電路與電子技術(shù)實驗指導書樣本

電路與電子技術(shù)實驗指引書主編：郭艷清中原工學院電子信息學院電工電子教研室二零零九年九月前言為適應(yīng)當前教學改革需要，依照非電專業(yè)電子技術(shù)課程教學基本規(guī)定，考慮所選設(shè)備特點，咱們重新組織編寫了《電路與電子技術(shù)實驗指引書》。本書是電路與電子技術(shù)課程配套實驗指引書。重要內(nèi)容涉及:共九個實驗，其中綜合性實驗一種。本書是在原電工電子教研室編寫電工技術(shù)實驗指引書和電子技術(shù)實驗指引書基本上整合修改而成，并參照某些重點大學實驗指引。其內(nèi)容選取重要考慮本院學生實際，既實現(xiàn)對學生基本技能訓練，又體現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)，還符合教學先進性、實用性。本書力求做到內(nèi)容豐富、取材得當，先進實用。使用本書在滿足教學基本規(guī)定基本上，必將有助于提高非電專業(yè)學生綜合應(yīng)用電子技術(shù)能力。參編本書實驗內(nèi)容教師有：郭艷清、李偉峰、馬艷霞、李曉荃、王鳳歌、王永林、王燕、王璦琿和武超等，郭艷清和申旭教師對全書進行了審定，實驗室薛立、韓建勛和方向前教師對實驗參數(shù)擬定等提出了許多改進意見。由于編寫時間倉促，疏漏與不當之處在所難免，敬請讀者批評指正。編者二零零九年九月目錄TOC\o"1-2"\h\z前言 2目錄 3第一章概述 4第二章實驗規(guī)定及注意事項 5電工電子實驗須知 5基本實驗技能和規(guī)定 6第三章實驗項目 8實驗一直流網(wǎng)絡(luò)定理 8實驗二日光燈交流電路研究 13實驗三低頻電壓放大器 21實驗四集成與非門與組合邏輯電路 33實驗五

觸發(fā)器、計數(shù)器及其應(yīng)用 37第四章參照文獻 43第一章概述電工學課程是工科院校本科非電專業(yè)學生一門技術(shù)基本課。電工學實驗是電工學課程重要實踐性教學環(huán)節(jié)。電工學實驗教學不但能協(xié)助學生鞏固和加深理解所學知識，更重要是要訓練學生實驗技能，提高學生分析問題、解決問題能力，為學生進一步學習專業(yè)知識，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，運用新技術(shù)打下良好基本。本實驗指引書是我院電路與電子技術(shù)課程配套教學用書。實驗項目重要包括九個常規(guī)實驗和一種綜合設(shè)計性實驗。常規(guī)性實驗選用重要根據(jù)是教學大綱。通過某些基本性驗證性實驗，使學生鞏固所學基本知識，掌握基本儀器使用，培養(yǎng)學生搭接電路、調(diào)試電路、分析故障基本能力。綜合設(shè)計性實驗依照非電學生實際，增長某些較深、較寬學習內(nèi)容，使學生理解和掌握課堂上沒有解說知識，側(cè)重培養(yǎng)學生對基本知識綜合應(yīng)用能力和對實驗綜合分析能力。第二章實驗規(guī)定及注意事項電工電子實驗須知一、實驗?zāi)亢鸵?guī)定實驗是電工電子課程重要實踐性教學環(huán)節(jié)，實驗?zāi)坎坏柟毯图由罾硭鶎W知識，更重要是要訓練實驗技能，學會獨立進行實驗，樹立工程實際觀點和嚴謹科學作風。對學生實驗技能訓練詳細規(guī)定是：1．能對的使用慣用電工儀表、電工設(shè)備及慣用電子儀器。2．能按電路圖對的接線和查線。3．學習查閱手冊，對慣用電子元器件具備使用基本知識。4．能精確讀取實驗數(shù)據(jù)，觀測實驗現(xiàn)象，測繪波形曲線。5．能整頓分析實驗數(shù)據(jù)，獨立寫出內(nèi)容完整、條理清晰、整潔實驗報告。二、實驗課前學生應(yīng)作準備工作1．認真閱讀實驗指引書，明的確驗?zāi)?，理解關(guān)于原理，熟悉實驗電路、內(nèi)容環(huán)節(jié)及實驗中注意事項。2．完畢實驗指引書中關(guān)于預(yù)習規(guī)定內(nèi)容。3．做好數(shù)據(jù)登記表格等準備工作。三、實驗總結(jié)報告規(guī)定一律用學校規(guī)定實驗報告紙認真書寫實驗報告。實驗報告詳細內(nèi)容為：1．實驗?zāi)?．實驗原理電路圖及重要儀器設(shè)備型號規(guī)格。3．課前完畢預(yù)習內(nèi)容：涉及指引書所規(guī)定理論計算、回答問題、設(shè)計登記表格等。4．實驗數(shù)據(jù)及解決：依照實驗原始記錄，整頓實驗數(shù)據(jù)，并按指引書規(guī)定加以必要解決。5．實驗總結(jié)：完畢指引書規(guī)定總結(jié)、問題討論及心得體會，如有曲線應(yīng)用坐標紙作出。四、實驗規(guī)則1．禁止帶電接線、拆線或改接線路。2．接線完畢后，要認真復查，確信無誤后，經(jīng)教師批準，方可接通電源進行實驗。3．實驗過程中如果發(fā)生事故，應(yīng)及時關(guān)斷電源，保持現(xiàn)場，報告指引教師。4．實驗完畢后，先由本人檢查實驗數(shù)據(jù)與否符合規(guī)定，然后再請教師檢查，經(jīng)教師承認后才可拆線，并將實驗器材整頓好。5．室內(nèi)儀器設(shè)備不準任意調(diào)換，非本次實驗所用儀器設(shè)備，未經(jīng)教師容許不得動用。沒有弄懂儀表、儀器及設(shè)備用法前，不得貿(mào)然使用。若損壞儀器設(shè)備，必要及時報告教師，作書面檢查，責任事故要酌情補償。6．實驗要嚴肅認真，保持安靜、整潔學習環(huán)境?；緦嶒灱寄芎鸵?guī)定咱們規(guī)定通過本課程實驗，培養(yǎng)同窗掌握實驗基本技能，但愿同窗在實驗中注意培養(yǎng)和訓練。一、安全操作訓練和科學作風：1．接線：最后接電源某些（拆線時應(yīng)先拆電源某些），接完線后仔細復查。禁止帶電拆、接線。遇有事故應(yīng)及時斷開電源，并向教師報告狀況，檢查因素。勿亂拆線路。2．接完電路后，開始實驗前應(yīng)作好準備工作，例如：a．調(diào)壓器或三端變阻器可動端應(yīng)放在無輸出電壓位置上或放在線路中電流為最小位置上。b．電壓表、電流表或其她測量儀器（如萬用表，數(shù)字繁用表）量程應(yīng)放在通過估算一檔或放在最大量程檔上。3．合電源閘前要得到教師和同組人容許。每次開始操作前應(yīng)與同組人打好招呼，互相密切配合，加負荷或變電路參數(shù)時應(yīng)監(jiān)視各儀表，若有異?，F(xiàn)象，如冒煙、烤糊味，指針到極限位置，指針打彎等，應(yīng)及時斷電檢查。4．注意各種儀表儀器保護辦法。如電流表短路開關(guān)（防止電動機起動電流沖擊）；有些儀器作保險絲作過載保護，不得隨便更換；監(jiān)視儀表過載批示燈，過載跳閘機構(gòu)等等。5．預(yù)操作習慣（在實驗前先操作和觀測一下），其目在于：a．看看電路運營及儀表批示與否正常。b．看看所測電量數(shù)據(jù)變化趨勢，以便擬定實驗曲線取點。c．找出變化特殊點，作為取數(shù)據(jù)時重點。d．熟悉操作環(huán)節(jié)。二、實驗技能訓練：1．接線能力：a．合理安排儀表元件位置，接線該長則長，該短則短，達到接線清晰，容易檢查，操作以便目。b．接線要牢固可靠。c．先接電路主回路，再接并聯(lián)支路。有些電路（如電機控制），主回路電流大用粗導線，控制電流小用細導線。2．合理讀取數(shù)據(jù)點：應(yīng)通過預(yù)操作，掌握被測曲線趨勢和找出特殊點；凡變化急劇地方取點密，變化緩慢得取點疏。使取點盡量少而又能真實反映客觀狀況。3．對的，精確地讀取電表批示a．合理選取量程，應(yīng)力求使指針偏轉(zhuǎn)不不大于2/3滿量程時較為適當，同一量程中，指針偏轉(zhuǎn)越大越精確。b．在電表量程與表面分度一致，可以直讀。不一致時可讀分度數(shù)，即記下指針批示格數(shù)，再進行換算，并注意讀出足夠有效數(shù)字，不要少讀或多讀。4．配合實驗成果有效數(shù)字，選取曲線坐標比例尺，避免夸大或沉沒了實驗成果誤差。三、使用設(shè)備普通辦法：1．理解設(shè)備名稱，用途，銘牌規(guī)格，額定值及面板旋鈕狀況。2．著重弄清晰設(shè)備使極限值。a．著重弄清晰設(shè)備：要注意其最大容許輸出值，如調(diào)壓器、穩(wěn)壓電源有最大輸出電流限制；電機有最大功率輸出限制；信號有最大輸出功率及最大信號電流限制。b．量測儀表儀器，要注意最大容許輸入量。如電流表、電壓表和功率表要注意最大電流值或電壓值。萬用表、數(shù)字萬用表、數(shù)字頻率計、示波器等輸入端都規(guī)定有最大容許輸入值，不得超過，否則損壞設(shè)備。多量程儀表（如萬用表）要對的使用量程，千萬不可用歐姆表測電壓，或用電流檔測電壓。3．理解設(shè)備面板上各旋鈕作用。使用時應(yīng)放在對的位置。禁止無意識亂拔動旋鈕。4．正式使用設(shè)備時設(shè)法判斷與否正常。有自校可通過自校信號對設(shè)備進行檢查。如示波器有自校正弦波或方波；頻率計有自校原則頻率。第三章實驗項目實驗一直流網(wǎng)絡(luò)定理一、實驗?zāi)?、加深對疊加原理內(nèi)容和合用范疇理解；2、用實驗辦法驗證戴維寧定理對的性；3、學習線性有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電路參數(shù)測量辦法。二、實驗屬性：驗證性實驗。三、實驗儀器設(shè)備及器材電工實驗裝置：DG012T、DY031T、DG051T四、實驗規(guī)定實驗前些預(yù)習報告，憑預(yù)習報告參加實驗。預(yù)習疊加原理和戴維寧定理。實驗中聽從安排，對的使用儀表，記錄測量數(shù)據(jù)，實驗后依照規(guī)定認真書寫實驗報告。五、實驗原理1、疊加原理線性電路中，任一電壓或電流都是電路中各個獨立電源單獨作用時，在該處產(chǎn)生電壓或電流疊加。2、戴維寧定理一種含獨立電源、線性電阻和受控源二端網(wǎng)絡(luò)，對外電路來說，可以用一種電壓源和電阻串聯(lián)組合等效置換，如圖1-1所示。此電壓源電壓等于二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓Uoc，電阻等于二端網(wǎng)絡(luò)所有獨立電源置零后等效電阻R0。圖1-1對于已知線性有源二端網(wǎng)絡(luò)，其等效電阻R0可以從原網(wǎng)絡(luò)計算得出，也可以通過實驗手段測出。下面簡介幾種測量辦法。辦法一：由戴維寧定理和諾頓定理可知：因而，只要測出線性有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓Uoc和短路電流ISC，Ro就可得出，這種辦法最簡樸。但是，對于不容許將外部電路直接短路網(wǎng)絡(luò)，不能采用此法。辦法二：測出線性有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓Uoc后來，在端口處接一負載電阻RL，然后在測出負載電阻端電壓URL，由于：則等效電阻為：辦法三：令線性有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有獨立電源置零，然后在斷口處加一給定電壓U，測得流入端電流I（如圖1-2a所示），則：圖1-2a圖1-2b也可以在端口處接入電流源I‘，測得端口電壓U‘（如圖1-2b所示），則：圖1-3六、實驗環(huán)節(jié)1、疊加原理實驗電路如圖1-3。（1）把K2擲向短路線一邊，K1擲向電源一邊，使US1單獨作用，測量各電流、電壓，并記錄在表1-1中；（2）把K1擲向短路線一邊，K2擲向電源一邊，使US2單獨作用，測量各電流、電壓，并記錄在表1-1中；兩電源共同作用時，測量各電流、電壓，并記錄在表1-1中。表1-1I1(mA)I2(mA)I3(mA)Uab(V)Ubc(V)Ubd(V)US1單獨作用US2單獨作用US1、US2共同作用驗證疊加原理2、戴維寧定理（1）、線性有源二端網(wǎng)絡(luò)外部特性按圖1-4接線，變化電阻RL值，測量相應(yīng)電流和電壓值，數(shù)據(jù)填在表1-2內(nèi)。依照測量成果，求出相應(yīng)于戴維寧等效參數(shù)Uoc，ISC。圖1-4表1-2RL(Ω)0100200300500700800∞I(mA)U(V)（2）求等效電阻Ro運用原理及闡明簡介3種辦法求R0，并將成果填入表1-3中，辦法（1）、辦法（2）數(shù)據(jù)在表1-2中取，辦法（3）實驗線路如圖1-5所示。圖1-5表1-3辦法辦法（1）辦法（2）辦法（3）公式Ro=Uoc/ISC公式R0=(UOC/UrL-1)RL(RL=500Ω)公式Ro=U/IU(V)=I(mA)=Ro(KΩ)Ro平均值（3）戴維寧等效電路依照測量成果，運用圖1-6構(gòu)成戴維寧等效電路。測得其外特性U=f(I)。將數(shù)據(jù)填在表1-4中。圖1-6表1-4RL(Ω)0100200300500700800∞I(mA)U(V)七、報告規(guī)定1、用表1-1數(shù)據(jù)驗證疊加原理。2、按圖1-3給定參數(shù)，計算表1-1中所列各項并與實驗成果進行比較。3、完畢實驗內(nèi)容2規(guī)定，依照實驗內(nèi)容（1）和（3）測量成果，在同一座標紙上作她們外特性曲線，并作分析比較實驗二日光燈交流電路研究一、實驗?zāi)?、學習功率表使用；2、學習通過U、I、P測量計算交流電路參數(shù)；3、學會如何提高功率因數(shù)。二、實驗屬性：驗證性實驗。三、實驗儀器設(shè)備及器材電工實驗裝置：DG032T、DY02T、DG051T四、實驗規(guī)定1、實驗前要認真預(yù)習關(guān)于交流電路連接辦法；2、實驗前要熟悉實驗儀器工作原理；3、測電壓、電流時，一定要注意表檔位選取，測量類型、量程都要相應(yīng)；4、功率表電流線圈電流、電壓線圈電壓都不可超過所選額定值；5、自耦調(diào)壓器輸入輸出端不可接反；6、注意安全，線路接好后，須經(jīng)指引教師檢查無誤后，再接通電源。7、實驗報告要對功率表接線狀況用圖形闡明，闡明功率因數(shù)提高因素和意義，闡明電容與否能提高功率因數(shù)。五、實驗原理日光燈構(gòu)造圖如圖2-1所示，K閉合時，日光燈管不導電，所有電壓加在啟輝器兩觸片之間，使啟輝器中氖氣擊穿，產(chǎn)氣憤體放電，此放電產(chǎn)生一定熱量使雙金屬片受熱膨脹與固定片接通，于是有電流通過日光燈管兩端燈絲和鎮(zhèn)流器。短時間后雙金屬片冷卻收縮與固定片斷開，電路中電流突然減小；依照電磁感應(yīng)定律，這時鎮(zhèn)流器兩端產(chǎn)生一定感應(yīng)電動勢，使日光燈管兩端電壓產(chǎn)生400至500V高壓，燈管氣體電離，產(chǎn)生放電，日光燈點燃發(fā)亮。日光燈點燃后，燈管兩端電壓降為100V左右，這時由于鎮(zhèn)流器限流作用，燈管中電流不會過大。同步并聯(lián)在燈管兩端啟輝器，也因電壓減少而不能放電，其觸片保持斷開狀態(tài)。日光燈工作后，燈管相稱于一電阻R，鎮(zhèn)流器可等效為電阻RL和電感L串聯(lián)，啟輝器斷開，因此整個電流等效為一種R、L串聯(lián)電路，其電路模型如圖2-2所示。圖2-1圖2-2六、實驗環(huán)節(jié)1、測量交流參數(shù)對照實驗板如圖2-3接線（不接電容C）。圖2-3調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器輸出，使U=220V，進行測試，填表2-1。表2-1U（V）測量值P(W)I1（mA）U1（V）U2（V）2202、提高功率因數(shù)按照表2-2電容值并聯(lián)電容C，令U=220V不變，將測試成果填入表2-2中。表2-2C測量值計算值P(W)I1(mA)I2(mA)IC(mA)cosφ1μf2.88μf4.7μf七、報告規(guī)定若直接測量鎮(zhèn)流器功率，功率表如何接線，作圖闡明。闡明功率因數(shù)提高因素和意義。串聯(lián)電容能否提高功率因數(shù)。實驗三低頻電壓放大器一、實驗?zāi)空莆侦o態(tài)工作點測試及調(diào)節(jié)辦法。觀測負載對電壓放大倍數(shù)影響。3、學習輸入電阻、輸出電阻測量辦法。4、觀測靜態(tài)工作點變化對非線性失真影響。5、進一步熟悉毫伏表、示波器及信號發(fā)生器用法。二、實驗屬性：驗證性實驗三、實驗儀器設(shè)備及器材1、實驗箱(臺)2、示波器3、毫伏表4、數(shù)字萬用表三、預(yù)習規(guī)定1.復習放大器工作原理，估算放大電路靜態(tài)工作點，依照微變等效電路計算放大電路輸入電阻、輸出電阻，空載和有負載時電壓放大倍數(shù)。2.預(yù)習放大電路動態(tài)和靜態(tài)測試辦法，ri和ro測量辦法和原理。3．理解飽和失真和截止失真形成因素及變化辦法。4．預(yù)習信號發(fā)生器及示波器使用。五、實驗內(nèi)容及環(huán)節(jié)實驗前校準示波器，檢查信號源。1、測量并計算靜態(tài)工作點按圖5－1接線。圖5－1●將輸入端對地短路，調(diào)節(jié)電位器Rb2(在面板上標為W1，下同)使Vc=Ec/2，測靜態(tài)工作點Vc、VE、VB。及VRb1數(shù)值，記入表5－1中?！癜聪率接嬎鉏B、Ic，并記入表5－1中。表5-1調(diào)節(jié)Rb2測量計算VC(V)VE(V)VB(V)VRb1(V)IC(mA)IB(μA)62、測量電壓放大倍數(shù)及觀測輸入，輸出電壓相位關(guān)系。在實驗環(huán)節(jié)1基本上，把輸入與地斷開，接入f=1KHZ、V1=5mV正弦信號，負載電阻分別為RL=2KΩ和RL=∞，用毫伏表測量輸出電壓值，用示波器觀測輸入電壓和輸出電壓波形，并比較輸入電壓和輸出電壓地位，畫于表5－2中，在不失真狀況下計算電壓放大倍數(shù)：AV=VO/V1，把數(shù)據(jù)填入表5－3中：表5－2電壓波形V1VO表5－3RL(Ω)V1(mV)V0(V)Av2K∞3、觀測負載電阻對放大倍數(shù)影響。在實驗環(huán)節(jié)2基本上，把負載電阻2K換成5.1K，重新測定放大倍數(shù)，將數(shù)據(jù)填入表5－4中。表5－4RL(Ω)Vi(V)V0(V)AV5.1K4.按圖5—2接線。（1）、測量電壓參數(shù)，計算輸入電阻和輸出電阻?！褫斎攵私尤雈=1KHz、Vi=5mV正弦信號。分別測出電阻R1兩端對地信號電壓Vi及Vi’，按下式計算出輸入電阻ri：圖5－2測出負載電阻RL開路時輸出電壓V∞，和接入RL(2K)時輸出電壓V0，然后按下式計算出輸出電阻r0：將測量數(shù)據(jù)及實驗成果填入表5—5中。表5—5a表5—5bVi(mV)Vi’(mV)ri(Ω)V∞(V)V0(V)r0(Ω)（2）、觀測靜態(tài)工作點對放大器輸出波形影響，將觀測成果分別填入表5-6中。●輸入信號不變，用示波器觀測正常工作時輸出電壓V0波形井描畫下來?！裰饾u減小Rb2阻值，觀測輸出電壓變化，在輸出電壓波形浮現(xiàn)明顯失真時，把失真波形描畫下來，并闡明是哪種失真。如果Rb2=0Ω后，仍不浮現(xiàn)失真，可以加大輸入信號Vi，或?qū)bl由100KΩ改為I0KΩ，直到浮現(xiàn)明顯失真波形。逐漸增大Rb2阻值，觀測輸出電壓變化，在輸出電壓波形浮現(xiàn)明顯失真時，把失真波形描畫下來，并闡明是哪種失真。如果Rb2=1M后，仍不浮現(xiàn)失真，可以加大輸入信號Vi，直到浮現(xiàn)明顯失真波形。表5—6阻值波形何種失真正常Rb2減小Rb2增大六、實驗報告1、整頓實驗數(shù)據(jù)，填入表中，并按規(guī)定進行計算。2、總結(jié)電路參數(shù)變化對靜態(tài)工作點和電壓放大倍數(shù)影響。3、討論靜態(tài)工作點變化對放大器輸出波形影響。實驗四集成與非門與組合邏輯電路實驗?zāi)?.理解與非門引腳排列。2.學習與非門邏輯功能測試。3.掌握用與非門設(shè)計組合邏輯電路辦法與測試辦法。實驗屬性：驗證性實驗實驗儀器設(shè)備及器材數(shù)字實驗箱+5V電源，單脈沖源，持續(xù)脈沖源，邏輯電平開關(guān)，LED顯示；集成電路器件集成2輸入與非門74LS00（CC4011）；集成4輸入與非門74LS20（CC4012，T063）集成非門74LS04（4069）；圖8-1與非門引腳圖7400： 7420： 7404 實驗規(guī)定1.實驗預(yù)習熟悉基本邏輯關(guān)系，理解與非門輸入端空腳解決辦法。預(yù)習組合邏輯電路分析與設(shè)計環(huán)節(jié)。填寫原始登記表中預(yù)測值。2.實驗規(guī)定1）理解實驗臺數(shù)字電路某些構(gòu)造。2）實驗前完畢預(yù)習及預(yù)習報告，3）按實驗環(huán)節(jié)完畢實驗內(nèi)容，記錄實驗數(shù)據(jù)并填表，對實驗成果進行分析。4）實驗中要注意，集成電路工作時，將+5V電源及地線引入相應(yīng)管腳。實驗原理1．組合邏輯電路分析過程，普通分為如下三步進行：1）由邏輯圖寫出輸出端邏輯表達式；2）列出真值表；3）依照對真值表進行分析，擬定電路功能。2．組合邏輯電路設(shè)計過程，普通分為如下四步進行：圖8-2組合邏輯電路設(shè)計方框圖&&&&&ABCFD圖8-3例如：F=ABC+CD=實驗環(huán)節(jié)一）、非門邏輯功能測試1、基本邏輯功能測試運用數(shù)字電路實驗箱上電源、邏輯開關(guān)、電平批示燈對74LS00芯片與非門進行檢測。一方面將實驗箱上+5V電源及地線（GND）用插接線對的接入74LS00芯片相應(yīng)腳，再任選74LS00芯片中一種與非門，按圖8-4接線，即A、B輸入端各接到一種邏輯開關(guān)插孔實現(xiàn)高、低電平輸入，Y輸出端接到電平批示燈插孔顯示輸出端是高電平還是低電平，按與非門真值表檢測功能。完畢表8-1，若符合邏輯，則證明該門邏輯功能正常。表8-1真值表ABY00

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圖8-42）與非門“封鎖”控制作用將與非門任一輸入端接“電位模仿信號”，別的輸入端中任取一種接單脈沖，剩余輸入端懸空。接通電源，將模仿信號為“1”時，不斷輸入單脈沖，觀測輸出端Y電平。將模仿信號為“0”時，重復上述環(huán)節(jié)。畫出圖8-5中兩種不同狀態(tài)波形，并總結(jié)出與非門作“封鎖”控制作用。表8－2真值表ttttVAVBVy一圖8-5控制門輸入端輸出端波形圖ABY1Y200

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圖8－6

二）、分析組合邏輯電路邏輯功能運用提供二片74LS00集成芯片，邏輯開關(guān)用作輸入器件，電平批示燈作為輸出器件，搭接成圖8-6電路，按表8-2真值表規(guī)定輸入高、低電平，記錄輸出端Y1、Y2狀態(tài)。

提示：a、使用多塊芯片接線時，注意每塊芯片都要接電源和地線。

b、改接線路前，要先關(guān)電源。三）、設(shè)計題：1）、設(shè)在舉重比賽中，有A、B、C、D四個裁判，其中A為主裁判。當三名以上裁判且必要有Ａ在內(nèi)按電鈕以為運動員上舉杠鈴合格后，顯示燈才亮，批示本次舉重成功，否則顯示燈不亮，舉重不成功。試用至少二輸入端與非門設(shè)計判斷舉重與否成功邏輯電路。（設(shè)裁判以為合格為“1”，舉重成功為“1”）2）、試用實驗給定兩片74LS00或74LS20芯片按所設(shè)計邏輯電路圖接線，并檢查成果與否對的。七、報告規(guī)定1）整頓實驗數(shù)據(jù)并填表，對實驗成果進行分析。2）總結(jié)組合邏輯電路分析與設(shè)計辦法。實驗五

觸發(fā)器、計數(shù)器及其應(yīng)用一、

實驗?zāi)?.掌握集成J-K觸發(fā)器和D觸發(fā)器邏輯功能，學習用觸發(fā)器構(gòu)成計數(shù)器。2.掌握集成計數(shù)器74LS290邏輯功能和用法。3.學習中規(guī)模集成顯示譯碼器和數(shù)碼顯示屏配套用法。二、實驗屬性：綜合性實驗三、實驗儀器設(shè)備和器材數(shù)字實驗箱1臺；直流穩(wěn)壓電源1臺；信號發(fā)生器1臺；74LS112、74LS74、74LS290；譯碼顯示電路板等。四、實驗規(guī)定1．預(yù)習關(guān)于觸發(fā)器、計數(shù)器內(nèi)容。2．預(yù)習關(guān)于譯碼器工作原理。3．繪出各實驗內(nèi)容詳細線路圖。4．擬出各實驗內(nèi)容所需測試登記表格。五、實驗原理1．觸發(fā)器常用集成觸發(fā)器有D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器，依照電路構(gòu)造，觸發(fā)器受時鐘脈沖觸發(fā)方式有維持阻塞型和主從型。維持阻塞型又稱邊沿觸發(fā)方式，觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換發(fā)生在時鐘脈沖上升或下降沿。而主從型觸發(fā)方式狀態(tài)轉(zhuǎn)換分兩個階段，在CP=1期間完畢數(shù)據(jù)存入，在CP從1變?yōu)?時完畢狀態(tài)轉(zhuǎn)換。①JK觸發(fā)器：在輸入信號為雙端狀況下，JK觸發(fā)器是功能完善、使用靈活和通用性較強一種觸發(fā)器。本實驗采用74LS112雙JK觸發(fā)器，是下降邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)器。引腳如圖9.1所示。圖9.1

74LS112雙JK觸發(fā)器外引線排列JK觸發(fā)器狀態(tài)方程為：J和K是數(shù)據(jù)輸入端，是觸發(fā)器狀態(tài)更新根據(jù)，若J、K有兩個或兩個以上輸入端時，構(gòu)成“與”關(guān)系。后沿觸發(fā)JK觸發(fā)器功能如表9.1所示。JK觸發(fā)器常被用作緩沖存儲器，移位寄存器和計數(shù)器。表9.1

74LS112雙JK觸發(fā)器邏輯功能表輸

入輸

出CPJK01×××1010×××0100×××不定不定11↓0011↓101011↓010111↓11②D觸發(fā)器：在輸入信號為單端狀況下，常使用D觸發(fā)器。其輸出狀態(tài)更新發(fā)生在CP脈沖上升沿，故又稱為上升沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)器，觸發(fā)器狀態(tài)只取決于時鐘到來時D端狀態(tài)。本實驗采用74LS74雙D觸發(fā)器，它是上升邊沿觸發(fā)D觸發(fā)器。引腳如圖9.2所示。圖9.2

74LS74雙D觸發(fā)器外引線排列D觸發(fā)器狀態(tài)方程為：D觸發(fā)器應(yīng)用很廣，可用作數(shù)字信號寄存、移位寄存、分頻和波形發(fā)生等。2．計數(shù)器是一種用以實現(xiàn)計數(shù)功能時序部件，它不但可用來計脈沖數(shù)，還慣用作數(shù)字系統(tǒng)定期、分頻和執(zhí)行數(shù)字運算以及其他特定邏輯功能。計數(shù)器種類諸多。按構(gòu)成計數(shù)器中各觸發(fā)器與否使用一種時鐘脈沖源來分，有同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。依照計數(shù)體制不同，分為二進制計數(shù)器，十進制計數(shù)器和任意進制計數(shù)器。依照計數(shù)增減趨勢，又分為加法、減法和可逆計數(shù)器。尚有可預(yù)置數(shù)和可編程序功能計數(shù)器等等。當前，無論是TTL還是CMOS集成電路，均有品種較齊全中規(guī)模集成計數(shù)電路。使用者只要借助于器件手冊提供功能表和工作波形圖以及引出端排列，就能對的地運用這些器件。圖9.3所示為二-五-十進制異步計數(shù)器74LS290外引線排列。圖9.3

計數(shù)器74LS290外引線排列74LS290其內(nèi)部是由四個下降沿觸發(fā)J-K觸發(fā)器構(gòu)成兩個獨立計數(shù)器。一種是二進制計數(shù)器，CP0為時鐘脈沖輸入端，Q0為輸出端；另一種是異步五進制計數(shù)器，CP1為時鐘脈沖輸入端，Q3Q2Q1為輸出端。R0A、R0B稱為異步復位（清零）端，S9A、S9B稱異步置9端。其功能如表9.3所示。表9.3

74LS290異步計數(shù)器邏輯功能表輸

入輸

出復位端置

9

端Q3Q2Q1Q0R0AR0BS9AS9B110×000011×00000××1110010×0×

計

數(shù)×0×00××0×00×3．譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛用途，不但用于代碼轉(zhuǎn)換、終端數(shù)字顯示還用于數(shù)據(jù)分派、存貯器尋址和組合控制信號等。不同功能可選用不同種類譯碼器。（1）七段發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管是當前最慣用數(shù)字顯示屏，圖9.4為共陰管和共陽管電路以及共陽LED七段數(shù)碼管外引線排列。

(a)

(b)圖9.4

共陰管和共陽管電路以及共陽LED七段數(shù)碼管外引線排列(a)共陰管和共陽管電路

(b)

共陽LED七段數(shù)碼管外引線排列一種LED數(shù)碼管可用來顯示一位0—9十進制數(shù)和一種小數(shù)點。小型數(shù)碼管（0.5吋和0.36吋）每段發(fā)光二極管正向壓降，隨顯示光（普通為紅、綠、黃、橙色）顏色不同略有差別，普通約為2-2.5V，每個發(fā)光二極管點亮電流在5-10mA。LED數(shù)碼管要顯示BCD碼所示十進制數(shù)字就需要有一種專門譯碼器，有些譯碼器不但要完畢譯碼功能，還帶有驅(qū)動電路，以驅(qū)動數(shù)碼管工作。（2）

BCD碼七段譯碼驅(qū)動器，此類譯碼器有共陽和共陰兩類。型號有74LS47（共陽）、74LS48（共陰）、CC4511（共陰）等。本實驗采用共陽接法74LS247BCD七段顯示譯碼器，圖9.5為74LS247外引線排列。表9.4為74LS247BCD七段顯示譯碼器功能表。

圖9.5

74LS247外引線排列表9.4

74LS247BCD七段顯示譯碼器功能表十進制功

能輸

入

端輸

出

端字形A3A2Aa

b

c

d

e

f

g滅燈××0××××1

1

1

1

1

1

1全滅試燈××1××