东南大学数字电路实验考试——彩灯显示设计

东南大学数字电路实验考试——彩灯显示设计
东南大学数字电路实验考试——彩灯显示设计

数字电路期末考题五

一、设计一个简单的四路彩灯显示系统,演示花型为:L1——L4先向左次序点亮再向右次序点亮,即亮暗暗暗——暗亮暗暗——暗暗亮暗——暗暗暗亮——暗暗亮暗——暗亮暗暗——亮暗暗暗……

要求:

1、简单写出设计过程,画出逻辑电路图。(30分)

2、根据设计搭试电路。(15分)

3、用连续脉冲观察验证结果,并用示波器或者逻辑分析仪观察输入输出波形(给老师检查)(25分)

4、绘出输入时钟和输出波形。(10分)

二、简述实验过程中你所用的常见电路故障检查方法。(20分)

数字电路期末考题五

一、设计一个简单的四路彩灯显示系统,演示花型为:L1——L4先向左次序点亮再向右次序点亮,即亮暗暗暗——暗亮暗暗——暗暗亮暗——暗暗暗亮——暗暗亮暗——暗亮暗暗——亮暗暗暗……

(只能向左不能向右循环演示的;或者只能向右不能向左循环演示的,成绩*0.6) 要求:

1、简单写出设计过程,画出逻辑电路图。(30分)

根据题意列出真值表:(5分) CLK

L1 L2 L3 L4 第1个

1 0 0 0 2

0 1 0 0 3

0 0 1 0 4

0 0 0 1 5

0 0 1 0 6 0 1 0 0

用7490或者触发器设计一个模值为6的计数器(5分),将计数结果送到74138的地址端,则:

(10分)

115524

2431234L Y L Y Y Y Y L Y Y Y Y L Y ==+==+==

(若只设计出M6计数器10分,未画接地符号扣2分。)

2、电路搭线符合基本规范(15分);

3、用连续脉冲观察验证结果,并用示波器或者逻辑分析仪观察输入输出波形(给老师检查)(25分)

信号源使用(输入信号):频率的调整,波形的选择正确(5分);

示波器使用:含调零电平,置校准位(模拟示波器),DC耦合,双踪观察,读数(5分),结果正确(15分)

或者逻辑分析仪的使用:连接方法正确(包括接地)(5分),结果正确(15分)4、绘出输入时钟和输出波形。(10分)

要求波形相位对齐,至少画满一个周期,波形边沿要画出。CLK 、L4、L3、L2、L1每个波形各2分,不画边沿扣1分。

二、简述实验过程中你所用的常见电路故障检查方法。(20分)

1、全部连线接好以后,仔细检查一遍。检查集成电路正方向是否插对,是否有两个以上输出端错误地连在一起等。电源线与地线在内的连线是否有漏线与错线。

2、用万用表的“欧姆×10”挡,测量实验电路的电源端与地线端之间的电阻值,排除电源与地线的开路与短路现象。

3、检查各集成电路是否均已加上电源。可靠的检查方法是用万用表的测试表笔直接测量集成电路电源端和地线两引脚之间的电压。

4、检查是否有不允许悬空的输入端(例如,TTL中规模以上电路的控制输入端,CMOS 电路的各输入端等)未接入电路。

5、电路故障的检查方法可用逐级跟踪的方法进行。静态检查是使电路处在某一故障的工作状态,动态检查则在某一规律信号作用下检查各级工作波形。具体检查次序可以从输入端开始,按信号流程依次逐级向后检查,也可以从故障输出端向输入方向逐

级向前检查,直至找到故障点为止。

6、在电子线路中,如示波器、稳压电源等,它们的输入、输出端口中,有一端已经定义为参考点(一般为黑夹子线),我们称之为地线,另一端称为信号端,此时就必须把被测电路的地线与各仪器的地线连在一起作为系统的参考点,以消除市电对电路的干扰。

(答出4点满分,每点5分)

数字电路课程设计实验报告1

序言 在测试、研究或调整电子电路及设备时,为测定电路的一些点参量,如测量频率响应、噪声系数,为电压表定度等,都要求提供符合所需技术要求的电信号,以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。信号发生器即由此而来,作为电子设计中常用仪器仪表,信号发生器又称信号源,可以用来产生被测电路所需特定参数的电测试信号。根据输出波形的不同,信号源可以分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。例如当要求进行系统的稳定性测量时,需使用振幅、波形、幅值等能在一定范围内进行精确调整,有很好的稳定性,有输出指示。基于信号发生器的广泛使用,对信号发生器设计的研究就显得非常有意义。 本课题是利用VHDL语言来实现计费功能的,VHDL具有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性,并且具有良好的电路行为描述和系统描述的能力,并在语言易读性和层次化、结构化设计方面,表现了强大的生命力和应用潜力,因此选用VHDL语言进行编程。 本次课程设计巩固和运用了所学课程,通过理论联系实际,提高了分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力,通过对一个函数信号发生器的设计,进一步加深了对计算机原理以及数字电路应用技术方面的了解与认识,进一步熟悉了数字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤。进一步了解了计算机组成原理与系统结构,使自己对EDA技术的学习更深入,学会用VHDL语言去控制将会使我们对本专业知识可以更好地掌握。 现在的信号发生器设计有以下几种方法: (1) 模拟直接合成法。这种方法充分利用了乘法器、除法器、混频器、滤波器和快速开关构成合成信号发生器,但是它的缺点是带宽不够高,性能差,构成信号发生器的电路体积比较庞大,而且功耗较高。

数字电子技术实验报告

专业: 班级: 学号: 姓名: 指导教师: 电气学院

实验一集成门电路逻辑功能测试 一、实验目的 1. 验证常用集成门电路的逻辑功能; 2. 熟悉各种门电路的逻辑符号; 3. 熟悉TTL集成电路的特点,使用规则和使用方法。 二、实验设备及器件 1. 数字电路实验箱 2. 万用表 3. 74LS00四2输入与非门1片74LS86四2输入异或门1片 74LS11三3输入与门1片74LS32四2输入或门1片 74LS04反相器1片 三、实验原理 集成逻辑门电路是最简单,最基本的数字集成元件,目前已有种类齐全集成门电路。TTL集成电路由于工作速度高,输出幅度大,种类多,不宜损坏等特点而得到广泛使用,特别对学生进行实验论证,选用TTL电路较合适,因此这里使用了74LS系列的TTL成路,它的电源电压为5V+10%,逻辑高电平“1”时>2.4V,低电平“0”时<0.4V。实验使用的集成电路都采用的是双列直插式封装形式,其管脚的识别方法为:将集成块的正面(印有集成电路型号标记面)对着使用者,集成电路上的标识凹口左,左下角第一脚为1脚,按逆时针方向顺序排布其管脚。 四、实验内容 ㈠根据接线图连接,测试各门电路逻辑功能 1. 利用Multisim画出以74LS11为测试器件的与门逻辑功能仿真图如下

按表1—1要求用开关改变输入端A,B,C的状态,借助指示灯观测各相应输出端F的状态,当电平指示灯亮时记为1,灭时记为0,把测试结果填入表1—1中。 表1-1 74LS11逻辑功能表 输入状态输出状态 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 悬空 1 1 1 悬空0 0 0 2. 利用Multisim画出以74LS32为测试器件的或门逻辑功能仿真图如下

multisim软件的数字电路——彩灯循环控制

数字电路课程设计报告 设计课题:彩灯循环控制器的设计 专业:电子信息科学与技术 班级: 20081421 学生姓名: 学号: 2008142115 学生姓名: 学号: 2008142134 指导教师: 二零一一年六月五日

一、实验目的 1.综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。了解各种元器件 的原理及其应用。 2.深入了解交通灯的工作原理。 3.锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。 4.掌握multisim软件的操作并对设计进行仿真。 5.通过本设计熟悉中规模集成电路进行时序电路和组合电路设计的方法,掌握彩灯循环控制 器的设计方法。 二、设计要求 1、有十只LED,L 0……L 9 2、显示方式 (1)先奇数灯依次亮 (2)再偶数灯依次亮 (3)依次循环变化 3、显示间隔0.5s,1s可调。 三、设计方案 1)课题的分析 此电路主要由五部分组成,其整体框图如图(一)所示。 图一

2)方案论证与实现 (1)振荡电路 主要用来产生时间基准信号(脉冲信号)。因为循环彩灯对频率的要求不高,只要能产生高低电平就可以了,且脉冲信号的频率可调,所以采用555定时器组成的振荡器,其输出的脉冲作为下一级的时钟信号,电路如图(二)所示。 图二 (2)分频电路 用D触发器设置分频电路控制彩灯实现彩灯的显示时间。电路如图三 图三 其中开关C和B用来控制显示方式。

(3)计数器控制电路 用74LS161计数器转换脉冲信号用来控制彩灯的奇偶显示方式。 74LS161N 17 19 图四 (4)计数译码驱动电路 用74154译码74LS161计数器产生的信号驱动彩灯的显示。电路如图五: 74154N 4-16线译码器74154N中00-09接10个LED灯译码。(5)显示电路 用74154驱动彩灯的显示,电路如图六:

数字电路组合逻辑电路设计实验报告

数字电路组合逻辑电路设 计实验报告 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

实验三组合逻辑电路设计(含门电路功能测试)

一、实验目的 1.掌握常用门电路的逻辑功能 2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法 3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法 二、实验设备与器材 Multisim 、74LS00 四输入2与非门、示波器、导线 三、实验原理 TTL集成逻辑电路种类繁多,使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查,保证实验的顺利进行。 测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。静态测试时,门电路输入端加固定的高(H)、低电平,用示波器、万用表、或发光二极管(LED)测

出门电路的输出响应。动态测试时,门电路的输入端加脉冲信号,用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。 下面以74LS00为例,简述集成逻辑门功能测试的方法。74LS00为四输入2与非门,电路图如3-1所示。74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中,共有14条外引线。使用时必须保证在第14脚上加+5V电压,第7脚与底线接好。 整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。 表3-1 74LS00与非门真值表 1.门电路的静态逻辑功能测试 静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表,确认门电路的逻辑功能正确与否。实验时,可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量,加高、低电平,观测输出电平是否符合74LS00的真值表(表3-1)描述功能。

数字电路与逻辑设计实验实验四

中山大学南方学院 电气与计算机工程学院 课程名称:数字电路与逻辑设计实验实验题目:译码显示电路

附:实验报告 专业:电子信息科学与技术年级:18 完成日期:2020年7月05日学号:182018010 姓名:叶健行成绩: 一、实验目的 (一)掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法。 (二)熟悉数码管的使用。 二、实验原理 (一)数码显示译码器 1、七段发光二极管(LED)数码管 LED数码管是目前最常用的数字显示器,图1 (a)、(b)为共阴管和共阳管的电路,(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。 一个LED数码管可用来显示一位0~9十进制数和一个小数点。小型数码管(0.5寸和0.36寸)每段发光二极管的正向压降,随显示光(通常为红、绿、黄、橙色)的颜色不同略有差别,通常约为2~2.5V,每个发光二极管的点亮电流在5~10mA。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器,该译码器不但要完成译码功能,还要有相当的驱动能力。 (a) 共阴连接(“1”电平驱动)(b) 共阳连接(“0”电平驱动)

(c) 符号及引脚功能 图1 LED 数码管 2、BCD 码七段译码驱动器 此类译码器型号有74LS47(共阳),74LS48(共阴),CC4511(共阴)等,本实验系采用74LS48 BCD 码锁存/七段译码/驱动器。驱动共阴极LED 数码管。图2为74LS48引脚排列。 其中 A 、B 、C 、D — BCD 码输入端 a 、 b 、 c 、 d 、 e 、 f 、 g — 译码输出端,输出“1”有效,用来驱动共阴极LED 数码管。 LT — 灯 测试输入端,LT =“0”时,译码输出全为“1” BI R — 灭 零 输入端,BI R =“0”时,不显示多余的零。 RBO /BI — 作为输入使用时,灭灯输入控制端; 作为输出端使用时,灭零输出端。 (二)扫描式显示 对多位数字显示采用扫描式显示可以节电,这一点在某些场合很重要。对于某些系统输出的的数据,应用扫描式译码显示,可使电路大为简化。有些系统,比如计算机,某些A/D 转换器,是以这样的形式输出数据的:由选通信号控制多路开关,先后送出(由高位到低位或由低位到高位)一位十进制的BCD 码,如图(三)所示。图中的Ds 称为选通信号,并假定系统按先高位后低位的顺序送出数据,当Ds1高电平送出千位数,Ds2高电平送出百位数,……一般Ds 的高电平相邻之间有一定的间隔,选通信号可用节拍发生器产生。 如图(四)所示,为这种系统的译码扫描显示的原理图。图中各片 LED

数字电路实验指导书2016

***************************************************** ***************************************************** *********************************************** 数字电路 实验指导书 广东技术师范学院天河学院电气工程系

目录 实验系统概术 (3) 一、主要技术性能 (3) 二、数字电路实验系统基本组成 (4) 三、使用方法 (12) 四、故障排除 (13) 五、基本实验部分 (14) 实验一门电路逻辑功能及测试 (14) 实验二组合逻辑电路(半加器全加器及逻辑运算) (18) 实验三译码器和数据选择器 (43) 实验四触发器(一)R-S,D,J-K (22) 实验五时序电路测试及研究 (28) 实验六集成计数器161(设计) (30) 实验七555时基电路(综合) (33) 实验八四路优先判决电路(综合) (43) 附录一DSG-5B型面板图 (45) 附录二DSG-5D3型面板图 (47) 附录三常用基本逻辑单元国际符号与非国际符号对照表 (48) 附录四半导体集成电路型号命名法 (51) 附录五集成电路引脚图 (54)

实验系统概述 本实验系统是根据目前我国“数字电子技术教学大纲”的要求,配合各理工科类大专院校学生学习有关“数字基础课程,而研发的新一代实验装置。”配上Lattice公司ispls1032E可完成对复杂逻辑电路进行设计,编译和下载,即可掌握现代数字电子系统的设计方法,跨入EDA 设计的大门。 一、主要技术性能 1、电源:采用高性能、高可靠开关型稳压电源、过载保护及自动恢复功能。 输入:AC220V±10% 输出:DC5V/2A DC±12V/0.5A 2、信号源: (1)单脉冲:有两路单脉冲电路采用消抖动的R-S电路,每按一次按钮开关产生正、负脉冲各一个。 (2)连续脉冲:10路固定频率的方波1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。 (3)一路连续可调频率的时钟,输出频率从1KHz~100KHz的可调方波信号。 (4)函数信号发生器 输出波形:方波、三角波、正弦波 频率范围:分四档室2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~2KHZ、2KHZ~20HZ。 3、16位逻辑电平开关(K0~K15)可输出“0”、“1”电平同时带有电平指示,当开关置“1”电平时,对应的指示灯亮,开关置“0”电平时,对应的指示灯灭,开关状态一目了然。 4、16位电平指示(L0~L15)由红、绿灯各16只LED及驱动电路组成。当正逻辑“1”电平输入时LED红灯点亮,反之LED绿灯点亮。

六路彩灯循环控制器数电课程设计报告书

一.设计目的及要求 1.1 课程设计的目的 1、巩固和加强《数字电子技术》课程的理论知识。 2、掌握电子电路的一般设计方法,了解电子产品研制开发过程。 3、掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法,学会用ewb 软件或multisim软件对电路仿真。 4、通过查阅手册和文献资料,培养独立分析问题和解决问题的能力。 5、培养创新能力和创新思维。 1.2 要求 用中规模集成电路实现6路彩灯控制电路,主要用计数器、译码器、移位寄存器等芯片集成,实现以下5种演示花型: 花型1:6路彩灯同时亮; 花型2:6路彩灯同时灭; 花型3:6路彩灯从左至右逐路点亮; 花型4:6路彩灯左侧三个全亮,同时右侧三个全灭; 花型5; 6路彩灯右侧三个全亮,同时左侧三个全灭;

要求彩灯亮、灭一次的时间可调,花型转换的顺序为:花型1、花型2、花型3、花型4,花型5、花型1······且电路有复位控制,复位按钮闭合时彩灯循环输出,按钮断开彩灯熄灭。 二、设计方案的选择和电路框图 2.1 题目分析 我们设计的流水灯实际上是主要使用一个555定时器、一个74LS160,一个74LS42和两个74HC194,这四个芯片对,6个彩灯进行控制,产生循环控制的效果。 2.2题目设计 花型1,111111;花型2,000000;花型3,100000——010000——001000——000100——000010——000001;花型4,111000;花型5,000111。用74HC194移位寄存器来实现。用74LS42译码器来实现对194的控制,实现194的清零,并行输入,以及右移。用74LS160十进制计数器控制42译码器的输出,555定时器根据滑动电阻的调节来实现输出时钟脉冲周期的不同从而控制160计数的快慢,也就实现了彩灯闪烁时间的可调。 2.3 结构框图

数字电路实验报告

数字电路实验报告 姓名:张珂 班级:10级8班 学号:2010302540224

实验一:组合逻辑电路分析一.实验用集成电路引脚图 1.74LS00集成电路 2.74LS20集成电路 二、实验内容 1、组合逻辑电路分析 逻辑原理图如下:

U1A 74LS00N U2B 74LS00N U3C 74LS00N X1 2.5 V J1 Key = Space J2 Key = Space J3 Key = Space J4 Key = Space VCC 5V GND 图1.1组合逻辑电路分析 电路图说明:ABCD 按逻辑开关“1”表示高电平,“0”表示低电平; 逻辑指示灯:灯亮表示“1”,灯不亮表示“0”。 真值表如下: A B C D Y 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 表1.1 组合逻辑电路分析真值表 实验分析: 由实验逻辑电路图可知:输出X1=AB CD =AB+CD ,同样,由真值表也能推出此方程,说明此逻辑电路具有与或功能。 2、密码锁问题: 密码锁的开锁条件是:拨对密码,钥匙插入锁眼将电源接通,当两个条件同时满足时,开锁信号为“1”,将锁打开;否则,报警信号为“1”,则接通警铃。

试分析下图中密码锁的密码ABCD 是什么? 密码锁逻辑原理图如下: U1A 74LS00N U2B 74LS00N U3C 74LS00N U4D 74LS00N U5D 74LS00N U6A 74LS00N U7A 74LS00N U8A 74LS20D GND VCC 5V J1 Key = Space J2 Key = Space J3 Key = Space J4 Key = Space VCC 5V X1 2.5 V X2 2.5 V 图 2 密码锁电路分析 实验真值表记录如下: 实验真值表 A B C D X1 X2 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 表1.2 密码锁电路分析真值表 实验分析: 由真值表(表1.2)可知:当ABCD 为1001时,灯X1亮,灯X2灭;其他情况下,灯X1灭,灯X2亮。由此可见,该密码锁的密码ABCD 为1001.因而,可以得到:X1=ABCD ,X2=1X 。

数电课程设计-彩灯

课程设计报告 ( 2009 -- 2010 年度第二学期) 名称:数字电子技术课程设计 题目:彩灯控制系统 学号: 学生姓名: 成绩: 日期:2010 年5 月21 日

目录 一、电子技术课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计名称及设计要求 (3) 三、系统框图及简要说明 (3) 四、方案选择与论证 (4) 五、单元电路设计(原理、芯片、参数计算等) (4) 六、总体电路 (6) 七、实验过程 (6) 八、心得体会 (7) 附录I:总原理图 (7) 附录II:multisim仿真图 (8) 附录III:元器件清单 (9) 附录IV:参考文献 (9)

一、电子技术课程设计的目的与要求 设计目的: 课程设计作为数字电子技术课程的重要组成部分,目的是使学生进一步理解课程内容,基本掌握数字系统设计和调试的方法,增加集成电路应用知识,培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求,在学完专业基础课数字电子技术课程后,应进行课程设计,其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解,学会设计小型数字系统的方法,独立完成系统设计及调试,增强学生理论联系实际的能力,提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新,为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 设计要求: 1.教学基本要求 要求学生独立完成选题设计,掌握数字系统设计方法;完成系统的组装及调试工作;在课程设计中要注重培养工程质量意识,按要求写出课程设计报告。 2.能力培养要求 (1)通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 (2)通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节,掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 (3)掌握常用仪器设备的使用方法,学会简单的实验调试,提高动手能力。 (4)综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 (5)培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、课程设计名称及设计要求 彩灯控制电路: 1.设计任务 本课题要求设计一个具有一定变幻功能的四路彩灯显示系统。 2.技术指标及要求: (1)四路彩灯从左向右逐次渐亮,间隔为1秒。 (2)四路彩灯从右向左逐次渐灭,间隔为1秒。 (3)四路彩灯同时点亮,时间为0.5秒,然后同时变暗,时间为0.5秒, 反复4次。 3. (选做)多种图形方案选择显示。 三、系统框图及简要说明 图一简化设计框图

数字电路实验计数器的设计

数字电路与逻辑设计实验报告实验七计数器的设计 :黄文轩 学号:17310031 班级:光电一班

一、实验目的 熟悉J-K触发器的逻辑功能,掌握J-K触发器构成异步计数器和同步计数器。 二、实验器件 1.数字电路实验箱、数字万用表、示波器。 2.虚拟器件: 74LS73,74LS00, 74LS08, 74LS20 三、实验预习 1. 复习时序逻辑电路设计方法 ①根据设计要求获得真值表 ②画出卡诺图或使用其他方式确定状态转换的规律 ③求出各触发器的驱动方程 ④根据已有方程画出电路图。 2. 按实验内容设计逻辑电路画出逻辑图 Ⅰ、16进制异步计数器的设计 异步计数器的设计思路是将上一级触发器的Q输出作为下一级触发器的时钟信号,置所有触发器的J-K为1,这样每次到达时钟下降沿都发生一次计数,每次前一级 触发器从1变化到0都使得后一级触发器反转,即引发进位操作。 画出由J-K触发器组成的异步计数器电路如下图所示:

使用Multisim仿真验证电路正确性,仿真图中波形从上到下依次是从低位到高位 触发器的输出,以及时钟信号。: 可以看出电路正常执行16进制计数器的功能。 Ⅱ、16进制同步计数器的设计 较异步计数器而言,同步计数器要求电路的每一位信号的变化都发生在相同的时间点。

因此同步计数器各触发器的时钟脉冲必须是同一个时钟信号,这样进位信息就要放置在J-K 输入端,我们可以把J-K端口接在一起,当时钟下降沿到来时,如果满足进位条件(前几位触发器输出都为1)则使JK为1,发生反转实现进位。 画出由J-K触发器和门电路组成的同步计数器电路如下图所示 使用Multisim仿真验证电路正确性,仿真图中波形从上到下依次是从低位到高位触发器的输出,计数器进位输出,以及时钟信号。:

数字电路实验指导书

数字逻辑电路 实验指导书 师大学计算机系 2017.10 . .

数字逻辑电路实验 Digital Logic Circuits Experiments 一、实验目的要求: 数字逻辑电路实验是计算机科学与技术专业的基础实验,与数字逻辑电路理论课程同步开设(不单独设课),是理论教学的深化和补充,同时又具有较强的实践性,其目的是通过若干实验项目的学习,使学生掌握数字电子技术实验的基本方法和实验技能,培养独立分析问题和解决问题的能力。 二、实验主要容: 教学容分为基础型、综合型,设计型和研究型,教学计划分为多个层次,学生根据其专业特点和自己的能力选择实验,1~2人一组。但每个学生必须选做基础型实验,综合型实验,基础型实验的目的主要是培养学生正确使用常用电子仪器,掌握数字电路的基本测试方法。按实验课题要求,掌握设计和装接电路,科学地设计实验方法,合理地安排实验步骤的能力。掌握运用理论知识及实践经验排除故障的能力。综合型实验的目的就是培养学生初步掌握利用EDA软件的能力,并以可编程器件应用为目的,培养学生对新技术的应用能力。初步具有撰写规技术文件能力。设计型实验的目的就是培养学生综合运用已经学过的电子技术基础课程和EDA软件进行电路仿真实验的能力,并设计出一些简单的综合型系统,同时在条件许可的情况下,可开设部分研究型实验,其目的是利用先进的EDA软件进行电路仿真,结合具体的题目,采用软、硬件结合 的方式,进行复杂的数字电子系统设计。 . .

数字逻辑电路实验 实验1 门电路逻辑功能测试 实验预习 1 仔细阅读实验指导书,了解实验容和步骤。 2 复习门电路的工作原理及相应逻辑表达式。 3 熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。 4 熟悉TTL门电路逻辑功能的测试。 5 了解数字逻辑综合实验装置的有关功能和使用方法。 实验目的 1 熟悉数字逻辑实验装置的有关功能和使用方法。 2 熟悉双踪示波器的有关功能和使用方法。 3 掌握门电路的逻辑功能,熟悉其外形和外引线排列。 4 学习门电路的测试方法。 实验仪器 1 综合实验装置一套 2 数字万用表一块 3 双踪示波器一台 4 器件 74LS00 二输入端四与非门2片 74LS20 四输入端双与非门1片 74LS86 两输入端四异或门1片 74LS04 六反相器1片 实验原理说明 数字电路主要研究电路的输出与输入之间的逻辑关系,这种逻辑关系是由门电路的组合来实现的。门电路是数字电路的基本单元电路。门电路的输出有三种类型:图腾柱输出(一般TTL门电路)、集电极开路(OC门)输出和三态(3S)输出。它们的类型、逻辑式、逻辑符号与参考型号见表1-0。门电路的输入与输出量均为1和0两种逻辑状态。我们在实验中可以用乒乓开关的两种位置表示输入1和0两种状态,当输入端为高电平时,相应的输入端处于1位置,当输入端为低电平时,相应的输入端处于0位置。我们也可以用发光二极管的两种状态表示输出1和0两种状态,当输出端为高电平时,相应的发光二极管亮,当输出端为低电平时,相应的发光二极管不亮。我们还可以用数字万用表直接测量输出端的电压值,当电压值为3.6V左右时为高电平,表示1状态;当电压值为0.3V以下时为低电平,表示0状态。在实验中,我们可以通过测试门电路输入与输出的逻辑关系,分析和验证门电路的逻辑功能。我们实验中的集成电路芯片主要以TTL集成电路为主。 . .

数电课程设计四花样彩灯控制器

课程设计说明书 课程设计名称:数字电路课程设计 课程设计题目:四花样彩灯控制器 学院名称:信息工程学院 专业:通信工程班级: 110422学号: 11042215 姓名:陈粤龙 评分:教师: 20 13 年 9 月 23 日

数字电路课程设计任 务书 20 12 -2013 学年第 1 学期第19 周- 20 周 题目四花样彩灯控制 内容及要求 (1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动 (2) 彩灯两亮两灭,从左向右移动 (3)四亮四灭,从左向右移动 (4)从1~8从左到右逐次点亮,然后逐次熄灭 (5)四种花样自动变换. 进度安排 1. 布置任务、查阅资料、选择方案、领仪器设备:2天 2。仿真、画PCB线路图:2天 3。领元器件、制作、焊接:3天 4.调试:2天?5. 验收:1天 6. 提交报告:2013-2014学年第一学期2—3周 学生姓名:陈粤龙 指导时间:2周指导地点:E610 任务下达2013年 9月 22日任务完成2013 年 9 月2 5日 考核方式1.评阅□2.答辩□3.实际操作□4.其它□ 指导教师系(部)主任 注:1、此表一组一表二份,课程设计小组组长一份;任课教师授课时自带一份

备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结"、“学生成绩单”一并交院教务存档。

摘要 彩灯控制器在我门日常生活中有重要的运用,如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理.本次设计的四花样彩灯控制器是其中较简单的,但这是进行复杂设计的基础。 本次课程设计要设计一个四花样彩灯控制器。首先要分析设计要求,从要实现四花样入手推导出要使用的芯片。可通过八位右移寄存器74LS164实现八个彩灯的向右移动,从它的右移输入端输入四种码来实现它的四种花样。根据四种花样确定这四种码,可通过模十六计数器74LS161的输出端接与门74LS08和非门74LS04产生。要实现彩灯的自动转换,把四种码输入四选一数据选择器74LS 153的四个输入端,它的地址输入端接双D触发器74LS74的两个输出端,74L S74可产生四种循环的状态,从而实现彩灯的自动转换。时钟信号由两个555产生,一个产生周期为0.721秒的矩形脉冲控制模十六计数器74LS161和八位右移寄存器74LS164,另一个产生周期为14.01秒的脉冲控制双D触发器。当彩灯完成一种花样时,双D触发器输出状态改变,数据选择器选择另一种码输出,彩灯变为下一种花样,直到完成四种花样再循环变化. 经实验验证,所设计的四花样彩器能完成四花样变换,每一种花样循环两次,四种花样不断循环。 关键字:时钟脉冲分频自动转换控制器数据选择器

数字电路组合逻辑电路设计实验报告

实验三组合逻辑电路设计(含门电路功能测试)

一、实验目的 1.掌握常用门电路的逻辑功能 2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法 3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法 二、实验设备与器材 Multisim 、74LS00 四输入2与非门、示波器、导线 三、实验原理 TTL集成逻辑电路种类繁多,使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查,保证实验的顺利进行。 测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。静态测试时,门电路输入端加固定的高(H)、低电平,用示波器、万用表、或发光二极管(LED)测出门电路的输出响应。动

态测试时,门电路的输入端加脉冲信号,用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。 下面以74LS00为例,简述集成逻辑门功能测试的方法。74LS00为四输入2与非门,电路图如3-1所示。74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中,共有14条外引线。使用时必须保证在第14脚上加+5V电压,第7脚与底线接好。 整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。 表3-1 74LS00与非门真值表 1.门电路的静态逻辑功能测试 静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表,确认门电路的逻辑功能正确与否。实验时,可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量,加高、低电平,观测输出电平是否符合74LS00的真值表(表3-1)描述功能。 测试电路如图3-2所示。试验中A、B输入高、低电平,由数字电路实验箱中逻辑电平产生电路产生,输入F可直接插至逻辑电平只是电路的某一路进行显示。

仿真示意 2.门电路的动态逻辑功能测试 动态测试用于数字系统运行中逻辑功能的检查,测试时,电路输入串行数字信号,用示波器比较输入与输出信号波形,以此来确定电路的功能。实验时,与非门输入端A加一频率为

数字电路及设计实验

常用数字仪表的使用 实验内容: 1.参考“仪器操作指南”之“DS1000操作演示”,熟悉示数字波器的使用。 2.测试示波器校正信号如下参数:(请注意该信号测试时将耦合方式设置为直流耦合。 峰峰值(Vpp),最大值(Vmax),最小值(Vmin), 幅值(Vamp),周期(Prd),频率(Freq) 顶端值(Vtop),底端值(Vbase),过冲(Overshoot), 预冲(Preshoot),平均值(Average),均方根值(Vrms),即有效值 上升时间(RiseTime),下降时间(FallTime),正脉宽(+Width), 负脉宽(-Width),正占空比(+Duty),负占空比(-Duty)等参数。 3.TTL输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下,一般输出高电平是3.5V,输出低 电平是0.2V。最小输入高电平和低电平:输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8V。 请采用函数信号发生器输出一个TTL信号,要求满足如下条件: ①输出高电平为3.5V,低电平为0V的一个方波信号; ②信号频率1000Hz; 在示波器上观测该信号并记录波形数据。

集成逻辑门测试(含4个实验项目) (本实验内容选作) 一、实验目的 (1)深刻理解集成逻辑门主要参数的含义和功能。 (2)熟悉TTL 与非门和CMOS 或非门主要参数的测试方法,并通过功能测试判断器件好坏。 二、实验设备与器件 本实验设备与器件分别是: 实验设备:自制数字实验平台、双踪示波器、直流稳压电源、数字频率计、数字万用表及工具; 实验器件:74LS20两片,CC4001一片,500Ω左右电阻和10k Ω左右电阻各一只。 三、实验项目 1.TTL 与非门逻辑功能测试 按表1-1的要求测74LS20逻辑功能,将测试结果填入与非门功能测试表中(测试F=1、0时,V OH 与V OL 的值)。 2.TTL 与非门直流参数的测试 测试时取电源电压V CC =5V ;注意电流表档次,所选量程应大于器件电参数规范值。 (1)导通电源电流I CCL 。测试条件:输入端均悬空,输出端空载。测试电路按图1-1(a )连接。 (2)低电平输入电流I iL 。测试条件:被测输入端通过电流表接地,其余输入端悬空,输出空载。测试电路按图1-1(b )连接。 (3)高电平输入电流I iH 。测试条件:被测输入端通过电流表接电源(电压V CC ),其余输入端均接地,输出空载。测试电路按图1-1(c )连接。 (4)电压传输特性。测试电路按图1-2连接。按表1-2所列各输入电压值逐点进行测量,各输入电压值通过调节电位器W 取得。将测试结果在表1-2中记录,并根据实测数据,做出电压传输特性曲线。然后,从曲线上读出V OH ,V OL ,V on ,V off 和V T ,并计算V NH ,V NL 等参数。 表1-1 与非门功能测试表

循环彩灯数电课程设计

课程设计说明书 课程名称:数字电子技术 设计题目:循环彩灯 院系:电子信息与电气工程学院 学生姓名: 学号: 专业班级: 指导教师: 2011年5月25日

课程设计任务书

循环彩灯 摘要:本次循环彩灯的设计制作由555定时器、74LS192、74LS138两种芯片构成的中规模集成电路来实现,其中555定时器组成的多谐振荡电路震荡周期为1秒,74LS192实现八进制加法计数(从0000到0111),74LS138实现对应八个LED彩灯译码功能。 关键词:循环彩灯555定时器74LS19274LS138

目录 1.设计背景 (4) 1.1了解数字电路系统的定义及组成 (4) 1.2掌握时钟电路的作用及基本构成 (4) 2.设计方案 (4) 2.1总体设计路 (4) 2.2电路框图 (4) 3.方案实施 (5) 3.1 555定时电路产生始终脉冲 (5) 3.2 74LS38与74LS92功能 (6) 3.3 电路仿真 (8) 3.4 PCB板制作 (9) 4.结果与结论 (10) 4.1电路调试 (10) 4.2 理论值与实际值 (11) 5.收获与致谢 (11) 6.参考文献 (13) 7.附件 (13)

附录1 (13) 附录 2 (13) 1. 设计背景 1.1了解数字电路系统的定义及组成 数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。输入电路主要作用是将被控信号转换成数字信号,其形式包括各种输入接口电路。比如数字频率计中,通过输入电路对微弱信号进行放大、整形,得到数字电路可以处理的数字信号。模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。在设计输入电路时,必须首先了解输入信号的性质,接口的条件,以设计合适的输入接口电路。 1.2掌握时钟电路的作用及基本构成 时钟电路是数字电路系统中的灵魂,它属于一种控制电路,整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。时钟电路包括主时钟振荡电路及经分频后形成各种时钟脉冲的电路。比如多路可编程控制器中的 555 多谐振荡电路,数字频率计中的基准时间形成电路等都属于时钟电路。设计时钟电路,应根据系统的要求首先确定主时钟的频率,并注意与其他控制信号结合产生系统所需的各种时钟脉冲。 2 设计方案 2.1 总体设计思路 循环彩灯的设计制作由555定时器、74LS192、74LS138两种芯片构成的中规模集成电路来实现,其中555定时器组成的多谐振荡电路震荡周期为1秒,74LS192实现八进制加法计数(从0000到0111),74LS138实现对应八个LED彩灯译码功能。

数字系统设计实验三

实验四简易数字钟下载 1、实验目的 1)学习掌握数字系统综合设计方法。 2)学习掌握层次设计方法。 3)学习掌握设计下载方法。 4)学习掌握实验系统使用方法。 2、实验原理 数字钟是对输入时基秒脉冲进行计数,依次输出秒数值、分数值、小时数值,从而确定时钟时间,其原理框图如下图所示。 Image 简易数字钟原理图 简易数字钟原理图 实际的数字钟设计中还需要增加年月日的功能,这里框图中

也省略了校时功能的结构。 3、实验内容 1)选择XC2S200PQ208器件建立一个新的工程。 2)在上述工程中,采用VHDL语言的方法设计上述简易数字钟。 3)参考实验系统使用说明,按下列要求锁定引脚。秒、分钟、小时由实验系统的J1、J2输出,显示输出的时分秒间隔一位数码管。时钟输入由J7的1脚输入。 4)下载编程并验证设计结果。 4、实验设备 1)清华同方PⅣ 2.4G\256M60G 2)ISE 6.2i—Windows软件系统 3)多功能EDA实验系统(V型) 5、实验步骤 1)写出简易数字钟的设计程序。 2)画出简易数字钟的仿真波形。 3)将程序下载到芯片中。 a.首先点击菜单Assignments->Device,选择Device family->Cyclone IV E,然后选择芯片型号Available device->EP4CE6F17C8。 b.进行管脚锁定,选择菜单Assignments->Pin Planner,在Location列下为输入\输出变量选择对应的管脚进行锁定。 c.选择快捷菜单进行编译Start Compilation,生成下载文件。 d.点击Tools->Programmer e.点击Add Device,在Device->Cyclone IVE中,选择Device

数字电路与逻辑设计实验总结报告

第二次实验是Quartus11原理图输入法设计,由于是第一次使用Quartus11软 件,实验中遇到了不少问题,总结起来主要有以下几个: (1)在创建工程并且编译通过之后得不到仿真波形 解决方法:经过仔细检查,发现在创建符号文件时,未对其重新命名,使得符号文件名与顶层文件的实体名一样。在改变符号文件名之后成功的得到了仿真波形。 (2)得到的仿真波形过于紧密不便于观察 解决方法:重新对仿真域的时间进行设定,并且对输入信号的周期做相应的调整,最终得到了疏密有致的仿真波形。 实验总结及心得体会 通过本次实验我初步掌握了Quartus11的使用方法,并且熟悉了电路板的使用。在实验具体操作的过程中,对理论知识(半加器和全加器)也有了更近一步的理解,真正达到了理论指导实践,实践检验理论的目的。 实验操作中应特别注意的几点: (1)刚开始创建工程时选择的目标芯片一定要与实验板上的芯片相对应。 (2)连接电路时要注意保证线与端口连接好,并且注意不要画到器件图形符号的虚线框里面。 (3)顶层文件的实体名只能有一个,而且注意符号文件不能与顶层文件的实体名相同。 (4)保存波形文件时,注意文件名必须与工程名一致,因为在多次为一个工程建立波形文件时,一定要注意保存时文件名要与工程名一致,否则不能得到正确的仿真结果。 (5)仿真时间区域的设定与输入波形周期的设定一定要协调,否则得到波形可能不便于观察或发生错误。 心得体会:刚接触使用一个新的软件,实验前一定要做好预习工作,在具体的实验操作过程中一定要细心,比如在引脚设定时一定要做到“对号入座”,曾经自己由于这一点没做好耗费了很多时间。实验中遇到的各种大小问题基本都是自己独立排查解决的,这对于自己独立解决问题的能力也是一个极大地提高和锻炼,总之这次实验我获益匪浅。 第三次实验是用VHDL语言设计组合逻辑电路和时序逻辑电路,由于Quartus11软件在之前已经使用过,所以本实验的主要任务就是编写与实验要求相对应的VHDL程序。 总体来说此次实验比较顺利,基本没有遇到什么问题,但有几点需要特别注意。首先是要区分实体名称和结构体名,这一点是程序编写的关键。其次在时序逻辑电路的设计实验中时钟的设置很关键,设置不当的话仿真波形可能不正确。 通过本次实验我初步学会用VHDL语言编写一些简单的程序,同时也进一步熟悉了Quartus11软件的使用。 实验八彩灯控制电路设计与实现 一、实验目的 1、进一步了解时序电路设计方法

数字电子技术实验指导书

数字电子技术实验指导书 (韶关学院自动化专业用) 自动化系 2014年1月10日 实验室:信工405

数字电子技术实验必读本实验指导书是根据本科教学大纲安排的,共计14学时。第一个实验为基础性实验,第二和第七个实验为设计性实验,其余为综合性实验。本实验采取一人一组,实验以班级为单位统一安排。 1.学生在每次实验前应认真预习,用自己的语言简要的写明实验目的、实验原理,编写预习报告,了解实验内容、仪器性能、使用方法以及注意事项等,同时画好必要的记录表格,以备实验时作原始记录。教师要检查学生的预习情况,未预习者不得进行实验。 2.学生上实验课不得迟到,对迟到者,教师可酌情停止其实验。 3.非本次实验用的仪器设备,未经老师许可不得任意动用。 4.实验时应听从教师指导。实验线路应简洁合理,线路接好后应反复检查,确认无误时才接通电源。 5.数据记录 记录实验的原始数据,实验期间当场提交。拒绝抄袭。 6.实验结束时,不要立即拆线,应先对实验记录进行仔细查阅,看看有无遗漏和错误,再提请指导教师查阅同意,然后才能拆线。 7.实验结束后,须将导线、仪器设备等整理好,恢复原位,并将原始数据填入正式表格中,经指导教师签名后,才能离开实验室。

目录实验1 TTL基本逻辑门功能测试 实验2 组合逻辑电路的设计 实验3 译码器及其应用 实验4 数码管显示电路及应用 实验5 数据选择器及其应用 实验6 同步时序逻辑电路分析 实验7 计数器及其应用

实验1 TTL基本逻辑门功能测试 一、实验目的 1、熟悉数字电路试验箱各部分电路的基本功能和使用方法 2、熟悉TTL集成逻辑门电路实验芯片的外形和引脚排列 3、掌握实验芯片门电路的逻辑功能 二、实验设备及材料 数字逻辑电路实验箱,集成芯片74LS00(四2输入与非门)、74LS04(六反相器)、74LS08(四2输入与门)、74LS10(三3输入与非门)、74LS20(二4输入与非门)和导线若干。 三、实验原理 1、数字电路基本逻辑单元的工作原理 数字电路工作过程是数字信号,而数字信号是一种在时间和数量上不连续的信号。 (1)反映事物逻辑关系的变量称为逻辑变量,通常用“0”和“1”两个基本符号表示两个对立的离散状态,反映电路上的高电平和低电平,称为二值信息。(2)数字电路中的二极管有导通和截止两种对立工作状态。三极管有饱和、截止两种对立的工作状态。它们都工作在开、关状态,分别用“1”和“0”来表示导通和断开的情况。 (3)在数字电路中,以逻辑代数作为数学工具,采用逻辑分析和设计的方法来研究电路输入状态和输出状态之间的逻辑关系,而不必关心具体的大小。 2、TTL集成与非门电路的逻辑功能的测试 TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门。实验采用二4输入与非门74LS20芯片,其内部有2个互相独立的与非门,每个与非门有4个输入端和1个输出端。74LS20芯片引脚排列和逻辑符号如图2-1所示。

循环彩灯控制器课程设计8路

数字电路课程设计报告课程名称:循环彩灯控制器 设计题目:循环彩灯控制器 院(部):机械与电子工程学院 专业: 学生姓名: 学号: 班级: 日期: 指导教师:

课程设计任务书 课程设计题目循环彩灯控制器 姓名学号班级 院部机械与电子工 程学院 专业 组别组长组员 指导教师 课程设计目的 1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2.熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用,并掌握其工作原理,进一步学会使用其进行电路设计。 3.了解数字系统设计的基本思想和方法,学会科学分析和解决问题。 4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5.数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会,增强动手实践的能力。 课程 设计 环境 用proteus 仿真软件画出总体电路图、word编写课程设计报告

课程设计任务和要求设计要求: 1. 8路彩灯能演示三种花型(花型自拟); 2. 彩灯用发光二极管LED模拟; 3.选做:实现快慢两种节拍的变换。 设计任务: 1.设计电路实现题目要求; 2.电路在功能相当的情况下设计越简单越好; 3. 注意布线,要直角连接,选最短路径,不要相互交叉; 4. 注意用电安全,所加电压不能太高,以免烧坏芯片和面包板。 课程设计工作进度计划 序号起止日期工作内容 1 2012年6月7日~2012年 6月11日选择设计题目并阅读相关文献、资料,学习使用proteus 2 2012年6月12日~2012 年6月13日 根据设计任务和要求,做出大纲和目录 3 2012年6月13日~2012 年6月16日 根据目录做出设计内容 4 2012年6月17日~2012 年6月18日 根据设计内容用proteus画图 5 2012年6月19日整理课程设计的格式与内容 6 2012年6月20日打印并装订 教研室审核意见: 教研室主任签字:年月日 教学院(系)审核意见: 主任签字:年月日

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