本科数电实验课程教案完整版(改)
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。
数电课程设计实验课
数电课程设计实验课一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字电路的基本原理，掌握常见数字电路组件的功能及相互关系。
2. 学生能够运用所学知识，设计简单的数字电路，并进行功能分析。
3. 学生能够识别并描述常见数字电路图，理解其工作原理。
技能目标：1. 学生掌握使用数字电路设计软件进行电路图绘制和仿真测试的能力。
2. 学生能够运用逻辑分析仪、示波器等工具对数字电路进行调试和故障排除。
3. 学生通过实验操作，提高动手实践能力，培养工程思维。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对数字电路学习的兴趣，激发探索电子科技的热情。
2. 学生通过实验课程，培养团队合作精神，增强沟通与协作能力。
3. 学生在实验过程中，树立安全意识，养成良好的实验操作习惯。
课程性质分析：本课程为实验课，侧重于学生的实践操作和动手能力培养，结合理论教学，使学生在实践中深化对数字电路知识的理解。
学生特点分析：学生为高中年级学生，具备一定的电子基础和逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手操作。
教学要求：教师需引导学生将理论知识与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力，使学生在实践中提高对数字电路的认识。
通过课程目标的实现，为学生后续学习电子技术打下坚实基础。
二、教学内容本节实验课教学内容以《数字电路》教材第四章“组合逻辑电路”和第五章“时序逻辑电路”为基础，涵盖以下内容：1. 组合逻辑电路原理与设计：- 组合逻辑电路基本概念、分类及特点；- 常见组合逻辑电路（如编码器、译码器、数据选择器等）的原理与功能；- 组合逻辑电路设计方法及步骤。
2. 时序逻辑电路原理与设计：- 时序逻辑电路基本概念、分类及特点；- 常见时序逻辑电路（如触发器、计数器、寄存器等）的原理与功能；- 同步与异步时序逻辑电路的设计方法及步骤。
3. 数字电路仿真与测试：- 使用Multisim、Proteus等软件进行数字电路图绘制及仿真；- 常用逻辑分析仪、示波器等仪器的使用方法；- 数字电路调试与故障排除。
数字电子技术实验教案
Y
1 4 74LS00
1 2 74LSB6
7 4LS 5 4
A BC 图 3-1
○ ○ 其逻辑表达式为： Sn=An + Bn + Cn-1
○ Cn=(An + Bn)Cn-1+AnBn
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数字电子技术实验教案
IiL 与 IiH 的测试电路如图 1-2(c)、(d)所示。
图 1-2 TTL 与非门静态参数测试电路图
(3)扇出系数 N0 扇出系数 N0 是指门电路能驱动同类门的个数，它是衡量门电路负载能力的一 个参数，门电路有两种不同性质的负载，即灌电流负载和拉电流负载，因此有两种 扇出系数，即低电平扇出系数 N0L 和高电平扇出系数 N0H。通常 IiH＜IiL，则 N0H＞ N0L，故常以 N0L 作为门的扇出系数。 N0L 的测试电路如图 1-3 所示，调节 RL 使 U0L= 0.4V，此时的 I0L 就是允许灌入 的最大负载电流，即
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数字电子技术实验教案
A
B
[原始纪录]
A 0 0 1 1
A 0 0 1 1
74LS04D
A A0 B
B
74LS00N
Y 74LS00N
74LS04D
A AB
B 74LS00N
图 2-4 同或逻辑运算
输入端
表 2-1
输出端
B
LED 状态
Y
0
1
0
1 输入端
表 2-2
输出端
B
LED பைடு நூலகம்态
数电实验讲义(修改)东华理工大学
基本原理实验实验一门电路逻辑功能测试及应用一、实验目的1.熟悉数字电路学习机和双踪示波器的使用方法；2.熟悉门电路的逻辑功能；3.掌握TTL门电路、CMOS门电路功能及外特性的测试方法；4.掌握基本集成逻辑芯片的正确使用与应用。
二、实验器材1.数字电路学习机1台2.双踪示波器1台3.万用表1台4.集成芯片74LS00四2输入TTL与非门1片74LS02四2输入TTL或非门1片TC4011四2输入COMS与非门1片5.0～10KΩ电位器1只6.导线若干三、预习要求1.了解数字电路学习机和双踪示波器的使用方法（见附录）；2.熟悉所用集成芯片的引线位置及各引线用途；3.复习门电路工作原理及相应逻辑表达式；4.复习门电路主要特性及参数的意义。
四、实验内容及步骤实验前按学习机使用说明书先检查学习机电源是否正常，然后选择实验用的集成芯片，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意V CC及地线不能接错。
线接好后经实验指导老师检查无误方可通电实验。
实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。
1.测试门电路的逻辑功能分别将集成芯片74LS00、TC4011、74LS02插入面包板，接好V CC和地线，输入端接S1~S8（电平开关输出插口）任意两个，输出端接电平显示发光二极管（D1~D8）任意一个，列出各自的真值表，写出逻辑表达式。
（集成芯片引脚图见图1-9、图1-10、图1-11）2.TTL门电路（74LS00）主要参数的测试（1）输出高电平V OH与输出低电平V OL的测定。
V OH—是指输入端有一个或一个以上为低电平时的输出高电平值，其测试图如图1-1所示。
V OL—是指输入端全部接高电平时的输出低电平值，其测试图如图1-2所示。
（2）输入短路电流I IS的测定。
I IS —是指输入端有一个接地，其余输入端接高电平（或TTL 门输入端的开路）时，流入接地输入端的电流。
有时也把V I =0时的输入电流叫输入短路电流I IS 。
(完整版)数字电路教案
课题：第1章数字电路基础知识1。
1 预备知识1.2 数制和码制目的与要求：了解本门课程的基本内容；了解数字电路的特点及应用、分类及学习方法;掌握二、八、十、十六进制的表示方法及相互转换；知道8421BCD码、余三码、格雷码的意义及表示方法。
重点与难点：重点：数制与码制的表示方法；难点：二、八、十六进制的转换。
复习（提问）：什么是模拟信号模拟电路；什么是二进制代码.提纲第1章数字电路基础知识1.1 预备知识1 . 1 . 1 数字信号和数字电路1、数字信号与模似信号2、模拟电路与数字电路1 . 1 。
2 数字电路的分类1、按电路类型分类2、按集成度分类3、按半导体的导电类型分类1 . 1 . 3 数字电路的优点1、易集成化2、抗干扰能力强，可靠性高3、便于长期存贮4、通用性强，成本低，系列多5、保密性好1 .1 。
4 脉冲波形的主要参数1．脉冲幅度Um2．脉冲上升时间3．脉冲下降时间4．脉冲宽度5．脉冲周期6．脉冲频率7．占空比q1。
2 数制和码制1 。
2 。
1 数制一、十进制二、二进制三、八进制和十六进制1 。
2 。
2 不同数制间的转换一、各种数制转换成十进制二、十进制转换为二进制三、二进制与八进制、十六进制间相互转换1 .2 。
3 二进制代码一、二—十进制代码8421码、5421码和余3码二、可靠性代码1．格雷码2．奇偶校验码作业：P42 1.2。
3.4第1章数字电路基础知识1。
1预备知识1 . 1 。
1 数字信号和数字电路电信号—随时间变化的电流或电压。
1、数字信号与模似信号模拟信号—幅度随时间连续变化数字信号—断续变化（离散变化）,时间上离散幅值上整量化，多采用0、1二种数值组成又称二进制信号。
举例P1图1.1.1。
2、模拟电路与数字电路模拟电路—传输或处理模拟信号的电路，如:电压、功率放大等；数字电路 - 处理、传输、存储、控制、加工、算运算、逻辑运算、数字信号的电路。
如测电机转速：电机-光电转换-整形-门控—计数器—译码器-显示时基电路1 。
湖南工学院《数电实验课程》教案.doc
实验一基本门电路的逻辑功能测试一.实验目的(1)熟悉各种基本逻辑门电路的逻辑符号和逻辑功能。
(2)掌握集成门电路器件的使用及逻辑功能测试方法。
(3)熟悉数字电路实验台的结构、基本功能和使用方法。
二实验设备与器材实验所用设备与器材见表1.1。
表1.1实验1.1的设备与器材三.实验电路与说明集成逻辑门电路是最简单和最基本的数字集成元件。
任何复杂的组合电路和时序电路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。
棊本逻辑运算有打、或、非运算，相应的基本逻辑门有为、或、非门。
目前已有门类齐全的集成门电路，如与非门、或非门、界或门等。
虽然大、中规模集成电路相继问世，但要组成某一个系统时，仍少不了各种门电路。
TTL集成电路由于工作速度快、输岀幅度人、种类多、不易损坏等特点而使用较广。
如图6.1所示为TTL基本逻辑门电路的逻辑符号图。
CMOS集成电路功耗低，输出幅度人，扇出能力强，电源范围较宽，应川也很广泛。
四.实验内容与步骤(1)芯片管脚的识別74LS00、74LS20、74LS86芯片管脚排列如图1. 1所示，其电源和地一般在芯片的两端,对于14管脚的集成芯片，7脚为电源地，14脚为电源止，其余管脚为输入和输出。
Vcc 4A 43 4Y 3A 3B 3Y 冋冋回呵呵呵[F] 丨曲 I 创Lil lid |£Jl±J kJ l£j LzJ1A IB 1Y 2A 2B 2Y GND （c ） 74LS86异或门图 1.1 74LS00、74LS20、74LS86 芯片管脚排列管脚识别方法是：将集成块正面（冇字的一面）对准使用者，以左边凹口或小标志点“・” 为起始脚,从下往上按逆时针方向向前数1、2、3、…、刀脚。
使用时,查找IC 手册即可知各 管脚的功能。
（2） 74LS00与非门逻辑功能的测试将74LS00集成芯片插入TC 空插座中，管脚排列见图1.1 （a ）,输入端接逻辑电平开关，输 岀端接LED 发光二极管显示器，管脚14接+5V 电源，管脚7接地，按表1. 2输入要求测试，将实 验结果填入表1. 2输岀列屮。
本科数电实验教案
本科数电实验教案一、实验目的和要求1. 实验目的（1）掌握数字电路的基本原理和实验技能。
（2）熟悉常见数字电路器件的使用和测试方法。
（3）培养动手能力、观察能力和问题解决能力。
2. 实验要求（1）预习相关理论知识，了解实验原理。
（2）认真观察实验现象，做好实验记录。
二、实验内容1. 实验一：数字电路基本原理验证（1）实验目的：验证数字电路的基本原理，如逻辑门、逻辑函数、逻辑表达式等。
（2）实验器材：逻辑门器件、逻辑函数发生器、数字万用表等。
（3）实验步骤：①搭建逻辑门电路，观察输出信号。
②使用逻辑函数发生器产生不同输入信号，观察输出信号变化。
③分析实验现象，验证逻辑门的功能。
2. 实验二：触发器及其应用（1）实验目的：了解触发器的工作原理，掌握触发器的使用方法。
（2）实验器材：触发器器件、时钟信号发生器、数字万用表等。
（3）实验步骤：①搭建触发器电路，给定位信号和时钟信号。
②观察触发器的状态变化，分析触发条件。
③研究触发器在不同输入信号下的工作状态，探讨触发器的应用。
3. 实验三：计数器及其应用（1）实验目的：掌握计数器的工作原理，了解计数器的应用。
（2）实验器材：计数器器件、时钟信号发生器、数字万用表等。
（3）实验步骤：①搭建计数器电路，给定位信号和时钟信号。
②观察计数器的状态变化，分析计数条件。
③研究计数器在不同输入信号下的工作状态，探讨计数器的应用。
4. 实验四：编码器及其应用（1）实验目的：了解编码器的工作原理，掌握编码器的使用方法。
（2）实验器材：编码器器件、数字万用表等。
（3）实验步骤：①搭建编码器电路，给输入信号。
②观察编码器输出信号，分析编码规则。
③研究编码器在不同输入信号下的输出结果，探讨编码器的应用。
5. 实验五：译码器及其应用（1）实验目的：掌握译码器的工作原理，了解译码器的应用。
（2）实验器材：译码器器件、数字万用表等。
（3）实验步骤：①搭建译码器电路，给输入信号。
②观察译码器输出信号，分析译码规则。
数字电子技术实验教案
实验二 集成逻辑门电路功能测试
[实验目的]
1、熟悉数字电路实验箱中各种装置的使用方法。 2、掌握 TTL 型和 CMOS 型集成门电路的逻辑功能的测试方法。 [仪器设备]
1、+5V 直流电源； 2、逻辑电平开关； 3、逻辑电平显示器； 4、74LS00 74LS02 74LS04 [实验原理]
74LS54
(1)分别按图 1-2、1-3、1-5(b)接线并进行测试,将测试结果记入表 1-1 中。
(2)按图 1-4 接线，调节电位器 RW，使 ui 从 0V 向高电平变化，逐点测量 ui 和 uo 的对应值，记入表 1-2 中。
2、CMOS 与非门 CC4011 参数测试(方法与 TTL 门电路相同)
(1)测试 CC4011 一个门的 ICCL、ICCH、IiL、IiH。 (2)测试 CC4011 一个门的传输特性(一个输入端作信号输入，另一个输入端接
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数字电子技术实验教案
IiL 与 IiH 的测试电路如图 1-2(c)、(d)所示。
图 1-2 TTL 与非门静态参数测试电路图
(3)扇出系数 N0 扇出系数 N0 是指门电路能驱动同类门的个数，它是衡量门电路负载能力的一 个参数，门电路有两种不同性质的负载，即灌电流负载和拉电流负载，因此有两种 扇出系数，即低电平扇出系数 N0L 和高电平扇出系数 N0H。通常 IiH＜IiL，则 N0H＞ N0L，故常以 N0L 作为门的扇出系数。 N0L 的测试电路如图 1-3 所示，调节 RL 使 U0L= 0.4V，此时的 I0L 就是允许灌入 的最大负载电流，即
点电平也跟随变化。说明使 A 点发生一个周期的振荡，必须经过 6 级门的延迟时间。
因此平均传输延迟时间为
数字电路课改教案
1授课主要内容或板书设计2课堂教学安排345授课主要内容或板书设计AB =Y=A+B 。
YBA =1课堂教学安排67授课主要内容或板书设计8课堂教学安排9项目五三人表决器的逻辑电路设计与制作10授课主要内容或板书设计11课堂教学安排1213授课主要内容或板书设计1415授课主要内容或板书设计16课堂教学安排1718授课主要内容或板书设计19课堂教学安排2021授课主要内容或板书设计22课堂教学安排23课堂教学安排24项目六数字钟的安装与调试[职业情感目标]增强专业知识，培养良好的职业道德和职业习惯。
[技能目标]会识读数字钟的电路原理图、装配图，能根据工艺要求正确安装数字钟并进行调试。
[知识目标]了解数字钟各单元电路的工作原理，了解LM8560、CD4060以及显示模块的引脚功能，掌握数字钟的调试方法。
[实训时间]二周[实训器材]1、集成电路CC4511 6个；CC4518 4个；CC4011 7个；CC4012 2个；CC7555 1个；BS202显示器6个8欧扬声器一个；3DG三极管1个。
电阻、电容、导线若2、工具一套3、焊锡丝若干[实训内容]一、实训内容与步骤1、数字钟的工作组成原理2、各部分的安装及调试25振荡器的作用是产生时间标准“秒”信号的电路，按555定时器构成的多谐振荡电路连线，输出接发光二极管，观察发光二极管的显示情况。
⑵、计数器的安装和调试数字中的“秒”、“分”、信号产生电路都是由六十进制技术器构成的，“时”信号产生电路为二十四进制计数器，将这些计数器适当连接，就可以构成秒、分、时的计数，实现计数功能。
所示电路在实验箱上连线，因为CC4518内含有同步十进制计数器，CC4011内含有四个2输入与非门，因此分别用一个CC4518和CC4011就够了。
连接二十四进制计数器，其输出可接发光二极管。
观察在CP 的作用下（CP 为1HZ可直接由实验箱连续脉冲输出端提供）输出端发光二极管的状态变化情况，验证该电路是不是为十四进制计数器。
数字电子技术实验教案
河北工业大学课程教案 2007 ～ 2008 学年 第 1 学期学 院 （ 部 ） 电气与自动化学院系 （教 研 室 ） 电工电子教学中心课 程 名 称 数字电子技术实验任课专业、年级、班级 测控、物理专业主 讲 教 师 姓 名职 称 、 职 务使 用 教 材 自编实验指导书河北工业大学电工与电子技术课程教案 2数字电子技术实验课说明一、课程基本情况课程类别：技术基础实验课总学时： 10实验学时：10二、课程性质《数字电子技术实验》是继《数字电子技术》课程之后而开设的独立实验课程, 与《数字电子技术》课在同一学期开设。
它是理论教学的深化和补充,具有较强的实践性,是一门重要的技术基础课,作为测控技术专业、应用物理专业学生的必修课。
三、课程的教学目的和基本要求目的：通过本课程的实验教学，使学生能运用已有知识去分析问题、发现问题和解决问题，提高学生的实际设计和应用能力。
加深理解数字电路的基本工作原理和数字电路的设计方法。
为从事实际工作打下良好的基础。
基本要求：1、学生必需做好实验预习，这是做好实验的首要环节。
必需带预习报告进入实验室。
2、要求学生熟悉和掌握数字电路的基本实验分析，器件选择、电路安装、调试和电路故障排除。
3、掌握数据的处理方法。
学会绘制曲线，独立写出严谨的、有理论分析的、实事求是的实验报告。
能对实验的结果做出初步地分析。
四、本课程与其它课程的联系先修课程：《模拟电子技术》《模拟电路实验》《数字电子技术》 与理论教学课程配合开展，理论课程每章结束后，安排一次实验课。
数字电子技术实验课教案 3数字电子技术实验教案课时安排2学时授课题目（教学章、节或主题）：实验33 基本逻辑门电路及其组合、半加器和全加器及扩展实验（TTL 与非门参数的测试）授课时间 第12 周、周4 、第1-2节教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1．掌握：掌握与门、或门、与非门、异或门的逻辑功能，学习用与非门组成逻辑电路的方法。
本科数电实验教案
本科数电实验教案一、实验目的1. 理解数字电路的基本原理和实验方法。
2. 掌握逻辑门电路、触发器、计数器等常见数字电路的搭建和测试。
3. 培养动手能力和团队协作精神。
二、实验原理1. 逻辑门电路：与门、或门、非门、异或门等。
2. 触发器：RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器等。
3. 计数器：二进制计数器、十进制计数器等。
4. 编码器、译码器、多路选择器、缓冲器等。
三、实验器材1. 数字电路实验板。
2. 逻辑门电路芯片。
3. 触发器芯片。
4. 计数器芯片。
5. 编码器、译码器、多路选择器、缓冲器等芯片。
6. 跳线、电阻、电容等元器件。
四、实验内容1. 搭建一个与门、或门、非门、异或门电路，并用万用表测试其输出。
2. 搭建一个RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器电路，并用万用表测试其状态。
3. 搭建一个二进制计数器和一个十进制计数器，并用万用表测试其计数功能。
4. 搭建一个编码器、译码器、多路选择器、缓冲器电路，并用万用表测试其功能。
五、实验步骤1. 根据实验原理，了解各电路的工作原理和功能。
2. 根据实验要求，合理选择实验器材，画出电路图。
3. 按照电路图，搭建电路，连接实验板上的元器件。
4. 使用万用表测试电路的输出，验证电路是否正常工作。
5. 分析实验结果，解决问题，优化电路设计。
注意事项：1. 实验过程中，要注意安全，防止短路、火灾等事故发生。
2. 严格遵守实验规程，不得擅自改变实验电路。
3. 实验过程中，要相互协作，共同解决问题。
4. 实验结束后，及时整理实验器材，保持实验室整洁。
六、实验注意事项1. 在实验操作过程中，确保遵守实验室安全规定，佩戴好个人防护装备。
2. 操作电子仪器和电路板时，请确保手部干净，避免静电对元件造成损害。
3. 在连接电路时，请仔细核对元件的位置和引脚，避免出现错误连接。
4. 实验过程中，若遇到问题，应立即停止操作，与指导老师或同学讨论解决方案。
5. 实验完成后，应将实验器材归位，清理工作台，关闭所有电源。
电子工程专业数字电子技术与应用课程的优秀教案范本数字电路设计与实验
电子工程专业数字电子技术与应用课程的优秀教案范本数字电路设计与实验电子工程专业数字电子技术与应用课程的优秀教案范本：数字电路设计与实验教案概述：本教案旨在帮助学生系统地学习数字电子技术的基本概念，培养学生的数字电路设计与实验能力。
通过理论授课和实验操作相结合的方式，引导学生掌握数字电路设计方法和实验技巧，以及培养他们的逻辑思维和问题解决能力。
教学目标：1. 理解数字电子技术的基本概念和原理，包括数字信号和模拟信号的区别、数字电路的基本组成等。
2. 掌握数字电路的设计方法，包括逻辑门电路的设计、计数器和触发器的设计等。
3. 能够运用学到的知识设计和实现简单的数字电路，并能通过仿真和实验验证其功能。
4. 培养学生的团队合作意识和实验操作能力，提高解决实际问题的能力。
5. 培养学生对数字电子技术发展趋势的了解和创新思维。
教学内容和安排：本课程将分为六个模块进行教学，详细安排如下：模块一：数字电子技术基础知识1.1 数字电子技术的基本概念1.2 数字信号与模拟信号1.3 二进制和十进制数的表示1.4 逻辑代数和布尔运算1.5 逻辑门电路及其实现模块二：组合逻辑电路设计与实验2.1 组合逻辑电路的基本概念和特点2.2 组合逻辑电路的设计方法2.3 常用组合逻辑电路的设计与实现2.4 实验：设计和实现一个简单的组合逻辑电路模块三：时序逻辑电路设计与实验3.1 时序逻辑电路的基本概念和特点3.2 时序逻辑电路的设计方法3.3 常用时序逻辑电路的设计与实现3.4 实验：设计和实现一个简单的时序逻辑电路模块四：计数器与触发器的设计与实验4.1 计数器和触发器的基本概念4.2 各类计数器和触发器的工作原理及应用4.3 计数器和触发器的设计方法4.4 实验：设计和实现一个简单的计数器或触发器电路模块五：数字电路仿真与验证5.1 数字电路仿真工具的介绍5.2 仿真实验的设计和操作5.3 利用仿真工具验证数字电路设计5.4 实验：使用仿真工具验证前几个模块设计的电路模块六：应用案例分析与设计展示6.1 基于数字电子技术的应用案例分析6.2 学生团队合作设计一个实际应用电路6.3 设计展示和评审教学方法：本课程将采用多种教学方法，包括理论授课、案例分析、实验操作、仿真实验和设计展示等。
数电实验课程设计
数电实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，理解常用数字逻辑门的工作原理及其应用。
2. 使学生能够运用所学知识设计简单的数字电路，并理解数字电路图。
3. 让学生掌握基本的数字电路测试方法，能够对设计的电路进行验证。
技能目标：1. 培养学生动手实践能力，学会使用数字电路实验箱和仪器设备进行电路搭建、测试和调试。
2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，能够针对给定需求设计相应的数字电路。
3. 提高学生的团队合作能力，学会在团队中沟通、协作共同完成实验任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对数字电路的兴趣，培养其探索精神，使其乐于学习并积极投身于数字电路领域。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验细节，遵循实验操作规程。
3. 增强学生的环保意识，教育学生在实验过程中注意节约资源，保护环境。
课程性质：本课程为实践性课程，旨在让学生通过动手实践，巩固所学数字电路知识，培养实际操作能力。
学生特点：学生具备一定的数字电路基础知识，但实践经验不足，需要通过本课程加强实践操作能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调实验操作规范，关注学生个体差异，因材施教。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程学习奠定基础。
二、教学内容1. 数字逻辑门原理及其应用：包括与门、或门、非门、与非门、或非门等基本逻辑门的工作原理、真值表、逻辑符号，以及在实际电路中的应用。
相关教材章节：第一章 数字逻辑基础2. 组合逻辑电路设计：学习组合逻辑电路的设计方法，运用基本逻辑门设计简单的组合逻辑电路，如编码器、译码器、数据选择器等。
相关教材章节：第二章 组合逻辑电路3. 时序逻辑电路原理：介绍触发器、计数器、寄存器等时序逻辑电路的工作原理，分析其功能及应用。
相关教材章节：第三章 时序逻辑电路4. 数字电路实验操作：学习数字电路实验箱和仪器设备的使用方法，进行电路搭建、测试和调试，掌握基本实验操作技巧。
数字电子技术完整教案.
第一次教案一、章节·课题1.1.1数制二、教学目的和要求：掌握数字信号与模拟信号的区别，几种进制之间的转换。
三、重难点分析进制之间的转换四、课型：讲授五、教法：讲授、任务驱动法六、教具：计算机、多媒体等七、教学内容与过程：（见教案）八、课后记教学过程（一）、导入新课回忆计算机基础中所讲的二进制，引出本次课内容。
（二）、讲授新课一、数字电路概述1、模拟信号与数字信号区别2、数字信号的表示：逻辑0和逻辑1（二值数字逻辑）3、、数字电路的基本知识二、进制十进制、二进制、十六进制、八进制三、二进制与八进制、十六进制之间的转换详见PPT第二次教案一、章节·课题1.1.2编码二、教学目的和要求：熟悉几种常用的编码三、重难点分析8421码、余三码、格雷码的特点。
四、课型：讲授五、教法：讲授、任务驱动法六、教具：计算机、多媒体等七、教学内容与过程：（见教案）八、课后记教学过程（一）、导入新课：提问进制的内容，引出编码的内容。
（二）、讲授新课1. 二—十进制编码（BCD码）（1）8421码（2）5421码（3）余3码2. 其它常用的代码（1）格雷码（又称循环码）（2）奇偶校验码（3）字符码详见PPT第三次教案一、章节·课题1.2逻辑函数二、教学目的和要求：掌握逻辑代数三种基本运算，掌握逻辑代数的基本定律和常用公式；掌握逻辑代数的基本定律的证明方法三、重难点分析2. 逻辑代数的基本定律的证明四、课型：讲授五、教法：讲授、任务驱动法六、教具：计算机、多媒体等七、教学内容与过程：（见教案）八、课后记教学过程（一）、导入新课复习编码的定义和常用的编码方式。
（二）、讲授新课一、逻辑代数的变量和正、负逻辑1、逻辑函数的定义2、逻辑函数的相等判断函数相等的方法：1）列举法；（真值表） 2）公式证明法。
3、逻辑值的概念4、高、低电平的概念5、状态赋值和正、负逻辑的概念二、基本逻辑运算及基本逻辑门1、与运算2、或运算3、非运算三、逻辑代数的定律和规则1、基本公式2、常用公式3、逻辑代数的3条规则代入规则、对偶规则、反演规则：四、常用的复合逻辑运算详见PPT(1)与非逻辑 (2)或非逻辑(3)与或非逻辑(4)异或逻辑与同或逻辑F =F AC BD =+F A B =+F AB AB A B =+=⊕同或：条件A 、B 相同，则F 发生。
数电实验课程设计
数电实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路基础知识，掌握基本逻辑门的功能和原理；2. 学会分析组合逻辑电路和时序逻辑电路的工作原理；3. 掌握数字电路的设计方法，能够运用所学知识设计简单的数字电路。
技能目标：1. 能够正确使用数字电路实验设备，进行基本逻辑门和数字电路的搭建；2. 学会运用逻辑分析仪、示波器等工具进行数字电路测试和分析；3. 培养动手实践能力，提高问题解决和团队合作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发学习热情；2. 培养严谨的科学态度，注重实验操作的规范性和安全性；3. 增强学生的团队协作意识，提高沟通表达能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在帮助学生掌握数字电路的基本知识，培养实际操作和设计能力，同时注重培养学生严谨的科学态度和良好的团队合作精神。
通过本课程的学习，使学生能够达到以下具体学习成果：1. 能够熟练运用基本逻辑门设计简单的组合逻辑电路；2. 能够分析并设计简单的时序逻辑电路；3. 学会使用实验工具进行数字电路测试，并能根据测试结果优化电路设计；4. 养成良好的实验操作习惯，注重实验安全；5. 提高沟通表达能力，善于在团队中发挥个人作用。
二、教学内容本章节教学内容根据课程目标，结合教材《数字电路实验》进行选择和组织，主要包括以下部分：1. 基本逻辑门：介绍与门、或门、非门、与非门、或非门等功能及原理，分析逻辑门电路的特点。
2. 组合逻辑电路：讲解组合逻辑电路的设计方法，分析典型组合逻辑电路（如编码器、译码器、数据选择器等）的工作原理。
3. 时序逻辑电路：介绍触发器、计数器等时序逻辑电路的原理，分析时序逻辑电路的设计方法。
4. 数字电路实验：包括基本逻辑门实验、组合逻辑电路实验、时序逻辑电路实验等，培养学生动手实践能力。
5. 数字电路测试与分析：教授如何使用逻辑分析仪、示波器等工具进行数字电路的测试与分析，提高学生分析问题和解决问题的能力。
数字电子技术实验教案
数字电子技术实验教案D i g i t a lE l e c t r o n i c E x p e r i m e n t s课程编号：20105705专业：2004电子技术03课程性质：独立设课学时：24学分：0.5教师：蒋力立上课时间：11-19周星期四34节上课地点：大学城实验三号楼413实验名称 学时周次实验性质 门电路逻辑功能及测试 211 设计组合逻辑电路及加法器 212 设计 RS、D、JK触发器 213设计集成计数器 214设计 555时基电路及用 315验证D/A、A/D转换器 316验证 EWB217 综合彩灯循环控制器设计 2 18 设计数字钟设计 219 设计数字钟设计 419设计实验28 门电路逻辑功能及测试一、 教学目的1．了解74LS系列门电路的引脚分布；2．熟悉门电路逻辑功能及熟悉数字电路箱二、教学重点和难点1、重点：z了解74LS系列门电路的引脚分布；z门电路逻辑功能测试；2、难点：z74LS系列门电路的引脚分布；z门电路逻辑功能测试；z芯片使用时电源及地线的搭接；z逻辑电路输出状态的观测三、 实验教学过程1、内容引入（0.5分钟）；2、74LS系列芯片介绍（2分钟）；z门电路的引脚分布；管脚的识别方法是：将集成块正面（标有型号的一面）对准使用者，以左边凹口或小标点“· ”为起始脚，从下往上按逆时针方向数1、2、3、··· 、n脚。
使用时，查找IC手册即可知各管脚功能。
例如：z芯片为有源器件，工作时需接电源和地；z工作电压Vcc＝5V；3、操作要点及其注意事项（7分钟）：z介绍数字实验箱的使用：电源接入端，地线端，逻辑电平输入端，输出状态LED表示，连续脉冲源；z74LS20，74LS00，74LS86介绍；4、利用与非门控制输出z A端输入脉冲信号，分别将输入端B接“1”或“0”，用示波器观察输出端的波形，示波器输入耦合置DC，注意观察输入输出之间的关系，体会B接“1”或“0”时与非门的控制作用。
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1实验一基本门电路的逻辑功能测试一. 实验目的(1) 熟悉各种基本逻辑门电路的逻辑符号和逻辑功能。
(2) 掌握集成门电路器件的使用及逻辑功能测试方法。
(3) 熟悉数字电路实验台的结构、基本功能和使用方法。
二实验设备与器材实验所用设备与器材见表1.1。
三. 实验电路与说明集成逻辑门电路是最简单和最基本的数字集成元件。
任何复杂的组合电路和时序电路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。
基本逻辑运算有与、或、非运算，相应的基本逻辑门有与、或、非门。
目前已有门类齐全的集成门电路，如与非门、或非门、异或门等。
虽然大、中规模集成电路相继问世，但要组成某一个系统时，仍少不了各种门电路。
TTL集成电路由于工作速度快、输出幅度大、种类多、不易损坏等特点而使用较广。
如图6.1所示为TTL基本逻辑门电路的逻辑符号图。
CMOS集成电路功耗低，输出幅度大，扇出能力强，电源范围较宽，应用也很广泛。
四. 实验内容与步骤（1）芯片管脚的识别74LS00、74LS20、74LS86芯片管脚排列如图1.1所示，其电源和地一般在芯片的两端，对于14管脚的集成芯片，7脚为电源地，14脚为电源正，其余管脚为输入和输出。
2.（a）74LS00 与非门 (b) 74LS20与非门(c) 74LS86异或门图1.1 74LS00、74LS20、74LS86芯片管脚排列管脚识别方法是：将集成块正面（有字的一面）对准使用者，以左边凹口或小标志点“·”为起始脚，从下往上按逆时针方向向前数1、2、3、···、n脚。
使用时，查找IC手册即可知各管脚的功能。
（2）74LS00与非门逻辑功能的测试将74LS00集成芯片插入IC空插座中，管脚排列见图1.1（a），输入端接逻辑电平开关，输出端接LED发光二极管显示器，管脚14接+5V电源，管脚7接地，按表1.2输入要求测试,将实验结果填入表1.2输出列中。
表1.2 74LS00与非门逻辑功能的测试结果（3）74LS20与非门逻辑功能的测试3 按表1.3输入要求测试并将实验结果填入表1.3输出列中。
表1.3 74LS20与非门逻辑功能的测试结果（4）74LS86异或门逻辑功能的测试按表1.4要求测试将实验结果填入表1.4中。
表1.4 74LS86异或门逻辑功能的测试结果（5）分析、测试用与非门74LS00组成的半加器的逻辑功能①逻辑表达式：=+=⊕S AB AB A B=C AB②实验电路如图1.3所示，用逻辑功能正常的与非门组成半加器电路。
图1.3与非门组成的半加器电路图图1.4异或门、与非门组成的半加器电路4③实测半加器真值表半加器逻辑功能的测试结果填入表1.5中。
表1.5 半加器逻辑功能的测试结果（6）分析、测试用异或门74LS86和与非门74LS00组成的半加器逻辑功能实验电路如图1.4所示，实测真值表同表1.5。
五实验总结与分析1、完成实验内容,记录实验数据。
2、对实验结果进行分析,判断是否符合要求。
3、总结归纳本次实验用到的知识点。
4、按要求写出验证性实验报告。
六实验思考题l、与非门什么情况下输出高电平?什么情况下输出低电平?与非门不用的输入端应如何处理?2、如果与非门的一个输入端接连续时钟脉冲，那么：(1)其余输入端是什么状态时，允许脉冲通过?脉冲通过时，输出端波形与输入端波形有何差别?(2)其余输入端是什么状态时，不允许脉冲通过?这种情况下与非门输出是什么状态?3、心得体会与其他。
注意事项l、接拆线都要在断开电源(5V)的情况下进行。
2、TTL电路电源电压Vcc = +5V；检查电源是否为5V(不要超过+5V)。
5 实验二 MSI组合逻辑电路的设计与调试(设计性)一、实验目的1、了解编码器、译码器、数据选择器等中规模数字集成电路(MSI)的性能及使用方法；2、用集成译码器和数据选择器设计简单的逻辑函数产生器。
3、掌握组合逻辑电路的设计与测试方法。
二、实验设计要求与主要技术指标1、查出74LSl51、74LS04、74LS138及74LS283等外引线排列图和功能表.并记录.2、试用数据选择器74LSl51(或译码器74LSl38和与非门)设计一个监测信号灯工作状态的逻辑电路。
其条件是，信号灯由红(用R表示)、黄(用Y代表)和绿(用G表示)三种颜色灯组成，正常工作时，任何时刻只能是红、绿或黄当中的一种灯亮。
而当出现其它五种灯亮状态时，电路发生故障，要求逻辑电路发出故障信号。
设用数据开关的1、O分别表示R、Y、G灯的亮和灭状态，故障信号由试验器中的灯亮表示，试将设计的逻辑电路用实验验证，并列表记下实验结果。
3、用一片4位加法器74LS283组成一个代码转换电路，将BCD代码的8421码转成余3码。
4、根据实验内容及要求确实施方案，画出设计电路，连线测试。
三、实验设备与器材实验所用设备与器材见表2-1。
表2-1 实验设备与器材四、实验原理与说明6(1) 使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。
设计组合电路的一般步骤如图2-1所示。
图5-1 组合逻辑电路设计流程图图5-1 组合逻辑电路设计流程图图2.1 组合逻辑电路设计流程图根据设计任务的要求建立输入、输出变量，并列出真值表。
然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式，并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。
根据简化后的逻辑表达式画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。
最后，用实验来验证设计的正确性。
表2-2 74LSl51的功能表 图2-2 74LSl51外引线排列图(3) 八选一数据选择器74LSl51八选一数据选择器74LSl51的外引线排列图和功能表分别如图5-2和表5-2所示。
由表5-2可以看出，当选通输入端ST = O 时，y 是A2、Al 、Ao 和输入数据D0～D7的与或函数，它的表达式见式(5-1) 。
式中mi 是A2、A1、A0构成的最小项，显然当Di=l 时，其对应的7最小项mi 在与或表达式中出现。
当Di=O 时，对应的最小项就不出现。
利用这一点，可以实现组合逻辑函数。
7i i i Y m D ==∑ 式 (2-1)将数据选择器数据输入D ０～D7作为函数的输入变量，地址选择输入信号A2、A1、A0作为控制信号，控制各最小项在输出逻辑函数中是否出现，选通输入端ST 始终保持低电平，(4) 3线一8线译码器3线一8线译码器74LSl38的外引线排列图和逻辑功能表分别如图2-3和表2-3所示。
由表5-3和图5-3可以看出，该译码器有三个选通端：STA 、B ST 和C ST ，只有当STA=1，B ST = 0、C ST = O 同时满足时，才允许译码，否则就禁止译码。
设置多个选通端，使得该译码器能被灵活地组成各种电路。
五、实验电路设计与测试按组合逻辑电路设计顺序写出完整的实验步骤,包括设计真值表,表达式,电路图,测试结果,A 信号灯监测电路设计与测试１、根据信号灯监测电路要求,列出真值表如表2-4所示, ２、根据真值表2-4写出表达式如式(2-2)所示Y=A `B`C`+A`BC+AB`C+ABC`+ABC……………………………….式(2-2)Y 56Y8 用74LS151设计电路,根据74LS151逻辑功能表,可以将式(2-2)转换成式(2-3)所示.Y=m0D0+m3D3+m5D5+m6D6+m7D7令D0=D3=D5=D6=D7=1; D1=D2=D4=0, …………………….. …………式(2-3)用74LS138设计电路,根据74LS138逻辑功能,可以将式(2-2)转换成式(2-4)所示.Y=Y0+Y3+Y5+Y6+Y7=(Y0`Y3`Y5`Y6`Y7`)`,…………………….. 式(2-4)3、由式(2-3)可画出74LS151设计信号灯监测电路图如图2-4所示,由式(2-4)可画出74LS138设计信号灯监测电路图如图2-5所示.4、根据图2-4连线测式,结果记入表2-5中.根据图2-5连线测式,结果记入表2-6中.B 代码转换电路设计１、根据代码转换电路要求,列出真值表如表2-7所示,２、根据真值表2-7写出表达式如式(2-5)所示Y4Y3Y2Y1=A4A3A2A1+0011……………………………….. 式(2-5)3、由式(2-5)可画出电路如图2-6所示,4、根据图2-6连线测式,结果记入表2-8中.六、实验分析与总结-将测试结果与设计要求比较判断是否符合要求将测试值表2-5和2-6与真值表2-4比较,结果是相同的,说明分别用数据选择器74LS151和译码器74LS138设计信号灯监测电路符合要求,实验成功将测试值表2-8与真值表2-7比较,结果是相同的,说明用全加器74LS283设计代码转换电路符合要求,实验成功六、思考题①使用中、小规模集成门电路设计组合逻辑电路的一般方法是什么？②在进行组合逻辑电路设计时，什么是最佳设计方案？9实验三集成触发器功能测试 (验证性)一、实验目的1、熟悉JK和D触发器两种类型集成触发器的功能及使用方法。
2、熟悉触发器的功能测试。
3、学会运用触发器设计简单的实用电路.二、实验任务及要求1、测试JK触发器（74LS112）的逻辑功能并记录.2、测试D触发器（74LS74）的逻辑功能并记录.3、用74LS112或74LS74加上与非门74LS00设计一个简单的2到4人的抡答器, 画出电路图写出设计依据、抡答过程及抡答结果三、实验原理与电路说明JK触发器74LSll2的引脚排列及符号如图6-1所示。
电源V CC为+5V。
图3-1 JK触发器74LSll2的引脚排列及符号双D触发器74LS74的引脚排列及符号如图6-2所示。
电源V CC为+5V。
图3-2 74LS74的引脚排列及符号四、实验设备与器材实验所用设备与器材见表3-1。
10五、实验内容与步骤1、JK 触发器（74LS112）的功能测试JK 触发器74LSll2的引脚排列及符号如图3-1所示。
① 将JK 触发器74LS112的d S 和d R 端按照表3-2要求改变，观察Q 与 Q 的状态。
结果记录于表3-2中。
表6-2 74LS112的Q 与的状态② 按表3-3要求，测试记录触发器的逻辑功能。
结果记录于表3-3中 (表中CP 由单脉冲源供给)。
表3-3 JK 触发器的逻辑功能112、D 触发器74LS74的功能测试双D 触发器74LS74的引脚排列及符号如图6-2所示。
按表3-4要求测试并记录D 触发器74LS74的逻辑功能结果记入表3-4中。
表3-4 74LS74的逻辑功能3、简单的2-4人抡答器设计写出设计依据、抡答过程及抡答结果并画出电路.用逻辑电平开关及逻辑电平显示器代替主持人控制开关和选手抡答开关及抡答显示,写出抡答原理及抡答过程,连线测试,并判断是否符合要求. 五、实验结果分析与总结2、对实验结果进行分析,判断是否符合要求。