数字电子技术实验大纲

《数字电子技术实验》教学大纲（课程号：03100046—30学时，0310032--30学时）一、实验课程概况课程名称：数字电子技术实验课程类别：学科基础课开设实验总学时数：30开设实验总个数：13面向专业课时数实验个数自动化3010电子信息工程3010电气工程及其自动化3010测控技术与仪器3010电子信息科学与技术3010二、能力培养目标数字电子技术实验是自动化、电子信息工程、电气工程及其自动化、测控技术与仪器和电子信息科学与技术等专业的主要技术基础课程，是电子技术基础课程中重要的实践性环节，对培养学生理论联系实际的能力起很重要的作用。本课程培养目标是通过对SSI/MSI（中、小规模数字集成电路）以及ASIC（专用集成电路）的熟悉、了解并掌握的基础上，培养学生具备典型数字电路的设计、安装、调试以及分析电路出现的故障并排除故障的能力。培养学生理论联系实际的学风和能力，学以致用，使所学的知识融会贯通。同时，培养学生掌握电子电路计算机辅助设计、分析的基本方法，具备一定的应用能力。三、实验项目时数和内容1、实验项目一览表实验性质项目编号实验名称每组核定人数时数实验类型不同专业应做情况（应做打“√”）演示基础综合设计/研究电子信息工程电子信息科学与技术自动化电气工程及其自动化测控技术与仪器必做实验1门电路实验3√√√√√√2组合逻辑电路的分析与设计3√√√√√√3集成触发器及其时序逻辑电路3√√√√√√4集成计数器及其应用与设计3√√√√√√5译码器、显示器及其应用3√√√√√√6多谐振荡器3√√√√√√7单稳态与施密特触发器及其应用3√√√√√√8555时基电路及其应用3√√√√√√9考查2√√√√√√课内选做1A/D与D/A转换器的设计4√5选15选15选15选15选12拔河游戏机4√3数字频率计的设计4√4数字钟的设计4√5四位加法器的设计与仿真4√2、实验内容、方法手段与组织运行要求实验一门电路实验1、熟悉常用的TTL门电路74LS00的逻辑功能。2、了解与非门、三态门、OC门的逻辑功能。3、了解TTL门电路74LS00参数的测试方法以及物理意义。实验二组合逻辑电路的分析与设计1、用与非门设计一个血型关系检测电路。2、用与非门设计并测试一个表决电路、数值比较器。3、用与非门设计并测试用来表示3台设备的工作状况。实验三集成触发器及其时序逻辑电路1、基本RS触发器、JK触发器、D触发器逻辑功能测试。2、JK触发器、D触发器构成二分频电路。3、JK触发器设计为T、T`和D触发器。4、D触发器设计为T`、T`和JK触发器。5、JK触发器构成的单发脉冲发生器。6、消除抖动的开关电路。实验四集成计数器及其应用与设计1、用JK触发器74LS112设计4位二进制异步加、减法计数器并绘制波形图、状态图与电路图。2、用D触发器74LS74设计4位二进制异步加法计数器并绘制波形图、状态图与电路图。3、测试74LS160、74LS163各为几进制的计数器。4、用74LS160、74LS163以及74LS10各设计七进制的计数器并绘制波形图与电路图。实验五译码器、显示器及其应用1、3线-8线集成译码器74LS138逻辑功能的测试。2、用74LS138设计4线-16线译码器。3、用CD4518等设计六十进制的计数器，并用CD4511和显示器译码显示。实验六多谐振荡器1、用74LS00等构成非对称型多谐振荡器、对称型多谐振荡器、环形振荡器、石英晶体稳频的多谐振荡器。2、用双踪示波器观察并记录振荡器各点的波形。3、理论计算各种振荡器充、放电时间以及T。实验七单稳态与施密特触发器及其应用1、用与非门构成微分型、积分型单稳态触发器，并用双踪示波器观察并记录各点的波形。2、用与非门设计施密特触发器，并用双踪示波器观察并记录各点的波形，并在波形上标出正向阈值电平＋TV、负向阈值电平－TV和回差TV。实验八555时基电路及其应用1、用555等设计单稳态触发器，并用示波器观察并记录输入、输出以及电容上的波形。2、用555等设计多谐振荡器，并用示波器观察并记录输出、电容上的波形。3、用555等设计占空比可调的多谐振荡器，并用示波器观察并记录波形占空比为q50%；q=50%；q50%时的输出、电容上的波形。4、用555等设计占空比与频率均可调的多谐振荡器，并用示波器观察并记录波形。5、用555等设计施密特触发器，并用示波器观察并记录输入、输出的波形。6、用555等设计“双音电路”并用示波器观察并记录555输出端（3脚）的波形。并叙述“双音电路”的工作原理。实验十D/A，A/D转换器1、由CD4024与R-2R倒T型网络实现D/A变换。2、数模转换器DAC0832的性能以及使用方法，并测试其功能。3、由DAC0832和µA741构成的双极性电压输出电路。4、了解模数转换器ADC0809的性能以及转换过程，熟悉ADC0809的使用方法。5、由ADC0809设计的实验电路，并列表记录输入模拟量与输出数字量。实验十一拔河游戏机（趣味）1、拔河机用15个排成一行的发光二极管显示双方拔河过程，开机后只有中间的一个点亮，以次作为拔河的中心线，拔河时双方各持一个按键并迅速不停的按动，谁按的快，亮点就往谁的方向移动。2、按键每按动一次，亮点移动一次。当亮点移动到任意一方终端的发光二极管时，此方就为本盘比赛的胜者。3、比赛的胜者产生后，双方按键均无作用，保持比赛结果，如继续进行下一盘的比赛，必须将亮点恢复到中心线。4、显示胜者获胜的盘数。5、画出框图、电原理图并叙述工作原理。实验十二数字频率计的设计1、使用中、小规模的集成电路设计一台数字频率计，具有下述功能：2、位数：计4位十进制数（计数位数主要取决于被测信号频率的高低，如果被测信号的频率较高，精度又较高，可相应增加显示的位数）。3、显示方式（1）七段LED数码管显示读数，显示稳定。（2）小数点的位置跟随量程的变更而自动移位。（3）为了便于读数，要求读数显示的时间在0、5S~5S内连续可调。4、具有“自检”功能。（被测信号为各种不同频率的时基脉冲）5、被测信号为方波信号。6、画出你所设计的数字频率计的框图和电原理图。实验十三数字钟的设计1、了解利用中小规模器件组成数字电子钟的基本原理及具体电路。2、掌握N进制计数器及其校时、整点报时电路的设计方法。3、数字式计时器一般都由振荡器、分频器、译码器及显示器等几部分组成。其中振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，接成各种不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。实验十四四位加法器的设计与仿真1、掌握四位加法器的原理和功能。2、学会使用MAX＋plusII设计四位加法器。3、用VHDL语言设计四位加法器，调试并仿真程序结果。组织运行要求：1人/组独立完成本次实验。在规定的时间段内，实验中心全天开放。四、考试环节和成绩评定说明根据预习报告、平时实验、实验报告、期末操作考查、课外实践及创新意识等指标综合评定学生的实验课成绩。成绩评定分优、良、中、及格、不及格五个等级。1、平时成绩：40%（预习报告、实验操作、实验报告）2、考查成绩：60%（本课程为考查课程）