数字电路实验教程

目　　录


**章 绪论 1
1．1 意义和作用 1
1．2 教学目标 1
1．3 实验规则 2
1．4 实验前的准备 3
一、实验预习 3
二、实验器材、仪器和工具的配备 4
1．5 测量的基本内容、基本方法 4
一、测量的基本内容 4
二、测量的基本方法 4
1．6 操作与记录 5
1．7 实验报告 6
1．8 如何做好实验 6
一、掌握正确的实验方法 7
二、做好数字电路实验的三个环节 7
1．9 预习要求和实验报告撰写要求 7
一、预习要求 7
二、实验报告撰写要求 8
1．10 实验室的安全操作规程 9
一、人身安全 9
二、仪器、设备安全 9
第二章 数字电路实验的实验方法 11
2．1 实验基本技能 11
一、检查集成电路芯片引脚是否倒插 11
二、检查万用表工作状况是否正常 12
三、检查实验导线通断状况 13
2．2 电路布线的原则、方法和技巧 13
一、布线原则 13
二、布线方法 14
三、布线技巧 15
2．3 调测步骤 16
一、安装布线及测试设备的检查 16
二、单元电路调测 16
三、系统调测 17
2．4 故障现象的检测、分析与排除方法 17
一、实验故障现象的分析 17
二、故障的排除 19
2．5 查找单元数字电路故障的方法与技巧 22
一、门电路故障查找方法与技巧 23
二、触发电路故障查找方法与技巧 25
三、时序电路故障查找方法与技巧 27
四、显示电路故障查找方法与技巧 32
五、555定时器应用电路故障查找方法与技巧 34
第三章 验证性实验 36
3．1 实验一 晶体管开关特性、限幅器与钳位器 36
一、实验目的 36
二、实验预习要求 36
三、实验设备与元器件 36
四、实验原理 36
五、实验内容 39
六、实验报告 40
3．2 实验二 TTL、CMOS与非门参数及逻辑特性的测试 41
一、实验目的 41
二、预习要求和思考题 41
三、实验设备与元器件 41
四、实验原理 41
五、实验内容 44
六、使用TTL、CMOS集成电路芯片的注意事项 47
七、实验报告要求 48
3．3 实验三 集成逻辑电路的连接和驱动 49
一、实验目的 49
二、预习要求 49
三、实验设备与元器件 49
四、实验原理 49
五、实验内容 51
六、实验报告 53
3．4 实验四 三态门和OC门 53
一、实验目的 53
二、预习要求 53
三、实验设备与元器件 53
四、实验内容 54
五、实验报告 56
3．5 实验五 译码器及其应用 57
一、实验目的 57
二、实验预习要求 57
三、实验原理 57
四、实验设备与元器件 60
五、实验内容 60
六、实验报告 61
3．6 实验六 数据选择器及其应用 61
一、实验目的 61
二、预习内容 61
三、实验设备与元器件 61
四、实验原理 62
五、实验内容 64
六、实验报告 64
3．7 实验七 触发器及其应用 65
一、实验目的 65
二、实验预习要求 65
三、实验设备与元器件 65
四、实验原理 65
五、实验内容 69
六、实验报告 70
3．8 实验八 计数器及其应用 70
一、实验目的 70
二、实验预习要求 71
三、实验设备与元器件 71
四、实验原理 71
五、实验内容 75
六、实验报告 76
3．9 实验九 移位寄存器及其应用 76
一、实验目的 76
二、实验预习要求 77
三、实验设备与元器件 77
四、实验原理 77
五、实验内容 81
七、实验报告 82
3．10 实验十 脉冲分配器及其应用 82
一、实验目的 82
二、实验预习要求 82
三、实验设备与元器件 82
四、实验原理 83
五、实验内容 85
六、实验报告 85
3．11 实验十一 集成定时器555的应用 86
一、实验目的 86
二、预习要求 86
三、实验设备与元器件 86
四、实验原理 86
五、实验内容 90
六、实验报告 91
第四章 设计性实验 92
一、实验目的 92
二、实验内容 93
三、实验说明 93
4．1 实验一 组合逻辑电路的设计与测试 96
一、实验目的 96
二、实验预习要求 96
三、实验设备与元器件 96
四、实验原理 97
五、实验内容 98
六、设计报告要求 99
4．2 实验二 简单的数字频率计 99
一、实验目的 99
二、预习要求 99
三、实验设备与元器件 100
四、实验原理 100
五、实验内容 105
六、设计报告要求 105
七、思考题 106
4．3 实验三 简易数字钟 106
一、实验目的 106
二、预习要求 106
三、实验设备与元器件 106
四、实验原理 106
五、实验内容 109
六、设计报告要求 109
4．4 实验四 顺序数字锁 110
一、实验目的 110
二、预习要求 110
三、实验设备与元器件 110
四、实验原理 110
五、实验内容 114
六、设计报告要求 114
4．5 实验五 简易交通灯电路 114
一、实验目的 114
二、预习要求 114
三、实验仪器及元器件 115
四、实验原理 115
五、实验内容 116
六、实验注意事项 116
七、设计报告要求 117
八、思考题 117
4．6 实验六 汽车尾灯控制电路 117
一、实验目的 117
二、预习要求 117
三、实验设备与元器件 117
四、实验原理 118
五、实验内容 120
六、设计报告要求 120
4．7 实验七 多路智力竞赛抢答器 121
一、实验目的 121
二、预习要求 121
三、实验设备与元器件 121
四、实验原理 121
五、实验内容 123
六、设计报告要求 123
4．8 实验八 多功能流水灯 123
一、实验目的 123
二、预习要求 123
三、实验设备与元器件 123
四、实验原理 124
五、实验内容及步骤 124
六、设计报告要求 125
4．9 实验九 数字式频率计 125
一、实验目的 125
二、预习要求 125
三、实验设备与元器件 126
四、实验原理 126
五、实验内容及步骤 127
六、设计报告要求 127
4．10 实验十 洗衣机控制电路 127
一、实验目的 127
二、预习要求 128
三、实验设备与元器件 128
四、实验原理 128
五、实验内容及步骤 129
六、设计报告要求 129
第五章 综合性实验 131
5．1 实验一 电子门铃的设计和制作 131
一、实验目的 131
二、实验内容 131
三、实验仪器与设备 131
四、实验内容 131
5．2 实验二 按键计数显示器的设计和制作 132
一、实验目的 132
二、实验内容 132
三、实验仪器与设备 132
四、实验内容 133
5．3 实验三 温度的转换与测量 133
一、实验目的 133
二、实验内容 133
三、实验仪器与设备 134
四、实验报告要求 134
5．4 实验四 力的传感与检测 135
一、实验目的 135
二、实验原理 136
三、实验内容 136
四、实验仪器与设备 136
五、实验报告要求 137
5．5 实验五 位移的转换与测量 140
一、实验目的 140
二、实验原理 140
三、实验内容 141
四、实验仪器与设备 141
五、实验报告要求 141
5．6 实验六 光电传感检测 145
一、实验目的 145
二、实验原理 145
三、实验内容 145
四、主要实验仪器与设备 146
五、实验报告要求 146
第六章 创新性实验 147
6．1 项目一 串联型连续可调直流稳压电源 147
一、设计任务及要求 147
二、系统框图 147
三、电路工作原理 147
6．2 项目二 光电式报警器 149
一、设计任务及要求 149
二、系统框图 149
三、电路工作原理 149
四、电路总体设计 151
6．3 项目三 简单的步进电机控制电路 152
一、设计任务及要求 152
二、系统框图 152
三、电路工作原理 152
四、总体电路示意图 158
6．4 项目四 十二小时数字钟 160
一、设计任务及要求 160
二、系统框图 160
三、电路工作原理 160
四、电路总体设计 167
6．5 项目五 数字式定时开关 167
一、实验内容及要求 167
二、系统框图 167
三、电路总体设计 171
6．6 项目六 八路抢答器 171
一、设计任务及要求 171
二、系统框图 172
三、电路工作原理 172
四、电路总体设计 176
6．7 项目七 篮球比赛计时器 178
一、设计任务及要求 178
二、系统框图 178
三、电路工作原理 178
四、电路总体设计 182
6．8 项目八 电扇控制电路 183
一、设计任务及要求 183
二、系统框图 184
三、电路工作原理 185
四、电路总体设计 186
6．9 项目九 投球游戏机 188
一、设计任务及要求 188
二、系统框图 188
三、电路工作原理 189
四、电路总体设计 192
6．10 项目十 四花样彩灯控制器 193
一、设计任务及要求 193
二、系统框图 193
三、电路工作原理 193
四、电路总体设计 198
第七章 电子设计竞赛作品分析 199
7．1 作品一 乒乓球比赛计分器（2015年赛题） 199
一、设计任务及要求 199
二、电路工作原理 200
7．2 作品二 九路抢答器（2016年赛题） 204
一、设计任务及要求 204
二、系统框图 204
三、电路工作原理 205
四、电路总体设计 208
7．3 作品三 简易数控直流稳压电源（2017年赛题） 210
一、设计任务及要求 210
二、电路工作原理 210
7．4 作品四 三相步进电机驱动器（2018年赛题） 212
一、设计任务及要求 212
二、设计制作要求 212
三、系统框图 213
四、电路工作原理 214
五、电路总体设计 222
7．5 作品五 简易数控可变增益放大器（2019年赛题） 224
一、设计任务及要求 224
二、系统框图 224
三、电路工作原理 225
四、电路总体设计 228
7．6 作品六 简易温度检测器（2020年赛题） 230
一、设计任务及要求 230
二、电路工作原理 230