《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計實驗》的主要內(nèi)容:組合邏輯電路的分析和設(shè)計方法,時序邏輯電路的分析和設(shè)計方法,常用中小規(guī)模集成邏輯器件的功能、特點及使用等。通過本課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握數(shù)字集成電路電子元件、數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用方面的知識,掌握數(shù)字電子技術(shù)的基本測量技術(shù)及基本調(diào)試方法。學(xué)生在實驗過程中,需要根據(jù)要求,提前設(shè)計硬件電路并進行仿真,進實驗室后構(gòu)建電路驗證設(shè)計方案,最后撰寫實驗報告。通過理論與實踐的有機結(jié)合,提高學(xué)生分析問題和獨立解決問題的邏輯思辯能力以及具備一定的電子電路設(shè)計能力。
徐琦,1974年10月,男,漢族,籍貫福建泉州。講師,學(xué)士,主要研究方向:傳感器及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
目 錄
第一章 緒論\t1
1.1 意義和作用\t1
1.2 教學(xué)目標\t1
1.3 實驗規(guī)則\t2
1.4 實驗前的準備\t3
一、實驗預(yù)習(xí)\t3
二、實驗器材、儀器和工具的配備\t4
1.5 測量的基本內(nèi)容、基本方法\t4
一、測量的基本內(nèi)容\t4
二、測量的基本方法\t4
1.6 操作與記錄\t5
1.7 實驗報告\t6
1.8 如何做好實驗\t6
一、掌握正確的實驗方法\t7
二、做好數(shù)字電路實驗的三個環(huán)節(jié)\t7
1.9 預(yù)習(xí)要求和實驗報告撰寫要求\t7
一、預(yù)習(xí)要求\t7
二、實驗報告撰寫要求\t8
1.10 實驗室的安全操作規(guī)程\t9
一、人身安全\t9
二、儀器、設(shè)備安全\t9
第二章 數(shù)字電路實驗的實驗方法\t11
2.1 實驗基本技能\t11
一、檢查集成電路芯片引腳是否倒插\t11
二、檢查萬用表工作狀況是否正常\t12
三、檢查實驗導(dǎo)線通斷狀況\t13
2.2 電路布線的原則、方法和技巧\t13
一、布線原則\t13
二、布線方法\t14
三、布線技巧\t15
2.3 調(diào)測步驟\t16
一、安裝布線及測試設(shè)備的檢查\t16
二、單元電路調(diào)測\t16
三、系統(tǒng)調(diào)測\t17
2.4 故障現(xiàn)象的檢測、分析與排除方法\t17
一、實驗故障現(xiàn)象的分析\t17
二、故障的排除\t19
2.5 查找單元數(shù)字電路故障的方法與技巧\t22
一、門電路故障查找方法與技巧\t23
二、觸發(fā)電路故障查找方法與技巧\t25
三、時序電路故障查找方法與技巧\t27
四、顯示電路故障查找方法與技巧\t32
五、555定時器應(yīng)用電路故障查找方法與技巧\t34
第三章 驗證性實驗\t36
3.1 實驗一 晶體管開關(guān)特性、限幅器與鉗位器\t36
一、實驗?zāi)康腬t36
二、實驗預(yù)習(xí)要求\t36
三、實驗設(shè)備與元器件\t36
四、實驗原理\t36
五、實驗內(nèi)容\t39
六、實驗報告\t40
3.2 實驗二 TTL、CMOS與非門參數(shù)及邏輯特性的測試\t41
一、實驗?zāi)康腬t41
二、預(yù)習(xí)要求和思考題\t41
三、實驗設(shè)備與元器件\t41
四、實驗原理\t41
五、實驗內(nèi)容\t44
六、使用TTL、CMOS集成電路芯片的注意事項\t47
七、實驗報告要求\t48
3.3 實驗三 集成邏輯電路的連接和驅(qū)動\t49
一、實驗?zāi)康腬t49
二、預(yù)習(xí)要求\t49
三、實驗設(shè)備與元器件\t49
四、實驗原理\t49
五、實驗內(nèi)容\t51
六、實驗報告\t53
3.4 實驗四 三態(tài)門和OC門\t53
一、實驗?zāi)康腬t53
二、預(yù)習(xí)要求\t53
三、實驗設(shè)備與元器件\t53
四、實驗內(nèi)容\t54
五、實驗報告\t56
3.5 實驗五 譯碼器及其應(yīng)用\t57
一、實驗?zāi)康腬t57
二、實驗預(yù)習(xí)要求\t57
三、實驗原理\t57
四、實驗設(shè)備與元器件\t60
五、實驗內(nèi)容\t60
六、實驗報告\t61
3.6 實驗六 數(shù)據(jù)選擇器及其應(yīng)用\t61
一、實驗?zāi)康腬t61
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容\t61
三、實驗設(shè)備與元器件\t61
四、實驗原理\t62
五、實驗內(nèi)容\t64
六、實驗報告\t64
3.7 實驗七 觸發(fā)器及其應(yīng)用\t65
一、實驗?zāi)康腬t65
二、實驗預(yù)習(xí)要求\t65
三、實驗設(shè)備與元器件\t65
四、實驗原理\t65
五、實驗內(nèi)容\t69
六、實驗報告\t70
3.8 實驗八 計數(shù)器及其應(yīng)用\t70
一、實驗?zāi)康腬t70
二、實驗預(yù)習(xí)要求\t71
三、實驗設(shè)備與元器件\t71
四、實驗原理\t71
五、實驗內(nèi)容\t75
六、實驗報告\t76
3.9 實驗九 移位寄存器及其應(yīng)用\t76
一、實驗?zāi)康腬t76
二、實驗預(yù)習(xí)要求\t77
三、實驗設(shè)備與元器件\t77
四、實驗原理\t77
五、實驗內(nèi)容\t81
七、實驗報告\t82
3.10 實驗十 脈沖分配器及其應(yīng)用\t82
一、實驗?zāi)康腬t82
二、實驗預(yù)習(xí)要求\t82
三、實驗設(shè)備與元器件\t82
四、實驗原理\t83
五、實驗內(nèi)容\t85
六、實驗報告\t85
3.11 實驗十一 集成定時器555的應(yīng)用\t86
一、實驗?zāi)康腬t86
二、預(yù)習(xí)要求\t86
三、實驗設(shè)備與元器件\t86
四、實驗原理\t86
五、實驗內(nèi)容\t90
六、實驗報告\t91
第四章 設(shè)計性實驗\t92
一、實驗?zāi)康腬t92
二、實驗內(nèi)容\t93
三、實驗說明\t93
4.1 實驗一 組合邏輯電路的設(shè)計與測試\t96
一、實驗?zāi)康腬t96
二、實驗預(yù)習(xí)要求\t96
三、實驗設(shè)備與元器件\t96
四、實驗原理\t97
五、實驗內(nèi)容\t98
六、設(shè)計報告要求\t99
4.2 實驗二 簡單的數(shù)字頻率計\t99
一、實驗?zāi)康腬t99
二、預(yù)習(xí)要求\t99
三、實驗設(shè)備與元器件\t100
四、實驗原理\t100
五、實驗內(nèi)容\t105
六、設(shè)計報告要求\t105
七、思考題\t106
4.3 實驗三 簡易數(shù)字鐘\t106
一、實驗?zāi)康腬t106
二、預(yù)習(xí)要求\t106
三、實驗設(shè)備與元器件\t106
四、實驗原理\t106
五、實驗內(nèi)容\t109
六、設(shè)計報告要求\t109
4.4 實驗四 順序數(shù)字鎖\t110
一、實驗?zāi)康腬t110
二、預(yù)習(xí)要求\t110
三、實驗設(shè)備與元器件\t110
四、實驗原理\t110
五、實驗內(nèi)容\t114
六、設(shè)計報告要求\t114
4.5 實驗五 簡易交通燈電路\t114
一、實驗?zāi)康腬t114
二、預(yù)習(xí)要求\t114
三、實驗儀器及元器件\t115
四、實驗原理\t115
五、實驗內(nèi)容\t116
六、實驗注意事項\t116
七、設(shè)計報告要求\t117
八、思考題\t117
4.6 實驗六 汽車尾燈控制電路\t117
一、實驗?zāi)康腬t117
二、預(yù)習(xí)要求\t117
三、實驗設(shè)備與元器件\t117
四、實驗原理\t118
五、實驗內(nèi)容\t120
六、設(shè)計報告要求\t120
4.7 實驗七 多路智力競賽搶答器\t121
一、實驗?zāi)康腬t121
二、預(yù)習(xí)要求\t121
三、實驗設(shè)備與元器件\t121
四、實驗原理\t121
五、實驗內(nèi)容\t123
六、設(shè)計報告要求\t123
4.8 實驗八 多功能流水燈\t123
一、實驗?zāi)康腬t123
二、預(yù)習(xí)要求\t123
三、實驗設(shè)備與元器件\t123
四、實驗原理\t124
五、實驗內(nèi)容及步驟\t124
六、設(shè)計報告要求\t125
4.9 實驗九 數(shù)字式頻率計\t125
一、實驗?zāi)康腬t125
二、預(yù)習(xí)要求\t125
三、實驗設(shè)備與元器件\t126
四、實驗原理\t126
五、實驗內(nèi)容及步驟\t127
六、設(shè)計報告要求\t127
4.10 實驗十 洗衣機控制電路\t127
一、實驗?zāi)康腬t127
二、預(yù)習(xí)要求\t128
三、實驗設(shè)備與元器件\t128
四、實驗原理\t128
五、實驗內(nèi)容及步驟\t129
六、設(shè)計報告要求\t129
第五章 綜合性實驗\t131
5.1 實驗一 電子門鈴的設(shè)計和制作\t131
一、實驗?zāi)康腬t131
二、實驗內(nèi)容\t131
三、實驗儀器與設(shè)備\t131
四、實驗內(nèi)容\t131
5.2 實驗二 按鍵計數(shù)顯示器的設(shè)計和制作\t132
一、實驗?zāi)康腬t132
二、實驗內(nèi)容\t132
三、實驗儀器與設(shè)備\t132
四、實驗內(nèi)容\t133
5.3 實驗三 溫度的轉(zhuǎn)換與測量\t133
一、實驗?zāi)康腬t133
二、實驗內(nèi)容\t133
三、實驗儀器與設(shè)備\t134
四、實驗報告要求\t134
5.4 實驗四 力的傳感與檢測\t135
一、實驗?zāi)康腬t135
二、實驗原理\t136
三、實驗內(nèi)容\t136
四、實驗儀器與設(shè)備\t136
五、實驗報告要求\t137
5.5 實驗五 位移的轉(zhuǎn)換與測量\t140
一、實驗?zāi)康腬t140
二、實驗原理\t140
三、實驗內(nèi)容\t141
四、實驗儀器與設(shè)備\t141
五、實驗報告要求\t141
5.6 實驗六 光電傳感檢測\t145
一、實驗?zāi)康腬t145
二、實驗原理\t145
三、實驗內(nèi)容\t145
四、主要實驗儀器與設(shè)備\t146
五、實驗報告要求\t146
第六章 創(chuàng)新性實驗\t147
6.1 項目一 串聯(lián)型連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源\t147
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t147
二、系統(tǒng)框圖\t147
三、電路工作原理\t147
6.2 項目二 光電式報警器\t149
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t149
二、系統(tǒng)框圖\t149
三、電路工作原理\t149
四、電路總體設(shè)計\t151
6.3 項目三 簡單的步進電機控制電路\t152
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t152
二、系統(tǒng)框圖\t152
三、電路工作原理\t152
四、總體電路示意圖\t158
6.4 項目四 十二小時數(shù)字鐘\t160
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t160
二、系統(tǒng)框圖\t160
三、電路工作原理\t160
四、電路總體設(shè)計\t167
6.5 項目五 數(shù)字式定時開關(guān)\t167
一、實驗內(nèi)容及要求\t167
二、系統(tǒng)框圖\t167
三、電路總體設(shè)計\t171
6.6 項目六 八路搶答器\t171
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t171
二、系統(tǒng)框圖\t172
三、電路工作原理\t172
四、電路總體設(shè)計\t176
6.7 項目七 籃球比賽計時器\t178
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t178
二、系統(tǒng)框圖\t178
三、電路工作原理\t178
四、電路總體設(shè)計\t182
6.8 項目八 電扇控制電路\t183
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t183
二、系統(tǒng)框圖\t184
三、電路工作原理\t185
四、電路總體設(shè)計\t186
6.9 項目九 投球游戲機\t188
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t188
二、系統(tǒng)框圖\t188
三、電路工作原理\t189
四、電路總體設(shè)計\t192
6.10 項目十 四花樣彩燈控制器\t193
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t193
二、系統(tǒng)框圖\t193
三、電路工作原理\t193
四、電路總體設(shè)計\t198
第七章 電子設(shè)計競賽作品分析\t199
7.1 作品一 乒乓球比賽計分器(2015年賽題)\t199
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t199
二、電路工作原理\t200
7.2 作品二 九路搶答器(2016年賽題)\t204
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t204
二、系統(tǒng)框圖\t204
三、電路工作原理\t205
四、電路總體設(shè)計\t208
7.3 作品三 簡易數(shù)控直流穩(wěn)壓電源(2017年賽題)\t210
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t210
二、電路工作原理\t210
7.4 作品四 三相步進電機驅(qū)動器(2018年賽題)\t212
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t212
二、設(shè)計制作要求\t212
三、系統(tǒng)框圖\t213
四、電路工作原理\t214
五、電路總體設(shè)計\t222
7.5 作品五 簡易數(shù)控可變增益放大器(2019年賽題)\t224
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t224
二、系統(tǒng)框圖\t224
三、電路工作原理\t225
四、電路總體設(shè)計\t228
7.6 作品六 簡易溫度檢測器(2020年賽題)\t230
一、設(shè)計任務(wù)及要求\t230
二、電路工作原理\t230