《数字电路实验》课程教学大纲
课程编号：390004
学 分：2学分
总 学 时： 32学时
适用专业：电子系电子科学与技术、自动化专业、电子信息专业
先修课程：高等数学、物理、数字逻辑电路
一、课程的性质和目的
《数字电路实验A》是电工电子实践系列课程中的重要实践课程，它与《数字电子技术》理论课程同步进行。本课程的教学目的是通过大纲所列内容的学习与实践，巩固理论课程所学知识，进一步使学生在实验技能方面得到系统的训练，提高学生数电的设计水平和工程实践能力，为后续专业课程的学习打下坚实基础，为今后从事科研活动培养严谨工作作风。
二、实验内容与教学要求
1、常用仪器的使用（3学时）
实验目的：
（1）掌握常用仪器的使用方法；
（2）掌握实验箱的结构和使用方法；
（3）掌握TTL集成门电路逻辑功能的测试方法；
实验内容：
（2）掌握电子仪器的正确使用方法
2示波器、函数发生器和交流毫伏表的使用
a．示波器双踪显示，调整显示两条扫描线。注意当触发方式置于“常态”时，有无扫描线？解释触发方式置于“常态”或“自动”时有何区别？
b．示波器校准信号的测试
c．正弦波的测试
d．叠加有直流分量的正弦波的测试（选做）
e相位差的测量（选做）
（3）几种周期信号的幅值，有效期及频率的测量（选做）
（4）用示波器测量TTL脉冲（调整调节函数信号发生器输出信号频率为2MHz）的上升时间tr，脉冲宽度tw和高电平VoH，低电平VoL值（f=1kHz时测量）。
2、TTL集成门电路功能的测试(3学时)
实验目的：
(1) 掌握数字实验箱的结构功能和使用方法。
(2) 掌握TTL门电路的逻辑功能及其转换作用。
(3) 掌握TTL门电路的逻辑功能的测试方法。
实验内容：
(1)掌握数字实验箱的使用方法，用万用表检测直流稳压电源+5V输出端电压。
(3)TTL集成门电路逻辑功能测试，输入接逻辑开关L.L（拨0为低电平，拨1为高电平）,输出接指示灯L.I（灯灭为0，低电平；灯亮为1，高电平）用万用表测量输出电压高低电平值。
①与非门逻辑功能测试
(a) 二输入四与非门74LS00逻辑功能测试
(b) 与非门控制作用测试
②或门逻辑功能测试（选做）
③异或门逻辑功能测试
(4)用与非门实现其他逻辑门电路（选做）
3、三态门和ＯＣ门的研究 (3学时)
实验目的：
(1)掌握TTL三态门（TS门）的逻辑应用；
(2)掌握TTL 集电极开路门（OC门）的逻辑应用；
(3)熟悉TTL三态门、OC门电路应用的测试方法。
实验内容：
1．用三态门实现两路信号分时传送的总线结构。
(1)静态验证 输入端接开关，输出端接逻辑指示灯并用电压表测量输出高、低电平的电压值。
(2)动态验证 输入端接TTL脉冲信号，用示波器对应地观察输入、输出波形。
2．用集电极开路(OC)“与非”门实现两路信号分时传送的总线结构，要求与实验内容1相同。（选做）
4、SSI设计组合逻辑电路(1) （仿真实验） (3学时)
实验目的：
（1）、熟练掌握组合逻辑电路的设计方法；
（2）、掌握Multisim软件的使用方法；
实验内容：
（1）用与非门设计一个多数表决电路，当输入变量A、B、C有两个或两个以上为1时输出Y为1，否则为0。
（2）设计一个组合逻辑电路，它接收一位8421BCD码B3B2B1B0，仅当2< B3B2B1B0<7时输出Y才为1。
补充：用与非门和异或门设计全加器并验证其逻辑功能（选做）；
5、SSI设计组合逻辑电路(2) (3学时)
实验目的：
（1）熟练掌握组合逻辑电路的设计方法；
（2）进一步熟练掌握实验箱的使用方法；
实验内容：
（3）四位数码奇偶校验电路：四位二进制数，当输入数码中有奇数个1时，输出为1。（0000为偶数个1）
（4）人类有四种血型：A、B、AB和O型。输血时，输血者与受血者必须符合右图的规定，否则有生命危险，试设计一个判别电路，判断输血者和受血者是否符合规定。（提示：输入可用两个变量的组合表示输血者血型，另外两个变量的组合代表受血者血型；输出变量表示是否符合规定。）
（5）用最少的器件设计一个健身房照明灯的控制电路，该健身房有东门、南门、西门，在各个门旁边装有一个开关，每个开关都能独立控制灯的亮暗，控制电路具有以下功能：（选做）
①任一门开关接通，灯即亮，开关断，灯暗；
②当某一门开关接通，灯亮，接着接通另一门开关，灯暗；
③当三个门开关都接通时，灯亮。
6、MSI组合功能件的应用（3学时）
实验目的：
（1）理解并掌握数据选择器、译码器MSI组合功能件功能表；
（2）掌握MSI组合功能件的使用设计方法。
实验内容：
(1) 某汽车驾驶员驾照考试，有三名考官，其中A为主考官，B、C为副考官，评判时，按照少数服从多数原则，但若主考官认为合格也可以通过。利用74LS138和与非门实现此功能的逻辑电路，画出逻辑图。
(2) 利用74LS153数据选择器完成上次实验中的血型配对电路的设计，画出逻辑图。
(3) 用译码器74LS138和门电路设计1位二进制全减电路，输入为被减数、减数和来自低位的借位；输出为两位之差及向高位的借位。（选做）
7、集成触发器（1）（仿真实验）(3学时)
实验目的：
（1）掌握触发器的工作原理；
（2）熟练掌握Multisim软件；
（3）掌握时序逻辑电路的设计和调试方法；
实验内容：
1.JK触发器74112的功能测试
4.设计广告流水灯电路
共有8个灯，始终保持1暗7亮，且暗灯循环右移。要求：
（1）单次脉冲观察（用指示灯）。
(2)连续脉冲观察（用示波器对应地观察时钟脉冲CP，触发器输出端Q0、Q1、Q2和8个灯的波形）。
8、集成触发器（2）（3学时）
实验目的：
（1）掌握触发器的工作原理和测试方法；
（2）掌握时序逻辑电路的设计和调试方法；
（3）熟练掌握实验箱的使用方法和故障排除；
实验内容：
1.JK触发器74112的功能测试（选做）
2.D触发器7474的功能测试（选做）
3.JK触发器转换为T触发器（选做）
4.设计广告流水灯电路
共有8个灯，始终保持1暗7亮，且暗灯循环右移。要求：
（1）单次脉冲观察（用指示灯）。
(2)连续脉冲观察（用示波器对应地观察时钟脉冲CP，触发器输出端Q0、Q1、Q2和8个灯的波形）。
5.设计一个3人智力竞赛抢答电路（选做）
9、MSI时序功能件的应用（1）（3学时）
实验目的：
（1）、掌握设计时序逻辑电路的两种方法：反馈清零法，反馈置数法；
（2）、熟练握CD4518设计任意进制计数器的方法。
实验内容：
（1）用CD4518设计简易数字电子钟，设计24进制（“时”显示0~23）、60进制（“分”显示0~59）；（必做）
（2）用单次脉冲观察译码显示；（必做）
（3）CP输入1KHZ脉冲信号时用示波器观察CP端、输出端
波形。（必做）
（4）用74LS160设计一个以4开始的四进制计数器。（试分析哪种设计方法可行）（选做）
（5）用一片CD4518和一片74LS153设计一个产生01010111脉冲系列发生器。（选做）
10、MSI时序功能件的应用（2）（3学时）
实验目的：
（1）、熟练掌握74LS194的工作原理及功能表；
（2）、熟练掌握用74LS194设计扭环形计数器和广告流水灯等功能电路设计的方法。
实验内容：
（1）使用74LS194设计一个流水灯，要求一亮四暗，且循环右移；利用示波器观察记录CP、Q0、Q1、Q2、Q3的输出波形。（必做）
（2）使用74LS194设计扭环形计数器，验证其功能，并观察记录CP、Q0、Q1、Q2、Q3的输出波形。（必做）
（3）实现数据的串行/并行转化（选做）
设计一个串行/并行转化器，实现串行输入，并行输出。要求用左移的方式实现并行输出。自拟表格，记录转换过程。
11、设计操作考查2学时
三、实验项目与时间安排
|
实验项目名称 |
学时分配 |
每组人数 |
实验类型 |
|
常用仪器的使用 |
3学时 |
1 |
验证性 |
|
TTL集成门电路功能的测试 |
3学时 |
1 |
验证性 |
|
三态门和ＯＣ门的研究 |
3学时 |
1 |
设计性 |
|
用SSI设计组合电路（1） |
3学时 |
1 |
设计性 |
|
用SSI设计组合电路（2） |
3学时 |
1 |
设计性 |
|
MSI组合功能件的应用 |
3学时 |
1 |
设计性 |
|
集成触发器（1） |
3学时 |
1 |
综合性 |
|
集成触发器（2） |
3学时 |
1 |
综合性 |
|
MSI时序功能件的应用（1） |
3学时 |
1 |
设计性 |
|
MSI时序功能件的应用（2） |
3学时 |
1 |
设计性 |
课内外学时比：1:1.5
四、考核方式与成绩评定
（一）、考查科目，成绩用百分制；
（二）、课程成绩构成：
1、平时（包括预习情况；课堂操作；报告）
2、期末考查：现场设计操作。
五、建议参考书
书名：电路与电子技术实践教程
作者：主编 于维顺
出版社：东南大学出版社
出版年月：2017年
