【正文】 DGND：數(shù)字接地端，可與 AGND 接在一起 。 2WR ：寫信號 2，低電平有效，用以將鎖存于輸入寄存器中的數(shù)據(jù)傳送到 8 位 D/A 寄存器鎖存起來，此時 XFER 應(yīng)有效 。 EOC：變 換結(jié)束，輸出信號，高電平有效，在 START 信號上升沿之后 0~3 個時鐘周期內(nèi)，本信號變?yōu)榈碗娖?，?dāng)變換結(jié)束，所有數(shù)據(jù)可以讀出時，本信號變?yōu)楦唠娖?。其引腳圖見圖 82。目前轉(zhuǎn)換電路的形式很多，本實驗采用 A/D 芯片 ADC0809 及 D/A 芯片 DAC0832 進行研究。 用 555 定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，給定 R=100K?， C= F。暫穩(wěn)態(tài)維持時間的長短僅取決于電路本身的參數(shù)，而與外界觸發(fā)脈沖無關(guān)。 CA1 的“ +”端就是 555 的正跳變觸發(fā)端 TH，而 CA2 的“ –”端則是 555 的負(fù)跳變觸發(fā)端 TL。其函數(shù)表達式為：D0= 0nQ 1nQ 2nQ D1= 0nQ D2= 1nQ D3= 2nQ 五、實驗思考 用 74LS194 實現(xiàn) M=8 的自啟動扭環(huán)形計數(shù)器，有幾個是無效狀態(tài)，有幾個是有效狀態(tài)？ CP Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 CP Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 32 實驗七 555 定時器應(yīng)用 一、實驗?zāi)康? 熟悉 555 定時器工作原理。 四、實驗內(nèi)容 數(shù)據(jù)的存儲和移動 （ 1）用二片 74LS194 及適當(dāng)門電路實現(xiàn)八位串 /并轉(zhuǎn)換，記錄結(jié)果。移位寄存器原理框圖，如圖 61 所示： 輸入 CP 圖 61 移位寄存器原理框圖 圖 62 74LS194 引腳排列圖 圖 63 74LS194 邏輯符號圖 4 位雙向移位寄存器 74LS194 為 TTL 雙極型數(shù)字集成邏輯電路，外形為雙列直插，它具有清零、左移、右移、并行送數(shù)和保持等多種功能，是一種功能比較全的中規(guī)模移位寄存器，A B C D 30 圖 62 是引腳排列圖，邏輯符號如圖 63 所示， 74LS194A 的功能表見表 61。 P2） ，輸出 Q Q Q Q0 接指示燈顯示，記錄顯示結(jié)果。 譯碼器 74LS48 通常接受從二一十進制計數(shù)器的 BCD8421 碼 Q3 Q2 Q1 Q0，輸出 abcdefg去點燃 7 段數(shù)碼管相應(yīng)的段，除去上述引線外，尚有燈測試輸入 LT，當(dāng) LT=0 時，不論輸入 A、B、 C、 D 為何值，輸出 a~g 均為 1，即顯示 8 字，檢驗數(shù)碼管各段能否正常工作；滅燈輸入IB可以顯示燈熄滅，其功能與 LT 恰好相反，當(dāng) IB=0 時，不論 LT 及其它輸入為何值，顯示燈各段均被熄滅；滅零輸入 IBR 可以按人們的需要將顯示數(shù)據(jù)中不必要的零熄滅，而在顯示 1~9時則不受影響。其中 RR2 為兩個異步清零端， P P2 為兩個異步置 9 端，邏輯圖中 R1 和 R2 為兩個相與的復(fù)零端，計數(shù)時其中至少有一個為低電平； P1 和 P2 是兩個相與的置 9 端，計數(shù)時其中至少有一個為低電平。 了解計數(shù)器的基本結(jié)構(gòu)。 常見的中規(guī)模組合電路器件很多，其中 74LS20（ 4 輸入二與非門）引腳排列如圖 41 所 23 示，邏輯符號如圖 42 所示。依此改變 A，觀察指示燈的變化，記錄： 表 32 8421BCD 碼 余 3 碼 0 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 0 0 0 1 0 0 1 實現(xiàn)兩個 4 位二進制數(shù)的減法 直接利用 74LS283 器件，分別用 9 個開關(guān)表示輸入 A、 B 及 CI，這 9 個開關(guān)按次序從左到右代表 A4A3 A2 A B4 B3 B2 B CI，輸出分別接 5 個指示燈，也是按次序從左到右代表L5L4L3L2L1。例如 63（原碼 01100011）轉(zhuǎn)化為補碼相加 0110+1101=10011 這里 C4=1，結(jié)果為正數(shù)，補碼 0011 等于原碼，即結(jié)果為 +3；而 36（原碼 00110110）轉(zhuǎn)化為補碼相加 0011+1010=01101 這里 C4=0，結(jié)果為負(fù)數(shù)，補碼 1101 還要再求補一次才能得到正確的原碼， 1101 求補為 0011，即結(jié)果為 3。執(zhí)行這種運算的器件稱為全加器。 用 8 選 1 數(shù)據(jù)選擇器 74LS151 設(shè)計 3 輸入多數(shù)表決電路。 二、 實驗設(shè)備與器件 序號 儀器或器件名稱 型號或規(guī)格 數(shù)量 1 數(shù)字邏輯電路實驗箱 1 2 74LS151 2 3 74LS04 1 4 74LS00 1 三、實驗原理 數(shù)據(jù)選擇功能是指通過選擇，把多個通道的數(shù)據(jù)傳送到唯一的公共數(shù)據(jù)通道上。記錄： 單個門 ICCL= 單個門 ICCH= 單個門 Pmax= （ 2） IIL 按圖 17 聯(lián)接，與非門輸入端中任取一個串接電流表接地，另一輸入端懸空，記錄電流表讀數(shù)即為 IIL。 三態(tài)電路最重要的用途是實現(xiàn)多路信息的采集，即用一個傳輸通道（或稱總線）以選通的方式傳送多路信號。由于 OC 門能實現(xiàn)函數(shù)的線與功能，因而獲得了廣泛的應(yīng)用，如 a) 組成“線與”電路實現(xiàn)某些特定的邏輯功 能，如圖 13 所示， b) 實現(xiàn)多路信息的采集，使多路信號共用一個信息通道（總線）。 TTL 與非門的參數(shù) 本實驗采用的邏輯門為 TTL雙極型數(shù)字集成邏輯門電路 74LS00，它有四個 2 輸入與非門，外形為雙列直插式，引腳排列如圖 11 所示，邏輯符號如圖 12 所示。任何復(fù)雜的組合電路和時序電路都可用邏輯門通過適當(dāng)?shù)慕M合連接而成。布線時切忌導(dǎo)線跨越集成塊的上空，無規(guī)則的交錯連接，在空中搭成網(wǎng)狀。導(dǎo)線的剝頭不宜太長，也不宜太短，大約 57mm。 在布線前，必須首先校準(zhǔn)集成元件兩排管腳距離，使之和實驗通用底板上的插座（或插孔）的行距相等。例如，一個穩(wěn)定的波形，如果用示波器觀測，而示波器沒有同步，則造成波形不穩(wěn)的假象。器件接插問題，如管腳折斷或者器件的某個（或某些）引腳沒插到插座中等，也會使器件工作不正常。 這種檢測方法依據(jù)的原理可用圖 3 來解釋。這兩條通路的電阻，都是當(dāng)黑表筆接地端呈現(xiàn)低阻值；反之呈現(xiàn)高阻值。 若用其他型號電表 ， 此值略有變動 ） ， 其中電源端對地電阻允許低于 3KΩ 左右 ； 若量到某一腳的對地電阻低于 1KΩ ， 甚至幾乎為零時 ， 則該集成塊肯定已損壞 ； 若量到大于 12KΩ以上時 ， 也表明該集成塊不用使用 。在使用中，切不可錯誤地將電源和地線顛倒錯接，否則將引起很大的電流而造成電路失效。 二 、 儀器設(shè)備安全 為了防止在實驗時損壞儀器設(shè)備與實驗裝置，實驗時應(yīng)遵守以下安全規(guī)則： （ 1） 在使用儀器設(shè)備前，應(yīng)先了解其性能和操作方法，按操作程序正確使用。對脈沖產(chǎn)生及整形電路的波形，則要抓住波形的轉(zhuǎn)折點，同樣也要注意時序關(guān)系。 圖 1 電路輸入信號 在數(shù)字電路實驗中最常用的測量工具是雙蹤示波器。 （ 2）排除故障 加上電源后，一般先作一些簡單的檢查，如電路是否能正常復(fù)位、置位，相關(guān)點的靜態(tài)值是否符合要求，從電路輸入端加入單脈沖信號，觀察電路工作情況。 （ 3） 布線要有序地進行，以免錯接或漏接。實驗 報告的內(nèi)容和要求如下： （ 1） 實驗報告的主要內(nèi)容有：實驗名稱、目的、要求、實驗電路及工作原理、主要實驗步驟、所用儀器設(shè)備的型號和名稱、測試數(shù)據(jù)及有關(guān)波形圖表、實驗收獲體會并回答有關(guān)的問題； （ 2） 實驗報告應(yīng)采取科學(xué)態(tài)度，對實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果進行必要的理論分析，未經(jīng)重復(fù)實驗不得隨意修改原始數(shù)據(jù)，更不能偽造實驗數(shù)據(jù)； （ 3） 實驗報告應(yīng)在實驗結(jié)束后及時完成，并做到文理通順 ，語言精煉 、字跡工整。 預(yù)習(xí)報告的內(nèi)容包括： （ 1） 實驗題目、目的、要求和實驗原理圖 ； （ 2） 實驗的基本原理、實驗步驟和有關(guān)注意事項 ； （ 3） 實驗元器件、儀器設(shè) 備的型號名稱和規(guī)格 ； （ 4） 與實驗有關(guān)的計算公式及預(yù)期結(jié)果，有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄表格 ； （ 5） 回答有關(guān)的思考題 ； （ 6） 對于設(shè)計性實驗，還必須寫出設(shè)計過程。為了達到每個實驗的預(yù)期效果，要求參加實驗者做到：實驗前認(rèn)真預(yù)習(xí)，實驗中遵守實驗操作規(guī)則，實驗結(jié)束后認(rèn)真總結(jié)。 （ 7） 實驗完成后，要 整理好儀器設(shè)備，清理好實驗現(xiàn)場，方可離開實驗室。 （ 1） 布線前首先校正集成電路芯片兩排外引線的距離，使之與實驗底板上插孔的行距相等，然后認(rèn)準(zhǔn)芯片定位標(biāo)記，水平地放在插孔上。 在完成布線后，應(yīng)對所有連線復(fù)查一遍。 （ 3）測量與記錄實驗中所用的輸入信號，基本上為矩形脈沖，一般由函數(shù)信號發(fā)生器提供，所以調(diào)節(jié)信號時要正確調(diào)節(jié)頻率、占空比、幅度、零偏移。 在實驗中記錄波形時，要抓住數(shù)字電路的特點。 一 、 人身安全 在數(shù)字電路實驗中，為保障實驗者的人身安全，實驗者必須遵守以下安全規(guī)則： （ 1） 實驗前應(yīng)搞清楚電源開關(guān)、插座的位置，了解其正確操作的方法，并檢查其是否安全可靠； （ 2） 實驗過程中一定要養(yǎng)成實驗前先接實驗電路后接通電源，實驗完畢后先切斷電源后拆實驗電路的操作習(xí)慣。 （ 4） 儀器設(shè)備使用完畢后，應(yīng)關(guān)掉電源開關(guān)，同時將面板上各旋鈕、開關(guān)置于合適的位置。 用萬用表檢查 TTL 集成塊 在維修數(shù)字電路時，我們都希望能用萬用表快速判別集成塊的好壞，下面介紹用萬 用 表檢查測試的方法。 表 1 用萬用表檢測集成塊 測試項目 正常值 不正常值 萬用表筆接法 各腳對地端 5KΩ 1KΩ或 12KΩ 黑表筆接地端 各腳對電源端 3KΩ ≈ 0 或≈∞ 紅表筆接其他片腳 各腳對地端 40KΩ 1KΩ或 12KΩ 紅表筆接地端 各腳對電源端 3KΩ ≈ 0 或≈∞ 黑表筆接其他片腳 這種測試方法的理論依據(jù)可由圖 2 來說明。檢查前，除電源和接地端外，要把集成塊各輸入、輸出端從設(shè)備上懸空，然后用萬用表分別測量各輸入端和輸出端的電壓。 一般說來，在數(shù)字電子技術(shù)實驗中主要有器件故障、接線錯誤、設(shè)計錯誤和測試方法不正確。原因是對實驗要求沒有吃透，或者是對所用器件的原理沒有掌握。原則上講，只要經(jīng)過仔細核查，布線錯誤是不難 得到糾正的。在實驗時都必須十分小心。這些連線盡可能短一些，并布在接近電源正極和電源負(fù)極（地線）的位置。 熟悉 TTL 集電極開路門（ OC）和三態(tài)門（ TSL）的特點與邏輯功能。 圖 11 74LS00 引腳圖 圖 12 74LS00 邏輯符號 OC 門即集電極開路門 ， OC 門是特殊的 TTL 電路，若干個 OC 門的輸出端可并接在一起。 TTL 與非門的邏輯功能 根據(jù)與非門的工作原理，輸入端全為高電平時輸出為低電平，否則輸出為高電平。 TSL 門按邏輯功能入控制方式來區(qū)分，有各種不同的類型，其邏輯符號如圖 15 所示 ， 它有一個控制端（又稱禁止端或使能端） E， E=0 為正常工作狀態(tài)，實現(xiàn) FA? 的功能； E=1 為禁止工作狀態(tài)， F 輸出呈高阻狀態(tài)。 TTL 與非門的參數(shù)測試 （ 1） ICCL、 ICCH 按圖 16 聯(lián)接，電流表 串接在電源和門之間，注意電流表的量程和極性，當(dāng)所有的輸入端懸空時，電流表讀數(shù)即為 ICCL；當(dāng)所有的輸入端接地時，電流表讀數(shù)即為 ICCH。 五、實驗思考 與非門輸入端懸空可以看成邏輯“ 1”還是邏輯“ 0”？ 在什么情況下與非門輸出高電平或低電平？其電壓值分別等于多少？ TTL 門的輸出端可短接電源或接地嗎？ TTL 門的輸出端能否并聯(lián)使用？ 16 實驗二 數(shù)據(jù)選擇器應(yīng)用 一、實驗?zāi)康? 掌握數(shù)據(jù) 選擇器基本電路的構(gòu)成及電路原理。其中 D0、 D D D D DD D7 為 8 個數(shù)據(jù)輸入端；具有 2 個互補輸出端， Q 為同相輸出端， Q 為反相輸出端 ； A0、A A2 為數(shù)據(jù)選擇器的 3 個控制端（地址碼）； S 為使能端，低電平有效。 二、 實驗設(shè)備與器件 序號 儀器或器件名稱 型號或規(guī)格 數(shù)量 1 數(shù)字邏輯電路實驗箱 1 2 74LS283 2 3 74LS04 1 4 74LS86 1 5 74LS00 1 三、實驗原理 圖 31 74LS283 引腳圖 圖 32 74LS283 邏輯功能圖 全加器是一種廣義名稱，就其電路的結(jié)構(gòu)而言，它是一種二進制運算的單元電路。有些碼組變換存在加法關(guān)系，如 8421BCD 碼轉(zhuǎn)換至余 3 碼，只要在 8421BCD 碼基礎(chǔ)上加 3（ 0011）即可實現(xiàn)變換。 圖 33 實現(xiàn)兩個 4 位二進制數(shù)減法電路圖