数电自主设计实验

Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

数字电子技术基础自主设计实验实验名称:自动循环交替8路彩灯控制系统

院系： ********

专业： ***************

班级： *******

学号： **********

姓名：傅程

姓名 *** 班级 ****** 学号 *********

实验日期 **** 节次 **** 教师签字成绩

实验名称:自动循环交替8路彩灯控制系统

1,实验目的:

设计能输出指定循环花型彩灯的控制电路

2,总体设计方案或技术路线:

总体设计方案：

以移位寄存器为核心器件,设计8路彩灯控制系统。要满足以下要求：

a,实现花型I：由中间到两边对称地依次点亮，全亮后仍然由中间向两边依次熄灭。

b,实现花型II :分成两半,从左自右顺次点亮,再顺次熄灭。

c,实现花型I,II的自动交替。

d,能够实现手动开关清零。

利用555定时电路组成一个多谐振荡器，发出连续脉冲，作为移位寄存器和计数器的时钟脉冲。

设计原理图如下：

技术路线：

①花型电路：由74LS194双向移位寄存器完成（可左移右移完成

花型变化）：当S

=0，S

=1时，实现左移功能，把D

的数移到Q3，Q3的数移到

Q2，Q2的数移到Q1，Q1的数移到Q0。当S

=1,S

=0时，实现右移功能，把D

的数移到Q0，Q0的数移到Q1，Q1的数移到Q2，Q2的数移到Q3。

②花型变换控制电路：由一片74LS161（两种花型每种显示一遍）计数器。74LS161芯片用的是同步置数，并清零。74LS161可预置四位二进制计数器(并清除异步)。

③时钟信号电路：555定时电路组成一个多谐振荡器。

3,实验电路图:

花型电路：左边4个灯的花型电路：

右边4个灯的花型电路：

花型变换控制电路：

时钟信号电路：

总的电路：

=10 KΩ,R

=47KΩ,R

=20KΩ,C

=1μF,C

=μF

4,仪器设备名称、型号和技术指标:

a,EEL-69 型模拟、数字电子技术实验箱

b,“集成运算放大器应用”实验插板

c,直流稳压电源

d,芯片：74LS161,74LS194,74LS00,555定时器

74LS161管脚图：

74LS194管脚图：

74LS00管脚图：

5,理论分析或仿真分析结果:

①理论分析:

由电路图：计数器有16个状态，连接到Q3，前8个状态Q3=0，后8个状态

Q3=1。在前8个状态时，左边计数器S

0=1,S

=0（右移），右边计数器S

=1，S

（右移）。列出理论数据（设输出已清零）：

CP左边四个灯

（Q0Q1Q2Q3）右边四个灯（Q0Q1Q2Q3）

110001000 211001100 311101110 411111111 501110111 600110011 700010001 800000000

这实现了花型II。

之后8个状态时，左边计数器S

0=0，S

=1（左移），右边计数器S

=1，S

=0（右

移）。列出理论数据:

这实现了花型I。

之后8个状态时Q3又变为0，实现了花型的自动切换和循环。

清零开关置于低电平时，输出清零。

②仿真结果:

仿真电路图(RA+RB=10KΩ,与非门等效的非门直接用非门表示): 555组成的多谢振荡器输出波形:

花型成周期循环,花型I和花型II交替循环

6,详细实验步骤及实验测量数据记录:

按照实验电路图进行实验电路图连接，连接无误后接通电源，观察花型变化，并写出状态转换表：

调节R

的大小，观察其对输出结果的影响并记录:

调小时,彩灯的闪烁频率变快.

频率变快后,左四盏灯较右四盏灯有很小很小的时间延迟,并不是完全同步的. 7,实验结论:

经过微小改动,使得满足设计要求的”自循环交替8路彩灯控制电路”成功实现,实验获得圆满成功.

8,实验中出现的问题及解决对策:

实验找电路连接好后,花型不正确,经查是左侧74LS194连线有误，Q3先非再接

SR ，Q0先非再接D

，花型变成正常（仿真时并没有出现该错误）。

实验中R

,C1参数设计不太对，导致闪烁频率太高，无法看见花型（常

亮）。改正后，闪烁变慢。

闪烁频率变快后，左四盏灯与右四盏灯出现很小很小的延迟，这主要是因为左边电路比右边电路复杂得多，门电路更多产生的。

9,本次实验的收获和体会、对实验室的意见或建议:

通过本次实验,我更加理解了74LS161,74LS194的功能,并且能够更灵活地使用,实验中连接线路比较复杂,排查错误时比较困难,这更加锻炼了我的实际动手能力.

实验室中有些设备有故障,导线也有坏的,希望能够更加细致的排查,免去我们

自己排查导线等操作.

10,参考文献:

[1] 杨春玲,王淑娟数字电子技术基础北京:高等教育出版社

[2] 廉玉欣电子技术基础实验教程北京:机械工业出版社

原始数据记录

姓名: 学号：1，状态转换表：

的大小，观察其对输出结果的影响并记录:

调节R

调小时,彩灯的闪烁频率变快.

频率变快后,左四盏灯较右四盏灯有很小很小的时间延迟,并不是完全同步的.

微机原理课程设计电压报警器实验报告

南通大学电子信息学院微机原理课程设计报告书课题名：班级：姓名：学号：指导老师：日期: xxx

目录 1.设计目的 (2) 2.设计内容 (2) 3.设计要求 (2) 4.设计原理 (3) 5.硬件电路图 (3) 6.程序代码 (5) 7.程序及硬件系统调试情况 (19) 8.设计总结与体会 (19)

一、设计目的课程设计是培养和锻炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论知识，解决实际工程设计和应用问题的能力的重要教学环节。它具有动手、动脑和理论联系实际的特点，是培养在校工科大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一个重要教学环节。通过课程设计，要求学生熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤，使学生得到微机开发应用方面的初步训练。让学生独立或集体讨论设计题目的总体设计方案、编程、软件硬件调试、编写设计报告等问题，真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力，实现由学习知识到应用知识的初步过渡。通过本次课程设计使学生熟练掌握微机系统与接口扩展电路的设计方法，熟练应用8086汇编语言编写应用程序和实际设计中的硬软件调试方法和步骤，熟悉微机系统的硬软件开发工具的使用方法。通过课程设计实践，不仅要培养学生事实求是和严肃认真的工作态度，培养学生的实际动手能力，检验学生对本门课学习的情况，更要培养学生在实际的工程设计中查阅资料，撰写设计报告表达设计思想和结果的能力。二、设计内容设计一个电压报警器，要求采集实验箱提供的0~5V的电压，当输入电压在3V以内，显示电压值，如2.42。当输入电压超过3V，显示ERR，并报警。电压值可在七段数码管显示，点阵广告屏显示或液晶屏显示。报警形式自行设计，

汽车尾灯_数电自主实验报告

数电自主实验报告实验名称汽车尾灯控制电路设计学号：姓名：班（教师签名）：日期一、实验任务 1、设计汽车尾灯控制电路； 2、进行各模块仿真实验，分析电路性能； 3、了解移位寄存器、计数器等的工作原理； 4、掌握74LS161、74LS194等芯片的使用、熟练multisim的使用。二、实验设备三、实验原理（1）实验原理图汽车尾灯控制电路原理图如图1所示。

图1中按下左上角A\B\C\D四个开关分别控制刹车Ss\停车St\左转弯SL\右转弯SR，对应着右边X4~X6、X7、X1~X3七个灯的状态。左下角的74LS161为四进制计数器，产生（0000,0001,0010,0011）四个拍；74LS194当S0S1=10时控制左灯X1~X3右移、S0S1=01时控制右灯X4~X6左移。发现：开关模块比教材中复杂才能真正实现功能：刹车时中间灯不亮两边亮（且不管左右转弯状态）、紧急状态时所有灯全闪烁。（2）74LS161分析结果：74LS161确实四进制计数器，产生Q0Q1=00、10、01、11的循环，Q2控制每四个节拍产生一个脉冲，经反相器使复位端CLR清零一次。发现：multisim中74LS161为下降沿触发，与教材不同，故需接反相器。

（3）整个系统仿真分析：左转弯时检测如下。分析：74LS161\74LS194的输出如图，确实能带动左灯X1~X3右移闪烁。发现：194Q3瞬间脉冲电压也能点亮灯泡。右转弯时检测结果如下。分析：74LS161\74LS194的输出如图，确实能带动右灯X4~X6左移闪烁。

四、实验内容与步骤 1、左转弯：按下C键，左灯X1~X3右移闪烁。 2、右转弯：按下D键，右灯X4~X6左移闪烁。 3、紧急转态：同时按下C和D键，所有灯按一定频率闪烁。发现：左右灯和中间的灯闪烁频率是不一样的。中间灯闪烁的更快。

数电实验报告实验二组合逻辑电路的设计

实验二组合逻辑电路的设计一、实验目的 1.掌握组合逻辑电路的设计方法及功能测试方法。 2.熟悉组合电路的特点。二、实验仪器及材料 a) TDS-4数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。 b) 参考元件：74LS86、74LS00。三、预习要求及思考题 1．预习要求： 1）所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法。 2) 组合逻辑电路的功能特点和结构特点. 3) 中规模集成组件一般分析及设计方法. 4）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。 2.思考题在进行组合逻辑电路设计时，什么是最佳设计方案四、实验原理 1．本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录 2.用集成电路进行组合逻辑电路设计的一般步骤是： 1）根据设计要求，定义输入逻辑变量和输出逻辑变量，然后列出真值表； 2）利用卡络图或公式法得出最简逻辑表达式，并根据设计要求所指定的门电路或选定的门电路，将最简逻辑表达式变换为与所指定门电路相应的形式； 3）画出逻辑图； 4）用逻辑门或组件构成实际电路，最后测试验证其逻辑功能。五、实验内容 1．用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）设计一个一位全加器。 1）列出真值表,如下表2-1。其中A i、B i、C i分别为一个加数、另一个加数、低位向本位的进位；S i、C i+1分别为本位和、本位向高位的进位。 A i B i C i S i C i+1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 10 1 1 1 00 1 1 1 1 1 1 2）由表2-1全加器真值表写出函数表达式。

数电实验报告1

实验一门电路逻辑功能及测试一、实验目的 1、熟悉门电路逻辑功能。 2、熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。二、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件 74LS00 二输入端四与非门2片 74LS20 四输入端双与非门1片 74LS86 二输入端四异或门1片 74LS04 六反相器1片三、预习要求 1、复习门电路工作原理相应逻辑表达示。 2、熟悉所有集成电路的引线位置及各引线用途。 3、了解双踪示波器使用方法。四、实验内容实验前按学习机使用说明先检查学习机是否正常，然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc及地线不能接错。线接好后经实验指导教师检查无误方可通电。试验中改动接线须先断开电源，接好线后在通电实验。 1、测试门电路逻辑功能。（1）选用双输入与非门74LS20一只，插入面包板，按图连接电路，输入端接S1~S4(电平开关输入插口)，输出端接电平显示发光二极管（D1~D8任意一个）。（2）将电平开关按表1.1置位，分别测出电压及逻辑状态。（表1.1）输入输出 1 2 3 4 Y 电压(V) H H H H 0 0.11 L H H H 1 4.23 L L H H 1 4.23 L L L H 1 4.23 L L L L 1 4.23

2、异或门逻辑功能测试（1）选二输入四异或门电路74LS86，按图接线，输入端1﹑2﹑4﹑5接电平开关，输出端A ﹑B ﹑Y 接电平显示发光二极管。（2）将电平开关按表1.2置位，将结果填入表中。表 1.2 3、逻辑电路的逻辑关系（1）选用四二输入与非门74LS00一只，插入面包板，实验电路自拟。将输入输出逻辑关系分别填入表1.3﹑表1.4。输入输出 A B Y Y 电压（V ） L L L L 0 0 0 0.16 H L L L 1 0 1 4.18 H H L L 0 0 0 0.17 H H H L 0 1 1 4.18 H H H H 0 0 0 0.17 L H L H 1 1 0.17 输入输出 A B Y L L 0 L H 1 H L 1 H H 输入输出 A B Y Z L L 0 0 L H 1 0 H L 1 0 H H 1

数电设计性实验报告

福州大学电气工程与自动化10级设计性实验报告姓名__________ 学号_______ 班级_______ 指导老师______姜海燕________ 实验时间_____2012.6.1______ 实验题目____彩灯控制器的设计_ (这是一页是首页)

实验目的: 1.掌握电路板焊接技术； 2.学习调试系统电路，提高实验技能； 3.了解彩灯控制器的工作原理及其结构。实验所用原件清单： 74LS194 2片、74LS161 1片、74LS112 1片、555定时器、电容1μF 1个、电阻300?8个、电阻500? 1个、电阻5k? 1个、发光二级管8个、导线、电路板原理(包括主要公式、电路图)： 1、设计任务：节目的彩灯五彩缤纷，彩灯的控制电路种类繁多。用移位寄存器为核心元件设计制作一个8路彩灯控制器。 2、设计要求： ①彩灯控制电路要求控制8个彩灯； ②要求彩灯组成以下两种花型，每种花型连续循环两次，两种花型轮流交替。节拍脉冲编码Q A Q B Q C Q D Q E Q F Q G Q H 花型Ⅰ花型Ⅱ 1 00000000 00000000 2 00011000 10001000 3 00111100 11001100 4 01111110 11101110 5 11111111 11111111 6 11100111 01110111 7 11000011 00110011 8 10000001 00010001 9 00000000 00000000 3、设计要点 ①编码发生器：编码发生器要求根据花型按节拍送出8位状态编码信号，以控制彩灯按规律亮灭。因为彩灯路数少，花型要求不多，该题宜选用移位寄存器输出8路数字信号控制彩灯发光。编码发生器建议采用两片4位通用移位寄存器74194来实现。74194具有异步清零和同步置数、左移、右移、保持等多种功能，控制方便灵活。移位寄存器的8个输出信号送至LED 发光二极管，编码器中数据输入端和控制端的接法由花型决定；控制电路：控制电路为编码器提供所需的节拍脉冲和驱动信号，控制整个系统工作。控制电路的功能有两个：一是按所需产生节拍脉冲；二是产生移位寄存器所需的各种驱动信号。

数电实验二：简易计算器(实验报告)

数电实验2实验报告 1、设计修改方案（1）加入编码器连接4选一数据选择器，控制进行运算的种类（2）修改了输出端数据选择器的程序，使得当计算器没有任何输入时，结果显示保持为0，并且利用芯片自身的灭零管脚，让显示结果中，当十位为零时，十位的零不显示。

2、实验数据及分析（1）修改后电路图（附后）（2）仿真波形设置输入2个4位二进制数为0110（十进制6）和0010（十进制2），计算方式控制SW[3:0]设为0111，即模拟除法操作，加入时钟信号。 ①模拟除法波形：可以看到十位（商）的数码管显示中，1、2、3、4、7段亮，显示为数字3，而个位（余数）显示1、2、3、4、5、6段亮，显示数字0，相当于计算出6除2商3余0。满足计算要求。 ②模拟乘法波形：（SW[3:0]设为1011，其他输入同上）

可以看到个位的数码管显示中，1、4、5、6段亮，显示为C(化为十进制为12)，而十位一直显示1、2、3、4、5、6段亮，显示数字0，相当于计算出6乘2等于0C，即等于12。当改变输入4和2是，显示结果为8,。满足计算要求。 ③模拟加法波形：（SW[3:0]设为1101，其他输入同上）可以看到个位的数码管显示中，1、2、3、4、5、6、7段全亮，显示为数字8，而十位一直显示1、2、3、4、5、6段亮，显示数字0，相当于计算出6加2等于08，即等于8。满足计算要求。 ④模拟减法波形：（SW[3:0]设为1110，其他输入同上）可以看到个位的数码管显示中，2、3、6、7段亮，显示为数字3，而十位一直显示1、2、3、4、5、6段亮，显示数字0，相当于计算出6减2等于03，即等于3。满足计算要求。从上面加减乘除四种功能运算的波形仿真可以看出，本实验设计能够正确完成对输入数字的上述四种运算。满足题目要求。

直流稳压电源设计实验报告

直流稳压电源设计实验报告 Prepared on 22 November 2020

实训报告题目名称：直流稳压电源电路系部：电气与信息工程系专业班级：机制 14-3 学生姓名：郭欣欣学号：指导教师：刘岩完成日期： 2018年1月17日摘要随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。关键词:半波整流电容滤波稳压电路稳压系数纹波电压目录一、设计要求 (1) 二、原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构的选择 (1) 2.交流变压器 (2) 3.整流电路 (2)

4.滤波电路 (2) 5.集成稳压电路集成稳压器件LM317 (3) LM317典型接法 (4) 6.参数计算与器件选择 (4) 电路参数计算 (4) 元器件清单 (5) 三、实验步骤与测试结果 1.电路搭接与仪器调试 (6) 2.性能参数测试稳压系数的测量 (6) 输出电阻的测量 (6) 纹波电压的测量 (7) 测量结果分析 (7) 四、实验小结 (7)

数电实验实验报告

数字电路实验报告

实验一组合逻辑电路分析一．试验用集成电路引脚图 74LS00集成电路 74LS20集成电路四2输入与非门双4输入与非门二．实验内容 1.实验一自拟表格并记录: 2.实验二密码锁的开锁条件是：拨对密码，钥匙插入锁眼将电源接通，当两个条件同时满足时，开锁信号为“1”，将锁打开。否则，报警信号为“1”，则接通警铃。试分析密码锁的密码ABCD 是什么？ X1 2.5 V A B C D 示灯：灯亮表示“1”，灯灭表示“0” ABCD 按逻辑开关，“1”表示高电平，“0”表示低电平

ABCD 接逻辑电平开关。最简表达式为：X1=AB ’C ’D 密码为： 1001 A B C D X1 X2 A B C D X1 X2 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 三.实验体会： 1.分析组合逻辑电路时，可以通过逻辑表达式，电路图和真值表之间的相互转换来到达实验所要求的目的。 2.这次试验比较简单，熟悉了一些简单的组合逻辑电路和芯片，和使用仿真软件来设计和构造逻辑电路来求解。实验二组合逻辑实验（一）半加器和全加器一．实验目的 1. 熟悉用门电路设计组合电路的原理和方法步骤二．预习内容 1. 复习用门电路设计组合逻辑电路的原理和方法步骤。 2. 复习二进制数的运算。 3. 用“与非门”设计半加器的逻辑图。 4. 完成用“异或门”、“与或非”门、“与非”门设计全加器的逻辑图。 5. 完成用“异或”门设计的3变量判奇电路的原理图。三．元件参考 U1A 74LS00D U1B 74LS00D U1C 74LS00D U1D 74LS00D U2A 74LS00D U2B 74LS00D U2C 74LS00D U3A 74LS20D X1 2.5 V X2 2.5 V VCC 5V A ＢＣ D

数电实验报告1-数电实验报告实验一

实验一门电路逻辑功能及测试一、实验目得 1、熟悉门电路逻辑功能。 2、熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。二、实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件７4LＳ00 二输入端四与非门２片 7４ＬS20 四输入端双与非门1片７４ＬS8６二输入端四异或门1片 74LS０4 六反相器1片三、预习要求 1、复习门电路工作原理相应逻辑表达示。 2、熟悉所有集成电路得引线位置及各引线用途。３、了解双踪示波器使用方法。四、实验内容实验前按学习机使用说明先检查学习机就是否正常,然后选择实验用得集成电路，按自己设计得实验接线图接好连线,特别注意Vcc及地线不能接错。线接好后经实验指导教师检查无误方可通电。试验中改动接线须先断开电源,接好线后在通电实验。 1、测试门电路逻辑功能。（1）选用双输入与非门74ＬＳ20一只，插入面包板,按图连接电路,输入端接S1~Ｓ4(电平开关输入插口),输出端接电平显示发光二极管(D1～D８任意一个）。（2)将电平开关按表1、1置位,分别测出电压及逻辑状态。(表1、１)

2、异或门逻辑功能测试 (1)选二输入四异或门电路74LS86,按图接线,输入端１﹑2﹑4﹑5接电平开关,输出端Ａ﹑B﹑Ｙ接电平显示发光二极管。 (2)将电平开关按表1、２置位，将结果填入表中。表1、2 3、逻辑电路得逻辑关系

(1)选用四二输入与非门74LS0０一只,插入面包板，实验电路自拟。将输入输出逻辑关系分别填入表1、3﹑表1、4。 (２）写出上面两个电路得逻辑表达式。表1、３ Y=A ⊕B 表1、4 Y=A ⊕B Ｚ=AB 4、逻辑门传输延迟时间得测量用六反相器(非门)按图1、5接线,输80KHz 连续脉冲,用双踪示波器测输入，输出相位差,计算每个门得平均传输延迟时间得ｔｐd 值 : tpd ＝０、２μｓ/6=1/30μｓ 5、利用与非门控制输出。选用四二输入与非门74LS00一只,插入面包板，输入接任一电平开关，用示波器观察Ｓ对输出脉冲得控制作用: 一端接高有效得脉冲信号,另一端接控制信号。只有控制信号端为高电平时,脉冲信号才能通过。这就就是与非门对脉冲得控制作用。 6.用与非门组成其她门电路并测试验证 (1)组成或非门。用一片二输入端与非门组成或非门 Y = Ａ+ B = A ? Ｂ画出电路图,测试并填表1、5 中。表1、5 图如下：（2）组成异或门 ① 将异或门表达式转化为与非门表达式。 A ⊕B=｛[(ＡＡ)＇B]'［Ａ( B Ｂ）＇]}＇ ② 画出逻辑电路图。 ③ 测试并填表1、6。表1、6

数字电路及设计实验

常用数字仪表的使用实验内容： 1.参考“仪器操作指南”之“DS1000操作演示”，熟悉示数字波器的使用。 2.测试示波器校正信号如下参数：（请注意该信号测试时将耦合方式设置为直流耦合。峰峰值（Vpp），最大值（Vmax），最小值（Vmin），幅值（Vamp），周期（Prd），频率（Freq）顶端值（Vtop），底端值（Vbase），过冲（Overshoot）, 预冲（Preshoot），平均值（Average），均方根值（Vrms），即有效值上升时间（RiseTime），下降时间（FallTime），正脉宽（+Width）, 负脉宽（-Width），正占空比（+Duty），负占空比（-Duty）等参数。 3.TTL输出高电平>2.4V，输出低电平<0.4V。在室温下，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。请采用函数信号发生器输出一个TTL信号，要求满足如下条件： ①输出高电平为3.5V，低电平为0V的一个方波信号； ②信号频率1000Hz；在示波器上观测该信号并记录波形数据。

集成逻辑门测试（含4个实验项目）（本实验内容选作）一、实验目的（1）深刻理解集成逻辑门主要参数的含义和功能。（2）熟悉TTL 与非门和CMOS 或非门主要参数的测试方法，并通过功能测试判断器件好坏。二、实验设备与器件本实验设备与器件分别是：实验设备：自制数字实验平台、双踪示波器、直流稳压电源、数字频率计、数字万用表及工具；实验器件：74LS20两片，CC4001一片，500Ω左右电阻和10k Ω左右电阻各一只。三、实验项目 1．TTL 与非门逻辑功能测试按表1-1的要求测74LS20逻辑功能，将测试结果填入与非门功能测试表中（测试F=1、0时，V OH 与V OL 的值）。 2．TTL 与非门直流参数的测试测试时取电源电压V CC =5V ；注意电流表档次，所选量程应大于器件电参数规范值。（1）导通电源电流I CCL 。测试条件：输入端均悬空，输出端空载。测试电路按图1-1（a ）连接。（2）低电平输入电流I iL 。测试条件：被测输入端通过电流表接地，其余输入端悬空，输出空载。测试电路按图1-1（b ）连接。（3）高电平输入电流I iH 。测试条件：被测输入端通过电流表接电源（电压V CC ），其余输入端均接地，输出空载。测试电路按图1-1（c ）连接。（4）电压传输特性。测试电路按图1-2连接。按表1-2所列各输入电压值逐点进行测量，各输入电压值通过调节电位器W 取得。将测试结果在表1-2中记录，并根据实测数据，做出电压传输特性曲线。然后，从曲线上读出V OH ，V OL ，V on ，V off 和V T ，并计算V NH ，V NL 等参数。表1-1 与非门功能测试表

数电实验答案

实验一、常用电子仪器的使用一、实验目的 1、学习电子技术实验中常用电子仪器的主要技术指标、性能和正确使用方法。 2、初步掌握用示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。电路实验箱的结构、基本功能和使用方法。二、实验原理在模拟电子电路实验中，要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以接线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。 1．信号发生器信号发生器可以根据需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出信号电压频率可以通过频率分挡开关、频率粗调和细调旋钮进行调节。输出信号电压幅度可由输出幅度调节旋钮进行连续调节。操作要领： 1）按下电源开关。 2）根据需要选定一个波形输出开关按下。 3）根据所需频率，选择频率范围（选定一个频率分挡开关按下）、分别调节频率粗调和细调旋钮，在频率显示屏上显示所需频率即可。 4）调节幅度调节旋钮，用交流毫伏表测出所需信号电压值。注意：信号发生器的输出端不允许短路。 2．交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率范围内，用来测量300伏以下正弦交流电压的有效值。操作要领： 1）为了防止过载损坏仪表，在开机前和测量前（即在输入端开路情况下）应先将量程开关置于较大量程处，待输入端接入电路开始测量时，再逐档减小量程到适当位置。 2）读数：当量程开关旋到左边首位数为“1”的任一挡位时，应读取0～10标度尺上的示数。当量程开关旋到左边首位数为“3”的任一挡位时，应读取0～3标度尺上的示数。 3）仪表使用完后，先将量程开关置于较大量程位置后，才能拆线或关机。 3．双踪示波器示波器是用来观察和测量信号的波形及参数的设备。双踪示波器可以同时对两个输入信号进行观测和比较。操作要领： 1）时基线位置的调节开机数秒钟后，适当调节垂直（↑↓）和水平（←→）位移旋钮，将时基线移至适当的位置。 2）清晰度的调节适当调节亮度和聚焦旋钮，使时基线越细越好（亮度不能太亮，一般能看清楚即可）。 3）示波器的显示方式示波器主要有单踪和双踪两种显示方式，属单踪显示的有“Y1”、“Y2”、“Y1+Y2”，作单踪显示时，可选择“Y1”或“Y2”其中一个按钮按下。属双踪显示的有“交替” 和“断续”，作双踪显示时，为了在一次扫描过程中同时显示两个波形，采用“交替”显示方式，当被观察信号频率很低时（几十赫兹以下），可采用“断续”显示方式。 4）波形的稳定为了显示稳定的波形，应注意示波器面板上控制按钮的位置：a）“扫描速率”（t/div）

《数字逻辑电路》期末大作业实验报告

大连外国语大学软件学院 1数字逻辑电路概述数字逻辑是数字电路逻辑设计的简称，其内容是应用数字电路进行数字系统逻辑设计。电子数字计算机是由具有各种逻辑功能的逻辑部件组成的，这些逻辑部件按其结构可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路是由与门、或门和非门等门电路组合形成的逻辑电路;时序逻辑电路是由触发器和门电路组成的具有记忆能力的逻辑电路。有了组合逻辑电路和时序逻辑电路，再进行合理的设计和安排，就可以表示和实现布尔代数的基本运算。数字逻辑电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点，因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。一般家电产品中，如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。（阐述数字逻辑的现状、目的、意义、功能、方法及作用）2第一种数字逻辑电路方法原理及功能数据选择器又称为多路开关，是一种重要的组合逻辑器件，它可以实现从多路数据中选择任何一路数据输出，选择的控制由专门的端口编码决定，称为地址码，数据选择器可以完成很多的逻辑功能，例如函数发生器、桶形移位器、并串转换器、波形产生器等。 1、与非门实现二选一数据选择器：用一种74SL153及门电路设计实现一位全加器，输入用三个单刀双掷开关分别代表A、B、C，输出用两个指示灯分别代表L1、L1。设计过程与结果（描述方法的操作过程和结果，配截图详细介绍）在元件库中单击TTL，再单击74LS系列，选中74LS153D。

仿真结果实际结果 L 1 亮单独打开开关A，B，C时； L1灯泡亮 L 2 亮任意打开两个开关；灯泡L2亮

L 1 和 L 2 都亮同时打开开关A,B,C时；灯泡L1，L2同时亮。心得体会经过许多次的失败，在不断尝试中选择一个适合的方式去解决问题，加强对电路的理解。通过该实验可以培养我们的动手能力和对数字电路的理解。经检验，符合真值表，达到数据选择的作用。74ls153为双四选一数据选择器，几多一个非门和或门可以组成数据比较器。能更好的掌握相关芯片的知识，了解其用途。失败电路一：失败电路二：

数电课程设计-温度计实验报告(提交版)

一、设计项目名称温度采集显示系统硬件与软件设计二、设计内容及要求 1，根据设计要求，完成对单路温度进行测量，并用数码管显示当前温度值系统硬件设计，并用电子CAD软件绘制出原理图，编辑、绘制出PCB印制版。要求：（1）原理图中元件电气图形符号符合国家标准； (2)整体布局合理，注标规范、明确、美观，不产生歧义。 (3)列出完整的元件清单(标号、型号及大小、封装形式、数量) (4) 图纸幅面为A4。 (4)布局、布线规范合理，满足电磁兼容性要求。 (5)在元件面的丝印层上，给出标号、型号或大小。所有注释信息（包括标号、型号及说明性文字）要规范、明确，不产生歧义。 2.编写并调试驱动程序。功能要求：（1）温度范围0-100℃。（2）温度分辨率±1℃。（3）选择合适的温度传感器。 3.撰写设计报告。提示：可借助“单片机实验电路板”实现或验证软件、硬件系统的可靠性。温度传感器摘要：温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发，随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域。一种数字式温度计以数字温度传感器DS18B20作感温元件，它以单总线的连接方式，使电路大大的简化。传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器，这类传感器可靠性差，测量温度准确率低且电路复杂。因此，本温度计摆脱了传统的温度测量方法，利用单片机STC89C52对传感器进行控制。这样

易于智能化控制。关键词：数字测温；温度传感器DS18B20；单片机STC89C52；一．概述传感器从功能上可分为雷达传感器、电阻式传感器、电阻应变式传感器、压阻式传感器、热电阻传感器、温度传感器、光敏传感器、湿度传感器、生物传感器、位移传感器、压力传感器、超声波测距离传感器等，本文所研究的是温度传感器。温度传感器是最早开发，应用最广泛的一类传感器。温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有半导体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。随着科学技术的发展，测温系统已经被广泛应用于社会生产、生活的各个领域，在工业、环境监测、医疗、家庭多方面均有应用。从而使得现代温度传感器的发展。微型化、集成化、数字化正成为发展的一个重要方向。二．硬件设计 1.DS18B20 DS1820 单线数字温度计特性 ? 独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯 ? 简单的多点分布应用 ? 无需外部器件 ? 可通过数据线供电 ? 零待机功耗 ? 测温范围-55~+125℃，以 0.5℃递增 ? 温度以 9 位数字量读出 ? 温度数字量转换时间 200ms （典型值） ? 用户可定义的非易失性温度报警设置 ? 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件 ? 应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统 DS1820温度传感器外观图（a ）和引脚图（b ） ①引脚1接地 ②引脚2数字信号输入/输出 ③引脚3接高电平5V 高电平

数电实验第二次实验报告

实验二数据选择器应用学号161271008 一、实验目的： 1．通过实验的方法学习数据选择器的电路结构和特点。 2．掌握数据选择器的逻辑功能和它的测试。 3．掌握数据选择器的基本应用。二、实验仪器：三、实验原理： 1．数据选择器数据选择器（multiplexer）又称为多路开关，是一种重要的组合逻辑部件，它可以实现从多路数据传输中选择任何一路信号输出，选择的控制由专列的端口编码决定，称为地址码，数据选择器可以完成很多的逻辑功能，例如函数发生器、桶形移位器、并串转换器、波形产生器等。本实验采用的逻辑器件为TTL 双极型数字集成逻辑电路74LS153，它有两个4 选1，外形为双列直插，引脚排列如图2-1 所示，逻辑符号如图2-2 所示。其中D0、D1、D2、D3 为数据输入端，Q 为输出端，A0、A1 为数据选择器的控制端（地址码），同时控制两个选择器的数据输出，S 为工作状态控制端（使能端），74LS153 的功能表见表2-1。数据选择器有一个特别重要的功能就是可以实现逻辑函数。现设逻辑函数F（X，Y）=∑（1，2），则可用一个4 选1 完成，根据数据选择器的定义：Q （A1，A0）=A1A0D0+ A1A0D1+ A1A0D2+ A1A0D3，令A1=X，A0=Y，1S=0，1D0=1D3=0，1D1=1D2=1，那么输出Q=F。如果逻辑函数的输入变量数超过了数据选择器的地址控制端位数，则必须进行逻辑函数

降维或者集成芯片扩展。例如用一块74LS153 实现一个一位全加器，因为一位全加器的逻辑函数表达式是： S1（A，B，CI）=∑（1，2，4，7） CO（A，B，CI）=∑（3，5，6，7）现设定A1=A，A0=B，CI 为图记变量，输出1Q=S1，2Q=CI，由卡诺图（见图2-3，图2-4）得到数据输入： 1D0=CI，1D1=CI，1D2=CI，1D3=CI，2D0=0，2D1=CI，2D1=CI，2D3=1，由此构成逻辑电路. 需要指出的是用数据选择器实现逻辑函数的方法不是唯一的，当逻辑函数的输入变量数较多时，可比较多种方法取其最优实现。四、实验内容： 1．验证74LS153 的逻辑功能按表2-1 所列测试，特别注意所测芯A1、A0 哪一个是高位S 端是否低电平有效当芯片封锁时，出是什么电平。记录：

数电自主设计实验报告——Verilog秒表

姓名班级学号实验日期节次教师签字成绩基于BASYS2开发板的记忆秒表设计一、实验目的 1、熟悉基于Verilog HDL语言输入方式的数字电路的设计方法。 2、掌握基于FPGA的设计流程。 3、熟悉BASYS2开发板的使用方法。 4、熟悉Xilinx ISE软件的使用方法。 5、培养自己独立自主设计并完成实验的能力。二、总体设计方案或技术路线本实验利用BASYS2开发板的已有资源来进行设计实验，并用Xilinx ISE软件来编写和综合Verilog代码。总体设计方案是设计一个带有记忆功能的秒表。具体而言，该秒表通过BASYS2开发板的50M的时钟进行分频计时，最大计时时间为99.99s，用4位数码管动态显示计时时间，除了有基本的运行、暂停及复位清空功能，还有存储当前时间和查看存储时间的功能。三、实验电路图 BASYS2开发板原理图--数码管板上数码管为4位共阳极数码管，每段为低电平点亮，位选接了三极管增大驱动电流，同时为非逻辑，所以位选信号为低电平有效。 BASYS2开发板原理图--按键本实验用到了两个按键BTN0和BTN1，BTN0为复位按键，对应程序的clear信号，BTN1为存储按键，对应程序的btn[1]信号，按一次该按键数据存储一次，下一次按下时这一次存的数据将被替换掉。 BASYS2开发板原理图--开关本实验用到了两个开关SW7和SW1，SW7为运行、暂停开关，对应程序的sw[0]信号，开关打到上方为运行，下方为暂停，SW1为显示切换开关，对应程序的sw[1]信号，在计时暂停的前提下，将开关打到上方显示出存储的时间数据。四、仪器设备名称、型号和技术指标硬件：BASYS2开发板软件：Xilinx ISE（编程）、Digilent Adept（下载）五、程序流程图六、程序源代码 /////////////////////////////////////////////////////////程序文件 `timescale 1ns / 1ps //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

哈工大数电自主实验数字流水灯

Harbin Institute of Technology 数字电路自主设计实验院系：航天学院班级：姓名：学号：指导教师：哈尔滨工业大学

一、实验目的 1．进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 3．了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 4．培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5．数电课程实验为我们提供了动手实践的机会，增强动手实践的能力。二、实验要求设计流水灯，即一排灯按一定的顺序逐次点亮，且可调频、暂停、步进。三、实验步骤 1．设计电路实现题目要求，电路在功能相当的情况下设计越简单越好； 2. 画出电路原理图（或仿真电路图）； 3.元器件及参数选择； 4.电路仿真与调试； 5.到实验时进行电路的连接与功能验证，注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉，注意用电安全，所加电压不能太高，以免烧坏芯片； 6.找指导教师进行实验的检查与验收； 7.编写设计报告：写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，心得体会。四、实验原理设计流水灯的方法有很多种，我的设计思路是：利用555定时器产生秒脉冲信号，74LS161组成8进制计数器，74LS138进行译码，点亮电平指示灯。并通过调节555的电阻，实现频率可调。通过两与非门，实现暂停、步进功能。

1.秒信号发生器（1）555定时器结构（2）555定时器引脚图（3）555定时器功能表（4）555定时器仿真图

2. 74LS161实现8进制加计数 74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器,它可以灵活地运用在各种数字电路，以及单片机系统中实现分频器等很多重要的功能。（1）74LS161同步加法器引脚图管脚图介绍: 始终CP和四个数据输入端 P0-P3 清零CLR 使能EP,ET 置数PE 数据输出端Q0-Q3 进位输出TC （2）74LS161功能表（5）74LS161仿真图对74LS161进行八进制计数改组，需要一个与非门，即芯片74LS00,也就是将74LS161的输出端通过与非门，当输出为8时将输出为高电平的端口与非后接到74LS161的清零段。即计数到8是异步清零，所以74LS161变为八进制计数。

数字电路实验计数器的设计

数字电路与逻辑设计实验报告实验七计数器的设计姓名：黄文轩学号：17310031 班级：光电一班

一、实验目的熟悉J-K触发器的逻辑功能，掌握J-K触发器构成异步计数器和同步计数器。二、实验器件 1.数字电路实验箱、数字万用表、示波器。 2.虚拟器件: 74LS73，74LS00, 74LS08, 74LS20 三、实验预习 1. 复习时序逻辑电路设计方法 ①根据设计要求获得真值表 ②画出卡诺图或使用其他方式确定状态转换的规律 ③求出各触发器的驱动方程 ④根据已有方程画出电路图。 2. 按实验内容设计逻辑电路画出逻辑图 Ⅰ、16进制异步计数器的设计异步计数器的设计思路是将上一级触发器的Q输出作为下一级触发器的时钟信号，置所有触发器的J-K为1，这样每次到达时钟下降沿都发生一次计数，每次前一级触发器从1变化到0都使得后一级触发器反转，即引发进位操作。画出由J-K触发器组成的异步计数器电路如下图所示：

使用Multisim仿真验证电路正确性，仿真图中波形从上到下依次是从低位到高位触发器的输出，以及时钟信号。：可以看出电路正常执行16进制计数器的功能。 Ⅱ、16进制同步计数器的设计较异步计数器而言，同步计数器要求电路的每一位信号的变化都发生在相同的时间点。

因此同步计数器各触发器的时钟脉冲必须是同一个时钟信号，这样进位信息就要放置在J-K 输入端，我们可以把J-K端口接在一起，当时钟下降沿到来时，如果满足进位条件(前几位触发器输出都为1)则使JK为1，发生反转实现进位。画出由J-K触发器和门电路组成的同步计数器电路如下图所示使用Multisim仿真验证电路正确性，仿真图中波形从上到下依次是从低位到高位触发器的输出，计数器进位输出，以及时钟信号。：

数电实验二组合逻辑电路

数电实验二组合逻辑电路 The following text is amended on 12 November 2020.

实验二组合逻辑电路一、实验目的 1.掌握组和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、实验仪器及器件 1.仪器：数字电路学习机 2.器件：74LS00 二输入端四与非门 3片 74LS86 二输入端四异或门 1片 74LS54 四组输入与或非门 1片三、实验内容 1.组合逻辑电路功能测试 (1).用2片74LS00按图连线，为便于接线和检查，在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。 (2).图中A 、B 、C 接电平开关，Y1、Y2接发光管电平显示 (3).按表要求，改变A 、B 、C 的状态，填表并写出Y1、Y2的逻辑表达式。 (4).将运算结果与实验比较。 Y1=A+B ，C B B A Y +=2 2.测试用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器的逻辑功能。根据半加器的逻辑表达式可知，半加器Y 是A 、B 的异或，而进位Z 是A 、B 相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成，如图。 (1).用异或门和与非门接成以上电路。输入A 、B 接电平开关，输出Y 、Z 接电平显示。 (2).按表要求改变A 、B 状态，填表。 3.测试全加器的逻辑功能。 (1).写出图电路的逻辑表达式。 (2).根据逻辑表达式列真值表。 (3).根据真值表画逻辑函数SiCi 的卡诺图。 (4).连接电路，测量并填写表各输入输出 A B C Y1 Y2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 输入输出 A B Y Z 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 A i B i C i-1 Y Z X 1 X 2 X 3 S i C i 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1

实验五数字频率计设计

实验项目名称：数字频率计设计姓名：雷锋一号学号：123456789 班级：通信121 实验时间：星期四晚上姓名：雷锋二号学号：123456789 班级：通信121 实验地点： 407 一、实验目的 1. 掌握单片机片内定时器的使用方法。 2. 掌握基于单片机片内定时器的数字频率计设计方法。二、实验内容基于单片机片内定时器的数字频率计设计。要求：（1）测频率范围：10Hz ~ 10K Hz。为保证测量精度分为三个频段： 10Hz ~ 100 Hz 100Hz ~ 1K Hz 1 K Hz ~ 10K Hz 当信号频率超过规定的频段上限时，设有超量程指示。三个频段之间用手动切换。（2）输入波形：低频函数信号发生器输出的矩形波，幅度为3V 。（3）测量误差：σ≤±1%。（4）显示和响应时间：测量结果用三位半导体数码管显示，要求显示数码稳定清晰。三个频段的最大显示数分别为99.9 Hz，999. Hz，9.99 K Hz，为此需要控制小数点位置，并用两个发光二极管分别显示频率单位：Hz 或K Hz，详见表1。三、实验说明通过本实验，掌握单片机片内定时器的使用方法，了解数字频率计的测量原理及测量电路设计方法。掌握基于单片机的数字频率计工作原理与设计方法。必须用模块化方法进行C语言程序设计。

四、实验仪器和设备 PC机、Keil uVision2软件，C8051F020单片机，EC3在线仿真器。五、实验原理频率测量的方法常用的有测频法和测周法两种。（1）测频法测频法的基本思想是让计数器在闸门信号的控制下计数1秒时间，计数结果是1秒内被测信号的周期数，即被测信号的频率。若被测信号不是矩形脉冲，则应先变换成同频率的矩形脉冲。测频法的原理框图如图6所示。图中，秒脉冲作为闸门信号，当其为高电平时，计数器计数；低电平时，计数器停止计数。显然，在同样的闸门信号作用下，被测信号的频率越高，测量误差越小。当被测频率一定时，闸门信号高电平的时间越长，测量误差越小。但是闸门信号周期越长，测量的响应时间也越长。例如，闸门信号高电平时间为1秒，被测信号频率的真值为2Hz，如图2-2-2所示。由图6 频率测量原理框图图可知，无论被测信号的频率是多少，测量时可能产生的最大绝对误差均为±1Hz，即 f测-f真=±1Hz 所以，最大相对误差为 σmax=（f测-f真）/ f真=±1/ f真由上式可知，在闸门信号相同时，测频法的相对误差与被测信号的频率成反比。因此测频法适合于测量频率较高的信号。 f真=2 图7 测频法的误差（2）测周法当被测信号频率较低时，为保证测量精度，常采用测周法。即先测出被测信号的周期，再换算成频率。测周法的实质是把被测信号作为闸门信号，在它的高电平的时间内，用一个标准频率的信号源作为计数器的时钟脉冲。若计数结果为N，标准信号频率为f1，则被测信号的周期为 T = T1·N 被测信号的频率为 f = 1/T1·N = f1/N 利用测周法所产生的最大绝对误差，显然也等于±1个标准信号周期。如果被测信号周期的真值为T真= T1·N，则T测= T1·（N±1） σmax=（f测-f真）/ f真= T真/T测– 1=±1/（N±1）