数字电子技术训练讲义doc - 深圳职业技术学院

《数字电子技术训练》讲义

深圳职业技术学院

工业中心电子技术基础教研室编印

2006年1月

实训一 信号灯的逻辑控制

一、 实训目的

1．了解逻辑控制的概念

2．掌握表示逻辑控制的基本方法

二、 实训设备与器件

发光二极管、限流电阻、继电器两个、直流电源、导线若干

三、 实训电路与说明

图1.1为实训电路图。这是一个楼房照明灯的控制电路。设A 、B 分别代表上、下楼层的两个开关，发光二极管代表照明灯。在楼上按下开关A ，可以将照明灯打开，在楼下闭合开关B ，又可以将灯关掉；反过来，也可以在楼下开灯，楼上关灯。

四、 实训内容与步骤

（1）连接电路 表1.1 按图1.1连接好电路，注意JA 、JB 两个继电器的开关不要接错。 （2）试验开关和发光二极管的逻辑关系 接通电源，分别将开关A 、B 按表1.1的要求接通或者断开，观察发光二极管F 的亮灭情况，并填入表1.1中。

五、 实训结论与分析

通过上述实训，可做如下总结：

（1）实训图中，JA 和JB 分别代表继电器的两个线圈，JA K1、JB K1代表继电器的常开触点，JA K2、JB K2代表继电器的常闭触点。在实训图所示的状态下（开关A 、B 均断开），由于没有通路给发光二极管供电，所以发光二极管灭；开关A 闭合，继电器线圈JA 通电，其常开触点JA K1闭合，常闭触点JA K2断开，JB K1 、JB K2则维持原来状态，此时图1.1最上面的一条电路连通，通过电源给发光二极管供电，发光二极管亮。同样道理，如果只闭合开关B ，也会给发光二极管构成通路使之点亮；当开关A 、B 均闭合时，由于没有通路，所以发光二极管灭，读者可自行分析。

（2）发光二极管F 的状态，我们称为输出，是由开关A 、B 来决定的，开关A 、B 称为输入。输出和输入是一种逻辑控制电路，而且输入量和输出量都只分别对应两种状态。

（3）从试验结果可以看出，当A 、B 同时闭合，或者同时断开，即处于相同状态时，二极管灭；相反，当A 、B 处于不同状态时，发光二极管点亮。如果定义开关闭合和灯亮为逻辑“1”，定义开关断开和发光二极管不亮为逻辑“0”，则A 、B 、F 都可用两种逻辑状态“1”、

图1.1 照明灯的逻辑控制电路

开关A 开关B 发光二极管F 断开 断开 闭合 闭合 断开 闭合 断开 闭合

“0”来描述。注意此时的“1”、“0”不代表任何数量的大小。表格的左边是两个输入状态的所有取值的组合，表格的右边是对应的输出状态。这样我们可以将实验步骤4得到的表重新写为表1.2，这种表征逻辑事件输入和输出之间全部可能状态的表格称为逻辑事件的真值表。

表1.2

六、思考题

1.写出此逻辑控制电路输入输出之间的表达式。

2.试用与非门来实现该控制电路。

实训二非门构成多谐振荡器

一．实训目的

1．掌握集成电路手册的使用方法

2．掌握IC测试仪的使用方法

3．初步掌握由门电路构成的多谐振荡器的分析、测试方法

二．实训设备与器件

1．实训设备：IC测试仪一台、示波器一台、稳压电源一台

（1）面板上各功能键的作用

GUT6000型：

CMOS/TTL 被测器件类型选择

LOOP TEST 循环测试

AUTO TEST 自动测试

SEARCH 自动查找（芯片型号）

GO 测试开始

CLEAR 清除

RESET 复位

逐字清除

GUT6000A型：

TTL/CMOS 被测器件类型选择

BUZZER 蜂鸣选择

LOOP 循环测试

AUTO 自动查找

逐字清除、复位

（2）窗口信息

PASS 通过

FIND 找到（芯片型号）

UNIDENTIFIED 无法确定（芯片型号）

ERROR 错误输入

FAIL 测试失败

U CC OR GND FAIL 电源或地测试失败

（3）使用方法

I.将芯片按管脚标识插入面板上的芯片座。

II.键入芯片的类型、型号，若型号未知，可按

III.按

IV.根据窗口信息确定芯片的好坏。

注：GUT6000A型IC测试仪使用方法与GUT6000型大致相同，但芯片插座上的管脚号不同，使用时应加以注意。

2．实训器材：1KΩ电阻两只、0.1µF电容两只、74LS04芯片一只、面包板一块、导线若干三．实训电路与说明

图2.1 实训电路图

图2.2 电路波形图

设：u o1为低电平U oL、u o2为高电平U oH时，称为第一暂稳态；u o1为高电平U oH、u o2为低电平U oL时，称为第二暂稳态。

在接通电源的瞬间，电路的输入端形成一个微弱的正向跃升信号，构成初始输入信号u I1

u I1u o1u I2u o2

经过这一过程（极短的时间内）电路迅速进入第一暂稳态，即G1开门，G2关门。u o1为低电平U oL，u o2为高电平U oH。在这一过程中，C1、C2起耦合作用。

接着，G2输出u o2的高电平U oH经C2、R F1、G1的内阻（约4KΩ）对C2反向充电（左“－”右“＋”），使u I1下降。与此同时，u o2的高电平经R F2、G2的内阻对C1充电（左“－”右“＋”），u I2随之上升。当u I2上升到G2的阀值电平U TH（约1.4V）时，电路又产生另一

个正反馈过程：

u I2u o2u I1u o1

这一过程使得电路迅速翻转到第二暂稳态，即G1关门，u o1为高电平U oH，G2开门，u o2为低电平U oL。在这一过程中，C1、C2仍起耦合作用。

接下来，G1输出的高电平U oH经C1、R F2、G2内阻对C1反向充电，使u I2下降。同时，经R F1、G2、C2内阻对C2充电（左“＋”右“－”），使u I1随之升高。当u I1上升到G1阀值电压U TH（约1.4V）时，电路经过放大与正反馈过程返回到第一暂稳态。脉冲宽度等于C1充电到U TH所需时间，间歇宽度等于C2充电到U TH所需时间，由于电路对称，这两个时间相等。振荡周期T的估算如下：

当取R F1＝R F2＝R F，C1=C2=C时：T≈1.4R F C

四．实训内容与步骤

1．辨认并用万用表校核电阻的阻值。

2．辨认并用万用表检测电容器的好坏。

3．利用集成电路手册查阅74LS04的内部构造及管脚分布。

4．用IC测试仪检测74LS04的好坏。

5．按实训电路在面包板上完成接线。

6．接通电源后，用示波器观察u I1、u o1、u I2、u o2的波形，并读出u o2的周期T。

五．实训结论与分析

1．绘出u I1、u o1、u I2、u o2的实际波形，标出U IHmax、U TH、－U Cmax、U OH、U OL的实测值。2．比较u o2周期T的实测值与估算值的大小，建立起工程估算的概念。

3．比较u o2的平顶宽度与间歇宽度是否与理论分析相符。

六．思考题

1．若增大R F1阻值，输出信号周期怎样变化，脉冲宽度核间歇宽度哪一个较大？为什么？2．设计如下图所示的防盗报警电路并分析其原理。