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1、數(shù)字電路實驗要求,1、組合電路實驗 2、時序電路實驗 3、555應用實驗 4、D/A轉換器實驗 5、綜合設計實驗,實驗一、組合電路實驗,實驗設計要求： 1、某設備有三個開關ABC要求必須按ABC的順序接通。否則發(fā)出報警信號。 2、寫出設計步驟并畫出所設計的電路圖。 3、安裝并調試電路的邏輯功能。 4、觀察電路中的競爭冒險現(xiàn)象并采取措施消除。 提示：設開關閉合為1，斷開為0。則順序導通過程為：000 100 110 111 否則報警,組合電路設計,設計步驟： 1、將實際問題簡化成數(shù)字邏輯問題。設開關接通為“1”，斷開為“0”，則順序導通過程為：000 100 110 111 否則報警。 2、寫出

2、邏輯表達式，Y=000+100+110+111 3、邏輯化簡變成與非關系。 4、畫出邏輯表達式的電路圖。 5、安裝并調試電路的邏輯功能。表格自己設計,實現(xiàn)方法1,由74LS138和或非門實現(xiàn)Y=ABC+ABC+ABC+ABC Y=ABC+ABC+ABC+ABC 由74LS138實現(xiàn)三變量的邏輯與運算，得到ABC ABC ABC 和ABC 由或非門實現(xiàn)邏輯或運算，由于74LS138輸出負邏輯信號，可以用74LS20與非門實現(xiàn)。,74LS138,74LS20,Y=A*B*C*D,實現(xiàn)電路1,實現(xiàn)方法2,組合電路的邏輯化簡 Y=ABC+ABC+ABC+ABC Y=(A+A)BC+AB(C+C)=BC

3、+AB 此公式形式最簡但，電路不是最簡 進一步化簡： Y=BC*AB=(B+C)*AB=ABB*ABC 此表達式全部有與非門實現(xiàn)，達到電路最簡,實現(xiàn)電路2,實驗測試,仿真測試 使用PROTEUS系統(tǒng)畫出電路圖，按要求順序接通開關，觀察并記錄顯示結果。 利用實際器件組裝電路，按要求順序接通開關，觀察并記錄顯示結果。,記錄表格,實驗報告,1 實驗目的。 2 寫出化簡過程。 3 畫出設計電路。 4 列出實驗結果并與設計要求比較。 5 實驗總結。,實驗設計要求：參考P225設計課題， 設計 M=24的加計數(shù)器和減計數(shù)器。 1、加計數(shù)：000123 2、減計數(shù)：232200 3、畫出設計電路原理圖。 4

4、、安裝并調試電路的邏輯功能。,實驗二、時序電路,設計步驟,邏輯抽象 a 確定輸入輸出變量數(shù)和狀態(tài)數(shù)，b 確定邏輯狀態(tài)的含義并編號，c 按題意列出狀態(tài)轉換圖。 狀態(tài)簡化 將等價狀態(tài)合并得到最簡狀態(tài)圖 選擇器件 選擇出器件類型和控制信號 畫出邏輯電路 測試電路功能,狀態(tài)流程,加計數(shù)狀態(tài)流程 00 01 0203040506070809101112131415161718192021222300 減計數(shù)狀態(tài)流程 23222120191817161514131211100908070605040302010023,器件選擇與電路設計,選擇兩片74LS192分為高位和地位。 高位計數(shù)0 2 三個狀態(tài) 低

5、位有09 采用置數(shù)法實現(xiàn)，選擇192的PL控制端 加計數(shù)到“23”經7400譯碼產生置數(shù)信號PL，置數(shù)“00” 減計數(shù)到“00”由借位信號經7432譯碼產生置數(shù)信號PL，置數(shù)“23”,74LS192引腳,74LS192狀態(tài)轉換圖,電路仿真,采用PROTEUS軟件 加載器件 連接電路 設置時鐘 運行仿真 記錄顯示狀態(tài),0-23加計數(shù)電路,個位,十位,0-23減計數(shù)電路,個位,十位,電路連接實驗,按電路接線，檢查無誤接通電源（5V） 接入1Hz的時鐘脈沖，觀察并記錄顯示器的結果。 與設計要求比較。,實驗報告,1 實驗目的 2 寫出器件的主要性能和電路設計中使用的特性 3 畫出設計電路 4 列出實驗

6、結果并與設計要求比較 5 實驗總結,實驗三、555應用實驗,1、設計多諧振蕩器電路，要求輸出信號頻率1000Hz（參考P228 ） 2、設計一個單穩(wěn)態(tài)電路，輸出脈寬0.5S。 3、兩電路組合實現(xiàn)一個觸發(fā)報警電路，每觸發(fā)一次輸出1000Hz的脈沖持續(xù)0.5秒. 4、畫出電路原理圖，標出引腳名和引腳號。 5、安裝電路，測量輸出信號的頻率和占空比（高電平占周期的比例）。,555的封裝,555內部結構,多諧振蕩電路1,多諧電路計算方法,多諧振蕩電路2,單穩(wěn)態(tài)電路,單穩(wěn)態(tài)時序,1、整理實驗數(shù)據(jù)；畫出設計電路，標出選擇的器件參數(shù)。 2、畫的波形多諧振蕩電路電容電壓和輸出電壓的波形，注意相位關系，標出幅度、

7、脈沖寬度和周期。 3、討論如何才能使振蕩器的輸出信號占空比接近50。,實驗報告,實驗四、DA轉換器實驗,采用DAC0832設計一個鋸齒波電路，要求： 1、輸出信號幅度5V到5V 2、頻率50500Hz可調。 3、參考P271 設計電路畫出原理圖。 4、安裝調試要求上升臺階不低于16個。,DAC0832結構,DAC0832的傳輸特性,數(shù)控放大器,電路原理電路,實驗報告,畫出設計的原理電路圖。 定量畫出輸出的電壓波形，寫出輸出電壓與輸入數(shù)值的表達式。 說明臺階的幅度與參考電壓的關系 說明臺階數(shù)量與計數(shù)器的關系。 說明如果想輸出三角波電路如何改進。,實驗五、綜合設計實驗,題目設計要求（設計參考P22

8、5） 設計一個汽車尾燈控制電路，實現(xiàn)在正常行駛和停車時指示燈全滅，在左轉彎和右轉彎時以動態(tài)流水燈形式指示轉彎和轉彎的方向，在汽車剎車時使所以尾燈閃爍，提醒后邊的車輛防止追尾事故發(fā)生。,汽車尾燈控制電路,信號分析要求,輸入控制信號：左轉向信號 右轉向信號 電路指示燈分兩組：左燈3個 右燈3個 電路工作分四種狀態(tài)： 1 前進（包括停車）： 左右燈全滅 2 左轉向：左燈左移 3 右轉向：右燈右移 4 剎 車：左右燈均閃爍,指示燈驅動表1,指示燈驅動表2,*與表1對比轉彎移位方式不同,實現(xiàn)方案1,用計數(shù)器和譯碼電路實現(xiàn),時鐘,左轉向,右轉向,移碼 電路,三態(tài) 計數(shù) 電路,譯 碼 電 路,譯 碼 電 路

9、,指 示 燈,指 示 燈,實現(xiàn)方案2,用雙向移位寄存器實現(xiàn),時鐘,左轉向,右轉向,移碼 電路,向左 移位 電路,向右 移位 電路,驅 動 電 路,驅 動 電 路,指 示 燈,指 示 燈,方案和器件選擇,方案1的實現(xiàn)參考教材217頁 方案2用雙向移位寄存器77LS194和與非門實現(xiàn)。 指示燈驅動選擇驅動表1 指示燈采用LED發(fā)光二極管實現(xiàn)，工作電流較小，可以用數(shù)字電路的輸出直接驅動,74LS194引腳,74LS194真值表,電路原理1,1 采用兩片74LS194分別組成左燈控制電路和右燈控制電路。 2 指示燈用發(fā)光二極管組成，需要的驅動電流較小，省略驅動電路，由194直接驅動發(fā)光二極管。 3 前

10、進和停止狀態(tài)的實現(xiàn)： 利用74LS194的MR控制端，當MR有效時移位寄存器輸出為“0”,電路原理2,4 左轉彎右轉彎的實現(xiàn)： 利用194的S1 S2控制左移和右移的特性分別實現(xiàn)左轉彎和右轉彎控制。 a 左轉彎信號控制左移電路實現(xiàn)左轉彎。 b 右轉彎信號控制右移電路實現(xiàn)右轉彎。 5 三狀態(tài)流水效果的實現(xiàn)： 194是四位移位寄存器，左移電路采用Q1 Q2 Q3三個信號輸出，將Q1反相輸入到左移信號輸入端SL。在時鐘的作用下實現(xiàn)狀態(tài)轉換。,電路原理3,右移電路采用Q0 Q1 Q2三個信號輸出，將Q2反相輸入到右移信號輸入端SR。 指示燈的實際移位方向取決于燈的實際排列順序。 6 剎車閃爍的實現(xiàn) 當

11、剎車是左右六個燈全部閃爍，利用194的置數(shù)功能實現(xiàn)，當S0 S1都為高電平時，在時鐘的上升沿將ABCD 置入Q0 Q1 Q2 Q3,電路原理4,轉向控制信號在剎車時正好都為高電平，由于置數(shù)是在時鐘的上升沿完成，所以必須相鄰的兩個上升沿對應的ABCD有不同的邏輯狀態(tài)。 實現(xiàn)方法1：將時鐘2分頻作為ABCD信號。用觸發(fā)器實現(xiàn)。 實現(xiàn)方法2：將時鐘信號倍頻作為194的實際時鐘，原時鐘信號作為ABCD輸入信號，用異或門實現(xiàn)。,電路圖1,電路圖2,電路圖3,電路3說明,利用一個移位寄存器和兩個與非門實現(xiàn) 1 左右電路由轉彎信號通過與非門選擇完成。 2 移位方向由轉彎信號控制，SL=/Q1 SR=/Q2 3 LED驅動輸出信號低電平有效。 4 剎車閃爍由移位寄存器置數(shù)實現(xiàn)，左右電路同時被選中。,電路圖4,電路4說明,1 原理與圖3相同，省略了左右選擇電路，使電路大大簡化。 2 由轉彎信號作為LED的驅動電源控制完成左右轉彎選擇。 3 電路的LED驅動輸出低電平有效。 4 當轉彎信號都為低時指示燈全滅。,采用驅動表2的電路,實驗報告,寫出設計要求和選擇的方案 畫出設計電路，標出器件名稱、引腳名稱和編號。 描述電路原理。 自行設計表格記錄測試結果。 思考題：如果要使用12伏較大功率的指示燈，驅動電路應如何考慮。,