数字电路实验指导书2016

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数字电路

实验指导书

广东技术师范学院天河学院电气工程系

目录

实验系统概术 (3)

一、主要技术性能 (3)

二、数字电路实验系统基本组成 (4)

三、使用方法 (12)

四、故障排除 (13)

五、基本实验部分 (14)

实验一门电路逻辑功能及测试 (14)

实验二组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算） (18)

实验三译码器和数据选择器 (43)

实验四触发器（一）R-S，D，J-K (22)

实验五时序电路测试及研究 (28)

实验六集成计数器161（设计） (30)

实验七555时基电路(综合) (33)

实验八四路优先判决电路(综合) (43)

附录一DSG-5B型面板图 (45)

附录二DSG-5D3型面板图 (47)

附录三常用基本逻辑单元国际符号与非国际符号对照表 (48)

附录四半导体集成电路型号命名法 (51)

附录五集成电路引脚图 (54)

实验系统概述

本实验系统是根据目前我国“数字电子技术教学大纲”的要求，配合各理工科类大专院校学生学习有关“数字基础课程，而研发的新一代实验装置。”配上Lattice公司ispls1032E可完成对复杂逻辑电路进行设计，编译和下载，即可掌握现代数字电子系统的设计方法，跨入EDA 设计的大门。

一、主要技术性能

1、电源：采用高性能、高可靠开关型稳压电源、过载保护及自动恢复功能。

输入：AC220V±10%

输出：DC5V/2A

DC±12V/0.5A

2、信号源：

（1）单脉冲：有两路单脉冲电路采用消抖动的R-S电路，每按一次按钮开关产生正、负脉冲各一个。

（2）连续脉冲：10路固定频率的方波1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。

（3）一路连续可调频率的时钟，输出频率从1KHz~100KHz的可调方波信号。

（4）函数信号发生器

输出波形：方波、三角波、正弦波

频率范围：分四档室2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~2KHZ、2KHZ~20HZ。

3、16位逻辑电平开关（K0~K15）可输出“0”、“1”电平同时带有电平指示，当开关置“1”电平时，对应的指示灯亮，开关置“0”电平时，对应的指示灯灭，开关状态一目了然。

4、16位电平指示（L0~L15）由红、绿灯各16只LED及驱动电路组成。当正逻辑“1”电平输入时LED红灯点亮，反之LED绿灯点亮。

5、数字显示（LED1~LED8）

（1）LED1~LED6是由二~十进制七段译码器CD4511与相应的共阴LED数码管，在每一位译码器的四个输入端A、B、C、D面板设计对应为8、4、2、1输入四位0000~1001之间的代码数码管即显示同0~9的十进制数字。

（2）LED7~LED8两位七段显示器，段码a、b、c、d、e、f、g、h七段经1K电阻到输入插孔。

6、小喇叭及驱动电路。提供时钟报进、报警、音乐用等发声装置。

7、内置1K、10K、100K电位器，可作为调电压输出用。

8、有四组BCD码拨码盘，可产生四组BCD码数字信号。

9、内置10MHZ数字式频率计。用作频率测量。

10、开放式实验区

（1）提供锁紧插座14芯2只、16芯3只、20芯3只、40芯2只用于扩展实验，如A/D 或D/A等。

11、可编程逻辑器件电路实验

可配装Lattice EDA-1032E或Altera EDA-10K10下载板，进行大规模数字电子系统设计实验。

二、数字电路实验系统基本电路组成

1、系统布局

图1：为实验仪布局图

2、电源

实验系统所配电源有四路，一路为+5V/3A，另两路为±12V/0.5A。电源部分由电源线、电源插座、交流220V电源带灯开关和开关电源组成。电源插座和电源开关装在机箱的后面，电源插座内带有可更换的保险丝管。开关电源装在机箱内，具有短路保护、过载保护及自动恢复功能，该电源可靠性高，抗短路能力强。

3、时钟电路

实验系统配有10路精确的时钟：1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、

1MHz、5MHz、10MHz。10MHz时钟由石英晶体振荡器产生，精确度高。其余9路时钟由10MHZ 时钟源经74HC390分频后产生。

如图所示

图2-1（5D3型）

另外还提供一路连续可调频率的时钟，输出频率从1KHz~100KHz的可调方波信号。它采用CMOS器件7555组成的振荡线路。如图所示：

图2-2 （5D3型）

4、函数信号发生器

输出波形：方波、三角波、正弦波

幅值：正弦波：0~4V（14V为峰~峰值，且正负对称）

三角波：0~24V（24V为峰~峰值，且正负对称）

方波：0~24V（24V为峰~峰值，且正负对称）

频率范围：分四档2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~2KHZ、2KHZ~20KHZ。

函数发生器采用ICL8038单片集成函数信号发生器电路，内部它由恒流源I2和I1电压比较器A和B、触发器、缓冲器和三角波变弦波电路等组成。

其原理图如

图2-3（A）（5D2、5D3型）图示2-3（B）（5D2型、5D3型）

5、十六位二进制“0~1”电平显示器（L0~L15）

采用6片74LS04电路驱动发光二极管。当输入端为高电平时，对应的红色发光二极管点亮，表示逻辑“1”当输入端为低电平时，对应的绿色发光二极管点亮，表示逻辑为“0”输入端每路均有保护电路。

电路如图：