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常用逻辑门电路实验心得体会

时间:2014-03-15 20:42

电路与电子技术学习心得或体会

第一部分:硬件一、 数字信号1、 TTL和带的TTL信号 (1、输出高电>2.4V,输出低电平<0.4V。

在下,一般输出高电平是3.5V,输出低电平是0.2V。

最小输入高电平和低电平:输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8V,噪声容限是0.4V。

2,CMOS电平: 1逻辑电平电压接近于电源电压,0逻辑电平接近于0V。

而且具有很宽的噪声容限。

3,电平转换电路: 因为TTL和COMS的高低电平的值不一样(ttl 5v<==>cmos 3.3v),所以互相连接时需要电平的转换:就是用两个电阻对电平分压,没有什么高深的东西。

哈哈 4,OC门,即集电极开路门电路,OD门,即漏极开路门电路,必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。

否则它一般只作为开关大电压和大电流负载,所以又叫做驱动门电路。

5,TTL和COMS电路比较: 1)TTL电路是电流控制器件,而coms电路是电压控制器件。

2)TTL电路的速度快,传输延迟时间短(5-10ns),但是功耗大。

COMS电路的速度慢,传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。

COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关,频率越高,芯片集越热,这是正常现象。

3)COMS电路的锁定效应: COMS电路由于输入太大的电流,内部的电流急剧增大,除非切断电源,电流一直在增大。

这种效应就是锁定效应。

当产生锁定效应时,COMS的内部电流能达到40mA以上,很容易烧毁芯片。

防御措施: 1)在输入端和输出端加钳位电路,使输入和输出不超过不超过规定电压。

2)芯片的电源输入端加去耦电路,防止VDD端出现瞬间的高压。

3)在VDD和外电源之间加线流电阻,即使有大的电流也不让它进去。

4)当系统由几个电源分别供电时,开关要按下列顺序:开启时,先开启COMS电路得电源,再开启输入信号和负载的电源;关闭时,先关闭输入信号和负载的电源,再关闭COMS电路的电源。

6,COMS电路的使用注意事项 1)COMS电路时电压控制器件,它的输入总抗很大,对干扰信号的捕捉能力很强。

所以,不用的管脚不要悬空,要接上拉电阻或者下拉电阻,给它一个恒定的电平。

2)输入端接低内组的信号源时,要在输入端和信号源之间要串联限流电阻,使输入的电流限制在1mA之内。

3)当接长信号传输线时,在COMS电路端接匹配电阻。

4)当输入端接大电容时,应该在输入端和电容间接保护电阻。

电阻值为R=V0\\\/1mA.V0是外界电容上的电压。

5)COMS的输入电流超过1mA,就有可能烧坏COMS。

7,TTL门电路中输入端负载特性(输入端带电阻特殊情况的处理): 1)悬空时相当于输入端接高电平。

因为这时可以看作是输入端接一个无穷大的电阻。

2)在门电路输入端串联10K电阻后再输入低电平,输入端出呈现的是高电平而不是低电平。

因为由TTL门电路的输入端负载特性可知,只有在输入端接的串联电阻小于910欧时,它输入来的低电平信号才能被门电路识别出来,串联电阻再大的话输入端就一直呈现高电平。

这个一定要注意。

COMS门电路就不用考虑这些了。

8,TTL电路有集电极开路OC门,MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门,它的输出就叫做开漏输出。

OC门在截止时有漏电流输出,那就是漏电流,为什么有漏电流呢

那是因为当三机管截止的时候,它的基极电流约等于0,但是并不是真正的为0,经过三极管的集电极的电流也就不是真正的 0,而是约0。

而这个就是漏电流。

开漏输出:OC门的输出就是开漏输出;OD门的输出也是开漏输出。

它可以吸收很大的电流,但是不能向外输出的电流。

所以,为了能输入和输出电流,它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。

OD门一般作为输出缓冲\\\/驱动器、电平转换器以及满足吸收大负载电流的需要。

9,什么叫做图腾柱,它与开漏电路有什么区别

TTL集成电路中,输出有接上拉三极管的输出叫做图腾柱输出,没有的叫做OC门。

因为TTL就是一个三级关,图腾柱也就是两个三级管推挽相连。

所以推挽就是图腾。

一般图腾式输出,高电平400UA,低电平8MA)2、 RS232和定义 一、RS-232-C RS-232C标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(recommeded standard)代表推荐标准,232是标识号,C代表RS232的最新一次修改(1969),在这之前,有RS232B、RS232A。

它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。

常用物理标准还有有EIA�RS-232-C、EIA�RS-422-A、EIA�RS-423A、EIA�RS-485。

这里只介绍EIA�RS-232-C(简称232,RS232)。

例如,目前在IBM PC机上的COM1、COM2接口,就是RS-232C接口。

1.电气特性 EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。

在TxD和RxD上:逻辑1(MARK)=-3V~-15V 逻辑0(SPACE)=+3~+15V 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上: 信号有效(接通,ON状态,正电压)=+3V~+15V 信号无效(断开,OFF状态,负电压)=-3V~-15V 以上规定说明了RS-323C标准对逻辑电平的定义。

对于数据(信息码):逻辑“1”(传号)的电平低于-3V,逻辑“0”(空号)的电平高于+3V;对于控制信号;接通状态(ON)即信号有效的电平高于+3V,断开状态(OFF)即信号无效的电平低于-3V,也就是当传输电平的绝对值大于3V时,电路可以有效地检查出来,介于-3~+3V之间的电压无意义,低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义,因此,实际工作时,应保证电平在±(3~15)V之间。

EIA-RS-232C与TTL转换:EIA-RS-232C是用正负电压来表示逻辑状态,与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。

因此,为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接,必须在EIA-RS-232C与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。

实现这种变换的方法可用分立元件,也可用集成电路芯片。

目前较为广泛地使用集成电路转换器件,如MC1488、SN75150芯片可完成TTL电平到EIA电平的转换,而MC1489、SN75154可实现EIA电平到TTL电平的转换。

MAX232芯片可完成TTL←→EIA双向电平转换。

3、 RS485\\\/422(平衡信号)RS485采用差分信号负逻辑,+2V~+6V表示“0”,- 6V~- 2V表示“1”。

RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。

在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带多个从机。

很多情况下,连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。

而忽略了信号地的连接,这种连接方法在许多场合是能正常工作的,但却埋下了很大的隐患,这有二个原因:(1)共模干扰问题: RS-485接口采用差分方式传输信号方式,并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两线之间的电位差就可以了。

但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围,RS-485收发器共模电压范围为-7~+12V,只有满足上述条件,整个网络才能正常工作。

当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠,甚至损坏接口。

(2)EMI问题:发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路,如没有一个低阻的返回通道(信号地),就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。

由于PC机默认的只带有RS232接口,有两种方法可以得到PC上位机的RS485电路:(1)通过RS232\\\/RS485转换电路将PC机串口RS232信号转换成RS485信号,对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔离珊的产品。

(2)通过PCI多串口卡,可以直接选用输出信号为RS485类型的扩展卡。

RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”,它定义了接口电路的特性。

实际上还有一根信号地线,共5根线。

由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力,故允许在相同传输线上连接多个接收节点,最多可接10个节点。

即一个主设备(Master),其余为从设备(Salve),从设备之间不能通信,所以RS-422支持点对多的双向通信。

接收器输入阻抗为4k,故发端最大负载能力是10×4k+100Ω(终接电阻)。

RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道,因此不必控制数据方向,各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式(XON\\\/XOFF握手)或硬件方式(一对单独的双绞线)。

RS-422的最大传输距离为4000英尺(约1219米),最大传输速率为10Mb\\\/s。

其平衡双绞线的长度与传输速率成反比,在 100kb\\\/s速率以下,才可能达到最大传输距离。

只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。

一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为 1Mb\\\/s。

RS-422需要一终接电阻,要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。

在矩距离传输时可不需终接电阻,即一般在300米以下不需终接电阻。

终接电阻接在传输电缆的最远端。

4、 干接点信号二、 模拟信号视频1、 非平衡信号2、 平衡信号三、 芯片1、 封装2、 74073、 74044、 74005、 74LS5736、 ULN20037、 74LS2448、 74LS2409、 74LS24510、 74LS138\\\/23811、 CPLD(EPM7128)12、 116113、 max69114、 max485\\\/7517615、 mc148916、 mc148817、 ICL232\\\/max23218、 89C51四、 分立器件1、 封装2、 电阻:功耗和容值3、 电容1) 独石电容2) 瓷片电容3) 电解电容4、 电感5、 电源转换模块6、 接线端子7、 LED发光管8、 8字(共阳和共阴)9、 三极管2N555110、 蜂鸣器五、 单片机最小系统1、 单片机2、 看门狗和上电复位电路3、 晶振和瓷片电容六、 串行接口芯片1、 eeprom2、 串行I\\\/O接口芯片3、 串行AD、DA4、 串行LED驱动、max7129七、 电源设计1、 开关电源:器件的选择2、 线性电源:1) 变压器2) 桥3) 电解电容3、 电源的保护1) 桥的保护2) 单二极管保护八、 维修1、 电源2、 看门狗3、 信号九、 设计思路1、 电源:电压和电流2、 接口:串口、开关量输入、开关量输出3、 开关量信号输出调理1) TTL―>继电器2) TTL―>继电器(反向逻辑)3) TTL―>固态继电器4) TTL―>LED(8字)5) 继电器―>继电器6) 继电器―>固态继电器4、 开关量信号输入调理1) 干接点―>光耦 2) TTL―>光耦5、 CPU处理能力的考虑6、 成为产品的考虑:1) 电路板外形:大小尺寸、异形、连接器、空间体积2) 电路板模块化设计3) 成本分析4) 器件的冗余度1. 电阻的功耗2. 电容的耐压值等5) 机箱6) 电源的选择7) 模块化设计8) 成本核算1. 如何计算电路板的成本

2. 如何降低成本

选用功能满足价格便宜的器件十、 思考题1、 如何检测和指示RS422信号2、 如何检测和指示RS232信号3、 设计一个4位8字的显示板1) 电源:DC122) 接口:RS2323) 4位3”8字(连在一起)4) 亮度检测5) 二级调光4、 设计一个33位1”8字的显示板1) 电源:DC5V2) 接口:RS2323) 3排 11位8字,分4个、3个、4个3组,带行与行之间带间隔4) 单片机最小系统5) 译码逻辑6) 显示驱动和驱动器件5、 设计一个PCL725和MOXA C168P的接口板1) 电源:DC5V2) 接口:PCL725\\\/MOXA 8个RS2321. PCL725,直立DB37,孔2. MOXA C168P,DB62弯3) 开关量输出信号调理:6个固态继电器和8个继电器,可以被任何一路信号控制和驱动,接口:固态继电器5.08直立,继电器3.81直立4) 开关量输入调理:干接点闭合为1或0可选,接口:3.81直立5) RS232调理:1. LED指示2. 前4路RS232全信号,后4路只需要TX、RX、03. 无需光电隔离4. 接口形式:DB9(针)直立第二部分:软件知识一、 汇编语言二、 C51该部分可以从市场上买到的N种开发板上学到,至于第一部分,需要人来带吧。

为什么要掌握这些知识

实际上,电子工程师就是将一堆器件搭在一起,注入思想(程序),完成原来的这些器件分离时无法完成的功能,做成一个成品。

所需要的技能越高、功能越复杂、成本越低、市场上对相应的东东的需求越大,就越成功。

这就是电子工程师的自身的价值。

从成本到产品售出,之间的差价就是企业的追求。

作为企业的老板,是在市场上去寻找这样的应用;对电子工程师而言,是将老板提出的需求或者应用按照一定的构思原则(成本最低、可靠性最高、电路板最小、功能最强大等)在最短的时间内完成。

最短的时间,跟电子工程师的熟练程度、工作效率和工作时间直接有关。

这就是电子工程师的价值。

将电子产品抽象成一个硬件的模型,大约有以下组成: 1) 输入 2) 处理核心 3) 输出 输入基本上有以下的可能: 1) 键盘2) 串行接口(RS232\\\/485\\\/can bus\\\/以太网\\\/USB) 3) 开关量(TTL,电流环路,干接点) 4) 模拟量(4~20ma、 0~10ma、0~5V(平衡和非平衡信号)) 输出基本上有以下组成: 1) 串行接口(RS232\\\/485\\\/can bus\\\/以太网\\\/USB) 2) 开关量(TTL、电流环路、干接点、功率驱动) 3) 模拟量(4~20ma, 0~10ma,0~5V(平衡和非平衡信号)) 4) LED显示:发光管、八字 5) 液晶显示器 6) 蜂鸣器 处理核心主要有: 1) 8位单片机,主要就是51系列 2) 32位arm单片机,主要有atmel和三星系列 51系列单片机现在看来,只能做一些简单的应用,说白了,这个芯片也就是做单一的一件事情,做多了,不如使用arm来做;还可以在arm上加一个操作系统,程序既可靠又容易编写。

最近三星的arm受到追捧,价格便宜,以太网和USB的接口也有,周立功的开发系统也便宜,作为学习ARM的产品来说,应该是最好的;作为工业级的控制,是不是合适,在网友中有不同的看法和争议。

本公司使用atmel ARM91系列开发的1个室外使用的产品,在北京室外使用,没有任何的通风和加热的措施,从去年的5月份到现在,运行情况良好。

已经有个成功应用的案例。

但对于初学者来说,应该从51着手,一方面,51还是入门级的芯片,作为初学者练还是比较好的,可以将以上的概念走一遍;很多特殊的单片机也是在51的核的基础上增加了一些I\\\/O和A\\\/D、D\\\/A;也为今后学习更高一级的单片机和ARM打下基础。

再说了,哪个老板会将ARM级别的开发放在连51也没有学过的新手手中

在51上面去做复杂的并行扩展是没有必要的,比如,扩展I\\\/O口和A\\\/D、D\\\/A等等,可以直接买带有A\\\/D、D\\\/A的单片机;或者直接使用ARM,它的I\\\/O口线口多。

可以使用I2C接口的芯片,扩展I\\\/O口和A\\\/D、D\\\/A,以及SPI接口扩展LED显示,例如:MAX7219等芯片。

市面上一些比较古老的书籍中还有一些并行扩展的例子,如:RAM、EPROM、A\\\/D、D\\\/A等,我觉得已经没有必要去看了,知道历史上有这些一回事就行了; 这知识,是所有产品都具备的要素。

所以要学,再具体应用。

三相交流电路试验结论如何写

《数字电路实验与课程设计》实验教学大纲2004版课程名称及性质:数字电路实验与课程设计 必修课英文名称: Digital Circuit Experiment and Course Design课程编号:050223课程类别:技术、专业基础课程总学时:32实验学时:32开设学期:5、6面向专业:电子信息科学与技术第一部分:实验一、实验目的和任务本课程目的是使学生掌握数字电路的基础理论,培养学生设计组合、时序及模数\\\/数模转换电路和设计综合应用电路的能力,并能够在查阅器件手册的基础上,熟悉各类数字电路元件的特点及应用。

使学生初步具有数字电路设计、制作、调试能力,并具有数字系统设计的思想。

二、实验教学的基本要求学生应掌握数制的概念和转换方法,掌握组合逻辑电路的基本特点与设计方法,掌握时序逻辑电路、脉冲波型产生电路、模数\\\/数模转换电路的基本特点与设计方法以及典型时序逻辑电路的工作原理与分析方法,会使用多种常用的器件手册,了解查找数字电路器件的常用途径,了解常用数字电路器件的分类,了解各类数字电路器件的物理特性,了解器件接口技术,并在此基础上,逐步熟悉常用数字电路器件的特性及应用,掌握数字电路的制作及调试,熟悉常用仪器的使用方法。

能够正确识别常用数字电路器件,能绘制电路原理图,掌握数字电路的布线规则、掌握电路的调试与故障的分析和排除。

三、实验项目基本情况(16学时)序号 实验项目名称 内容提要 实验学时 实验类型 实验地点1 组合逻辑电路设计与调试 门电路、编码、译码等逻辑电路设计与调试 4 设计 31#3752 触发时序电路设计与调试 触发器、计数器、移位寄存器应用电路与调试 6 设计 31#3753 脉冲波形产生电路设计与调试 555时基电路及其应用设计与调试 3 设计 31#3754 模数\\\/数模转换电路设计与调试 D\\\/A 、A\\\/D转换器 应用设计与调试 3 设计 31#375四、考核方式平时实验表现占该门实验课最终成绩的70%,实验报告成绩占该门实验课最终成绩的30%。

平时实验主要考察学生对实验电路的设计难易程度、电路连接调试、问题解决的能力,是否能够达到设计要求;实验报告主要考察学生对实验涉及的理论知识的掌握,对实验得到的结论和现象是否能够正确理解和分析,并能够合理的解释实验中出现的问题,正确判断实验的成功、失败。

五、实验教材或实验指导书《数字电路实验与课程设计》 孟宇 主编第二部分:课程设计一、课程设计的性质和目的本课程不仅要求学生获得电子技术方面的理论知识以及掌握理论设计方法,还要培养学生理论联系实际的能力。

本课程的课程设计环节,就是通过学生自己设计、搭建和调试电路,使学生对所学的理论知识有更深一步的理解,同时提高学生分析问题和解决问题的能力。

二、课程设计的基本要求1.掌握常用中、小规模集成电路芯片(如:逻辑门电路、译码器、数据选择器、计数器、寄存器等)的使用方法。

2.掌握逻辑电路的基本设计步骤(包括组合逻辑电路部分与时序逻辑电路部分),以及整体电路的实现方法。

3.具有一定的分析、寻找和排除电路常见故障的能力。

4.能正确使用常用电子仪器、仪表(如:万用表、示波器、时序信号发生器等)。

5.独立写出具有理论分析及设计方案论证的、并通过搭建电路调试验证其设计是正确的课程设计报告。

三、设计课题及内容和要求(16学时)1.设计并实现一个数字频率计本课题要求设计并实现一个数字频率计,设计参数自选,用于测量信号的频率,并用十进制数字显示。

    2.设计并实现自主实验课题该课题要求利用所学数字电路知识,实现自拟课题设计功能并调试成功,设计难度与1设计题目相当。

以上题目任选一个。

三、课程设计时间安排实验前3周拟定、修改设计报告,第4周开题报告,第5周实验。

四、课程设计报告书写规范完成设计任务后,在课程设计的最后阶段,需要总结全部设计工作,写出完整、规范的设计报告,在指定的时间内提交指导教师。

课程设计报告要求有完整的格式,具体如下:论文分三部分——前置部分、主体部分和后置部分。

(一)前置部分:这一部分包括题目、作者(单位)、摘要、关键词。

题目要恰当、准确地反映论文的内容。

作者单位要写全校、院(系)名称及班级学号。

摘要是论文内容的概括与简述,应包括研究课题的创新思想和创新成果及其理论价值和现实意义。

关键词要准确、精练。

(二)主体部分:这一部分包括引言、正文、结论,是论文的正式部分。

引言作为论文的第一段,要简单说明选题的背景和意义、准备解决的问题及主要工作内容等。

正文是论文的主要部分,应包括课题的总体方案设计、方案论证及实现、数据分析处理、实验效果及理论分析等。

结论作为论文的最后一段,是对课题研究最终的、总体的评价。

结论中应明确本课题研究的创新点及创新成果、技术关键及技术难点、社会经济价值及研究方向的前景等。

结论应该准确、完整、精练。

说明:论文的主体部分可以设标题(具体格式见附例)。

文章的第一段就是引言,最后一段就是结论,中间各段就是正文。

不必再加“引言”、“正文”、 “结论”等小标题。

(三)后置部分:1、参考文献参考文献作为论文的附录,附在论文的后面。

参考文献是指在课题研究和论文撰写过程中对你有所启示和帮助的文献资料,包括著作、论文和网页。

参考文献的列写格式如下:[1]作者.著作名.出版地:出版社.出版年月[2]作者.论文名.期刊或杂志名.期号[3]网页(网址)……以上[1]、[2]为文献序号,其中[1]为著作的列写格式,[2]为论文的列写格式。

2、心得体会:内容中可以对本综合训练如何开展和进行提出自己的意见和建议。

(四)要求:①个人独立撰写,每人一份, ②字数:主体部分不少于3000字,摘要150—200字,关键词3—6个。

③版面安排:按A4纸排版。

页边距为:上、下各25mm,左35mm,右30mm;段间距及字间距:标准;行间距:单倍行距;页码:底部居中;作者(单位)占一行,其前、后各空一行(小四号);主体部分与前置部分、后置部分之间各空一行;不做封面,不设页眉、页脚及页边框。

④字号选择:(见附例)。

五、成绩评定课程设计的考核结果按优秀、良好、中等、及格和不及格来评价。

对设计任务理解透彻,能够全面、正确、独立地完成设计内容所规定的任务,得出设计结果,并按时提交准确、完整、规范的设计报告,可评为优秀;按照设计任务要求能够顺利地完成任务,得出结果,按时提交较完整的、符合要求的设计报告,可评定为良好;按照设计要求完成了硬件线路的连接,基本完成了任务要求,提交符合要求的设计报告,可评为中等;基本完成设计目标,但不够完善,可能有若干小的缺陷,在帮助下能够完成任务要求,提交设计报告,可评为及格;不能完成指定的要求和任务,未提交设计报告的,评为不及格。

六、参考资料 1.“数字电路实验与课程设计实验指导书” 孟宇编 2.“电子技术基础”(数字版) 康华光编

《电子技能与实训》课程总结。

电子技能与实学基本要求(54学时)一、课程性任务本课程任务是生掌握从事电子电器应用与维修工作所必需的电子基本工艺和基本技能,初步形成解决实际问题的能力,为学习其他专业知识和职业技能打下基础。

二、课程教学目标(一) 知识教学目标1. 了解电工电子仪表、仪器的基本结构及正确使用与维护;2. 掌握常用电子元器件的正确识别与检测方法;3. 理解常用电子电路和简单电子整机电路的分析、检测与常见故障排除方法;4. 掌握电子电路安装的工艺知识。

(二) 能力培养目标1. 能正确使用常用电工电子仪表、仪器;2. 能正确阅读分析电路原理图和设备方框图,并能根据原理图绘制简单印刷电路;3. 初步学会借助工具书、设备铭牌、产品说明书及产品目录等资料,查阅电子元器件及产品有关数据、功能和使用方法;4. 能按电路图要求,正确安装、调试单元电子电路、简单整机电路;5. 处理电子设备的典型故障。

(三) 思想教育目标1. 具有热爱科学、实事求是的学风和创新意识、创新精神;2. 加强爱岗敬业意识和职业道德意识。

三、教学内容和要求基 础 模 块(一) 常用电子仪器、仪表的使用与维护1. 了解常用电子仪器、仪表的结构;2. 理解常用电子仪器、仪表的基本功能;3. 掌握常用电子仪器、仪表的使用方法和注意事项。

(二) 常用电子元器件的识别与检测1. 理解常用电子元器件的型号和主要参数;2. 理解常用电子元器件的识别和分类方法;3. 掌握用万用表检测常用电子元器件的方法。

(四) 印刷电路板的手工制作1. 理解印刷电路图绘制知识;2. 掌握印刷电路板手工制作工艺要求。

(五) 分压式电流负反馈偏置放大电路的安装调试与维修1. 了解电路元器件焊接方法;2. 掌握静态工作点调试方法及动态测试方法;3. 掌握常见电路故障的分析方法。

(六) 由集成运算放大器组成的小型温度控制器的安装调试与故障排除1. 了解集成运算放大器的外形及结构;2. 理解集成运算放大器的管脚识别方法和管脚功能及主要参数;3. 掌握集成运算放大器焊接方法及注意事项。

(七) 集成音频功率放大电路的安装调试与故障排除1. 理解集成音频功率放大电路的管脚功能及主要参数;2. 掌握最大输出功率、效率、失真度、幅频特性检测方法。

(八) 直流稳压电源的安装调试与故障排除1. 理解三端稳压器外形、管脚识别和主要参数;2. 掌握纹波电压、稳压系数、调压范围和调节方法。

(九) 简易四路声光报警器的安装调试与故障排除1. 了解集成与非门、非门逻辑功能;2. 理解声光报警器电路原理与调试方法。

选 用 模 块(一) 家用调光台灯电路的安装调试与故障排除1. 了解晶闸管、单结晶体管的工作特性、识别与检测方法;2. 理解触发电压、输出电压的测试方法和调压方法。

(二) 高、低频音乐信号发生器的安装调试与故障排除1. 了解常见电路的振荡条件、音乐集成电路外形及管脚功能;2. 理解高频、低频信号产生的方法和调试方法。

(三) 由555组成的变音警笛电路的安装调试与故障排除1. 理解555管脚功能及主要参数;2. 理解电路的调试方法。

(四) 简单实用的电池充电器电路的安装调试与故障排除1. 理解充电电路结构与工作原理;2. 学会电路的调试方法并能排除简单故障。

(五) 双调光蘑菇灯电路的安装调试1. 了解双向晶闸管、双向二极管工作特性及主要参数;2. 理解电路调试方法。

(六) 石英晶体遥控发射器的安装调试1. 了解石英晶体工作特性及主要参数;2. 理解电路工作原理。

(七) 实用稳压电源的安装调试1. 理解实用稳压电源工作原理;2. 理解稳压、调压测试方法。

(八) 数字钟的安装调试与故障排除1. 理解555时基电路的结构及作用;2. 理解由十进制计数器构成六十进制、二十四进制计数器的方法;3. 了解集成计数器、译码器及逻辑门电路的管脚功能。

实践教学模块(一) 基本实训1. 常用电子仪器、仪表使用与维护会正确操作和维护常用电子仪器、仪表。

2. 常用电子元器件的识别与检测能识别常用电子元器件;会用万用表检测电阻、电位器、电感器及常用开关;会用万用表检测常用半导体电子元器件。

3. 印刷电路板的手工制作会根据工艺要求手工制作指定电路的印刷电路板。

4. 分压式电流负反馈偏置放大电路的安装调试与维修能按工艺要求正确安装焊接电路;会用有关仪器、仪表对电路进行静态、动态调整和测试;能排除电路出现的常见故障。

5. 由集成运算放大器组成的小型温度控制器的安装调试与故障排除会按工艺要求正确安装电路;会进行温控调试;能排除电路中出现的常见故障。

6. 集成音频功率放大电路的安装调试与故障排除会正确识别集成音频功率放大电路管脚;能正确安装电路并会进行调试和检测;能排除电路中出现的常见故障。

7.直流稳压电源的安装调试与故障排除会正确识别和检测桥堆和三端集成稳压器;能正确安装电路,能正确测量稳压性能、调压范围;能排除常见故障。

8. 简易四路声光报警器的安装调试与故障排除会正确识别并应用四路输入集成与非门和六非门集成器件;会绘制正确的印刷电路图和按工艺制作印刷电路板,并能正确安装电路;能排除常见故障。

(二) 选用实训1. 家用调光台灯电路的安装调试与故障排除会检测晶闸管、单结晶体管;能正确安装电路、测试调压范围;能排除常见故障。

2. 高、低频音乐信号发生器的安装调试与故障排除会识别音乐集成电路管脚,并能正确应用;能正确安装电路;会测试高、低频输出波形;能排除常见故障。

3. 由555组成的变音警笛电路的安装调试与故障排除会识别NE555管脚,正确应用其管脚;能正确安装电路和调试;能排除常见故障。

4. 简单实用的电池充电器电路的安装调试与故障排除能画出正确印刷电路图,并会制作印刷电路板;能正确安装电路和调试;能排除常见故障。

5. 双调光蘑菇灯电路的安装调试会检测双向晶闸管、双向二极管;能正确安装电路和调试;能排除常见故障。

6. 石英晶体遥控发射器的安装调试会对石英晶体进行检测,会对振荡线圈进行正确调整;能正确安装电路和调试;能排除常见故障。

7. 实用稳压电源的安装调试会正确检测和使用三端可调式集成稳压器;会制作电源印刷电路板,并能正确安装电路和检测性能;能排除常见故障。

8. 数字钟的安装调试与故障排除会正确使用相关集成器件;会正确安装数字钟电路,并能进行检测和调整。

组合逻辑电路的设计应该注意什么问题

组合逻辑电路的特点及设计时的注意事项:①组合逻辑电路的输出具有立即性,即输入发生变化时,输出立即变化。

(实际电路中还要考虑器件和导线产生的延时)。

②组合逻辑电路设计时应尽量避免直接或间接的反馈,以免出现不确定的状态或形成振荡。

如右图设计的基本触发器,当输入~S、~R从“00”变为“11”时,无法确定Q和~Q的值。

③组合逻辑电路容易出现“毛刺”,这是由于电路“竞争-冒险”产生的。

如图所示,图中与门的两个输入分别由信号 A 经过不同路径传递而来。

按照理想情况分 析,电路输出端应该始终为 L=A ·~A =0。

考虑到信号在逻辑门中的传输延迟,~A 到达与门输入端的时间始终落后于 A。

图(b)的波形显示,信号 A的四次变化都产生了竞争。

但这四次竞争引起的结果是不一样的。

第一次和第三次竞争造 成输出错误,第二次和第四次竞争则没有造成输出错误。

换言之,只有第一次和第三次竞争引起了冒险,产生了尖峰干扰。

由于“毛刺”的影响,应避免使用组合逻辑电路直接产生时钟信号,也应避免将组合逻辑电路的输出作为另一个电路的异步控制信号。

如右图,本意是设计一个计数范围为“0~5”的六进制计数器,即输出QD、QC、QB、QA从5“0101”变到6“0110”时,与门输出“1”,控制“CLR”异步复位到“0000”,但是由于输出从3“0011”变到4“0100”时,QC先于QB从“0”变到“1”,导致短暂的“0111”出现,使与门输出“1”,引起复位,从而使实际的电路计数范围为“0~3”,与设计的初衷相悖。

④用VHDL描述组合逻辑电路时,所有的输入信号都应放在敏感信号表中。

⑤用IF语句和CASE语句描述电路分支时,一定要列举出所有输入状态(一般在最后加上“else”或“when others”分支),否则在综合时将引入LATCH,使电路输出出现延时。

数字电路三人表决器设计

“三人表决器”“三人表决器”的逻辑功能是:表决结果与多数人意见相同。

设X0、X1、X2为三个人(输入逻辑变量),赞成为1,不赞成为0; Y0为表决结果(输出逻辑变量),多数赞成Y0为1,否则,Y0为0。

其真值表如表1所示。

表1 “三人表决器”真值表输入逻辑变量 输出逻辑变量X0 X1 X2 Y00 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1由真值表写出逻辑表达式并化简得:Y0=X0*X1+X0*X2+X1*X2 (1)要实现这个逻辑功能,如果用“集成逻辑门”,则可选用三个两输入“与门”和一个三输入“或门”来实现。

但是,这里我们不是用“集成逻辑门”,而是用PLC“程序”来实现。

程序语句如下:0 LD X01 AND X12 LD X0 3 AND X2 4 ORB 5 LD X1 6 AND X2 7 ORB 8 OUT Y0 9 END将这个程序语句写入到PLC中,再进行接线:用三个开关分别控制X0、X1、X2,用一盏指示灯来显示表决结果,并将COM1连接到24V直流电源的正极。

接线完毕就可以进行演示实验的操作了。

如果赞成,则合上开关;如果不赞成,则断开开关。

指示灯的亮灭,显示的是表决的结果。

灯亮表示多数赞成,灯不亮,则表示多数不赞成。

表决结果与多数人意见相同。

下面探讨一下由“逻辑表达式”来编写PLC程序的规律。

一般书上用A、B、C表示输入逻辑变量,用Y表示输出逻辑变量。

在这里为了编程的方便,我们有意把PLC的输入继电器(X)的触点作为输入逻辑变量,把输出继电器的线圈作为输出逻辑变量。

例如,在表达式(1)中,X0、X1、X2为三个输入逻辑变量,代表三个人,Y0为输出逻辑变量,代表表决结果。

同时在PLC中,X0、X1、X2又是三个输入继电器,都是输入继电器的常开触点; Y0是一个输出继电器,是输出继电器的一个线圈。

式(1)是一个“与或式”,在第一项X0*X1中,“X0”在项首,用[LD]指令,即LD X0,“*”是“与”逻辑,用[AND]指令,即AND X1。

第二项、第三项也是这个规律,三项相加,“+”是“或”逻辑,用[ORB]指令,[ORB]指令是“块或”指令。

因为每一个“与项”都是两个触点相串联的“串联电路块”,而“相加”就是作并联连接,即“串联电路块”作并联连接,所以要用“块或”指令。

Y0是输出,用线圈输出指令[OUT],即OUT Y0。

程序结束用[END]指令。

认真总结由“逻辑表达式”来编写PLC程序的规律,这对于快速编程很有好处。

但是,一般的初学者,往往都是由“逻辑表达式”到“梯形图”,再到“程序语句”。

为了帮助初学者,我们将这个程序的梯形图一并给出,如下图所示。

计算机拆装的心得体会

四天的实习,我着实替己捏了一把汗,因为我在实习中了所有可能遇问题,如果从学习的角度来说,遇到更多的问题还是很幸运的

实习时我们虽然用的是比较新的机箱,但是问题往往隐藏在那华丽的机箱内部;我们从第一天一开始启动机子,困难就用蓝屏来刁难我们,我们但并没有被困难吓到,而是开始了攻克难关的艰难旅程。

我们从显卡开始检查,经由CPU,显示器,内部连线,再到电源逐一进行检测,我们各尽所能,努力寻找问题所在,哲言说的好“努力一定会有结果,但结果未必是好结果”,现实是残酷的,我们最终还是“抱着希望去,带着失望来”一切措施都实施了,但是问题依然未被解决,连同组的同学都对我投来了失望的目光,我也自感失望,因为平时他们是比较信任我的,为了能够解决问题,我们请教了所有能够请教的同学,我们每次都是失望而归,最后我们只能求助于老师了,老师经过一番研究发现:这台主机主板根本不通电,即使看起来外表很是诱人。

结果让我们很是失望,我们最后只能对那新机子说拜拜啦

另外,我感觉组装实习对我的帮助很大,平日里的理论学习只是纸上谈兵,并不能很好的掌握计算机组装的实际情况,而且也容易产生反感,但是只有结合实践的组装学习,才容易被接受,被吸收被理解,只有自己实实在在的摸过,自己才敢说自己掌握了多少东西。

总之,经过这次实习,我掌握了书本上没有的一些东西,让我受益匪浅

74LS00的空载导通电流Iccl

目录引言实验一 TTL与非门的静态参数测试 ………………………………… 4 实验二 组合逻辑电路分析与设计………………………………………8 实验三 利用MSI设计组合逻辑电路……………………………………10 实验四 译码显示电路……………………………………………………15 实验五 组合电路中的竞争与冒险………………………………………20实验六 同步计数器的设计………………………………………………22实验七 计数、译码、显示综合实验……………………………………23实验八 8421码检测电路的设计…………………………………………25实验九 555时基电路及其应用…………………………………………28实验十 D-A、A-D转换器………………………………………………34实验十一 三位半直流数字电压表…………………………………………40实验十二 智力竞赛抢答装置………………………………………………46附录所用集成电路型号及外引线排列图……………………………………48引 言《数字电路与逻辑设计》是一门实践性很强的基础课,在学习中不仅要掌握基本原理和基本方法,更重要的是学会灵活应用。

要真正掌握它,必需经过实验环节。

《数字电路与逻辑设计》是其后续课程。

通过本课程,可巩固和扩充学过的理论知识,更重要的是,通过实验训练,使同学掌握必要的实验技能和培养科学的实验作风。

课程要求学生了解所用仪器的基本原理;熟练使用仪器;熟悉各单元电路的工作原理,各集成器件的逻辑功能和使用方法,从而有效地培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力。

实验内容是设计、安装、调试型的,要求学生独立完成设计、安装、调整、测试的全过程。

学生在 实验中遇到问题,原则由他们自行解决,教师不予具体的帮助,必要时只给思考或方法上的指导。

实验的基本过程,应包括确定实验内容,选定最佳的实验方法和实验线路,拟出较好的实验步骤,合理选择仪器设备和元器件,进行连接安装和调试,最后写出完整的实验报告。

在进行数字电路实验时,充分掌握和正确利用集成元件及其构成的数字电路独有的特点和规律,可以收到事半功倍的效果,对于完成每一个实验,应做好实验预习,实验记录和实验报告等环节。

一、实验预习认真预习是做好实验的关键,预习好坏,不仅关系到实验能否顺利进行,而且直接影响实验效果,预习应按本教材的实验预习要求进行,在每次实验前首先要认真复习有关实验的基本原理,掌握有关器件使用方法,对如何着手实验做到心中有数,通过预习还应做好实验前的准备,写出一份预习报告,其内容包括:1. 绘出设计好的实验电路图,该图应该是逻辑图和连线图的混合,既便于连接线,又反映电路原理,并在图上标出器件型号、使用的引脚号及元件数值,必要时还须用文字说明。

2.拟定实验方法和步骤。

3.拟好记录实验数据的表格和波形座标。

4.列出元器件单。

二、实验记录实验记录是实验过程中获得的第一手资料,测试过程中所测试的数据和波形必须和理论基本一致,所以记录必须清楚、合理、正确,若不正确,则要现场及时重复测试,找出原因。

实验记录应包括如下内容:1. 实验任务、名称及内容。

2. 实验数据和波形以及实验中出现的现象,从记录中应能初步判断实验的正确性。

3. 记录波形时,应注意输入、输出波形的时间相位关系,在座标中上下对齐。

4. 实验中实际使用的仪器型号和编号以及元器件使用情况。

三、实验报告实验报告是培养学生科学实验的总结能力和分析思维能力的有效手段,也是一项重要的基本功训练,它能很好地巩固实验成果,加深对基本理论的认识和理解,从而进一步扩大知识面。

实验报告是一份技术总结,要求文字简洁,内容清楚,图表工整。

报告内容应包括实验目的、实验内容和结果、实验使用仪器和元器件以及分析讨论等,其中实验内容和结果是报告的主要部分,它应包括实际完成的全部实验,并且要按实验任务逐个书写,每个实验任务应有如下内容:1.实验课题的方框图、逻辑图(或测试电路)、状态图,真值表以及文字说明等,对于设计性课题,还应有整个设计过程和关键的设计技巧说明。

2.实验记录和经过整理的数据、表格、曲线和波形图,其中表格、曲线和波形图应充分利用专用实验报告简易座标格,并且三角板、曲线板等工具描绘,力求画得准确,不得随手示意画出。

3.实验结果分析、讨论及结论,对讨论的范围,没有严格要求,一般应对重要的实验现象,结论加以讨论,以使进一步加深理解,此外,对实验中的异常现象,可作一些简要说明,实验中有何收获,可谈一些心得体会。

实验一 TTL与非门的静态参数测试一、实验目的1.掌握TTL与非门电路主要参数和电压传输特性的测试方法。

2.熟悉数字电路实验箱、数字万用表的使用。

二、实验仪器及器件1.数字电路实验箱、万用表、示波器。

3.器件:74LS00X 2、电阻:200ΩX1三、实验预习复习TTL与非门的逻辑功能、主要参数和电压传输特性。

四.实验原理TTL与非门电路是目前较为普遍的一种集成门电路。

本实验采用四2输入与非门74LS00,即在一块集成块内含有四个互相独立的与非门,每个与非门有2个输入端。

其电路图、逻辑符号及引脚排列如图(一)(a)、(b)所示。

图(一)对于使用集成电路者来说,所关心的是集成门电路从导通到截止所需要的转换条件其所表现出来的转换特性,诸如开门电平、输出高电平、输出低电平等这样一些静态参数,以及诸如平均传输延迟时间一类动态参数的测量,与非门电路的转换特性(电压传输特性)曲线,它表示输入由低电平变到高电平时输出电平的相应变化,所有这些都是选择和设计电路所必须了解的。

五.实验内容1、低电平输出电源电流ICCL和高电平输出电源电流ICCH及静态平均功耗 : 与非门处于不同的工作状态,电源提供的电流是不同的。

ICCL:指所有输入端悬空,输出端空载时,电源提供器件的电流。

也称空载导通电流。

测试电路如图(二)(a)所示。

ICCH:指输出端空载,每个门各有一个以上的输入端接地,其余输入端空,电源提供器件的电流。

也称空载截止电流。

测试电路如图(二)(b)所示。

:为电路空载导通功耗POn和空载截止功耗POff的平均值。

其值为: (通常POn>POff)图(二)2、输入短路电流IIS和输入漏电流IIH: IIS(或IIL):指被测输入端接地,其余输入端和输出端悬空时,由被测输入端流出的电流。

也称低电平输入电流。

在由多级门构成的电路中,IIS相当干前级门输出低电平时,后级向前级门灌入的电流。

因此,IIS关系到前级门的灌电流负载能力,IIS越小,前级门带负载的个数就越多。

测试电路如图(三)(a)所示。

IIH:指被测输入端接高电平,其余输入端接地,输出端悬空时,流入被测输入端的电流。

也称高电平输入电流。

在由多级门构成的电路中,它相当于前级门输出高电平时,前级门的拉电流负载。

IIH的大小关系到前级门的拉电流负载能力,IIH越小,前级门电路带负载的个数就越多。

实际上,因IIH较小,难以测量,一般免测试此项。

测试电路如图(三)(b)所示。

图(三)(3)输出高电平UOH及关门电平Uoff 测量电路如图(四)(a)所示。

先调W,使输入电压为0V这时输出电压即为UOH。

然后渐渐增大输入电压,当输出电压下降90%UOH时,测得输入电压即为关门电平Uoff。

(4)输出低电平UOL及开门电平Uon 测量电路如图(四)(b)所示。

先调W,使输入电压为高电平,测得的输出电压即为UOL。

然后渐渐减小输入电压,测得使输出电压维持在UOL的最低输入电平,即为开门电平Uon。

2、测试TTL与非门的电压传输特性:图(四)(b)去掉RL即为测量电路。

调W,使输入电压由小到大,用万用表对应地测出输入电压和输出电压,并一一记录在表(一)中。

表(一 )只作参考,测量时,对VOff和VON的附近,输入电压的变化可取小一些。

即测量点取密一些。

表(一)ui(V) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 …uo(V) 3、平均传输延迟时间tpdtpd是衡量门电路开关速度的参数,它是指输出波形边沿的0.5Vm至输入波形对应边沿0.5Vm点的时间间隔,如图(五)(a)所示。

图(五)(a)中的tpdL为导通延迟时间,tpdH为截止延迟时间,平均传输延迟时间为: tpd的测试电路如图(五)(b)所示,由于TTL门电路的延迟时间较小,直接测量时对信号发生器和示波器的性能要求较高,故实验采用测量由奇数个与非门组成的环形振荡器的振荡周期T来求得。

其工作原理是:假设电路在接通电源后某一瞬间,电路中的A点为逻辑“1”,经过三级门的延迟后,使A点由原来的逻辑“1”变为逻辑“0”;再经过三级门的延迟后,A点电平又重新回到逻辑“1”。

电路中其它各点电平也跟随变化。

说明使A点发生一个周期的振荡,必须经过6 级门的延迟时间。

因此平均传输延迟时间为TTL电路的tpd一般在10nS~40nS之间。

由于所用的74LS00四输入与非门的tpd很短,要用7个与非门连成环形震荡器,以便测量其周期T。

六.实验报告:1.画出所有测试电路,记录、整理实验数据,并对结果进行分析。

2.画出实测的电压传输特性曲线,并从中读出各有关参数值。

实验二 组合逻辑电路分析与设计一.实验目的:1.掌握组合逻辑电路的分析方法,并验证其逻辑功能。

2.掌握组合逻辑电路的设计方法,并能用最少的逻辑门实现之。

3.熟悉示波器的使用。

二.实验仪器及器件:1.数字电路实验箱、数字万用表、示波器。

2.器件:四2输入与非门X2, 四2输入异或门74LS86X1,可预置二-八-十六进制计数器74LS197X1。

三.实验预习:1.复习组合逻辑电路的分析方法。

对实验中所选的组合电路写出函数式。

2.复习组合逻辑电路的设计方法。

对实验中要求设计的电路,列出真值表,写出函数式,画出逻辑图,并在图上标明集成块引脚号。

四.实验原理:1.组合逻辑电路的分析:对已给定的组合逻辑电路分析其逻辑功能。

步骤:(1)由给定的组合逻辑电路写函数式; (2)对函数式进行化简或变换; (3)根据最简式列真值表; (4)确认逻辑功能。

2.组合逻辑电路的设计:就是按照具体逻辑命题设计出最简单的组合电路。

步骤:(1)根据给定事件的因果关系列出真值表;(2)由真值表写函数式;(3)对函数式进行化简或变换;(4)画出逻辑图,并测试逻辑功能。

掌握了上述的分析方法和设计方法,即可对一般电路进行分析、设计,从而可以正确地使用被分析的电路以及设计出能满足逻辑功能和技术指标要求的电路。

五.实验内容:1.设计一个代码转换电路,输入为4位二进制代码输出为4位循环码。

循环码见表(一)所示。

G3 G2 G1 G00 0 0 00 0 0 10 0 1 10 0 1 00 1 1 00 1 1 10 1 0 10 1 0 01 1 0 01 1 0 11 1 1 11 1 1 01 0 1 01 0 1 11 0 0 11 0 0 02.用逻辑开关模拟二进制代码输入,并把输出接“0-1”显示器检查电路,看电路是否正常工作。

3.用集成异步下降沿触发的异步计数器74LS197构成十六进制计数器作为代码转换电路的输入信号源。

74LS197的CPA作为时钟输入,QA与CPB连接,则QD、QC、QB和QA就是十六进制计数器的输出。

将QD、QC、QB和QA接“0-1”显示器,CPA接手动单步脉冲。

十六进制计数器工作正常后,将QD、QC、QB和QA连接到代码转换得输入端,作为二进制代码输入。

检查电路工作是否正常工作。

有关74LS197的资料参阅附录。

4.用10KHz的方波作为计数器的脉冲,用示波器观察并记录CP、 QD、QC、QB、QA 和G3、G2、G1、G0的波形。

注意电压波形图之间的相位关系。

5.组合电路的分析。

多功能发生电路的逻辑表达为:F4F3F2F1取不同组合,则可得到以A、B为输入变量的各种逻辑函数。

F4 F3 F2 F1 Y0 0 0 0 Y0=10 0 0 1 Y1=0 0 1 0 Y2=0 0 1 1 Y3=0 1 0 0 Y4=0 1 0 1 Y5=0 1 1 0 Y6=0 1 1 1 Y7=1 0 0 0 Y8=1 0 0 1 Y9=1 0 1 0 Y10=1 0 1 1 Y11=1 1 0 0 Y12=1 1 0 1 Y13=1 1 1 0 Y14=1 1 1 1 Y15=表(二)多功能发生电路函数表 表(三)各函数真值表A B Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 … Y150 0 0 1 1 0 1 1 六.实验报告:1.写出详细的设计过程。

画出逻辑图。

2.按实验内容描述实验过程,分析实验中出现的问题。

3.总结组合逻辑电路分析与设计体会。

实验三 利用MSI设计组合逻辑电路 一.实验目的: 1.熟悉编码器、译码器、数据选择器等组合逻辑功能模块的功能与使用方法。

2.掌握用MSI设计的组合逻辑电路的方法。

二.实验仪器及器件:1.数字电路实验箱、数字万用表、示波器。

2.器件:四2输入与非门X2,可预置二-八-十六进制计数器74LS197X1。

三.实验预习:1.复习常用组合逻辑电路工作原理和设计方法,及与之相应的MSI功能表及其使用方法。

2.复习采用中规模集成电路实现组合逻辑电路的方法如使用译码器和数据选择器实现组合逻辑电路。

四.实验原理:中规模的器件,如译码器、数据选择器等,它们本身是为实现某种逻辑功能而设计的,但由于它们的一些特点,我们也可以用它们来实现任意逻辑函数。

1. 用译码器现实组合逻辑电路译码器是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高,低电平信号。

如图(一)为3线-8线译码器。

当附加控制门Gs的输出为高电平(S=1)时,可由逻图写出。

从上式可看出。

Y0-Y7同时又是A2、A1、A0这三个变量的全部最小项的译码输出。

所以这种译码器也叫最小项译码器。

如果将A2、A1、A0当作逻辑函数的输入变量,则可利用附加的门电路将这些最小项适当的组合起来,便可产生任何形式的三变量组合逻辑函数。

例如用3线-8线译码器74LS138实现全加器。

列出真值表如表(一)所示。

A、B是加数与被加数,Cn是低位向本位的进位,S为本位和,Cn+1位是本位向高位的进位。

由真值表可得全加器的最小项之和表达式。

令74LS138的输入A2=A,A1=B,A0=Cn,在其输出端附加两个与非门,按上述全加器的逻辑函数表达式连接。

即可实现全加器功能。

如图(二)所示。

A B Cn S Cn+10 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 01 1 0 0 01 1 1 1 12.用数据选择器实现组合逻辑电路 数据选择器的功能是从一组输入数据中选出某一个信号输出。

或称为多路开关。

如图(三)为双四选一数据选择器74LS153逻辑图。

Y1和Y2为两个独立的输出端,S1和S1为附加控制端用于控制电路工作状态和扩展功能。

A1、A0为地址输入端。

D10、D11、D12、D13或D20、D21、D22、D23为数据输入端。

通过选定不同的地址代码即可从4个数据输入端选出要的一个,并送到输出端Y。

输出逻辑式可写成其简化真值表如表(二)所示。

S1 A1 A0 Y11 X X 00 0 0 D100 0 1 D110 1 0 D120 1 1 D13从上述可知,如果将A1、A0作为两个输入变量,同时令D10、D11、D12、D13为第三个输入变量的适当状态(包括原变量、反变量、0和1),就可以在数据选择器的输出端产生任何形式的三变量组合逻辑电路。

例如用双4选1数据选择器实现二进制全减器,全减器的真值表如表(三)其中A和B为减数与被减数,Bn为低位向本位的借位,D为本位差,Bn-1为向高位的借位。

由真值表可写出全减器的最小项表达式。

设A、B为数据选择器的地址端即A1=A,A0=B,将D和Bn-1转换成数据选择器逻辑函数形式。

将上式与数据选器逻辑函数比较可得:D10=Bn,D11=Bn,D12=Bn,D13=BnD20=Bn,D21=1,D22=0,D23=Bn可得二进制全减器逻辑图如图(四)所示。

A B Bn D Bn-10 0 0 0 00 0 1 1 10 1 0 1 10 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 01 1 0 0 01 1 1 1 1五.实验内容:1、用八选一数据选择器设计一个函数发生器电路它的功能如表(四)所示。

待静态测试检查电路工作正常后,进行动态测试。

将74LS197连接成十六进制作为电路的输入信号源,用示波器观察并记录CP、S1、S0、A、B、Y的波形。

S1 S0 Y0011 0101 A.BA+BA⊕B2、数据分配器与数据选择器功能相反。

它是将一路信号送到地址选择信号指定的输出。

如输入为D,地址信号为A、B、C,可将D按地址分配到八路输出F0、F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7。

其真值表如表(五)所示。

试用3线-8线译码器74LS138实现该电路。

将74LS197连接成八进制作为电路的输入信号源,将QDQCQB分别与A、B、C连接,D接模拟开关,静态检测正确后,用示波器观察并记录D=1时,CP、A、B、C及F0—F7的波形。

(提示:将74LS138附加控制端S1作为数据输入端,同时令S2=S3=0,A2A1A0作为地址输入端,即可将S1送来的数据只能通过A2A1A0所指定的一根输出线送出去。

)A B C F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F70 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 D 0 0 0 0 0 0 0 0 D 0 0 0 0 0 00 0 D 0 0 0 0 00 0 0 D 0 0 0 00 0 0 0 D 0 0 00 0 0 0 0 D 0 00 0 0 0 0 0 D 00 0 0 0 0 0 0 D六.实验报告:1.写出详细的设计过程。

画出逻辑图。

2.按实验内容描述实验过程,分析实验中出现的问题。

3.总结组合逻辑电路分析与设计体会。

实验四 译码显示电路一、实验目的 1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法2、熟悉数码管的使用二、实验仪器及器件1、数字电路实验箱、数字万用表、示波器。

2、器件:74LS48X1, 74LS194X1,74LS73X1,74LS00X1。

三、实验预习 1、复习有关译码显示原理。

2、根据实验任务,画出所需的实验线路及记录表格。

四、实验原理 1、数码显示译码器 (1)七段发光二极管(LED)数码管 LED数码管是目前最常用的数字显示器,图(一)(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路,(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。

一个LED数码管可用来显示一位0~9十进制数和一个小数点。

小型数码管(0.5寸和0.36寸)每段发光二极管的正向压降,随显示光(通常为红、绿、黄、橙色)的颜色不同略有差别,通常约为2~2.5V,每个发光二极管的点亮电流在5~10mA。

LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器,该译码器不但要完成译码功能,还要有相当的驱动能力。

(a) 共阴连接(“1”电平驱动) (b) 共阳连接(“0”电平驱动)(c) 符号及引脚功能图(一)LED数码管(2)BCD码七段译码驱动器 此类译码器型号有74LS47(共阳),74LS48(共阴),CC4511(共阴)等,本实验系采用74LS48 BCD码锁存/七段译码/驱动器。

驱动共阴极LED数码管。

图(二)为74LS48引脚排列。

其中 A、B、C、D — BCD码输入端 a、b、c、d、e、f、g — 译码输出端,输出“1”有效,用来驱动共阴极LED数码管。

— 灯 测试输入端, =“0”时,译码输出全为“1” — 灭 零 输入端, =“0”时,不显示多余的零。

— 作为输入使用时,灭灯输入控制端;作为输出端使用时灭零输出端。

2、扫描式显示 对多位数字显示采用扫描式显示可以节电,这一点在某些场合很重要。

对于某些系统输出的的数据,应用扫描式译码显示,可使电路大为简化。

有些系统,比如计算机,某些A\\\/D转换器,是以这样的形式输出数据的:由选通信号控制多路开关,先后送出(由高位到低位或由低位到高位)一位十进制的BCD码,如图(三)所示。

图中的Ds称为选通信号,并假定系统按先高位后低位的顺序送出数据,当Ds1高电平送出千位数,Ds2高电平送出百位数,……一般Ds的高电平相邻之间有一定的间隔,选通信号可用节拍发生器产生。

如图(四)所示,为这种系统的译码扫描显示的原理图。

图中各片LED(共阴)的发光段并连接至译码器的相应端,把数据输入的相应权端与系统输出端相连,把各位选通端反向后接相应LED的公共端。

f(A)使数据输入是伪码(8421BCD中的1010-1111)时使f(A)=0,伪码灭灯。

接译码器的灭灯IB端,使不显示伪码。

3、四节拍发生器 扫描显示要求数码管按先后顺序显示。

这就要求如图(三)所示的选通信号。

通常该类型的信号称为节拍信号。

使用如果使用的数码管共阴极,则选通信号是图(三)信号的反相。

如图(五)所示就是这种节拍信号发生器。

图中74LS194为移位寄存器。

它具有左移、右移,并行送数、保持及清除等五项功能。

其引脚图如图(六)所示。

其中Cr为清除端,CP为时钟输入端,S0、S1为状态控制端,DSR为右移数据串行输入端,DSL为左移数据输入端,D0、D1、D2、D3位并行数据输入端,Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。

其功能表如表

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