《《數(shù)字電路設(shè)計(jì)實(shí)例》PPT課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《數(shù)字電路設(shè)計(jì)實(shí)例》PPT課件.ppt（59頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、數(shù) 字 電 路 實(shí) 驗(yàn) 要 求1、 組 合 電 路 實(shí) 驗(yàn)2、 時(shí) 序 電 路 實(shí) 驗(yàn)3、 555應(yīng) 用 實(shí) 驗(yàn)4、 D/A轉(zhuǎn) 換 器 實(shí) 驗(yàn)5、 綜 合 設(shè) 計(jì) 實(shí) 驗(yàn) 實(shí) 驗(yàn) 一 、 組 合 電 路 實(shí) 驗(yàn)實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 要 求 ：1、 某 設(shè) 備 有 三 個(gè) 開 關(guān) ABC要 求 必 須 按 ABC的順 序 接 通 。 否 則 發(fā) 出 報(bào) 警 信 號(hào) 。2、 寫 出 設(shè) 計(jì) 步 驟 并 畫 出 所 設(shè) 計(jì) 的 電 路 圖 。3、 安 裝 并 調(diào) 試 電 路 的 邏 輯 功 能 。4、 觀 察 電 路 中 的 競 爭 冒 險(xiǎn) 現(xiàn) 象 并 采 取 措 施 消 除 。提 示 ： 設(shè) 開 關(guān) 閉

2、 合 為 1， 斷 開 為 0。 則 順 序 導(dǎo) 通過 程 為 ： 000 100 110 111 否 則 報(bào) 警 組 合 電 路 設(shè) 計(jì)設(shè) 計(jì) 步 驟 ：1、 將 實(shí) 際 問 題 簡 化 成 數(shù) 字 邏 輯 問 題 。 設(shè) 開 關(guān) 接通 為 “ 1”， 斷 開 為 “ 0”， 則 順 序 導(dǎo) 通 過 程 為 ：000 100 110 111 否 則 報(bào) 警 。2、 寫 出 邏 輯 表 達(dá) 式 ， Y=000+100+110+1113、 邏 輯 化 簡 變 成 與 非 關(guān) 系 。4、 畫 出 邏 輯 表 達(dá) 式 的 電 路 圖 。5、 安 裝 并 調(diào) 試 電 路 的 邏 輯 功 能 。 表 格

3、 自 己 設(shè) 計(jì) 實(shí) 現(xiàn) 方 法 1 由 74LS138和 或 非 門 實(shí) 現(xiàn)Y=ABC+ABC+ABC+ABC Y=ABC+ABC+ABC+ABC 由 74LS138實(shí) 現(xiàn) 三 變 量 的 邏 輯 與 運(yùn) 算 ， 得到 ABC ABC ABC 和 ABC 由 或 非 門 實(shí) 現(xiàn) 邏 輯 或 運(yùn) 算 ， 由 于 74LS138輸 出 負(fù) 邏 輯 信 號(hào) ， 可 以 用 74LS20與 非 門實(shí) 現(xiàn) 。 74LS138 74LS20Y=A*B*C*D 實(shí) 現(xiàn) 電 路 1 實(shí) 現(xiàn) 方 法 2組 合 電 路 的 邏 輯 化 簡Y=ABC+ABC+ABC+ABCY=(A+A)BC+AB(C+C)=BC

4、+AB 此 公 式 形 式 最 簡 但 ， 電 路 不 是 最 簡進(jìn) 一 步 化 簡 ：Y=BC*AB=(B+C)*AB=ABB*ABC此 表 達(dá) 式 全 部 有 與 非 門 實(shí) 現(xiàn) ， 達(dá) 到 電 路 最 簡 實(shí) 現(xiàn) 電 路 2 實(shí) 驗(yàn) 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(guān) ， 觀 察 并 記 錄 顯 示 結(jié) 果 。 利 用 實(shí) 際 器 件 組 裝 電 路 ， 按 要求 順 序 接 通 開 關(guān) ， 觀 察 并 記 錄顯 示 結(jié) 果 。 記 錄 表 格序 號(hào) 開 關(guān) C 開 關(guān) B 開 關(guān) A 指 示 燈0 斷 斷 斷1

5、斷 斷 通2 斷 通 通3 通 通 通4 通 通 斷5 通 斷 斷6 通 斷 通7 斷 通 斷 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告1 實(shí) 驗(yàn) 目 的 。2 寫 出 化 簡 過 程 。3 畫 出 設(shè) 計(jì) 電 路 。4 列 出 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 并 與 設(shè) 計(jì) 要 求 比 較 。5 實(shí) 驗(yàn) 總 結(jié) 。 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 要 求 ： 參 考 P225設(shè) 計(jì) 課 題 ， 設(shè) 計(jì) M=24的 加 計(jì) 數(shù) 器 和 減 計(jì) 數(shù) 器 。1、 加 計(jì) 數(shù) ： 00 01 232、 減 計(jì) 數(shù) ： 23 22 003、 畫 出 設(shè) 計(jì) 電 路 原 理 圖 。4、 安 裝 并 調(diào) 試 電 路 的 邏 輯 功 能 。 實(shí) 驗(yàn) 二 、 時(shí) 序

6、 電 路 設(shè) 計(jì) 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(hào) ， c 按 題 意 列 出 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 圖 。 狀 態(tài) 簡 化 將 等 價(jià) 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(hào) 畫 出 邏 輯 電 路 測 試 電 路 功 能 狀 態(tài) 流 程 加 計(jì) 數(shù) 狀 態(tài) 流 程 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 1617 18 19 20 21 22 23 00 減 計(jì) 數(shù) 狀 態(tài)

7、流 程 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 09 08 0706 05 04 03 02 01 00 23 器 件 選 擇 與 電 路 設(shè) 計(jì) 選 擇 兩 片 74LS192分 為 高 位 和 地 位 。 高 位 計(jì) 數(shù) 0 2 三 個(gè) 狀 態(tài) 低 位 有 0 9 采 用 置 數(shù) 法 實(shí) 現(xiàn) ， 選 擇 192的 PL控 制 端 加 計(jì) 數(shù) 到 “ 23”經(jīng) 7400譯 碼 產(chǎn) 生 置 數(shù) 信號(hào) PL， 置 數(shù) “ 00” 減 計(jì) 數(shù) 到 “ 00”由 借 位 信 號(hào) 經(jīng) 7432譯 碼產(chǎn) 生 置 數(shù) 信 號(hào) PL， 置 數(shù) “ 23” 74LS

8、192引 腳 74LS192狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 換 圖 電 路 仿 真 采 用 PROTEUS軟 件1. 加 載 器 件2. 連 接 電 路3. 設(shè) 置 時(shí) 鐘4. 運(yùn) 行 仿 真5. 記 錄 顯 示 狀 態(tài) 0-23加 計(jì) 數(shù) 電 路個(gè) 位 十 位 0-23減 計(jì) 數(shù) 電 路個(gè) 位 十 位 電 路 連 接 實(shí) 驗(yàn) 按 電 路 接 線 ， 檢 查 無 誤 接 通 電 源（ 5V） 接 入 1Hz的 時(shí) 鐘 脈 沖 ， 觀 察 并 記錄 顯 示 器 的 結(jié) 果 。 與 設(shè) 計(jì) 要 求 比 較 。 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告1 實(shí) 驗(yàn) 目 的2 寫 出 器 件 的 主 要 性 能 和 電 路 設(shè) 計(jì)中 使 用 的 特

9、 性3 畫 出 設(shè) 計(jì) 電 路4 列 出 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 并 與 設(shè) 計(jì) 要 求 比 較5 實(shí) 驗(yàn) 總 結(jié) 實(shí) 驗(yàn) 三 、 555應(yīng) 用 實(shí) 驗(yàn)1、 設(shè) 計(jì) 多 諧 振 蕩 器 電 路 ， 要 求 輸 出 信 號(hào) 頻率 1000H z（ 參 考 P228 ）2、 設(shè) 計(jì) 一 個(gè) 單 穩(wěn) 態(tài) 電 路 ， 輸 出 脈 寬 0.5S。3、 兩 電 路 組 合 實(shí) 現(xiàn) 一 個(gè) 觸 發(fā) 報(bào) 警 電 路 ， 每觸 發(fā) 一 次 輸 出 1000H z的 脈 沖 持 續(xù) 0.5秒 .4、 畫 出 電 路 原 理 圖 ， 標(biāo) 出 引 腳 名 和 引 腳 號(hào) 。5、 安 裝 電 路 ， 測 量 輸 出 信 號(hào) 的

10、 頻 率 和 占 空比 （ 高 電 平 占 周 期 的 比 例 ） 。 555的 封 裝 555內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 多 諧 振 蕩 電 路 1 多 諧 電 路 計(jì) 算 方 法 多 諧 振 蕩 電 路 2 單 穩(wěn) 態(tài) 電 路 單 穩(wěn) 態(tài) 時(shí) 序 1、 整 理 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) ； 畫 出 設(shè) 計(jì) 電 路 ，標(biāo) 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(guān) 系 ，標(biāo) 出 幅 度 、 脈 沖 寬 度 和 周 期 。 3、 討 論 如 何 才 能 使 振 蕩 器 的 輸 出 信號(hào) 占 空 比 接 近 5

11、0 。實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 實(shí) 驗(yàn) 四 、 DA轉(zhuǎn) 換 器 實(shí) 驗(yàn)采 用 DAC0832設(shè) 計(jì) 一 個(gè) 鋸 齒 波 電 路 ， 要 求 ：1、 輸 出 信 號(hào) 幅 度 5V到 5V2、 頻 率 50 500H z可 調(diào) 。3、 參 考 P271 設(shè) 計(jì) 電 路 畫 出 原 理 圖 。4、 安 裝 調(diào) 試 要 求 上 升 臺(tái) 階 不 低 于 16個(gè) 。 DAC0832結(jié) 構(gòu) DAC0832的 傳 輸 特 性 數(shù) 控 放 大 器 電 路 原 理 電 路 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告1. 畫 出 設(shè) 計(jì) 的 原 理 電 路 圖 。2. 定 量 畫 出 輸 出 的 電 壓 波 形 ， 寫 出 輸 出 電壓 與 輸 入 數(shù)

12、 值 的 表 達(dá) 式 。3. 說 明 臺(tái) 階 的 幅 度 與 參 考 電 壓 的 關(guān) 系4. 說 明 臺(tái) 階 數(shù) 量 與 計(jì) 數(shù) 器 的 關(guān) 系 。5. 說 明 如 果 想 輸 出 三 角 波 電 路 如 何 改 進(jìn) 。 實(shí) 驗(yàn) 五 、 綜 合 設(shè) 計(jì) 實(shí) 驗(yàn)題 目 設(shè) 計(jì) 要 求 （ 設(shè) 計(jì) 參 考 P225） 設(shè) 計(jì) 一 個(gè) 汽 車 尾 燈 控 制 電 路 ， 實(shí) 現(xiàn) 在 正常 行 駛 和 停 車 時(shí) 指 示 燈 全 滅 ， 在 左 轉(zhuǎn) 彎 和右 轉(zhuǎn) 彎 時(shí) 以 動(dòng) 態(tài) 流 水 燈 形 式 指 示 轉(zhuǎn) 彎 和 轉(zhuǎn)彎 的 方 向 ， 在 汽 車 剎 車 時(shí) 使 所 以 尾 燈 閃 爍 ，提

13、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(hào) 分 析 要 求輸 入 控 制 信 號(hào) ： 左 轉(zhuǎn) 向 信 號(hào) 右 轉(zhuǎn) 向 信 號(hào)電 路 指 示 燈 分 兩 組 ： 左 燈 3個(gè) 右 燈 3個(gè)電 路 工 作 分 四 種 狀 態(tài) ： 1 前 進(jìn) （ 包 括 停 車 ） ： 左 右 燈 全 滅 2 左 轉(zhuǎn) 向 ： 左 燈 左 移 3 右 轉(zhuǎn) 向 ： 右 燈 右 移 4 剎 車 ： 左 右 燈 均 閃 爍 指 示 燈 驅(qū) 動(dòng) 表 1運(yùn) 行狀 態(tài) 開 關(guān)S1 S0 左 燈 尾D0 D1 D2 右 尾 燈D3 D4 D5前 進(jìn) 0 0 滅 滅左 傳 0 1

14、 001 011 111110 100 000 滅右 轉(zhuǎn) 1 0 滅 100 110 111011 001 000減 速 1 1 CP CP CP CP CP CP 指 示 燈 驅(qū) 動(dòng) 表 2運(yùn) 行狀 態(tài) 開 關(guān)S1 S0 左 燈 尾D0 D1 D2 右 尾 燈D3 D4 D5前 進(jìn) 0 0 滅 滅左 傳 0 1 001 010 100 滅右 轉(zhuǎn) 1 0 滅 100 010 001 減 速 1 1 CP CP CP CP CP CP*與 表 1對(duì) 比 轉(zhuǎn) 彎 移 位 方 式 不 同 實(shí) 現(xiàn) 方 案 1 用 計(jì) 數(shù) 器 和 譯 碼 電 路 實(shí) 現(xiàn)時(shí) 鐘左 轉(zhuǎn) 向右 轉(zhuǎn) 向 移 碼電 路三 態(tài)計(jì)

15、數(shù)電 路 譯碼電路譯碼電路 指示燈指示燈 實(shí) 現(xiàn) 方 案 2 用 雙 向 移 位 寄 存 器 實(shí) 現(xiàn)時(shí) 鐘左 轉(zhuǎn) 向右 轉(zhuǎn) 向 移 碼電 路 向 左移 位電 路向 右移 位電 路 驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路 指示燈指示燈 方 案 和 器 件 選 擇 方 案 1的 實(shí) 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(shí) 現(xiàn) 。 指 示 燈 驅(qū) 動(dòng) 選 擇 驅(qū) 動(dòng) 表 1 指 示 燈 采 用 LED發(fā) 光 二 極 管 實(shí) 現(xiàn) ， 工 作電 流 較 小 ， 可 以 用 數(shù) 字 電 路 的 輸 出 直 接驅(qū) 動(dòng) 74LS194引 腳 74LS194真 值 表

16、電 路 原 理 11 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(qū) 動(dòng)電 流 較 小 ， 省 略 驅(qū) 動(dòng) 電 路 ， 由 194直 接 驅(qū)動(dòng) 發(fā) 光 二 極 管 。3 前 進(jìn) 和 停 止 狀 態(tài) 的 實(shí) 現(xiàn) ： 利 用 74LS194的 MR控 制 端 ， 當(dāng) MR有 效 時(shí)移 位 寄 存 器 輸 出 為 “ 0” 電 路 原 理 24 左 轉(zhuǎn) 彎 右 轉(zhuǎn) 彎 的 實(shí) 現(xiàn) ： 利 用 194的 S1 S2控 制 左 移 和 右 移 的 特 性 分 別實(shí) 現(xiàn) 左 轉(zhuǎn) 彎 和 右

17、 轉(zhuǎn) 彎 控 制 。 a 左 轉(zhuǎn) 彎 信 號(hào) 控 制 左 移 電 路 實(shí) 現(xiàn) 左 轉(zhuǎn) 彎 。 b 右 轉(zhuǎn) 彎 信 號(hào) 控 制 右 移 電 路 實(shí) 現(xiàn) 右 轉(zhuǎn) 彎 。5 三 狀 態(tài) 流 水 效 果 的 實(shí) 現(xiàn) ： 194是 四 位 移 位 寄 存 器 ， 左 移 電 路 采 用 Q1 Q2 Q3三 個(gè) 信 號(hào) 輸 出 ， 將 Q1反 相 輸 入 到 左 移信 號(hào) 輸 入 端 SL。 在 時(shí) 鐘 的 作 用 下 實(shí) 現(xiàn) 狀 態(tài)轉(zhuǎn) 換 。 電 路 原 理 3 右 移 電 路 采 用 Q0 Q1 Q2三 個(gè) 信 號(hào) 輸 出 ，將 Q2反 相 輸 入 到 右 移 信 號(hào) 輸 入 端 SR。 指 示 燈

18、的 實(shí) 際 移 位 方 向 取 決 于 燈 的 實(shí) 際排 列 順 序 。6 剎 車 閃 爍 的 實(shí) 現(xiàn) 當(dāng) 剎 車 是 左 右 六 個(gè) 燈 全 部 閃 爍 ， 利 用 194的 置 數(shù) 功 能 實(shí) 現(xiàn) ， 當(dāng) S0 S1都 為 高 電 平 時(shí) ，在 時(shí) 鐘 的 上 升 沿 將 ABCD 置 入 Q0 Q1 Q2 Q3 電 路 原 理 4 轉(zhuǎn) 向 控 制 信 號(hào) 在 剎 車 時(shí) 正 好 都 為 高 電 平 ，由 于 置 數(shù) 是 在 時(shí) 鐘 的 上 升 沿 完 成 ， 所 以必 須 相 鄰 的 兩 個(gè) 上 升 沿 對(duì) 應(yīng) 的 ABCD有 不同 的 邏 輯 狀 態(tài) 。 實(shí) 現(xiàn) 方 法 1： 將 時(shí)

19、鐘 2分 頻 作 為 ABCD信 號(hào) 。用 觸 發(fā) 器 實(shí) 現(xiàn) 。 實(shí) 現(xiàn) 方 法 2： 將 時(shí) 鐘 信 號(hào) 倍 頻 作 為 194的 實(shí)際 時(shí) 鐘 ， 原 時(shí) 鐘 信 號(hào) 作 為 ABCD輸 入 信 號(hào) ，用 異 或 門 實(shí) 現(xiàn) 。 電 路 圖 1 電 路 圖 2 電 路 圖 3 電 路 3說 明 利 用 一 個(gè) 移 位 寄 存 器 和 兩 個(gè) 與 非 門 實(shí) 現(xiàn) 1 左 右 電 路 由 轉(zhuǎn) 彎 信 號(hào) 通 過 與 非 門 選 擇 完成 。 2 移 位 方 向 由 轉(zhuǎn) 彎 信 號(hào) 控 制 ， SL=/Q1 SR=/Q2 3 LED驅(qū) 動(dòng) 輸 出 信 號(hào) 低 電 平 有 效 。 4 剎 車 閃

20、 爍 由 移 位 寄 存 器 置 數(shù) 實(shí) 現(xiàn) ， 左 右電 路 同 時(shí) 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(zhuǎn) 彎 信 號(hào) 作 為 LED的 驅(qū) 動(dòng) 電 源 控 制 完成 左 右 轉(zhuǎn) 彎 選 擇 。 3 電 路 的 LED驅(qū) 動(dòng) 輸 出 低 電 平 有 效 。 4 當(dāng) 轉(zhuǎn) 彎 信 號(hào) 都 為 低 時(shí) 指 示 燈 全 滅 。 采 用 驅(qū) 動(dòng) 表 2的 電 路 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 寫 出 設(shè) 計(jì) 要 求 和 選 擇 的 方 案 畫 出 設(shè) 計(jì) 電 路 ， 標(biāo) 出 器 件 名 稱 、 引腳 名 稱 和 編 號(hào) 。 描 述 電 路 原 理 。 自 行 設(shè) 計(jì) 表 格 記 錄 測 試 結(jié) 果 。 思 考 題 ： 如 果 要 使 用 12伏 較 大 功 率的 指 示 燈 ， 驅(qū) 動(dòng) 電 路 應(yīng) 如 何 考 慮 。