(参考)计算机电路基础实验手册

数字电路基础实验手册

目录

数字电路实验基本知识 (1)

实验一EWB环境下一阶电路的设计与实现 (5)

实验二基本逻辑门逻辑实验 (8)

实验三组合逻辑电路的设计 (10)

实验四四位并行加法器的设计与实现 (13)

实验五二位数值比较器的设计与实现 (15)

实验六译码器和数据选择器 (17)

实验七编码器和数码管显示 (47)

实验八触发器及其应用 (49)

实验九波形产生和整形电路的应用 (47)

实验十采用EWB仿真软件设计和测试定时显示电路 (49)

数字电路实验基本知识

一、 EWB软件介绍.

电子工作平台Electronics Workbench (EWB)(现称为MultiSim) 软件是加拿Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件,其工作界面如下：

1).EWB的特点：

（1）采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；

（2）软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。

（3）EWB软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。

（4）作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。

（5）EWB还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。

与其他电路仿真软件(Protel99)相比，具有界面直观、操作方便等优点。他改变了一般电路仿真软件输入电路必须采用文本方式的不便，创建电路选用元器件和测试仪器等均可直接从屏幕上器件库和仪器库中直接选取。电子电路的分析、设计与仿真工作蕴含于轻点鼠标之间，不仅为电子电路设计者带来了无尽的乐趣，而且大大提高了电子设计工作的质量和效率。

2).EWB的优点：

1、各元器件选择范围广，参数修改方便，不会象实际操作那样多次地把元件焊下而损坏器件和印刷电路板。使电路调试变得快捷方便。对《模拟电子技术基础》课程中的绝大部分电路都能应用，不仅能用于对单个电路特性和原理进行验证，也能就用于多级的组合电路。

2、元件库不但提供了各种丰富的分立元件和集成电路等元器件,是一个全开放性的仿真实验和课件制作平台,给我们提供了一个实验器具完备的综合性电子技术实验室。可以在任意组合的实验环境中，搭建实验。通过元件复制或单级电路的复制来完成整个电路的组装。因此也适用于较大型的设计性实验。

3、EWB（电子学工作平台）为我们提供了一个很好的实用工具，使我们能够在教学过程中随时提供实验、演示和电路分析。教师可以在多媒体教室中深入浅出地分析各种电路的特性，讲解各种参数改变对电路的影响。学生可结合学习内容，进行接近于实际电路的调试分析，有利于对

加深对理论理解。特别是一些大中专院校和广播电视大学，通过这样的计算机模拟仿真实验，把电子技术的理论教学和实验教学有机地结合了起来。

二、数字集成电路封装

中、小规模数字 lC 中最常用的是 TTL 电路和 CMOS 电路。TTL 器件型号以 74 （或54 ）作前缀，称为 74 / 54 系列，如 74LS 10、74F181、54586 等。中、小规模 CMOS 数字集成电路主要是 4XXＸ／ 45XX ( X 代表 0 一 9 的数字）系列，高速CMOS 电路 HC ( 74HC 系列），与 TTL 兼容的高速CMOS 电路 HCT ( 74HCT 系列）。TTL 电路与 CMOS 电路各有优缺点， TTL 速度高， CMOS 电路功耗小、电源范围大、抗扰能力强。由于 TTL 在世界范围内应用极广，在数字电路教学实验中，我们主要使用 TTL74 系列电路作为实验用器件，采用单一＋5V 作为供电电源。

数字 IC 器件有多种封装形式。为了教学实验方便，实验中所用的 74 系列器件封装选用双列直插式。图 l 是双列直插封装的正面示意图。双列直插封装有以下特点：

图1 双列直插式封装图图2 PLCC封装图

1、从正面（上面）看，器件一端有一个半圆的缺口，这是正方向的标志。缺口左边的引脚号为 l , 引脚号按逆时针方向增加。图1中的数字表示引脚号。双列直插封装 IC 引脚数有 14、16 、20、24、28 等若干种。

2 、双列直插器件有两列引脚。引脚之间的间距是 2. 54 毫米。两列引脚之间的距离有宽（ 15 .24 毫米）、窄（ 7. 62 毫米）两种。两列引脚之间的距离能够少做改变，引脚间距不能改变。将器件插入实验台上的插座中去或者从插座中拔出时要小心，不要将器件引脚弄弯或折断。

3、 74 系列器件一般左下角的最后一个引脚是 GND ，右上角的引脚是 Vcc 。例如， 14 引脚器件引脚 7 是 GND ，引脚 14 是 Vcc ； 20 引脚器件引脚 10 是 CND ，引脚 20 是Vcc 。但也有一些例外，例如 16 引脚的双 JK 触发器 74LS76 ，引脚 13 （不是引脚 8 ）是 GND ，引脚 5 （不是引脚 16 ）是 Vcc 。所以使用集成电路器件时要先看清它的引脚图，找对电源和地，避免因接线错误造成器件损坏。

数字电路综合实验中，使用的复杂可编程逻辑器件 MACH 4——64/32 （或者 ISP1O16 ）是 44 引脚的 PLCC ( Plastic Leaded chip Carrier ）封装，图 2 是封装正面图。器件上的小圆圈指示引脚 1 , 引脚号按逆时针方向增加，引脚 2 在引脚 1 的左边，引脚 44 在引脚 1 的右边。 MACH 4——64/32电源引脚号、地引脚号与ISP1O16 不同，千万不要插错PLCC 插座。插 PLCC 器件时，器件的左上角（缺角）要对准插座的左上角。拔 PLCC 器件应使用专门的起拔器。