数字电路创新型实验设计

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1、实验十智力竞赛抢答装置一、实验目的1、学习数字电路中D触发器、分频电路、多谐振荡器、CP时钟脉冲源等单元电路的综合运用。2、熟悉智力竞赛抢赛器的工作原理。3、了解简单数字系统实验、调试及故障排除方法。二、实验原理图10－1为供四人用的智力竞赛抢答装置线路，用以判断抢答优先权。图10－1智力竞赛抢答装置原理图图中F1为四D触发器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端,引脚排列见附录；F2为双4输入与非门74LS20；F3是由74LS00组成的多谐振荡器；F4是由74LS74组成的四分频电路，F3、F4组成抢答电路中的C

2、P时钟脉冲源，抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关S，74LS175的输出Q1～Q4全为0，所有发光二极管LED均熄灭，当主持人宣布“抢答开始”后，首先作出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出信号锁住其余三个抢答者的电路，不再接受其它信号，直到主持人再次清除信号为止。三、实验设备与器件1、+5V直流电源2、逻辑电平开关3、逻辑电平显示器4、双踪示波器5、数字频率计6、直流数字电压表7、74LS175、74LS20、74LS74、74LS00四、实验内容1、测试各触发器及各逻辑门的逻

3、辑功能。试测方法以前实验相关的内容，判断器件的好坏。2、按图10－1接线，抢答器五个开关接实验装置上的逻辑开关、发光二极管接逻辑电平显示器。1、断开抢答器电路中CP脉冲源电路，单独对多谐振荡器F3及分频器F4进行调试，调整多谐振荡器10K电位器，使其输出脉冲频率约4KHz，观察F3及F4输出波形及测试其频率。2、测试抢答器电路功能接通+5电源，CP端接实验装置上连续脉冲源，取重复频率约1KHz。（1）抢答开始前，开关K1、K2、K3、K4均置“0”，准备抢答，将开关S置“0”，发光二极管全熄灭，再将S置“1”。抢答开始，K

4、1、K2、K3、，K4某一开关置“1”，观察发光二极管的亮、灭情况，然后再将其它三个开关中任一个置“1”，观察发光二极的亮、灭有否改变。（2）重复（1）的内容，改变K1、K2、K3、K4任一个开关状态，观察抢答器的工作情况。（3）整体测试断开实验装置上的连续脉冲源，接入F3及F4，再进行实验。五、实验预习要求若在图10－1电路中加一个计时功能，要求计时电路显示时间精确到秒，最多限制为2分钟，一旦超出限时，则取消抢答权，电路如何改进。六、实验报告1、分析智力竞赛抢答装置各部分功能及工作原理2、总结数字系统的设计、调试方法3、

5、分析实验中出现的故障及解决办法实验十一可控码制转换器的设计与实现一、基本知识点1、掌握组合逻辑电路的设计与调试2、掌握码制转换电路的特点及设计二、实验器件1、二输入四与非门74LS002、二输入四异或门74LS86三、实验过程及结果分析设计过程（1）当控制端K=1时，实现由8421码到格雷码的转换（2）当K=0时，实现由格雷码到8421码的转换从真值表中可以得出逻辑表达式：当K=1时，F3=A3，F2=A2⊕A3，F1=A1⊕A2，F0=A0⊕A1；当K=0时，F3=A3，F2=A2⊕A3，F1=A1⊕F2，F0=A0⊕F

6、1从中设计出下图所示电路：静态测试：接好电路后，首先进行静态测试。把四个输入状态用逻辑开关置入，输出接LED指示灯。按真值表逐个检测十六种输入状态下的输出情况。注意：本次实验由于设计的电路用到了比较多的门，使接线比较麻烦，很容易出现接线错误，所以应在接线时注意分模块、分颜色连接，以减少出错。