北京科技大学 数电实验
北京科技大学数电实验四 Quartus II集成计数器及移位寄存器应用
北京科技大学实验报告学院：高等工程师学院专业：自动化（卓越计划）班级：自E181姓名：杨威学号：41818074 实验日期：2020 年5月26日一、实验名称：集成计数器及其应用1、实验内容与要求（1）用74161和必要逻辑门设计一个带进位输出的10进制计数器，采用同步置数方法设计；（2）用两个74161和必要的逻辑门设计一个带进位输出的60进制秒计数器；2、实验相关知识与原理（1）74161是常用的同步集成计数器，4位2进制，同步预置，异步清零。
引脚图功能表其中X。
3、10进制计数器（1）实验设计1）确定输入/输出变量输入变量：时钟信号CLK、复位信号CLRN；输出变量：计数输出QD、QC、QB、QA，进位输出RCO，显示译码输出OA、OB、OC、OD、OE、OF、OG2）计数范围：0000-10013）预置数值：00004）置数控制端LDN：计数到1001时输出低电平5）进位输出RCO：计数到1001时输出高电平画出如下状态转换表：CP QDQCQBQA0 00001 00012 00103 00114 01005 01016 01107 01117 10009 100110 0000（2）原理图截图仿真波形如下功能验证表格CLRN QD QC QB QA RCO0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 01 0 0 1 0 01 0 0 1 1 01 0 1 0 0 01 0 1 0 1 01 0 1 1 0 01 0 1 1 1 01 1 0 0 0 01 1 0 0 1 11 0 0 0 0 04、60进制秒计数器（1）实验设计1）确定输入/输出变量输入变量：时钟信号CLK、复位信号CLRN；输出变量：计数十位输出QD2、QC2、QB2、QA2和计数个位输出QD1、QC1、QB1、QA1，进位输出RCO2）计数范围：0000 0000-0101 10013）预置数值：0000 00004）置数控制端LDN1（个位）：计数到0101 1001时输出低电平5）清零端CLRN2（十位）：计数到0110时输出低电平6）ENT：个位计数到1001时输出高电平7）进位输出RCO：计数到1001时输出高电平画出如下状态转换表CP QD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1CPQD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA1CPQD2QC2QB2QA2QD1QC1QB1QA10 0000 0000 20 0010 0000 40 0100 00001 0000 0001 21 0010 0001 41 0100 00012 0000 0010 22 0010 0010 42 0100 00103 0000 0011 23 0010 0011 43 0100 00114 0000 0100 24 0010 0100 44 0100 01005 0000 0101 25 0010 0101 45 0100 01016 0000 0110 26 0010 0110 46 0100 01107 0000 0111 27 0010 0111 47 0100 01118 0000 1000 28 0010 1000 48 0100 10009 0000 1001 29 0010 1001 49 0100 100110 0001 0000 30 0011 0000 50 0101 000011 0001 0001 31 0011 0001 51 0101 000112 0001 0010 32 0011 0010 52 0101 001013 0001 0011 33 0011 0011 53 0101 001114 0001 0100 34 0011 0100 54 0101 010015 0001 0101 35 0011 0101 55 0101 010116 0001 0110 36 0011 0110 56 0101 011017 0001 0111 37 0011 0111 57 0101 011118 0001 1000 38 0011 1000 58 0101 100019 0001 1001 39 0011 1001 59 0101 100160 0000 0000 （2）设计原理图截图（3）实验仿真仿真波形：仿真结果表：5、实验思考题：（1）总结任意模计数器的设计方法。
北京科技大学参数检测实验报告全
北京科技大学参数检测实验报告全实验六工业热电偶的校验摘要：本实验重在了解热电偶的工作原理并通过对热电偶进行校正验证镍铬热电偶的准确性并了解补偿导线的使用方法。
关键词：热电偶校正标准被校补偿导线1 引言（1）实验目的1．了解热电偶的工作原理、构造及使用方法。
了解热电势与热端温度的关系。
了解对热电偶进行校正的原因及校正方法，能独立地进行校正实验和绘制校正曲线。
2．了解冷端温度对测量的影响及补偿导线的使用方法。
3．通过测量热电势掌握携带式直流电位差计的使用方法。
（2）实验设备1．铂铑－铂热电偶（标准热电偶）１支２．镍铬－镍硅热电偶（被校正热电偶）１支3．热电偶卧式检定炉（附温度控制器）１台4．携带式直流电位差计 1台5．酒精温度计 1支6．广口保温瓶 1个7．热浴杯及酒精灯各1个2 内容1．了解直流电位差计各旋钮、开关及检流计的作用，掌握直流电位差计的使用方法。
2．热电偶校正（１）实验开始，给检定炉供电，炉温给定值为400ºC。
当炉温稳定后，用电位差计分别测量标准热电偶和被校正热电偶的热电势，每个校正点的测量不得少于四次。
数据记录于表6－１。
（２）依次校正600ºC、 800ºC、 1000ºC各点。
（３）将测量电势求取平均值并转换成温度，计算误差，根据表6－３判断被热电偶是否合格。
绘制校验曲线。
3．热电偶冷端温度对测温的影响及补偿导线的使用方法。
（１）1000ºC校正点作完后，保持炉温不变。
测量热浴杯中的水温，然后用电位差计分别测量镍铬－镍硅热电偶未加补偿导线和加补偿导线的热电势。
数据记录于表6－２中。
（２）用酒精灯加热热浴杯，当水温依次为30ºC、 40ºC、 50ºC时，用电位差计分别测量镍铬－镍硅热电偶未加补偿导线和加补偿导线的热电势。
数据记录于表6－２中。
（３）用铂铑－铂热电偶测量炉温，检查实验过程中炉温是否稳定，分析若炉温变化对实验的影响。
北京科技大学数电实验二 Quartus II数据选择器及译码器应用
北京科技大学实验报告学院：高等工程师学院专业：自动化（卓越计划）班级：自E181 姓名：杨威学号： 41818074 实验日期：2020 年5月13日一、实验名称：数据选择器及其应用电路1、实验要求：（1）掌握数据选择器的逻辑功能（2）掌握数据选择器应用电路的设计方法（3）了解用数据选择器作逻辑函数产生器的方法2、实验相关知识：数据选择器可将多个通道的数据选择一个传送到唯一的公共数据通道上。
74LS151是8选1数据选择器，3个地址输入端C、B、A（A为低位）用于选择D0-D7共8个数据中的其中1个，1个选通输入端GN，以及2个互补输出端Y和WN。
引脚图：功能表：其中X代表任意状态。
数据选择器除了实现有选择地传送数据，还可用作逻辑函数产生器，与计数器配合实现并行数据到串行数据的转换。
3、3位开关控制电路的设计与仿真： （1）实验设计本实验要求用三个开关控制1个灯，改变任何一个开关的状态都能使控制灯由亮变灭，或者由灭变亮，根据该逻辑关系，写出如下真值表：写出逻辑表达式123123123123L K K K K K K K K K K K K =+++或者写成1247L m m m m =+++（2）设计原理图截图（3）实验仿真仿真波形：仿真结果表：4、4位奇偶判断电路的设计与仿真：（1）实验设计要求当输入中有奇数个1时，输出为0；输入中有偶数个1时，输出为1。
由此，列出真值表如下。
写出如下逻辑表达式=+++++++P DC B A DCBA DC BA DCB A DC BA DCB A DC B A DCBA 简化得到=+++++++()() P D C B A CBA C BA CB A D C BA CB A C B A CBA （2）设计原理图截图（3）实验仿真仿真波形：仿真结果表：5、实验思考题：GN为选通端，可以决定选择器的工作状态，当GN端为低电平输入时，选择器选通，选择正常工作；GN端为高电平输入时，选择器不选通，选择器不工作；因此，可以利用该特性，利用两个74LS151组成一个16选1选择器，例如本次实验中设计的四位奇偶判断电路。
北京科技大学数字电子技术-教学大纲
《数字电子技术（双语）》教学大纲课程编号：2050115开课院系：自动化学院电工电子技术系课程类别：学科基础必修适用专业：自动化、计算机、物理等课内总学时：48学分：3实验学时：0设计学时：0上机学时：0先修课程：高等数学、大学物理、电路分析基础、模拟电子技术执笔：尤佳审阅：刘蕴络一、课程教学目的该课程是电子电气信息类专业和物理类专业本科生在电子技术方面入门性质的基础课程。
通过学习该课程使学生学会数字电子技术方面的基本知识、基本理论和基本技能，掌握数字电路及其系统的基本分析方法和逻辑设计方法，能够使用标准的集成电路和至少一款EDA仿真软件。
通过双语学习，使学生掌握一定量的相关专业英语词汇，具有查阅相关英文文献的能力。
培养学生的综合与创新能力，为深入学习相关知识及其在专业中的应用打好基础。
二、课程教学基本要求1．课程重点：逻辑关系的各种描述方法及其相互转换；逻辑函数的化简；组合逻辑电路的分析和设计；使用MSI 译码器和数据选择器设计组合逻辑电路；典型触发器的逻辑功能及其描述方法；时序逻辑电路的分析和设计；使用中规模集成计数器(复位法和置位法)构成任意进制计数器。
2．课程难点：典型TTL、CMOS基本逻辑门电路（包括三态门、OC门）的主要外特性、主要参数和使用方法；使用MSI 译码器和数据选择器设计组合逻辑电路；触发器的工作原理与动作特点；同步时序逻辑电路设计方法；用中规模集成计数器构成任意进制计数器的方法。
3．能力培养要求：通过本课程的学习，学生将具有如下能力：会查阅数字电子技术方面的国内外相关专业资料；能够分析、阅读简单数字装置逻辑图；能够根据要求选用中小规模数字集成电路模块设计数字电路；能够使用至少一种EDA软件分析设计数字电路；能够与团队合作完成一个小型数字系统的设计。
三、课程教学内容与学时课堂教学（48学时）1．导言以及数制和码制（2学时）1.1建立数字的概念1.2掌握二进制、十六进制数及其与常用十进制数的相互转换1.3掌握8421编码，了解其他常用编码2．门电路（4学时）2.1了解半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性2.2了解TTL、CMOS门电路的组成和工作原理2.3掌握典型TTL、CMOS基本逻辑门电路（包括三态门、OC门）的功能、主要外特性、主要参数和使用方法2.4了解ECL等其他逻辑门电路的特点3．逻辑代数基础（4学时）3.1掌握逻辑代数中的基本定律和定理3.2熟练掌握逻辑关系的各种描述方法及其相互转换3.3掌握逻辑函数的化简方法3.4理解最小项、无关项等基本概念4．组合逻辑电路（10学时）4.1熟练掌握组合逻辑电路的特点、分析方法和设计方法4.2掌握编码器、译码器、加法器、数值比较器和数据选择器等常用中规模集成组合逻辑电路的逻辑功能及使用方法4.3了解组合逻辑电路中的竞争冒险现象及其消除方法5．触发器（4学时）5.1理解基本RS触发器的电路结构、工作原理及动态特性5.2熟练掌握典型触发器的逻辑功能及其描述方法5.3了解典型时钟触发器的电路结构及触发方式6．时序逻辑电路（12学时）6.1熟练掌握时序电路的特点、描述方法和分析方法6.2掌握计数器、寄存器等常用时序电路的工作原理、逻辑功能及使用方法6.3掌握同步时序电路的设计方法6.4掌握使用中规模集成计数器构成任意进制计数器的分析、设计方法7．脉冲的产生和整形电路（3学时）7.1了解脉冲信号参数的定义7.2理解施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的工作原理、逻辑功能及使用方法7.3了解555定时器的结构和工作原理7.4掌握555定时器的应用8．半导体存储器及可编程逻辑器件（3学时）8.1了解MOS存储单元的基本工作原理8.2理解ROM、RAM电路结构、工作原理8.3掌握扩展存储容量的方法8.4理解用ROM实现组合逻辑函数的方法8.5理解可编程逻辑器件的基本工作原理8.6了解PAL、GAL、CPLD和FPGA的特点及电路结构9．A/D和D/A转换电路（3学时）9.1了解A/D、D/A转换的过程9.2理解常见的A/D和D/A转换器的电路组成、工作原理、特点及应用9.3了解A/D、D/A转换器的功能及主要参数10．数字系统设计与EDA工具应用（3学时）10.1了解数字系统的基本组成及设计方法10.2了解一种硬件描述语言10.3掌握一种EDA工具的使用方法四、教材与参考书教材1. Thomas L. Floyd著，余璆改编，《数字电子技术》，电子工业出版社，2011年，第十版参考书1. 阎石编，《数字电子技术基础》，高等教育出版社，2006年，第五版2. 康华光主编，《电子技术基础——数字部分》，高等教育出版社，2006年，第五版3. James Bignell & Robert Donovan 著，《Digital Electronics》，机械工业出版社，2003年，英文版，原书第四版4．Charles H. Roth 著，《Fundamentals of Logic Design》，机械工业出版社，2001年，英文版，原书第五版五、作业本课程的作业分成两大类。
2013北科大自动化数电大作业报告(DOC)
设计题目：两人乒乓游戏机,组长：同组成员：说明：百分比为每位同学对设计的贡献部分，总和应为100%一·功能描述：本次我们小组的数电课程设计是一台两人乒乓游戏机，该游戏机模拟乒乓球比赛过程，主要实现按比赛规则自动裁判和计分。
（对电路功能有部分改动）1.乒乓球基本左右移动功能：共有12只发光二级管，两端的两只用来为电路提供反馈信息（实际情况是看不到的）。
用１0只发光二极管代表球台。
裁判按动发球开关，送出一个单脉冲信号，靠近该方的第一个发光二极管点亮，然后按一定的速度向对方移动，要求移动速度0.1到0.5 s2.基本计数功能：采用16进制计数器，能显示数字0-16，计数达到16后计数器自动清零。
3.击球情况控制计数器功能：接球方只有当球到达最后一只发光二极管，即靠近本方的第一只管子点亮时，才可按动击球开关，将球击回。
提前击球或未接住球均判为失分，当未接住来球时，发光二极管熄灭，表示乒乓球出台，对方得分。
此时需要按规则重新发球，继续比赛。
一方击球后，双方可以较量多个回合，直到一方失误为止，此时，胜方记分牌自动加一分。
比赛进行到一方获得16分时，一局结束，记分牌全部清零。
二·方案设计：总体设计思路（含电路原理框图）：根据设计要求，该电路须设计3块电路完成球台驱动、控制和计分功能。
当裁判按下启动按钮时，游戏机电路开始运作。
系统以CP信号作为球台驱动电路和计数器计分的时钟信号，以12个二极管的依次被点亮代表球的移动位置，空格键控制发球信号；选择开关S3（按键1）和S4（按键0）分别控制甲乙两人的击球信号。
电路设计总体原理图如下图1：三·个人承担的工作：（一）球台电路设计球台电路通过两个4位移位寄存器74LS194接成一个12位的移位寄存器。
具体接法为：将第一片的左移串行输入端SL接到第二片的QA端，将第二片的右移串行输入端接到第一片的QD端。
再将第二片的左移串行输入端SL接到第三片的QA端，将第三片的右移串行输入端接到第二片的QD端，然后将第一片的B端置1，同时将剩余的其他几个置位输入端置0。
北京科技大学电路分析基础实验四实验报告
北京科技大学电路分析基础实验四实验报
告
1.实验目的
学习使用workbench软件,学习组建简单直流电路并使用仿真测量仪表测量电压、电流。
2.解决方案
1)基尔霍夫电流、电压定理的验证。
解决方案：自己设计一个电路，要求至少包括两个回路和两个节点，测量节点的电流代数和.与回路电压代数和，验证基尔霍夫电流和电压定理并与理论计算值相比较。
2)电阻串并联分压和分流关系验证。
解决方案：自己设计一个电路，要求包括三个以上的电阻，有串联电阻和并联电阻，测量电阻.上的电压和电流，验证电阻串并联分压和分流关系，并与理论计算值相比较。
4.理论计算
根据KVL和KCL及电阻VCR列方程如下:
Is = I1+I2,
U1+U2= U3,
U1=I1*R1,
U2= I1*R2,
U3= I2*R3
解得, U1= 10V,U2= 20V ,U3=30V ,I1= 5A,I2=5A。
北京科技大学数电实验一 Quartus II三人表决器及全加器设计
北京科技大学实验报告学院：高等工程师学院专业：自动化（卓越计划）班级：自E181 姓名：杨威学号： 41818074 实验日期： 2020 年 5月5日一、实验名称： QuartusII软件的使用1、实验要求：在Quartus中用与非门实现三人表决器仿真2、实验设计：两人及两人以上选择（即高电平输入），则输出高电平，列写真值表如下画出如下卡诺图写出最简形式：=++Y AC AB BC化成与非形式：=⋅⋅Y AC AB BC3、设计原理图截图：4、仿真波形截图：管脚测试：5、实验思考题：与非门在两个输入有一个或以上的输入为低电平时，输出为高电平；在所有输入全为高电平时，输出低电平；与非门不用的输入端应该置高电平。
根据本实验的第二部分实验设计的分析可知，可以用最简与或形式设计表决器：=++Y AC AB BC二、实验名称：组合逻辑电路设计1、实验要求：用55/86/00设计全加器（1）复习组合逻辑电路的一般设计方法（2）了解实验所用芯片的引脚分布和逻辑功能（3）阅读实验相关知识和注意事项（4）按要求设计实验所需电路，画出逻辑图2、实验相关知识：组合逻辑电路的设计：按照具体逻辑命题，按要求设计出最简的组合电路。
组合逻辑电路的一般设计步骤如下：（1）对给定事件进行逻辑定义；（2）将设计需求转换为真值表；（3）将真值表转换为逻辑表达式，并对逻辑表达式进行化简或变换；（4）将逻辑表达式转换为逻辑图3、实验设计：列出全加器真值表：画出卡诺图，分别写出表达式：111()()()i i i i i i i i i i i S C A B C A B S C A B −−−=⊕+⊕=⊕⊕可用异或门构成电路111111i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i C A B B C A C C A B B C A C C A B B C A C −−−−−−=++=⋅+=⋅⋅ 仅用与非门即可构成电路 4、设计原理图截图：5、仿真波形截图：管脚测试：6、实验思考题：（1）与或非门电路对于A,B,C,D,E,F,G,H可以满足ABCD EFGH的逻辑表达（2）首先对给定事件进行逻辑定义，将设计需求转换为真值表；再将真值表或者卡诺图等方式转换为逻辑表达式，并对逻辑表达式进行化简或变换，再进行实际电路仿真；三、实验总结1、实验中建议设计完电路后，确认电路无误后再进行编译仿真，之后仿真出现错误需要更改电路图后重新编译和仿真，过程十分繁琐。
北科大数电实验报告
【实验目的】通过对时序电路的设计, 掌握对数电芯片的使用, 以及Multisim仿真软件的使用【实验任务】电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙双方参赛或甲乙双方加裁判的三人游戏电路。
由一排LED发光二极管表示拔河的“电子绳”。
由甲乙双方通过按钮开关使发光的LED管向自己一方的终点延伸, 当延伸到某方的最后一LED管时, 则该方获胜, 连续比赛多局以定胜负。
比赛开始, 由裁判下达比赛命令后, 甲乙双方才能输入信号, 否则, 由于电路具有自锁功能, 使输入信号无效。
裁判下达“开始比赛”的命令后, 位于“电子绳”中点的LED发亮。
甲乙双方通过按键输入信号, 使发亮的LED管向自己一方移动, 并阻止其向对方延伸。
当从中点至自己一方的LED管全部发亮时, 表示比赛结束。
这时, 电路自锁, 保持当前状态不变, 除非由裁判使电路复位。
记分电路用两位七段数码管分别对双方得分进行累计, 在每次比赛结束时电路自动加分。
【实验电路设计】1.编码电路的设计:由双时钟二进制同步可逆计数器74LS193构成, 它有2个输入端, 4个输出端, 进行加／减计数。
通过编码器来控制电平指示灯的显示, 加计数时向右移动, 进行减计数时, 向相反方向移动。
电路图如下：2.整形电路设计:由与门74LS08和与非门74LS00构成。
因74LS193是可逆计数器, 控制加减的CP脉冲分别加至5脚和4脚, 此时当电路要求进行加法计数时, 减法输入端CPD 必须接高电平；进行减法计数时, 加法输入端CPU也必须接高电平, 若直接由A、B键产生的脉冲加到5脚或4脚, 就有很多时机在进行计数输入时另一计数输入端为低电平, 使计数器不能计数, 双方按键均失去作用, 拔河比赛不能正常进行。
加一整形电路, 使A、B二键出来的脉冲经整形后变为一个占空比很大的脉冲, 这就减少了进行某一计数时另一计数输入为低电平的可能性, 从而使每按一次键都有可能进行有效的计数。
电路图如下图所示：3.译码电路:由4线－16线译码器CC4514构成。