数字电子技术实验教学大纲

数字电子技术实验教学大纲

课程名称：模拟电子技术基础实验（Experiments of Elementary Digital Electronics） 课程编号：071211D009 课程性质：必修课 课程设置类别：独立 课程总学时：36学时 实验总学时：36学时 实验总学分：2学分 实验周学时：3学时/周

适用专业及年级：电子科学与技术 电子信息科学与技术等专业 本科二年级 先修课程：数字电子技术基础 大纲主撰人：宋忠能

一、实验教学目的和基本要求

电子技术是一门工程应用性质很强的学科，实验教学的的作用和重要性日益为人门所重视。电子技术实验的目的不仅是巩固和加深课堂教学内容，验证已知理论，训练学生的基本实验技能，更重要的是培养和提高学生应用理论分析问题和解决问题的能力，培养科学作风和探索精神。为学习后续课程和从事实际技术工作奠定良好的基础。数字电路实验就是为此目的开设的。本实验共编排了十五个实验，其中，既有测试、验证的内容，也有设计、研究的内容，以供不同层次、不同需要、不同专业教学要求的选择。

课程代码：071211D009 二、教学对象

电子类专业，物理、化学类专业的本科二年级学生。 三、教学内容 基础实验部分

实验一 门电路逻辑功能及测试（3学时）

一、实验目的

1、熟悉数字门电路的逻辑功能。

2、熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。 二、实验内容

1、测试门电路逻辑功能。 2、异或门逻辑功能测试。

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3、逻辑电路的逻辑关系。

4、逻辑门传输延迟时间的测量。 5、利用与非门控制输出。

6、用与非门组成其它门电路并测试验证。 三、实验报告

1、按各步骤要求填表并画逻辑图。 2、回答问题：

（1）怎样判断门电路逻辑功能是否正常？

（2）与非门一个输入接连续脉冲，其余端什么状态时允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过？ （3）异或门又称可控反相门，为什么？

实验二 组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算）（3学时）

一、实验目的

1、掌握组合逻辑电路的功能测试。 2、验证半加器和全加器的逻辑功能。 3、学会二进制数的运算规律。 二、实验内容

1、组合逻辑电路功能测试。 2、测试用异或门和与非门组成的半加器的逻辑功能。 3、测试全加器的逻辑功能。

4、测试用异或、与或和非门组成的全加器的逻辑功能。 三、实验报告

1、整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论。 2、总结组合逻辑电路的分析方法。

实验三 触发器（一）R—S、D、J—K（3学时）

一、实验目的

1、熟悉并掌握R—S、D、J—K触发器的构成，工作原理和功能测试方法。 2、学会正确使用触发器集成芯片。 3、了解不同逻辑功能FF相互转换的方法。 二、实验内容

1、基本R—SFF功能测试。

2、维持—阻塞型D触发器功能测试。 3、负边沿J—K触发器功能测试。

4、触发器功能转换。 三、实验报告

1、整理实验数据并填表。

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2、写出实验内容3、4的实验步骤及表达式。 3、画出实验4的电路图及相应表格。 4、总结各类触发器特点。

实验四 三态输出触发器及锁存器（3学时）

一、实验目的

1、掌握三态输出和锁存器的功能及使用方法。 2、学会用三态触发器和锁存器构成的功能电路。 二、实验内容

1、锁存器的功能及应用。 2、三态输出触发器功能及应用。 三、实验报告

1、总结三态输出触发器的特点。

2、比较图4.2和图4.4锁存器的异同，总结锁存器的组成、功能及应用。

实验五 时序电路测试及研究（3学时）

一、实验目的

1、掌握常用时序电路分析、设计及测试方法。 2、训练独立进行实验的技能。 二、实验内容

1、异步二进制计数器。

2、异步二—十进制加法计数器。 3、自循环移位寄存器——环形计数器。 三、实验报告

1、画出实验内容要求的波形及记录表格。 2、总结时序电路特点。

实验六 集成计数器及寄存器（3学时）

一、实验目的

1、熟悉集成计数器逻辑功能和各控制端作用。 2、掌握计数器使用方法。 二、实验内容

1、集成计数器74LS90功能测试。 2、计数器级连。

3、任意进制计数器设计方法。 三、实验报告

1、整理实验内容和各实验数据。

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2、画出实验内容1、2所要求的电路图及波形图。 3、总结计数器使用特点。

实验七 译码器和数据选择器

一、实验目的

1、熟悉集成译码器的应用。 2、了解数据选择器应用。 二、实验内容

1、译码器功能测试。 2、译码器转换。 3、数据选择器的测试及应用。 三、实验报告

1、画出实验要求的波形图。 2、画出实验内容2、3的接线图。 3、总结译码器和数据选择器的使用体会。

实验八 波形产生及单稳态触发器（3学时）

一、实验目的

1、熟悉多谐振荡器的电路特点及振荡频率估算方法。 2、掌握单稳态触发器的使用。 二、实验内容

1、多谐振荡器。 2、单稳态触发器。 三、实验报告

1、整理实验数据及波形。

2、画出振荡器与单稳态触发器联调实验电路图。

3、写出实验中各电路脉宽估算值，并与实验结果对照分析。

实验九 555时基电路（3学时）

一、实验目的

1、掌握555时基电路的结构和工作原理，学会对此芯片的正确使用。

2、学会分析和测试用555时基电路构成的多谐振荡器、单稳态触发器、R—S触发器等三种典型电路。

二、实验内容

1、555时基电路功能测试。

2、555时基电路构成多谐振荡器。

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3、555时基电路构成单稳态触发器。 4、555时基电路构成的R—S触发器。 5、应用电路。 三、实验报告 1、整理实验数据。

2、画出实验内容3和5中的相应波形图。

3、画出实验内容5最终调试满意的电路图并标出各元件参数。 4、总结时基电路的使用方法。

选做实验部分

实验十 逻辑笔实验与分析（3学时）

一、实验目的

1、熟悉门电路应用分析。 2、学习用门电路解决实际问题。 二、实验内容

用集成运算放大器和门电路构成逻辑笔。 三、实验要求

要求根据实验结果编出该逻辑笔的使用说明及注意事项。 四、思考题

试用一片CD4049（六反向器）、一只LED七段数码管及相应电阻组成一个简易的逻辑笔，高电平时用“H”指示，低电平用“L”指示。

实验十一 触发器应用（3学时）

一、实验目的

1、学会用常用的触发器转换成其他各种功能的触发器。 2、熟悉和了解触发器的各种应用电路。 二、实验内容 1、触发器的转换。 2、触发器的应用。 三、实验要求

1、自行设计触发器的转换电路，完成电路接线，并检测电路的功能是否满足设计要求。 2、正确检测用触发器构成的单稳态电路、冲息电路的性能指标。 四、思考题

1、TTL或CMOS电路的触发器若要使异步置位端和异步复位端起作用，各应加什么电平？不用这些端时，应怎样连接？

2、按理论分析的结果，图18.2电路中Vo和cp的时序应是什么样的？

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实验十 二 计数器MSI芯片的应用（3学时）

一、实验目的

学会正确使用计数器芯片，熟悉和了解其应用电路。 二、实验内容

1、计数器芯片74LS160/161功能测试及应用。 2、计数器芯片CD4520功能测试。 三、实验要求

1、正确使用74LS160/161构成任意进制的计数器。 2、掌握计数器芯片功能的测试方法。 四、思考题

1、除图20.3所示的六十进制数电路外，请用两个74LS160自行设计一个六十进制的记数电路，并

用实验验证之。

2、用CD4520芯片实现M=9的计数电路，则芯片应怎样连接？

实验十三 时序电路应用（3学时）

一、实验目的

通过实验，掌握一般同步时序电路的功能测试方法，学会自行设计同步时序电路。 二、实验内容

1、同步时序电路的功能测试。 2、同步时序电路的设计。 三、实验要求

1、正确测试同步时序电路的功能，并将结果画成状态转换图。 2、按要求设计一同步时序电路，并测试电路功能。 四、思考题

1、同步时序电路的特点是什么？在测试其功能时和一般计数电路相比较有什么不同？ 2、同步时序电路在设计时，怎样确定电路的状态编码？

实验十四 施密特触发器及其应用（3学时）

一、实验目的

1、进一步掌握施密特触发器的原理和特点。

2、熟悉和了解由施密特触发器构成的部分应用电路，学会正确使用TTL、CMOS集成的施密特触发器。

二、实验内容

1、具有施密特触发器特性的门电路特性测试。 2、施密特触发器的应用：

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（1）多谐振荡器。 （2）压控振荡器。 三、实验要求

1、用实验法测出施密特触发器的电压传输特性，标出VT+、VT-、VT等值。 2、观察用施密特触发器构成的多谐振荡器的输出波形，测出相应频率。

3、观察记录压控振荡器的输出波形，当VI数值变化时，测出VO波形相应的频率。 四、思考题

1、施密特触发器的电路特点是什么？（图23.1)所示的原理电路是由哪几部分构成的？各部分的作用是什么？

2、CMOS施密特触发器的VDD值的大小和芯片的VT+、VT-、ΔVT 参数有何关系？

实验十五 多路模拟开关及其应用（3学时）

一、实验目的

通过实验进一步了解集成多路模拟开关的组成及工作原理，掌握该芯片的功能测试方法，了解其部分电路。

二、实验内容

1、多路模拟开关的功能测试。 2、CD4051芯片的应用。 三、实验要求

1、测试CD4501的功能，在确定电压下，测定芯片能通过的模拟信号的幅值、平均传输时间。 2、观察用CD4501传送具有正负极性的交流信号波形。

3、观察用CD4501构成数字脉冲合成音频正弦波电路的输出波形及测出相应的频率。 四、思考题

1、在图25 .2 电路中若改变V1的频率，VO 端波形有何变化？ 2、在图25 .2 电路中若改变VEE 端的电压值，VO 端波形有何变化？

（三）教学要求

1、要求学生独立完成实验内容。

2、实验前学生必须认真阅读实验指导书、仪器介绍及有关参考书，深入了解实验目的、原理、内容和要求与及所用仪器的原理、使用方法，同时还必须认真完成实验指导书中规定的其它预习要求。

3、进行实验时，必须严格执行实验室的规章制度，认真做好实验数据记录，并及时对实验结果进行分析。

4、实验结束后，必须将实验记录数据送指导教师查阅签字，然后关闭电源，整理好所用仪器、工具和器材，经教师同意后才能离开实验室。

5、每个实验结束后，学生必须及时撰写实验报告。报告内容应包括实验名称、实验目的、实验仪器、实验电路、实验内容和步骤、实验结果及分析，思考题解答以及实验指导书中规定的其它要求。并附有原始记录数据。

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（四）教学安排

各专业可根据具体情况和实验总学时数，从中选择若干个为必作实验。建议实验一、二、三、四、五、六、七、八、九为优先选择实验。选作实验可由学生自行选择，也可由教师指定。

（五）考核方法

本实验的成绩平定分两部分： 1、完成实验情况（占90%）

安装连接实验电路的正确性占20%， 测试方法的正确性、熟练性占20%，

实验结果的正确性、性能指标的完成情况占50%， 2、实验报告的完成情况占10% 。

七、实验课程与学时分配表

序号 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 计划总学时 实验项目名称 实验内容提要 学时分配 3 6 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 27 实验属性 选修 必修 必修 必修 选修 选修 必修 选修 选修 选修 选修 选修 选修 选修 选修 选修 必修 选修 选修 选修 选修 选修 实验类型 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 验证 每组人数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 实验要求 指导教师 宋忠能等 宋忠能、顾平、吴莘、任强 等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 宋忠能等 已开/未开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开 已开

贵州大学电信学院

电子科学系电子教研室 2007.10.21

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