1 / 24

数字电路实验

数字电路实验. 课程类别：专业基础课. 适用专业与学时学分：. 实验教学目的. 实验方式与基本要求. 实验课程内容. 实验成绩与考核. 实验中应注意的问题. 故障检测与排除. 实验教学目的. 本实验课 是大学有关理工类专业一门重要基础实践教学课。 该实验课重在培养学生数字电路的实践技能，不仅要求学生完成基本实验、综合实验，还要学会设计中小型数字系统的工程方法，并能独立完成调试过程。 目的 是使学生更好地巩固和加深对理论知识的理解，增强学生理论联系实际的能力，提高学生的工程素质，通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和今后工作打下良好的基础。.

gay
Download Presentation

数字电路实验

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 数字电路实验 课程类别：专业基础课 适用专业与学时学分： 实验教学目的 实验方式与基本要求 实验课程内容 实验成绩与考核 实验中应注意的问题 故障检测与排除

  2. 实验教学目的 本实验课是大学有关理工类专业一门重要基础实践教学课。该实验课重在培养学生数字电路的实践技能，不仅要求学生完成基本实验、综合实验，还要学会设计中小型数字系统的工程方法，并能独立完成调试过程。 目的是使学生更好地巩固和加深对理论知识的理解，增强学生理论联系实际的能力，提高学生的工程素质，通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和今后工作打下良好的基础。

  3. 实验方式 （1）完成实验预习，进入实验室时必须提交本次 实验的预习报告。 （2）由指导教师讲解实验的基本要求、任务、操作 步骤及注意事项。 （3） 在教师的指导下，完成本专业必修的实验项目 和选修的实验项目。 （4） 一人一组独立完成实验项目。

  4. 实验基本要求 （1）掌握数字逻辑实验箱等常用仪器的基本原理、功能及其 使用方法。 （2）掌握常用数字集成电路的主要参数及逻辑功能 的基本测试方法、器件优劣的判断。 （3）具有使用仪器查找和排除电路故障的能力， 能根据电路原理对故障现象进行分析， 借助相关仪器，逐步缩小故障范围，排除故障。 （4）通过实验，进一步掌握数字电路的综合分析与设计方法。

  5. 实验内容安排 （自动化 、测控\通信工程、电子专业适用. 32学时）

  6. 实验成绩与考核 （1）学生第一次进入实验室后，按学号顺序与实验台编号依次 固定座次，以后每次实验均按该方法固定自己的实验台。 （2）学生所记录的实验数据等应符合实验教学要求（经教师认 可），评分，记入平时成绩。 学生整理好自己的实验台后方可离开实验室。 （3）未完成实验的学生利用该周星期六和星期天另行补做实验。 （4）指导教师检查预习报告和批改实验报告，评分，记入平时 成绩册，平时成绩占该实验课总成绩的70%。 （5）在完成该教学实验后，安排一次综合性实验考试，考试内 容由学生抽签确定，考试过程中由指导老师当场评分，该 实验考试成绩占实验总成绩的30%。

  7. 采用教材 采用教材 《电子技术基础实验》 电子基础教学实验中心编著 四川大学出版 2005.8 参考资料 《数字逻辑》毛法尧 高等教育出版社 2000.7 《电子技术基础（数字部分）》康华光 高等教育出版社 2000.6 《数字电子技术基础》贾达 化学工业出版社 1998.11 《电路与电子学》刘淑英等 电子工业出版社 2002.3

  8. 实验中应注意的问题 电路设计问题 在数字逻辑电路设计时，应根据要求进行设计。 布线问题 做到认真、合理地布线： 1.设计电路，画出逻辑电路图，并标出各管脚号，将所用芯片 所有端（数据输入，使能、清零、置位等端子）预先标记：接电源、地或外部输入信号等，为实验布线打好基础。 2. 布线时，先将电源和地线接好（包括使能端、清零端等），再 按信号的输入输出关系连好电路，需要经常变换的信号线最后接。 3. 接好后，对照电路图仔细核对后，再打开电源，开始实验测试。

  9. 故障检测与排除 用设计好的数字电路进行实验，电路达不到预期的逻辑功能时，如果是组合电路，说明电路没能按真值表工作；如是时序电路，说明电路没能按状态表工作，均表明电路存在故障。 发现和排除故障主要掌握数字电路是一个二元系统（只用“0”和“1”两种状态）的特点，利用“逻辑判断”方法： 1.完成布线后应检查一遍，以查出漏接和错接的导线。 2.检查电源是否正常，芯片是否发烫，如是，则立即断电。 3.用逻辑笔查出断线、引线虚接等。按照电路的逻辑功能，分别检查各级电路的输入输出是否正常。 4.对于有故障的多级电路，为减少调测工作量，可将可疑范围分成两个区，分别检测。 5.如果怀疑芯片坏了，对于SSI或简单功能的MSI，可以通过测试它的逻辑功能，迅速判断芯片的好坏。

  10. LED发光二极管 显示区（共12个） BCD码输入 七段数码管显示区 连续脉冲 单脉冲 逻辑笔 连线区 逻辑开关区（12个） 实验箱面板介绍 电源开关

  11. 实验一 电子仪器、TTL芯片 • 实验目的 （1）熟悉数字电路实验箱的基本功能和使用方法，进一 步熟悉示波器和数字万用表的使用。 （2）掌握TTL与非门基本电参数的测试方法，了解 TTL集成电路的参数规范。 2. 实验仪器及器件 （1）实验器件:TTL芯片74LS00。 （2）实验设备：数字电子技术实验箱1台，双踪示波器1 台，台式万用表。

  12. 实验一 电子仪器、TTL芯片 3. 实验原理 门电路特性参数的好坏，在很大程度上影响整个电路工 作的可靠性。 选用TTL74LS00二输入端四与非门进行参数的实验测试， 以掌握门电路主要参数的意义和测试方法。 参数按时间特性分两种：静态参数和动态参数。 静态参数：指电路处于稳定的逻辑状态下测得的各项技术参数， 如门电路的低电平输入电流等； 动态参数：指逻辑状态转换过程中与时间有关的参数，如门电路的 平均传输时间等。

  13. 实验一 电子仪器、TTL芯片

  14. 实验一 电子仪器、TTL芯片 （1）空载导通功耗 Pon 和 空载截止 功耗 Poff。 Pon：与非门输入端全为高电平时，输出端为低电平且不接负载时的功率损耗，即 Pon = Vcc· Iccl Poff：与非门输入端至少有一个为低电平时，输出端为高电平且不接负载时的功率损耗，即 Poff = Vcc· Icch 图1 空载导通功耗Pon和空载 截止功耗Poff的测试电路图 Vcc －电源电压；Iccl －导通电源电流； Icch －截止电源电流。

  15. 实验一 电子仪器、TTL芯片 （2）输入短路电流IIS 又称低电平输入电流IIL指：一个输入端接地，其他输入端 悬空时，流过该接地输入端的电流。 测试电路如图所示。 （3）输入高电平电流IIH 指：一个输入端接高电平，其余输入端 接地时，流过该高电平输入端的电流。 测试电路如图所示。

  16. 实验一 电子仪器、TTL芯片 （4）输出高电平 VOH VOH指：输出不接负载，当与非门有一个以上输入 端为低电平时的电路输出电压值。 测试电路如图所示。 输出高电平 VOH 和 输出低电平 VOL的测试电路图 （5）输出低电平 VOL 指：与非门所有输入端均接 高电平时的输出电压值。 测试电路如图所示。

  17. 实验一 电子仪器、TTL芯片 （6）电压传输特性曲线、开门电平 Von 和 关门电平 Voff 保证输出不高于标准低电平USL时,允许的输入高电平的最小值。称为开门电平Von。 保证输出不小于标准高电平USH 时,允许的输入低电平的最大值。称为关门电平VOFF。

  18. 实验一 电子仪器、TTL芯片 （7）平均传输延迟时间 tpd 平均传输延迟时间是衡量器件开关速度的重要指标。一般情况下，低速组件约为40～160ns，中速组件tpd 约为15～40ns，高速组件tpd 约为8～15ns，超高速组件 tpd ＜ 8ns。 组件平均传输延迟时间的近似计算方法：tpd ＝T/6 ，其中T为用三个门电路组成振荡器的周期。 平均传输延迟时间tpd的测试电路如图所示。

  19. 实验一 电子仪器、TTL芯片 4.实验内容及步骤： TTL与非门参数测试 （1）空载导通功耗 Pon 和 空载截止功耗 Poff 的测试。 读出电流值 IccL 、 IccH和电压值Vcc，记入 表1中。 （2） 高电平输入电流 IIH 和 低电平输入电流IIL的测试。 读出电流表上显示电流值记入 表1中。 （3） 输出高电平VOH和 输出低电平VOL的测试。 读出电压表上显示电压值记入表1中。 （4）电压传输特性曲线，确定开门电平 Von 和关门电平Voff。 按测试电路连线，旋转电位器RW，使 Vi 逐渐增大，同时读出Vl 和 V2 值，其中Vl 值为输入电压，V2 为输出电压。 将V1和V2记入表2中，并绘出V1-V2的曲线，即电压传输特性曲线。 （5）平均传输延迟时间 tpd 的测试。 从示波器中读出振荡周期T，用公式算出tpd ，记入表1中。

  20. 实验一 电子仪器、TTL芯片

  21. 实验一 电子仪器、TTL芯片

  22. 实验一 电子仪器、TTL芯片 5.实验预习 预习： (1) TTL和CMOS电路的技术规范，了解各参数的含义。 (2) 复习TTL和CMOS各参数的测试方法。 (3) 熟悉TTL与非门的外型结构。

  23. 实验一 电子仪器、TTL芯片 6.实验报告 1. 整理测试数据，并与器件规范值比较，进行分析其异同。 2. 根据测试所得数据，绘制电压传输特性曲线，并计算高电平抗干 扰能力和低电平抗干扰能力。 思考题： (1) 为什么TTL与非门的输入端悬空相当于逻辑1电平? (2) 在什么情况下与非门输出高电平或低电平?其电压值分别等于 多少? (3) 集成电路有关引脚规定接“1”电平,在实际电路中为什么不能 悬空,而必须接VCC?

More Related