电子技术基础实验（二）电子技术基础实验（二） 信通学院数字电子技术课程组信通学院数字电子技术课程组信通学院数字电子技术课程组信通学院数字电子技术课程组2012.102012.10哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学实验一实验一实验一实验一 集成门电路的逻辑功能测试与应用集成门电路的逻辑功能测试与应用集成门电路的逻辑功能测试与应用集成门电路的逻辑功能测试与应用课程介绍课程介绍1234本课程共本课程共1616学时，本学期实验课共学时，本学期实验课共4 4次。次。集成门电路的逻辑功能测试与应用集成门电路的逻辑功能测试与应用集成门电路的逻辑功能测试与应用集成门电路的逻辑功能测试与应用组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试组合逻辑电路的设计与测试时序逻辑电路的设计与测试时序逻辑电路的设计与测试时序逻辑电路的设计与测试时序逻辑电路的设计与测试综合逻辑电路的设计与测试综合逻辑电路的设计与测试综合逻辑电路的设计与测试综合逻辑电路的设计与测试实验课要求实验课要求v提前网上预约，按时上课，上课刷卡。提前网上预约，按时上课，上课刷卡。v实验课前认真预习，完成设计报告。实验课前认真预习，完成设计报告。v认真观察实验现象，记录实验结果，独立完成实认真观察实验现象，记录实验结果，独立完成实验；验；培养培养严谨求实的科学作风。严谨求实的科学作风。v未经老师允许不得使用任何存储设备、未经老师允许不得使用任何存储设备、不得不得私自私自动用别组的仪器、器材动用别组的仪器、器材。v实验完成，经指导老师验收、实验完成，经指导老师验收、整理整理好实验好实验台、关台、关闭实验箱及计算机电源，闭实验箱及计算机电源，方可离开。方可离开。v保持室内安静，注意保持室内安静，注意实验室整洁，实验室整洁，不乱不乱丢废弃物。丢废弃物。1设计报告设计报告成成 绩绩2实验操作实验操作成成 绩绩3实验报告实验报告成成 绩绩实验成绩评定实验成绩评定实验成绩评定时将主要考虑以下因素：实验成绩评定时将主要考虑以下因素：实验报告评定参考实验报告评定参考v设计设计报告报告部分部分1.1.报告报告规范、信息完整规范、信息完整（实验（实验名称、实验目名称、实验目的、设计任务、姓名学号、指导教师等）的、设计任务、姓名学号、指导教师等）（1 1分）；分）；2.2.电路电路设计过程（步骤）详细（设计过程（步骤）详细（3 3分）；分）；3.3.设计设计原理图、分系统原理图、分系统图图、下载电路图等、下载电路图等完完整整、清晰；（、清晰；（1 1分）；分）；4.4.有有管脚分配方案（图）（管脚分配方案（图）（1 1分）分）； 实验报告评定参考实验报告评定参考v实验报告实验报告部分部分5.5.设计修改方案设计修改方案（可以没有可以没有）（）（1 1分）；分）；6.6.实验数据及分析实验数据及分析（仿真波形及硬件测试仿真波形及硬件测试）（2 2分分）；）；7.7.总结与体会总结与体会（故障分析及解决办法、心得（故障分析及解决办法、心得体会）体会） ；（1 1分分）。 v采用学校统一印制封皮（教务处实践教学科领取）；采用学校统一印制封皮（教务处实践教学科领取）；v每份实验报告用纸统一，每份实验报告用纸统一，A4A4规格，书写清晰、整洁。规格，书写清晰、整洁。实验操作评定参考实验操作评定参考A.在在规定规定时间，完成实验全部内容时间，完成实验全部内容，实验结果正确，回，实验结果正确，回答指导教师提出的理论和实践问题正确（答指导教师提出的理论和实践问题正确（910分分）；B.在在规定规定时间，完成实验大部分内容时间，完成实验大部分内容，实验结果正确，实验结果正确，回答指导教师提出的理论和实践问题正确（回答指导教师提出的理论和实践问题正确（78分）；分）；C.在在规定规定时间，只完成时间，只完成本次实验中的一项实验本次实验中的一项实验，结果，结果正正确，回答指导教师提出确，回答指导教师提出的问题的问题基本正确（基本正确（56分）；分）；D.在在规定规定时间，时间，没有完成本次实验，回答指导教师提出没有完成本次实验，回答指导教师提出的理论和实践问题基本正确（的理论和实践问题基本正确（34分）；分）；E.在在规定规定时间，时间，没有没有完成实验完成实验，设计报告不完整，回答，设计报告不完整，回答指导教师提出指导教师提出的问题的问题基本不正确（基本不正确（12分）。分）。实验成绩权重实验成绩权重实验成绩：实验成绩：划分划分5个等级，优秀个等级，优秀(90分分及以上及以上)、良好、良好(8980分分)、中、中等等(7970分分)、及格、及格(6960分分)和不及格和不及格(59分及以下分及以下)。实验一实验一实验一实验一实验二实验二实验二实验二实验三实验三实验三实验三实验四实验四实验四实验四实验实验实验实验成绩成绩成绩成绩操作设计报告实验报告操作设计报告实验报告操作设计报告实验报告操作10102010201020100实验参考教材实验参考教材v 施齐云，潘大鹏，黄湘松施齐云，潘大鹏，黄湘松v数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程v 哈尔滨工程大学出版社哈尔滨工程大学出版社v 2011.10 2011.10v TN79 TN79本次实验内容本次实验内容QuartusQuartus工具软件工具软件工具软件工具软件简介简介简介简介门电路门电路参数与功能测试参数与功能测试FPGAFPGA数字电路实验箱数字电路实验箱数字电路实验箱数字电路实验箱简介简介简介简介123数字电路实验箱数字电路实验箱5V电源电源及开关及开关FPGAEP2C5Q208C8N1Hz100kHz连续脉冲源连续脉冲源5V，3.3V直流电压输出直流电压输出BM1BM8拨码开关拨码开关SW1SW4单步负脉冲单步负脉冲12彩灯彩灯同色共阳同色共阳同组共阴同组共阴CPLDEPM240T100C5NLED1LED8八位共阳极数码管八位共阳极数码管v表表A. 3 v拨码开关与拨码开关与EP2C5管脚连接对照表管脚连接对照表拨码开关拨码开关BM1BM2BM3BM4BM5BM6BM7BM8EP2C5I/O管脚管脚95969799101102103104数字电路实验箱数字电路实验箱BM1BM8拨码开关拨码开关数字电路实验箱数字电路实验箱v表表A.2 彩灯电路与彩灯电路与EP2C5管脚连接对照表管脚连接对照表行行EP2C5EP2C5的的I/OI/O管脚管脚列列EP2C5EP2C5的的I/OI/O管脚管脚RED13L134YELLOW15L230GREEN33L312L41412彩灯彩灯同色共阳同色共阳同组共阴同组共阴彩灯电路彩灯电路红黄绿红黄绿信号线信号线、及上下左右、及上下左右组选线组选线、与各组彩、与各组彩灯实际位置关系的示意图：灯实际位置关系的示意图：v当行为高电平，列为低电平时，电路对应的发光管当行为高电平，列为低电平时，电路对应的发光管按键、彩灯与按键、彩灯与EP2C5的连接电路的连接电路1212只彩色只彩色LEDLED管连接成管连接成同色共阳极同色共阳极，同组共阴极同组共阴极。数字电路实验箱数字电路实验箱LED1LED8八位共阳极数码管八位共阳极数码管实实验验二二用用到到的的数数码码管管200 203 206 208 152 198 199 36 118 5205201106207数码管与EP2C5管脚连接LED数码管数码管同位共阳极，同位共阳极，同段共阴极。同段共阴极。 位选择时采用高电平，段选择时采用低电平。位选择时采用高电平，段选择时采用低电平。8个个LED数码管连接成同位共阳极，同段共阴极。数码管连接成同位共阳极，同段共阴极。 位位EP2C5I/O管脚管脚段段EP2C5I/O管脚管脚LED1200a11LED2203b8LED3206c5LED4208d205LED5152e201LED6198f10LED7199g6LED836p207数字显示电路与数字显示电路与EP2C5EP2C5管脚连接对照表管脚连接对照表v音响电路音响电路实验箱主板的音响器电路，由蜂鸣器、扬声器组成；实验箱主板的音响器电路，由蜂鸣器、扬声器组成；实验箱主板音响电路，由实验箱主板音响电路，由EP2C5Q208C8N第第58管脚控制；管脚控制；音响电路，通过跳帽音响电路，通过跳帽P3的选择分别控制蜂鸣器与扬声器；的选择分别控制蜂鸣器与扬声器；蜂鸣器，由第蜂鸣器，由第58管脚的高电平通过三极管管脚的高电平通过三极管9013或或8050驱动；驱动；扬声器，由第扬声器，由第58管脚的交变数字信号经过管脚的交变数字信号经过LM386进行功率放大进行功率放大来驱动并发出声音。来驱动并发出声音。数字电路实验箱 之 音响电路实验一：门电路参数与功能测试实验一：门电路参数与功能测试v实验目的实验目的v熟悉熟悉TTL和和CMOS与非门的主要参数和测试与非门的主要参数和测试方法方法v掌握门电路逻辑功能测试方法掌握门电路逻辑功能测试方法v加深对与非门逻辑功能的认识，掌握与非门进加深对与非门逻辑功能的认识，掌握与非门进行逻辑变换及应用的方法和技巧行逻辑变换及应用的方法和技巧实验内容实验内容v【实验一实验一】要求要求v1. 门电路参数测试（门电路参数测试（选选做）做）v2. 验证与非门的逻辑关系验证与非门的逻辑关系（必做）（必做）v3. 用与非门实现非门的逻辑关系用与非门实现非门的逻辑关系（必做）（必做）v4. 用与非门实现异或门的逻辑功能（选做）用与非门实现异或门的逻辑功能（选做）v5. 用用2输入输入与非门与非门实现若干逻辑功能（选做）实现若干逻辑功能（选做）v具体内容参见具体内容参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第107 113页页 v四四2输入与非门输入与非门74LS00、CD4011引脚排列图引脚排列图74LS00引脚排列图引脚排列图vCD4011引脚排列图引脚排列图实验内容实验内容实验内容实验内容v2. 验证验证与非门与非门与非门与非门的逻辑功能（必做）的逻辑功能（必做）根据根据74LS00引脚排列图接好电源，将引脚排列图接好电源，将2输入与非门的输入输入与非门的输入A、B分别用开关控制，输出分别用开关控制，输出Y接指示灯接指示灯用万用表测量输入、输出的电压值，并将结果记入表用万用表测量输入、输出的电压值，并将结果记入表6.4输入逻辑状态输入逻辑状态输出逻辑状态输出逻辑状态输入电压输入电压输出电压输出电压ABY00011011根据测试结果写出逻辑表达式：根据测试结果写出逻辑表达式： Y = 参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第111页页 2.接线板实物图接线板实物图v四四2输入与非门输入与非门74LS00引脚排列图引脚排列图74LS00引脚排列图引脚排列图实验内容实验内容接线示意图接线示意图拨码开关拨码开关 DIP74LS00引脚排列引脚排列实验内容实验内容v3. 用用与非门与非门实现实现非门非门的逻辑功能（必做）的逻辑功能（必做）用用2输入与非门输入与非门CD4011 设计实现非门的逻辑功能设计实现非门的逻辑功能将变换后的表达式、逻辑图及测试结果记入表将变换后的表达式、逻辑图及测试结果记入表6.5 （注意注意：CMOS门不用的输入端不能悬空）门不用的输入端不能悬空）非门逻辑表达式非门逻辑表达式逻辑图逻辑图真值表真值表输入、输出电压测试输入、输出电压测试AF VA / V VF / V01参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第111页页 3.v四四2输入与非门输入与非门CD4011引脚排列图引脚排列图vCD4011引脚排列图引脚排列图实验内容实验内容实验内容实验内容v4. （选做）用（选做）用与非门与非门实现实现异或门异或门的逻辑功能的逻辑功能用最少的用最少的2输入与非门实现异或门功能输入与非门实现异或门功能将逻辑变换后的表达式、逻辑图及测试结果记入将逻辑变换后的表达式、逻辑图及测试结果记入表表6.6提示：提示：逻辑表达式逻辑表达式逻辑图逻辑图真值表真值表ABF00011011参见数字电子技术实践教程第112页 4.实验内容实验内容v5.（选做选做）用）用2输入输入与非门与非门实现下列逻辑功能实现下列逻辑功能与门：与门：F=AB或门：或门：F=A+B或非门：或非门：F=(A+B)填写表填写表6.7，表，表6.8，表，表6.9参见参见数字电子技术实践教程数字电子技术实践教程第第112页页 5.逻辑表达式逻辑表达式逻辑图逻辑图真值表真值表ABF00011011