数电实验答案(1)

更新时间：2023-10-16 07:23:01 阅读量：综合文库文档下载

说明：文章内容仅供预览，部分内容可能不全。下载后的文档，内容与下面显示的完全一致。下载之前请确认下面内容是否您想要的，是否完整无缺。

实验一、常用电子仪器的使用（实验一）

一、实验目的

1、学习电子技术实验中常用电子仪器的主要技术指标、性能和正确使用方法。 2、初步掌握用示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。电路实验箱的结构、基本功能和使用方法。二、实验原理

在模拟电子电路实验中，要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以接线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。 1．

信号发生器

信号发生器可以根据需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出信号电压频率可以通过频率分挡开关、频率粗调和细调旋钮进行调节。输出信号电压幅度可由输出幅度调节旋钮进行连续调节。操作要领： 1）按下电源开关。

2）根据需要选定一个波形输出开关按下。

3）根据所需频率，选择频率范围（选定一个频率分挡开关按下）、分别调节频率粗调和细调旋钮，在频率显示屏上显示所需频率即可。

4）调节幅度调节旋钮，用交流毫伏表测出所需信号电压值。注意：信号发生器的输出端不允许短路。 2．

交流毫伏表

交流毫伏表只能在其工作频率范围内，用来测量300伏以下正弦交流电压的有效值。操作要领：

1）为了防止过载损坏仪表，在开机前和测量前（即在输入端开路情况下）应先将量程开关置于较大量程处，待输入端接入电路开始测量时，再逐档减小量程到适当位置。

2）读数：当量程开关旋到左边首位数为“1”的任一挡位时，应读取0～10标度尺上的示数。当量程开关旋到左边首位数为“3”的任一挡位时，应读取0～3标度尺上的示数。 3）仪表使用完后，先将量程开关置于较大量程位置后，才能拆线或关机。 3．双踪示波器

示波器是用来观察和测量信号的波形及参数的设备。双踪示波器可以同时对两个输入信号进行观测和比较。

操作要领：

1）时基线位置的调节开机数秒钟后，适当调节垂直（↑↓）和水平（←→）位移旋钮，将时基线移至适当的位置。

2）清晰度的调节适当调节亮度和聚焦旋钮，使时基线越细越好（亮度不能太亮，一般能看清楚即可）。 3）示波器的显示方式示波器主要有单踪和双踪两种显示方式，属单踪显示的有“Y1”、“Y2”、“Y1+Y2”，作单踪显示时，可选择“Y1”或“Y2”其中一个按钮按下。属双踪显示的有“交替”和“断续”，作双踪显示时，为了在一次扫描过程中同时显示两个波形，采用“交替”显示方式，当被观察信号频率很低时（几十赫兹以下），可采用“断续”显示方式。

4）波形的稳定为了显示稳定的波形，应注意示波器面板上控制按钮的位置：a）“扫描速率”（t/div）开关------根据被观察信号的周期而定（一般信号频率低时，开关应向左旋。反之向右旋）。b）“触发源选择”开关------选内触发。c）“内触发源选择”开关------应根据示波器的显示方式来定，当显示方式为单踪时，应选择相应通道（如使用Y1通道应选择Y1内触发源）的内触发源开关按下。当显示方式为双踪时，可适当选择三个内触发源中的一个开关按下。d）“触发方式”开关------常置于“自动”位置。当波形稳定情况较差时，再置于“高频”或“常态”位置，此时必须要调节电平旋钮来稳定波形。

5）在测量波形的幅值和周期时，应分别将Y轴灵敏度“微调”旋钮和扫描速率“微调”旋钮置于“校准”位

置（顺时针旋到底）。

三、实验设备

1、信号发生器 2、双踪示波器 3、交流毫伏表 4、万用表四、实验内容

1．示波器内的校准信号

用机内校准信号（方波：f=1KHz VP—P=1V）对示波器进行自检。 1）

输入并调出校准信号波形

①校准信号输出端通过专用电缆与Y1（或Y2）输入通道接通，根据实验原理中有关示波器的描述，正确设置和调节示波器各控制按钮、有关旋钮，将校准信号波形显示在荧光屏上。

②分别将触发方式开关置“高频”和“常态”位置，然后调节电平旋钮，使波形稳定。 2）

校准“校准信号”幅度

将Y轴灵敏度“微调”旋钮置“校准”位置（即顺时针旋到底），Y轴灵敏度开关置适当位置，读取信号幅度，记入表1—1中。

表1—1

标准值实测值 4

幅度频率

0.5VP—P 1KHz 0.5VP—P 1KHz 3）校准“校准信号”频率

将扫速“微调”旋钮置“校准”位置，扫速开关置适当位置，读取校准信号周期，记入表1—1中。 2．

示波器和毫伏表测量信号参数

令信号发生器输出频率分别为500Hz、1KHz、5KHz，10KHz，有效值均为1V（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。

调节示波器扫速开关和Y轴灵敏度开关，测量信号源输出电压周期及峰峰值，计算信号频率及有效值，记入表1—2中。表1—2 信号信号电压频率周值 1V

示波器测量值期频率峰峰值（VP有效值—P值（ms）（Hz） 500 ）（V） 1.03 5

500Hz 0.5×4 0.5×5.8

1V 1V 1V 1KHz 0.2×5 1000 0.5×5.8 0.5×5.8 0.5×5.8 1.03 1.03 1.03 5KHz 0.05×4 5000 10KHz 0.02×5 10000 3．交流电压、直流电压及电阻的测量 1） 2）

打开模拟电路实验箱的箱盖，熟悉实验箱的结构、功能和使用方法。

将万用表水平放置，使用前应检查指针是否在标尺的起点上，如果偏移了，可调节“机械调零”，使它回

到标尺的起点上。测量时注意量程选择应尽可能接近于被测之量，但不能小于被测之量。测电阻时每换一次量程，必须要重新电气调零。 3）

用交流电压档测量实验箱上的交流电源电压6V、10V、14V；用直流电压档测量实验箱上的直流电源电

压±5V、±12V；用电阻档测量实验箱上的10Ω、1KΩ、10KΩ、100KΩ电阻器，将测量结果记入自拟表格中。交流电压（V）

直流电压（V）电阻（Ω）标称值实测值 6 10 14 ＋12 －12 ＋5 －5 10 1K 10K 测量仪万用表表档位 ×（量程）刻度线 4 序号

五、实验报告 1．

画出各仪器的接线图。

2 2 3 1 10V 50V 50V 10V ×1 100 1K ×万用表V 万用表Ω 答：各仪器的接线图如下：

或

2．

列表整理实验数据，并进行分析总结。

表1—1的实验数据与标准值完全相同，表1—2的实验数据中与示波器测得的有效值（1.03V）与毫伏表的数据（1V）略有出入（相对误差3%）。产生误差的原因可能是：

（1）视觉误差（2）仪表误差

3．问答题：

1）某实验需要一个f=1KHz、ui=10mv的正弦波信号，请写出操作步骤。答：操作步骤：

①将信号发生器和交流毫伏表的黑夹子与黑夹子相接，红夹子与红夹子相接。在开机前先将交流毫伏表量程开关置于较大量程处，待接通电源开关开始测量时，再逐档减小量程到适当位置。

②按下信号发生器的正弦波形输出开关，选择频率范围1K开关按下，然后分别调节频率粗调和细调旋钮，在频率显示屏上显示1KHz即可。

③调节幅度调节旋钮，用交流毫伏表测出所需信号电压值。交流毫伏表量程选择“30mV”档，读数从“0~3”标尺上读取。

2）为了仪器设备的安全，在使用信号发生器和交流毫伏表时，应该注意什么？答：①在使用信号发生器时，应该注意信号发生器的输出端不允许短路。

②在使用交流毫伏表时，为了防止过载损坏仪表，在开机前和输入端开路情况下,应先将量程开关置于较大量程处，待输入端接入电路开始测量时，再逐档减小量程到适当位置。

3）要稳定不同输入通道的波形时，应如何设置内触发源选择开关？答：要稳定不同输入通道的波形时，可按下表设置内触发源选择开关？显示方式单踪显示双踪显示垂直方式开关 Y1 Y2 Y1+Y2 交替断续内触发源开关选择 Y1 或Y1 /Y2 Y2 或Y1/ Y2 Y1或Y2 面板上其余按钮在释放（弹出）位置

Y1或Y2 4）一次实验中，有位同学用一台正常的示波器去观察一个电子电路的输出波形，当他把线路及电源都接通后，在示波器屏幕上没有波形显示，请问可能是什么原因，应该如何操作才能调出波形来？答：可能原因

解决方法 10

则有：CPn＝K?Qn?1

(或如 K=0时为加法： CPn＝K?Qn?1

K=1时为减法： CPn＝ KQn?1＝KQn?1 则有：CPn=K?Qn?1）

四、可逆计数器逻辑图如下：

四、实验用仪器、仪表

数字电路实验箱、万用表、74LS74、CC4030 五、实验步骤六、实验数据

K=0 Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 49 K=1 Q3 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Q2 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 Q1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 2 3 4 5 6 13 14 15 16 1 0

10 1 （2）由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式

① Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD（8个与非门）

＝AB（C＋D）＋CD（A＋B）或BD（A＋C）＋AC（B＋D）＝AB（BC＋AD）＋CD（BC＋AD) 或BD（AD＋BC）＋AC（BC＋AD）＝（BC＋AD）（AB＋CD）或（BC＋AD）（AC＋BD）

＝BC?AD?AB?CD 或BC?AD?AC?BD

② Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD（8个与非门）

＝AB（C＋D）＋CD（A＋B）＝AB（AC＋BD）＋CD（AC＋BD) ＝（AC＋BD）（AB＋CD）＝AC?BD?AB?CD

③ Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD（8个与非门）

＝A（BC＋BD）＋C（AD＋BD）＝A?BC?BD?C?AD?BD 或＝A（BC＋CD）＋B（CD＋AD）＝A?BC?CD?B?CD?AD 或＝A（BC＋CD）＋D（AC＋AD）＝A?BC?BD?D?AC?BC 或＝B（AC＋AD）＋D（AC＋BC）＝B?AC?AD?D?AC?BC

④ Z＝ABC＋BCD＋ACD＋ABD（13个与非门）＝AB（C＋D）＋CD（A＋B）＝

AB?C?D?CD?A?B

＝AB?C?D?CD?A?B ＝(AB?C?D)?(CD?A?B)

实验六用中规模组合逻辑器件设计组合逻辑电路

实验十一

一、实验目的

1．学习中规模集成数据选择器的逻辑功能和使用方法。 2．学习使用中规模集成芯片实现多功能组合逻辑电路的方法。二、设计任务

用数据选择器74LS151或3/8线译码器设计一个多功能组合逻辑电路。该电路具有两个控制端C1C0，控制着电路的功能，当C1C0＝00时，电路实现对输入的两个信号的或的功能；当C1C0＝01时，电路实现对输入的两个信号的与的功能；当C1C0＝10时，电路实现对输入的两个信号的异或的功能；当C1C0＝11时，电路实现对输入的两个信号的同或的功能。三、设计过程

（1）根据题意列出真值表如下所示，再填入卡诺图中。 C1

0 0 1 23

1 C0 A 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 B 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Y

（2）、建立Y（C1、C0、A、B）的卡诺图及降维图，如图所示。

0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 A00 01 11 10

A 0 1

B C1C0 00 01 11 10 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1

0C1C 00 B0 11 01 02 B3 11 B6

B7 B5 10 B4

F函数降维图（图中变量 C1C0A换成C1C0B结果不变）

（3）、减少Y函数的输入变量，将4变量减为3变量，通过降维来实现。如上图所示。这时，数据选择器的输

入端D0 ~ D7分别为：

D0=B, D1=1, D2 =0, D3 =B, D4 =B, D5 =B, D6 =B, D7 =B B6B5 （4）、F函数逻辑图如下图所示

四、实验用仪器、仪表

数字电路实验箱、万用表、74LS151、74LS00。五、实验步骤

1．检查导线及器件好坏。

2．按上图连接电路。C1、C0、A、B分别接逻辑开关，检查无误后接通电源。

3．按真值表逐项进行测试并检查是否正确，如有故障设法排除。 4．结果无误后记录数据后拆线并整理实验设备。实验数据如下： C1 0 0 1 1 C0 0 1 0 1 A 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 B 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Y 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1

实验证明，实验数据与设计值完全一致。设计正确。

六、设计和实验过程的收获与体会。 1、设计过程的收获与体会： ① 设计前要将真值表列出。

② 用低维数据选择器实现高维逻辑函数时，首先要降维，将多出的变量作为记图变量。当需要降维处理时，

将谁作为记图变量是任意的，但结果是不同的。因此要进行降维时，要确定哪几个变量作为数据选择器的地址输入变量。

③ 可用Electronics Workbench进行仿真。以验证设计正确与否。 2、实验过程的收获与体会：

① 74LS151的第七脚必须接低电平；

② 出现故障时，首先检查地址输入端的电平，看其状态是否与相接的逻辑电平开关相同。如不相符，则可能存在断路现象。如相同，则检查其输出是否与相应数据端输入相同，如相同，可能存在设计错误，如不同，则可能器件已损坏。

③ 实验逻辑电路图最好把集成块的引脚标上，以便接线和检查。

1、用数据选择器74LS151或3/8线译码器设计一个多功能组合逻辑电路。该电路具有两个控制端C1C0，控制着电路的功能，当C1C0＝00时，电路实现对输入的两个信号的或的功能；当C1C0＝01时，电路实现对输入的两个信号的与的功能；当C1C0＝10时，电路实现对输入的两个信号的异或的功能；当C1C0＝11时，电路实现对输入的两个信号的同或的功能。

Y?C1C0(A?B)?C1C0(A?B)?C1C0(A?B)?C1C0(A B)

Y?C1C0A?C1C0B(A?A)?C1C0AB?C1C0AB?C1C0AB?C1C0A B?C1C0A B

Y?C1C0A?C1C0AB?C1C0AB?C1C0AB?C1C0AB?C1C0AB?C1C0A B?C1C0A B Y?C1C0AB?C1C0A(B?1)?C1C0AB?C1C0AB?C1C0AB?C1C0A B?C1C0A B

设A2=C1 A1=C0 A0=A ⊙

Y?m0?B?m1?1?m2?0?m3?B?m4?B?m5?B?m6?B?m7?B

D0?D3?D4?D7?B D5?D6?B D1?1 D2?0

用138器件： Y=

C1C0

(A+B)+CC0 (AB)+ C1C(AB)+ C1C0 (AB)

10设D=C1 C=C0 B=A A=A

Y?m1?m2?m3?m7?m9?m10 ?m12?m15

?m1? m2 ? m3 ? m7?m9? m10 ? m12 ? m15 ( C1=S(1)=S(1) = S1 (2)