数字电子技术实验讲义全.docx

2015 年 5 月 数字电子技术 实 验 指 导 书 杨延宁 编 延安大学信息学院 前言 数字电路是一门理论性和技术性都较强的技术基础课 , 实验是本课 程的重要教学环节 , 必须十分重视。 本实验讲义是为通信工程专业学生作数字电路实验而设计和编写 的。编写时考虑了本专业的现行计划学时、所用教材内容及后续课程内 容等。本讲义编写了八个实验 , 每个实验计划用时 180 分钟。 一、数字电路实验目的 1、验证、巩固和补充本课程的理论知识 , 通过理论联系实际 , 进一步 提高分析和解决问题的能力。 2、了解本课程常用仪器的基本原理、主要性能指标 , 并能正确使用 仪器及熟悉基本测量方法。 3、具有正确处理实验数据、分析实验结果、撰写实验报告的能力 , 培 养严谨、实事求是的工作作风。 二、实验准备要求 实验准备包括多方面 , 如实验目的、要求、内容以及与实验内容有 关的理论知识都要做到心中有数 , 并要写好预习报告。预习报告可以简 明扼要地写一些要点 , 而不需要按照什么格式 , 只要自己能看懂就行。 内 容以逻辑图与电路图 (连线图 )为主 , 附以文字说明或必要的记录实验结 果图表。在预习报告中要求将逻辑图与连线图同时画出，这是因为，只 有逻辑图则不利于连接线路，而只有连线图则反映不出电路逻辑图。在 实验过程中一旦出了问题 , 不便进行理论分析。特别当电路较复杂时还 应将逻辑图与连线图结合起来。 三、数字电路实验中的常见故障及排除 数字电路实验过程的第一步 , 一般都是连接线路 , 当线路连接好后 , 就可以加电进行试验。若加电后电路不能按预期的逻辑功能正常工作 , 就说明电路有故障 , 产生故障的原因大致有以下几个方面 : 1、电路设计错误。 2、布线错误。 3、集成块使用不当或功能不正常。 4、接触不良。 5、电源电压不符合要求。 在我们的实际实验过程中 , 故障最多的情况当属接触不良和布线错 误。 为了使实验能顺利进行 , 减少出现故障的可能性 , 实验过程必须做到 仔细、认真、有步骤地进行。并注意以下几点 : 1、插集成元件时 , 应注意校准其所有引脚 , 使其端、直、等距。然后 慢慢插入实验板 , 以免用力过猛而折断或弯曲集成元件的引脚。并注意 集成元件方向 , 以免倒插。双列直插式集成元件一端具有半圆形定位标 记 , 其下方为第 1 引脚 , 上方为最后一个引脚 , 引脚序号以逆时钟方向递 增。 2、在布线之前 , 最好先对实验所用集成元件进行逻辑功能测试 , 这样 就可以避免在实验中因元件功能不正常而产生电路工作不正常。 实际上 预先检查元件的逻辑功能并不需花费多少时间。 3、布线所用导线为单芯直径约 0.6nm 的导线 , 布线时注意导线不要垮 接在集成元件的上面 , 也不要使其交叉连接在空中搭成网状 , 而应使导 线贴近实验板连接 , 沿水平和垂直两个正交方向走向。 4、布线时应有顺序地进行 , 以免漏接。连接时 , 首先连接固定电平的 引脚 , 如电源正负极、门的多余输入端、工作过程中保持高电平或低电 平的置位、复位和选通端等。然后再按照信号流向顺序依次布线。 5、对于使用集成元件较多的大型实验 , 应分块连接，调试 , 最后总体 连接。 在实验电路设计正确的情况下 , 布好线又经检查后 , 一般出问题的 机率是不多的。 并且数字电路中的故障一般比模拟电路中的故障较易检 查和排除。 对于实验中出现的故障进行排除时 , 要保持头脑冷静 , 有分析 地逐步进行 , 避免抱着侥幸心理乱碰 , 或在几分钟内找不到故障所在 , 则 束手无策 , 甚至把连线全部拨掉 , 从头开始 , 这样太浪费时间。 下面推荐两种排除故障的方法 : １、逻辑分析法。接通电源后 , 置电路于初始状态 , 并用单步工作方 式给电路输入信号 , 观察电路工作情况 , 如有问题 , 则不要急于检查 , 而 应继续给电路以不同的输入 , 记录电路的输出或状态。由此可得电路的 一张真值表或状态转换表。然后与正确的情况进行比较分析 , 从而判断 故障的 性质、原因及所在位置。 2、逐级追查法。逐级追查法即根据电路的逻辑图顺序检查各级的 输入与输出。其方向既可以由输入至输出逐级检查 , 也可以由输出到输 入逐级检