本课程的学习目标是:
目标1:理论与实践的结合能力培养。使学生能够在基于理论学习的基础上通过基础实验深入理解相关理论知识,掌握实验电路的构成原理及方法。
目标2:仪器使用及实验方案的设计与测试分析方法培养。熟悉常用电子仪器设备的应用,针对不同实验内容采用不同元器件设计相应的实验方案。熟练掌握对实验系统的测试及分析方法、数据处理方法以及实验结论的表达方法,逐步掌握分析问题和解决问题能力。
目标3:实验结论的分析与总结能力培养。能够在设计类实验中经过教师引导能够合理采用科学的方法设计研究性实验、运用所学原理对设计方案及指标进行研究与分析,撰写规范的设计报告。
数字电路实验仪器使用与测试方法研究
常用数字逻辑门电路的研究
常用数字逻辑门输入输出特性测试
编码器与显示译码器的应用
数据选择器及二进制译码器的应用
基本RS和D触发器的应用
同步计数器及其应用
移位寄存器及其应用
施密特触发器的研究
单稳态触发器的研究
触摸延时灯的设计
555集成定时器的研究
数字电路综合实验:实验五 数据选择和译码显示 -1
数字电路综合实验:实验六 数据选择和译码显示 -2
数字电路综合实验:实验七 电子秒表-1
数字电路综合实验:实验八 电子秒表-2
电子技术应用实验教学重点与难点
数字电路基础实验部分:
实验一 数字电路实验仪器使用与测试方法研究
重点:
1、 利用双踪示波器测试校准方波。在教学中强调:
对不同测试参数垂直通道耦合方式的选取;
示波器输入探头对测试的影响。
2、 用示波器观测数字逻辑中的高低电平的方法。在教学中强调不同的逻辑其输入输出高低电平的范围是不同的。
3、 故障分析、排除的基本方法。
难点:
1、双踪示波器同步调节及参数测试。
实验二:常用数字逻辑门电路的研究
重点:
1、利用双踪示波器测试门电路的延迟时间
2、 故障分析、排除的基本方法
难点:
1、利用双踪示波器测试时序波形图。
2、故障的分析与排除
实验三:常用数字逻辑门输入输出特性测试
重点:
1、直流信号测量。
2、转换延迟的测量。
难点:
1、示波器测试直流信号的方法
2、输出带载能力测试方法。
实验四:编码器与显示译码器的应用
重点:
1、优先编码器、显示译码器和数码管的功能。
2、编码——译码——显示系统的构成及测试。
难点:
编码——译码——显示系统的构成及测试。
实验五:数据选择器及二进制译码器的应用
重点:
1、二进制译码器及数据选择器的工作原理
2、二进制译码器及数据选择器的简单应用。
难点:
1、用二进制译码器发器构成彩灯控制电路的原理和方法。
2、用数据选择器构成逻辑函数的原理和方法。
实验六:基本RS和D触发器的应用
重点:
1、RS及D触发器的逻辑功能
2、基本RS触发器“禁止”输入组合及“不定”、“不变”状态的理解。
难点:
1、基本RS触发器“禁止”输入组合及“不定”、“不变”状态的理解。
实验八:同步计数器及其应用
重点:
1、利用双踪示波器对多位输出逻辑信号进行时序测试。需要强调同步的概念。
2、模N计数器的设计与测试。
难点:
1、示波器测试波形同步调节。
2、引导学生发现问题并积极自己解决问题。
实验九:移位寄存器及其应用
重点:
1、环形计数器的自启动概念。
2、示波器双踪测试触发源的正确选择。
难点:
1、从原理图到具体实际电路连接。
2、环形计数器的启动问题、定时图的正确测试
3、故障的分析与排除。
数字电路基础实验总结
重点:
前期出现的问题,主要包括两方面:
1、基本原理;
2、2、调试电路、排除电路故障的正确方法。
难点:
调试电路、排除电路故障的正确方法。
数字电路基础实验考核
重点:
1、理论与实践能力的综合考核
2、实验方法的灵活应用
难点:
现场演示实验结果
数字电路综合实验部分:
实验一 触发器实现波形整形及脉冲延时的研究-1
重点:
1、施密特触发器上限阈值与下限阈值的测量。
2、电路故障分析、排除的基本方法。
难点:
1、光标测试施密特触发器上限阈值以及下限阈值的准确性。
实验二 触发器实现波形整形及脉冲延时的研究-2
重点:
1、单稳态触发器的测量。
2、电路故障分析、排除的基本方法。
难点:
1、对单稳态触发器实现脉冲延时的几种电路进行设计和调试;
实验三 555集成定时器的应用-1
重点:
1、555定时器构成多谐振荡器电路的参数选择。
2、555定时器构成多谐振荡器电路的测试。
3、555定时器构成多谐振荡器电路在电子圣诞树中的应用。
难点:
1、多谐振荡器电路中元件参数数值的选择。
2、发光二极管的使用。
实验四 555集成定时器的应用-2
重点:
1、实现单稳态触发器、施密特触发器怎样选择相关的电阻、电容以及组成相应电路后对其参数的测试;
2、教学中强调555定时器的高、低触发电平在不同条件的取值方法。注意单稳态触发器定时元件R、C与脉冲周期与宽度的关系。
难点:
1、施密特电路不同阈值的测试方法。
2、电路中元件参数数值的选择。
实验五:数据选择和译码显示-1
重点:
1、数据选择器、二进制译码器、七段显示译码器、数码管及中规模集成计数器的功能和应用方法。
难点:
1、显示原理。
2、如何利用数据选择器和译码器等进行电路设计。
实验六:数据选择和译码显示-2
重点:
1、结合同步计数器的使用,实现多位LED动态显示电路的原理。
难点:
1、多位LED动态显示电路的原理。尤其是控制电路的工作原理。
实验七: 电子秒表-1
重点:
1、 掌握异步计数器的工作原理;
2、 显示译码电路的应用;
3、 掌握调试电路、排除电路故障的正确方法。
难点:
1、掌握计数器的工作原理;
2、掌握调试电路、排除电路故障的正确方法。
实验八: 电子秒表-2
重点:
1、掌握电子秒表的工作原理;
2、进行小型数字综合系统的初步训练;
3、掌握调试电路、排除电路故障的正确方法。
难点:
1、掌握电子秒表的工作原理;
2、掌握调试电路、排除电路故障的正确方法。
数字电路综合实验总结
重点:
1、基本原理;
2、调试电路、排除电路故障的正确方法。
难点:
1、调试电路、排除电路故障的正确方法。
数字电路综合实验考核
重点:
1、理论与实践能力的综合考核
2、实验方法的灵活应用
难点:
调试电路、排除电路故障的正确方法。
实验一 数字电路实验仪器使用与测试方法研究
授课时数:2学时
教学设计
1、提出预习要求。
以提问方式考查学生对下一实验原理的了解程度,根据学生情况提出下一实验预习要求,为下一实验做准备。
2、实验原理讲解
(1)提出课程要求。介绍集成电路应用的基础知识,故障分析和排除的基本方法。
(2)对数字逻辑实验系统及双踪示波器原理、功能讲解。将各功能模块分解开,在讲解的过程中穿插针对各功能模块的测试内容。
3、实验内容及测试要点重点讲解:
利用双踪示波器测试校准方波、TTL信号及基本方波讲解示波器的使用。
实验二:常用数字逻辑门电路的研究
授课时数:2学时(0.5学时讲授,1.5学时操作指导)
教学设计
1、提出预习要求。
以提问方式考查学生对下一实验原理的了解程度,根据学生情况提出下一实验预习要求,为下一实验做准备。
2、实验原理讲解
以提问方式考简单讲解门电路的基本功能、逻辑电平规范及实验参数概念。
3、实验内容及测试要点重点讲解以下几点:
(1)如何利用双踪示波器测试时序电路定时图。
(2)以提问方式结合讲解方式强调故障的检查和排除的方法。
实验三:常用数字逻辑门输入输出特性测试
授课时数:2学时(0.5学时讲授,1.5学时操作指导)
教学设计
1、提出预习要求。
以提问方式考查学生对下一实验原理的了解程度,根据学生情况提出下一实验预习要求,为下一实验做准备。
2、实验报告评讲。
对学生在第二次实验报告中出现的典型错误或重大错误进行讲评。
3、实验原理讲解
a)。示波器测试直流信号的方法
b) 输出带载能力测试方法。
4、实验内容及测试要点
实验四:编码器与显示译码器的应用
授课时数:2学时(0.5学时讲授,1.5学时操作指导)
教学设计
1、提出预习要求。
以提问方式考查学生对下一实验原理的了解程度,根据学生情况提出下一实验预习要求,为下一实验做准备。
2、实验报告评讲。
对学生在第一次实验报告中出现的典型错误或重大错误进行讲评。
3、实验原理讲解
(1)优先编码器的特点,具体器件的优先级。
(2)、数码管得结构及种类。
(3)、显示译码器的功能及使用要点。
4、实验内容及测试要点
结合具体测试内容提出各自测试要点。
强调故障判断,并不是输入有改变输出不变的电路都存在故障,应分析其工作状态。
实验五:数据选择器及二进制译码器的应用
授课时数:2学时(0.5学时讲授,1.5学时操作指导)
教学设计
1、提出预习要求。
以提问方式考查学生对下一实验原理的了解程度,根据学生情况提出下一实验预习要求,为下一实验做准备。
2、实验报告评讲。
对学生在第二次实验报告中出现的典型错误或重大错误进行讲评。
3、实验原理讲解
(1)首先讲解二进制译码器及数据选择器工作原理。
(2)提出彩灯控制电路的要求,并分析如何用二进制译码器实现。
(3)讲解用数据选择器构成逻辑函数的方法。
4、实验内容及测试要点
结合具体测试内容提出各自测试要点。
强调采用节点检查法故障判断。
实验六:基本RS和D触发器的应用
授课时数:2学时(0.5学时讲授,1.5学时操作指导)
教学设计
1、提出预习要求。
以提问方式考查学生对下一实验原理的了解程度,根据学生情况提出下一实验预习要求,为下一实验做准备。
2、实验报告评讲。
对学生在第三次实验报告中出现的典型错误或重大错误进行讲评。
3、实验原理讲解
RS及D触发器功能讲解,特别强调其约束条件。
4、实验内容及测试要点
结合具体测试内容提出各自测试要点。特别是对基本RS触发器两个输入端状态同时改变时,对“同时”的强调和理解。
实验八:同步计数器及其应用
授课时数:2学时(0.5学时讲授,1.5学时操作指导)
教学设计
1、提出预习要求。
以提问方式考查学生对下一实验原理的了解程度,根据学生情况提出下一实验预习要求,为下一实验做准备。
2、实验原理讲解
(1)同步计数器基本功能
(2)任意进制计数器的组成原理
首先提出环任意进制计数器的构成方法,注意分析技术循环中是否有不稳定状态。
3、实验内容及测试要点重点讲解以下几点:
(1)再次强调如何利用双踪示波器测试时序电路定时图,特别是触发源的正确选择。
(2)以提问方式结合讲解方式强调故障的检查和排除的方法。
实验九:移位寄存器及其应用
授课时数:2学时(0.5学时讲授,1.5学时操作指导)
教学设计
1、提出预习要求。
以提问方式考查学生对下一实验原理的了解程度,根据学生情况提出下一实验预习要求,为下一实验做准备。
2、实验原理讲解
(1)简单回顾移位寄存器74X194的基本功能及级联问题。
(2)、环形计数器的设计
首先提出环形计数器的构成方法,以简单的右移环形计数器讲解状态的变化,提出自启动概念。强调不带自启动电路操作时必须手动赋初始值。
从上述不带自启动电路引出自校正的方法,强调工程实践中应采用带自启动的电路。
3、实验内容及测试要点重点讲解以下几点:
(1)如何利用双踪示波器测试时序电路定时图。通过对正确测试顺序和不正确的测试顺序、正确的触发源选择和不正确的触发源选择下的波形对比分析进行讲解。
(2)以提问方式结合讲解方式强调故障的检查和排除的方法。
实验一 触发器实现波形整形及脉冲延时的研究-1
授课时数:2学时
教学设计
1、提出预习要求。
以提问方式考查学生对下一实验原理的了解程度,根据学生情况提出下一实验预习要求,为下一实验做准备。
2、实验原理讲解
(1)提出课程要求。介绍施密特触发器。
(2)分析施密特触发器对输入信号的要求
3、实验内容及测试要点重点讲解:
利用双踪示波器测试施密特触发器的上限阈值以及下限阈值。
实验二 触发器实现波形整形及脉冲延时的研究-2
授课时数:2学时
教学设计
1、提出预习要求。
以提问方式考查学生对下一实验原理的了解程度,根据学生情况提出下一实验预习要求,为下一实验做准备。
2、实验原理讲解
(1)提出课程要求。介绍单稳态触发器。
(2)对集成门电路构成的单稳态触发器进行功能测试,完成延时控制灯的设计及调试。
3、实验内容及测试要点重点讲解:
利用双踪示波器测试单稳态触发器的工作波形。
实验三 555集成定时器的应用-1
教学设计
通过555电路的讲解,引导学生搭接指定参数的多谐振荡器电路并测试,最后利用已搭好的多谐振荡器输出做为时钟脉冲驱动多个发光二极管构成电子圣诞树。
实验四 555集成定时器的应用-2
(二)教学难点及解决办法
教学设计
施密特触发器具有电压滞回特性,当处于参考电压VR1与VR2之间时,施密特触发器保持原来状态不变。当Vi上升到时,V0从高电平翻转为低电平;当Vi下降到
时,V0又从低电平翻转为高电平。
单稳态触发器输入触发脉冲只决定暂稳态的开始时刻,暂稳态的持续时间由R、C电路决定,。从暂稳态回到稳态时不需要输入触发脉冲。
实验五:数据选择和译码显示-1
授课时数:2学时
教学设计
在教学中将各个模块分别讲解,引导学生自己找到模块之间的联系。
实验六:数据选择和译码显示-2
教学设计
给学生出题目,实现4位数据的轮流显示以及实现4位数据的同时显示,检查实验结果,鼓励学生自主完成。
实验七: 电子秒表-1
教学设计
讲解2-5-10进制计数器和2-6进制计数器工作原理。引导学生理解一步计数器的工作原理以及级联情况。
实验八: 电子秒表-2
教学设计
按模块讲解各部分作用,再应到学生利用已学知识将各个模块之间的关联掌握清楚。
电子技术应用实验考试须知
1、 考试为一本书开卷考试,考试时间为40-50分钟。禁止使用电子设备。
2、 考卷中带*号的题目未能演示正确结果的,考试成绩记为0分。
带*号的题目先做,做完后可以按要求演示的,及时主动找监考教师查看。考试中出现的一切故障应自行检查。
3、按考试时间安排准时考试,否则取消考试资格。
4、考试带准考证,自觉签到。
5、考试过程中应遵守考场纪律,考试过程中自行检查出仪器、电缆线、芯片损坏等故障应主动向监考教师申请更换。
6、 遵守实验考试规则,在规定时间内未能演示带*号题目的操作结果时,应按时交卷。
7、 考试内容:,按照题目要求进行电路搭接,输入相应的激励信号后,按要求进行结果显示,并回答相关的实验理论问题。
8、 成绩构成:总成绩=平时成绩(50%)+考试成绩(50%)
平时成绩=实验操作成绩(10%)+实验报告成绩(90%)
考试成绩=考试演示操作成绩(60%)
+考试测试参数成绩( 40%)
数字电路实验仪器使用与测试方法研究
常用数字逻辑门电路的研究
常用数字逻辑门输入输出特性测试
编码器与显示译码器的应用
数据选择器及二进制译码器的应用
基本RS和D触发器的应用
同步计数器及其应用
移位寄存器及其应用
施密特触发器的研究
单稳态触发器的研究
触摸延时灯的设计
555集成定时器的研究
数字电路综合实验:实验五 数据选择和译码显示 -1
数字电路综合实验:实验六 数据选择和译码显示 -2
数字电路综合实验:实验七 电子秒表-1
数字电路综合实验:实验八 电子秒表-2
知识点注释
#探头衰减应用#可利用具有衰减的探头中的10´比例来增大探头的输入电阻,减小探头的输入电容,10倍衰减输入信号的幅度。
#传播延迟#是指从输入信号变化到产生输出信号变化所需的时间。
#施密特触发器#是一种特殊的门电路,与普通的门电路不同,施密特触发器有两个阈值电压,分别称为正向阈值电压和负向阈值电压。
#停止电路#是指电子秒表结束工作时,能保证将所记时间保持住并等待显示的电路。
#时钟选通电路#是指控制在电子秒表中启动和停止秒表工作时,计数脉冲与计数器之间联通与否的电路。
#静态显示电路#显示器一直保持显示内容,不需要动态刷新的显示模式。
#数字电路延时#包括从输入信号变化到产生输出信号从低到高变化所需的时间或输出信号从高到低变化所需的时间。
#异或门逻辑功能#二输入异或门两输入信号逻辑电平相同时输出为0,逻辑电平不相同时输出为1。
#转换时间#逻辑电路的输入或输出从一种状态变为另一种状态所需的时间
#输出驱动能力#器件在保持逻辑电平时,能够提供的最大输出电流称为器件的驱动能力
#优先编码器#是指当两个或两个以上的输入端发出输入请求时,只对其中优先级别最高者进行编码的编码器。
#7段数码管#是电信号转换成为光信号的固体显示器件,其工作电流一般为七段10~15mA,显示分共阴极和共阳极两种形式。
#任意模值计数器#利用计数器的清零和预置端采用复位法或置位法可以用它很方便地获得N进制计数器(M≥N≥2,M为中规模计数器的模)。也称为任意模值计数器。
#环形计数器#将移位寄存器的输出反馈至它的串行输入端,就可以进行循环移位,可构成环形计数器,
#清零电路#是电子秒表开始工作时,保证所有的计数器输出从零开始计数的电路。
#N分频电路#是指将信号频率降为原频率的1/N。
#单稳态触发器#单稳态触发器是广泛应用于脉冲整形、延时和定时的常用电路。单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定状态要么是0,要么是1。
#多谐振荡器#多谐振荡器没有稳定状态,只有两个暂稳态;通过电容的充电和放电,使两个暂稳态相互交替,从而产生自激振荡,无需外触发;输出周期性的矩形脉冲信号,由于含有丰富的谐波分量,故称为多谐振荡器。
#RC电路与微分电路#微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波,即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。而对恒定部分则没有输出。输出的尖脉冲波形的宽度与R´C有关(即电路的时间常数),R´C越小,尖脉冲波形越尖,反之则宽。此电路的R´C必须远远少于输入波形的宽度,否则就失去了波形变换的作用,变为一般的RC耦合电路了,一般R´C少于或等于输入波形宽度的1/10就可以了。
#动态显示原理#是利用人眼视觉暂留的特点,循环顺序变更显示位码,同时数据线上发送相应的显示内容。
#数据选择器#又叫“多路开关”。数据选择器在地址码电位的控制下,从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。
#二进制译码器#将每个输入代码译成对应的一根输出线上的高、低电平信号。
# D触发器# D触发器的状态方程为:Qn+1=D。其输出状态的更新发生在CP脉冲的有效沿, 触发器的状态只取决于时钟到来时D端的状态。
#同步计数器#同步计数器内各触发器在同一时钟脉冲作用下同时翻转,并产生进位信号。其计数速度快,工作频率高,译码时不会产生尖峰信号。
#显示译码器#主要用于驱动各种显示器件,如LED、LCD等,从而将二进制代码表示的数字、文字、符号“翻译”成人们习惯的形式,直观地显示出来。
#数据比较器#可以通过输出电平的高低来区别比较数据数值大小的电路。
# RS触发器#有直接置位、复位的功能,是组成各种功能触发器的最基本单元。
#缓冲器#指可以提供输入输出隔离并提高输出驱动能力的电路。
#电阻分压器#指可以通过电阻将电压分段的电路。
#自启动#是指时序逻辑电路中在任意状态下的输出都可以自动的使状态机回到有效循环中去。
#移位寄存器#是具有移位功能的寄存器,寄存器中所存的代码能在移位脉冲的作用下依次左移或右移,它是一种可以用二进制形式保存数据的双稳器件,既能左移又能右移的寄存器称为双向移位寄存器。