厦门大学数电实验九
本科数电实验教案
本科数电实验教案一、实验目的1. 理解并掌握数字电路的基本原理和实验技能。
2. 熟悉常用逻辑门电路及其功能。
3. 学会使用逻辑门电路进行简单的数字系统设计。
4. 培养动手能力和团队协作能力。
二、实验原理1. 逻辑门电路：与门、或门、非门、异或门等。
2. 逻辑函数及其表示方法：真值表、逻辑图、卡诺图等。
3. 数字电路的基本组成部分：触发器、计数器、译码器等。
4. 数字系统的设计与验证方法。
三、实验器材与仪器1. 数字电路实验箱。
2. 逻辑门电路模块。
3. 触发器、计数器、译码器等模块。
4. Multisim、Proteus等仿真软件。
四、实验内容与步骤1. 实验一：逻辑门电路的搭建与测试步骤：a. 根据真值表搭建与门、或门、非门、异或门电路。
b. 使用Multisim、Proteus等软件进行仿真，验证电路功能。
2. 实验二：数字电路的基本组成部分——触发器步骤：a. 搭建基本RS触发器、D触发器、JK触发器等。
b. 利用仿真软件验证触发器的工作原理。
c. 分析不同触发器之间的联系与区别。
3. 实验三：计数器的设计与仿真步骤：a. 搭建二进制计数器电路。
b. 利用仿真软件验证计数器的功能。
c. 分析计数器的工作原理，探讨计数器的应用场景。
4. 实验四：译码器的设计与仿真步骤：a. 搭建4-16译码器电路。
b. 利用仿真软件验证译码器的功能。
c. 分析译码器的工作原理，探讨译码器的应用场景。
5. 实验五：数字系统的设计与验证步骤：a. 结合所学知识，设计一个简单的数字系统（如计算器、频率发生器等）。
b. 搭建数字系统电路，利用仿真软件进行验证。
五、实验要求与评价1. 实验报告：要求对每个实验的原理、过程、结果进行详细描述，并对实验中遇到的问题进行分析和解答。
2. 实验操作：要求熟练操作实验设备，正确搭建电路，充分理解实验原理。
3. 实验态度：要求认真观察实验现象，积极参与讨论，主动请教老师和同学。
4. 实验成果：要求实验结果准确，能够对数字电路进行分析与设计。
厦大模电实验十
集成运算放大器构成的电压比较器一、实验目的1.掌握电压比较器的模型及工作原理；2.掌握电压比较器的应用二、实验原理图1.单限电压比较器2.施密特电压比较器三、实验仪器1.示波器1台2.函数信号发生器1台3.数字万用表1台4.多功能电路实验箱1台四、实验内容1.单限电压比较器：（1）V ip-p=15V，偏移0V，f=200Hz，V i接CH1，V o接CH2。
若CH2有方波，再打到X-Y 模式。
（2）E R=1.007V V i随E R变化情况：当E R减小时，V T减小。
定量画出V T=1V时，电压传输特性曲线。
（3）当V T =1V 时，令示波器工作在内扫描方式（V~t ），同时观察并画出V i 、V o 波形；根据电路工作原理，用示波器测量V i 的转换电平V T 值：V T =812.5mV 改变R W ，E R 减小时，V o 的正脉宽度tu +的变化情况：E R 减小时，tu +减小当E R =0时，此时信号正负对称，即在一个信号周期内输出方波的高电平总宽度等于低电平总宽度，故V o 为对称方波，2. 施密特电压比较器：（1） 按图2（a ）搭接电路，其中R 1=R 3=10k Ω，R 2为10k Ω电位器；（2） 用电压传输特性曲线测量方法观察2（a ）电路的电压传输特性；（3） R 2增加时，ΔV T 时增大画出ΔV T =4V ，E R =1V 时的传输特性曲线Vi/VVo/Vt/st/s画出E R=0V的传输特性曲线（5）令示波器工作在内扫描方式（V~t），同时观察并画出V i、V o波形；根据电路工作原理，用示波器测量得V i 的转换电平V T +=2。
000V 、V T -=--2.4375V ； 改变R W ，E R 减小时，V o 的正脉宽度tu +减小。
Vi/VVo/Vt/st/s。
厦大数电 实验九
实验九触发器的工作特性一、实验目的1. 掌握并验证基本RS触发器、维阻D触发器和主从触发器的逻辑功能；2. 掌握触发器之间的转换。
二、实验原理1、基本RS触发器：与非型直接RS触发器是最简单的触发器，其由两个与非门交叉耦合而成，电路如图1所示，其特性方程如下式，特性表如图1所示。
2、维阻D触发器：维阻D触发器的逻辑符号和功能如下：（1）低电平异步预置：D和Cp状态任意，Rd’=0，Sd’=1，Q=0；Rd’=1，Sd’=0，Q=1。
（2）上升沿边沿触发特性：当Cp上升沿来时，输出Q按输入D的状态而变化，即Q n+1=D n。
3.主从JK触发器：主从JK触发器的逻辑符号和功能如下：（1）低电平异步预置：J、K和Cp状态任意，Rd’=0，Sd’=1，Q=0；Rd’=1，Sd’=0，Q=1。
（2）下降沿电平触发特性：当Cp下降沿来时，输出Q按Cp=1期间的JK状态变化（Cp=1期间，JK变化时，主触发器有一次翻转问题），即：Q n+1=J（Q n）’+K’Q n。
4、触发器间的转换：（1）转换：根据已有触发器（D、JK）和适当的逻辑门获得待求触发器。
（2）步骤：①写出已有触发器和待求触发器状态方程。
②变换待求触发器方程，使之形式与已有触发器形式一样。
③根据逻辑函数相等原则，若变量相同，则：系数相等。
④画出转换电路。
三、实验仪器1、示波器 1台2、函数信号发生器 1台3、数字万用表 1台4、多功能电路实验箱 1台四、实验内容1、基本RS触发器：按1搭接电路，Rd’、Sd’分别接逻辑开关K1、K2，用L1显示1Q，用L2显示1Q’，按照表1验证基本RS 触发器功能。
2、维阻D触发器：SN74LS74是TTL型集成双D维阻触发器，管脚图如图：（1）连接电路，L1显示Q，L2显示Q’（2）验证Rd’和Sd’低电平异步预置功能：当Rd’=0，Sd’=1时，L1灯灭，L2灯亮；当Rd’=1，Sd’=0时，L1灯亮，L2灯灭。
数电实验答案及指导
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）。
数电实验报告实验
一、实验目的1. 理解和掌握数字电路的基本原理和设计方法。
2. 培养动手能力和实验技能。
3. 提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理数字电路是一种以二进制为基础的电路，其基本元件是逻辑门和触发器。
本实验主要涉及以下几种逻辑门：与门、或门、非门、异或门、同或门、与非门、或非门等。
1. 与门（AND Gate）：当所有输入端都为高电平时，输出才为高电平。
2. 或门（OR Gate）：当至少一个输入端为高电平时，输出为高电平。
3. 非门（NOT Gate）：对输入信号取反。
4. 异或门（XOR Gate）：当输入端信号不同时，输出为高电平。
5. 同或门（NOR Gate）：当输入端信号相同时，输出为高电平。
6. 与非门（NAND Gate）：与门和非门的组合。
7. 或非门（NOR Gate）：或门和非门的组合。
三、实验器材1. 数字电路实验箱2. 逻辑门芯片3. 电源4. 连接线5. 测试仪器四、实验步骤1. 组成基本逻辑门电路：根据实验原理，搭建与门、或门、非门、异或门、同或门、与非门、或非门等基本逻辑门电路。
2. 测试电路功能：使用测试仪器对搭建的电路进行测试，验证电路是否满足基本逻辑功能。
3. 组成组合逻辑电路：根据实验要求，搭建组合逻辑电路，如全加器、半加器、译码器、编码器等。
4. 测试组合逻辑电路：使用测试仪器对搭建的组合逻辑电路进行测试，验证电路是否满足设计要求。
5. 组成时序逻辑电路：根据实验要求，搭建时序逻辑电路，如触发器、计数器、寄存器等。
6. 测试时序逻辑电路：使用测试仪器对搭建的时序逻辑电路进行测试，验证电路是否满足设计要求。
五、实验结果与分析1. 基本逻辑门电路测试结果：根据测试数据，搭建的与门、或门、非门、异或门、同或门、与非门、或非门等基本逻辑门电路均满足设计要求。
2. 组合逻辑电路测试结果：根据测试数据，搭建的全加器、半加器、译码器、编码器等组合逻辑电路均满足设计要求。
数字电子技术实验指导书(答案)课件
PPT学习交流
23
交叉口通行灯逻辑问题的实现
电路应有两个输出端，南北（SN）和东西（EW）， 输出高电平对应绿灯亮，输出低电平对应红灯亮。
用敏感组件的输出作为逻辑电路输入信号，对所给 的逻辑状态建立一个真值表，化简后得最简逻辑表达 式，用与非门实现该电路、并用波形仿真设计电路的 功能，分析其正确性之。
PPT学习交流
10
二 、 TTL、HC和HCT器件的电压传输特性
４.比较三条电压传输特性曲线的特点。
尽管只对三个芯片在输出无负载情况下进行了电压传输特性测 试，但是从图２.２、图２.３和图２.4所示的三条电压传输特性曲 线仍可以得出下列观点: （1）74LS芯片的最大输入低电平VＩＬ低于74HC芯片的最大输入 低电平VＩＬ，74LS芯片的最小输入高电平ＶＩＨ低于74HC芯片 的最小输出高电平ＶＩＨ。 （２）74LS芯片的最大输入低电平ＶＩＬ、最小输入高电平ＶＩＨ 与74HCT芯片的最大输入低电平ＶＩＬ、 最小输出高电平ＶＩＨ 相同。 （３）74LS芯片的最大输出低电平ＶＯＬ高于74HC芯片和74HCT芯 片的最大输出低电平ＶＯＬ。74LS芯片的最小输出高电平ＶＯＨ 低于74HC芯片和74HCT芯片的最小输出高电平ＶＯＨ。 （４）74HC芯片的最大输出低电平 ＶＯＬ、最小输出高电平 ＶＯ Ｈ与 74HCT芯片的最大输出低电平ＶＯＬ、最小输出高电平ＶＯ Ｈ相同。
• ２.将实验台上４.７ＫΩ电位器RTL的电压输出端连接到被测非门的输入端， RTL的输出端电压作为被测非门的输入电压。旋转电位器改变非门的输入电压 值。
厦门理工学院数字电路实验报告九
4、在进行实验以及解决问题的过程中，我学会了利用简单验证实验来检验自己的判断并确定元器件未知的部分。这在以后需要用到一个完全陌生的元器件时较大帮助。
(4)搭建软件所需环境；
(5)打开EWB(V5.12)软件并选取实验所需元器件或符号；
(6)分析电路的逻辑功能。
四、实验结果与数据处理
1、利用74LVC161计数器设计一个十进制计数器
(1)电路连接图及波形图
(2)电路逻辑功能分析
当第一位与第四位，及QA与QD均输出高电平时，此时的二进制示数为10。利用与非门判断二者均为高电平并将结果传给CLR’使CLR’置1，输出显示重置为0，计数器重新开始计数。此时可将与非门的输出结果取非视为进位标志。由此可得该电路为一个十进制计数器。
《数字电路》实验报告
实验序号：9实验项目名称：异步时序电路
学 号
1810716643
姓 名
郑润泽
专业、班
18计科1班
实验地点
精工1-418
指导教师
周明
实验时间
2019.12.05
一、实验目的及要求
1、利用74LVC161计数器设计十进制计数器及分析异步时序电路；
2、掌握模拟实验方法及结果分析的能力；
(3)搭建软件所需环境；
(4)打开EWB(V5.12)软件并选取实验所需元器件或符号；
(5)连接电路，适当改变部分元器件的参数；
(6)验证十进制计数器的功能并列出转换表；
2、利用反馈清零法设计10进制的计数器
数字电子技术实验报告
数字电子技术实验报告
一、实验目的：
1． 掌握TTL 逻辑门电路的主要参数意义
2． 掌握TTL 逻辑门电路主要参数以及测量方法
3． 通过与非门实现与门、或门、异或门。
二、实验设备;
1． 数字电路实验箱
2． 74LS00
3． 函数发生器、示波器
三、实验原理;
1． 实验室所用电路板中配备有与非门，可以通过各种逻辑运算，从而利用与非门实现
与门、或门、异或门等逻辑门电路。
2． Y=A ·B=1••B A ,从公式可以看出，可以将AB 与1接入与非门的两个输入端（输入1的端口悬空即可）。
3． B A B A Y •=+=，从公式可以看出可以将A 和1接入一个非门（2步骤中已经
实现非门），从而得到A ，同理可以得到B ，然后将A 和B 接入与非门的两个输入端，就可得到Y 。
4． Y=A B ⊗=))((B A B A ++=))((B A AB =))((B A AB 。
5． 取信号A 为方波，峰峰值是5V ，偏移量为2.5V ，频率为1000Hz ，B 取为逻辑开关。
四、实验结果图
2． 或门
B
A
& 1 &
3．
当B=0时，Y=A B ⊗=A 当B=1时，Y=A B ⊗=A
B 1 & A & 1
&
A
1
B
1
& B & & A &
&。
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实验九触发器的工作特性
一、实验目的
1、掌握并验证基本RS触发器、维阻D触发器和主从JK触发器的逻辑功能；
2、掌握触发器之间的转换。
二、实验原理
1、基本RS触发器：
与非型直接RS触发器是最简单的触发器，其由两个与非门交叉耦合而成，电路如图1所示，其特性方程如下式，特性表如图1所示。
2、维阻D触发器：
维阻D触发器的逻辑符号和功能如下：
（1）低电平异步预置：
D和Cp状态任意，Rd’=0，Sd’=1，Q=0；Rd’=1，Sd’=0，Q=1。
（2）上升沿边沿触发特性：
当Cp上升沿来时，输出Q按输入D的状态而变化，即Qn+1=Dn
3、主从JK触发器：
主从JK触发器的逻辑符号和功能如下：
（1）低电平异步预置：
J、K和Cp状态任意，Rd’=0，Sd’=1，Q=0；Rd’=1，Sd’=0，Q=1。
（2）下降沿电平触发特性：
当Cp下降沿来时，输出Q按Cp=1期间的JK状态变化（Cp=1期间，JK变化时，主触发器有一次翻转问题），即：Qn+1=JQ’n+K’Qn。
4、触发器间的转换：
（1）转换：根据已有触发器（D、JK）和适当的逻辑门获得待求触发器。
（2）步骤：
①写出已有触发器和待求触发器状态方程。
②变换待求触发器方程，使之形式与已有触发器形式一样。
③根据逻辑函数相等原则，若变量相同，则：系数相等。
④画出转换电路。
三、实验仪器及器件
1、示波器1台
2、函数信号发生器1台
3、数字万用表1台
4、多功能电路实验箱1台
四、实验内容
1、基本RS触发器：
按1搭接电路，Rd’、Sd’分别接逻辑开关K1、K2，用L1显示1Q，用L2显示1Q’，按照表1验证基本RS触发器功能。
2、维阻D触发器：
SN74LS74是TTL型集成双D维阻触发器，管脚图如图：
（1）连接电路，L1显示Q，L2显示Q’
（2）验证Rd’和Sd’低电平异步预置功能：
当Rd’=0，Sd’=1时，L1灯灭，L2灯亮；
当Rd’=1，Sd’=0时，L1灯亮，L2灯灭。
（D和Cp任意）
（3）验证上升沿触发特性和逻辑功能表
3、主从JK触发器：
SN7476是TTL型集成双JK主从触发器，管脚图如图：
（1）连接电路，L1显示Q，L2显示Q’
（2）验证Rd’和Sd’低电平异步预置功能
（3）验证下降沿触发特性和逻辑功能表
（2）验证Cp=1期间，当JK变化时主触发器的“一次翻转”问题。
4、触发器之间的转换：
（1）D触发器转换为T’触发器：
把维阻D触发器1D和1Q’连接
①按动单脉冲按钮，每输入一个Cp上升沿T’触发器翻转一次
②用信号发生器TTL信号作Cp，用双线示波器观察二分频工作波形Cp和Q 实验结果：与理论一致
（2）D触发器转换为JK触发器：
如图搭接电路，验证功能
（3）JK触发器转换为T触发器：
将JK触发器的1J和1K连接
①令1J=1K=0时，按动单脉冲按钮，输出状态不变；
②令1J=1K=1时，每按一次单脉冲按钮，输出状态翻转一次。
（4）JK触发器转换为D触发器：
如图搭接电路，验证功能
五、实验结果
1、基本RS触发器：实验结果完全符合RS触发器的特性表
2、维阻D触发器：实验结果完全符合D触发器功能表
3、主从JK触发器：实验结果完全符合J、K触发器功能表，当Cp=1期间，Qn+1的状态由Cp=1之前下降沿到来前的JK输入决定。
4、触发器之间的转换：
（1）实验结果完全符合T’触发器的特性
（2）转换后的JK触发器与SN7476JK触发器一致，但是，转换后的JK触发器变为上升沿有效（3）实验结果完全符合T触发器的特性
（4）转换后的D触发器与SN74LS74触发器一致，但是，转换后的D触发器，D=0时，下降沿有效，当D=1时，上升沿有效。
六、实验小结
1、基本RS触发器逻辑功能：当R端无效(0)，S端有效时(1)，则Q=1,Q非=0,触发器置1。
当R 端有效(1)、S端无效时(0)，则Q=0,Q非=1,触发器置0。
.当RS端均无效时(0)，触发器状态保持不变。
.当RS端均有效时(1)，触发器状态不确定。
2、基本D触发器逻辑功能：当R端无效(0)，S端有效时(1)，则Q=0，触发器置0。
当R端有效(1)、S端无效时(0)，则Q=1,触发器置1。
RS端均有效时(1)，D=0,Cp上升沿时，Q=0；D=1，Cp上升沿时，Q=1。
3、基本JK触发器逻辑功能：当R端无效(0)，S端有效时(1)，则Q=0，触发器置0。
当R 端有效(1)、S端无效时(0)，则Q=1,触发器置1。
RS端均有效时(1)，J=1，K=0时，Cp下降沿时，Qn 1=1；J=0，K=1时，Cp下降沿时，Qn 1=0；J=K=0时，Cp下降沿时，Qn 1=Qn；J=K=1时，Cp 下降沿时，Qn 1=-Qn。
通过实验，让我更好的掌握了数电的知识，验证基本RS触发器、维阻D触发器和主从JK 触发器的逻辑功能，对触发器的之间转换也有了更好的掌握。