS290實(shí)現(xiàn)12歸1電路2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸174LS163:16進(jìn)制計(jì)數(shù)器,同步清零,同步置數(shù);
ET=EP=1時(shí)計(jì)數(shù)。74LS161功能表CPCrLDETEPQ3Q2Q1Q0↑01×× 0↑10×× 置數(shù)↑1111 計(jì)數(shù)
0××××保持
QC=ETQ3Q2Q1Q02、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1原理:⒈由兩片74LS163分別組成個(gè)位和十位的同步計(jì)數(shù)電路。Q13Q12Q11Q10Q23Q22Q21Q20個(gè)位十位cp2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1原理:11001⒉個(gè)位ET1=EP1=1進(jìn)行十進(jìn)制計(jì)數(shù)(0~9),當(dāng)計(jì)數(shù)到1001時(shí)CR1=0,
同時(shí)使ET2=EP2=1,允許十位開始計(jì)數(shù)。&&Q13Q12Q11Q10Q23Q22Q21Q20個(gè)位十位cp2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1原理:⒊當(dāng)?shù)?0個(gè)CP到來后,個(gè)位清0,十位計(jì)1。000000011&&Q13Q12Q11Q10Q23Q22Q21Q20個(gè)位十位cp2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1原理:00100001⒋當(dāng)?shù)?2個(gè)CP到來后,即計(jì)數(shù)到10010時(shí),使
LD1=LD2=0,準(zhǔn)備置數(shù)。
十位置0000,個(gè)位置0001。&0011&&Q13Q12Q11Q10Q23Q22Q21Q20個(gè)位十位cp2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1原理:⒌當(dāng)?shù)?3個(gè)CP到來后完成置數(shù),計(jì)數(shù)器歸1,完成12歸1計(jì)數(shù)。00010000&0011&&Q13Q12Q11Q10Q23Q22Q21Q20個(gè)位十位cp2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1原理:⒍不用的輸入端子CR2接1。100010000&0011&&Q13Q12Q11Q10Q23Q22Q21Q20個(gè)位十位cp2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1歸納:⑴個(gè)位74LS163有計(jì)數(shù)、清0和置數(shù)三種工作方式;十位74LS163有可控計(jì)數(shù)、置數(shù)兩種工作方式。⑵十位74LS163的歸0也可用清0實(shí)現(xiàn)。1&0011&&Q13Q12Q11Q10Q23Q22Q21Q20個(gè)位十位cp3、用74LS161實(shí)現(xiàn)12歸1選自《電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測試》(謝自美)分析:⒈兩片161構(gòu)成同步計(jì)數(shù)電路(⑵片高位、⑴片低位),
由使能端控制級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)。⒉161異步清零(⑴片有清零,⑵片無清零),同步置數(shù)(⑴片置1,⑵片置0)。⒊計(jì)數(shù)到01001后,⑵片可以計(jì)數(shù),再來CP,十位加1,個(gè)位變?yōu)?010后立即清0??傆?jì)數(shù)值為10000。⒋計(jì)數(shù)到10010(12個(gè)脈沖)后,LD1=LD2=0,第13個(gè)脈沖來后,⑵片置0,⑴片置1??傆?jì)數(shù)值為00001。Q20Q13Q12Q11Q10預(yù)習(xí)要求:1、設(shè)計(jì)電路,敘述工作原理。2、根據(jù)發(fā)放的計(jì)數(shù)集成芯片,課下進(jìn)行電路插接和調(diào)試。第五次實(shí)驗(yàn)集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用任務(wù):⑴設(shè)計(jì)24進(jìn)制、60進(jìn)制計(jì)數(shù)電路⑵設(shè)計(jì)12歸1計(jì)數(shù)設(shè)計(jì)⑶設(shè)計(jì)含有小時(shí)及分鐘顯示的數(shù)字鐘選用器件:74LS290(2-5-10計(jì)數(shù)器)
74LS163(16進(jìn)制計(jì)數(shù)器)門電路24進(jìn)制參考電路QD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1
=0010010060進(jìn)制參考電路QD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1
=0101100110010101討論60進(jìn)制1001010112歸1計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)要求:用2位十進(jìn)制數(shù)BCD碼表示計(jì)數(shù)狀態(tài)。計(jì)數(shù)狀態(tài):十位個(gè)位000000010000001000000011000001000000010100000110000001110000100000001001000100000001000100010010十位個(gè)位
000010001000011001000010100110001110100001001100001000110010或者譯碼電路74LS48×212歸1計(jì)數(shù)器十進(jìn)制計(jì)數(shù)便于譯碼顯示輸出。290:2-5-10異步計(jì)數(shù)器異步清0,異步置數(shù)。1、用74LS290實(shí)現(xiàn)12歸1Q3Q2Q1Q0CP2
CP1
RO1RO2SO1SO2二進(jìn)制五進(jìn)制組成十進(jìn)制也可組成十進(jìn)制Q3Q2Q1Q0CP2
CP1
RO1RO2SO1SO2二進(jìn)制五進(jìn)制290(1)290(2)1→0CP入CP1Q0二進(jìn)制CP2Q3Q2Q1五進(jìn)制CP1Q0二進(jìn)制③當(dāng)Q21Q18Q14Q12Q11=10011時(shí),(2)片清0、(1)片保持不變,仍為1,
結(jié)果使Q21Q18Q14Q12Q11=00001,實(shí)現(xiàn)12歸1的計(jì)數(shù)。②當(dāng)Q18Q14Q12Q11組由1001→0000時(shí),產(chǎn)生十位的計(jì)數(shù)脈沖,Q21由0→1。①由Q21和Q18Q14Q12Q11組成十位和個(gè)位。上電后全為0。12歸1電路分析:Q18Q14Q12Q11個(gè)位組成個(gè)位組成十位&Q21十位74LS290實(shí)現(xiàn)12歸1電路2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸174LS163:16進(jìn)制計(jì)數(shù)器,同步清零,同步置數(shù);
ET=EP=1時(shí)計(jì)數(shù)。74LS163功能表CPCrLDETEPQ3Q2Q1Q0↑01×× 0↑10×× 置數(shù)↑1111 計(jì)數(shù)
0××××保持
QC=ETQ3Q2Q1Q02、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1原理:⒈由兩片74LS163分別組成個(gè)位和十位的同步計(jì)數(shù)電路。Q13Q12Q11Q10Q23Q22Q21Q20個(gè)位十位cp2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1原理:11001⒉個(gè)位ET1=EP1=1進(jìn)行十進(jìn)制計(jì)數(shù)(0~9),當(dāng)計(jì)數(shù)到1001時(shí)CR1=0,
同時(shí)使ET2=EP2=1,允許十位開始計(jì)數(shù)。&&Q13Q12Q11Q10Q23Q22Q21Q20個(gè)位十位cp2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1原理:⒊當(dāng)?shù)?0個(gè)CP到來后,個(gè)位清0,十位計(jì)1。000000011&&Q13Q12Q11Q10Q23Q22Q21Q20個(gè)位十位cp2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1原理:00100001⒋當(dāng)?shù)?2個(gè)CP到來后,即計(jì)數(shù)到10010時(shí),使
LD1=LD2=0,準(zhǔn)備置數(shù)。
十位置0000,個(gè)位置0001。&0011&&Q13Q12Q11Q10Q23Q22Q21Q20個(gè)位十位cp2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1原理:⒌當(dāng)?shù)?3個(gè)CP到來后完成置數(shù),計(jì)數(shù)器歸1,完成12歸1計(jì)數(shù)。00010000&0011&&Q13Q12Q11Q10Q23Q22Q21Q20個(gè)位十位cp2、用74LS163實(shí)現(xiàn)12歸1原理
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