数字电路实验10-7-13(统一版)

具体步骤,这类实验可培养学生独立设计能力,做这类实验前要注意以下几点:

(1)熟悉所使用器件的逻辑功能、使用条件和引脚图; (2)进实验室前按要求设计好实验电路,并画出实验电路图。

1.2.2 实验过程 一、电路的连接 1.插IC器件

(1)首先要认清方向,凹槽朝左,引脚按逆时针排列,1脚在左侧第一个位置。注意不要插反,否则一接电源就会烧坏IC器件。

(2)将IC器件插到底板上时要注意对准,引脚间隔与底板插孔间隔相同,插入时用力要轻,不要一下子插紧,待确定管脚和插孔位置一致后,再稍用力插牢,以防IC器件管脚弯曲或折断。 2.布线 (1)导线要求

布线用的导线直径应和通用底板插孔直径相一致,不宜太粗或过细;导线最

好用色线以区别不同用途。导线的剥头一般以5-7mm为宜,剥头不允许弯曲。 (2)布线顺序

布线最好有顺序地进行,以免造成漏接。布线时先将固定电平的端点接好,

如电源线、地线、门电路的多余端或实验过程中始终不改变的输入端等,这些连线要尽可能短一些;然后按信号流向顺序布线。 (3)布线要求

A.布线长度不宜太长,最好贴近底板;

B.避免导线相互交叉,更不要覆盖插孔,切忌导线跨越器件的上空; C.一个插孔只能插一根导线,不允许插两根导线;

D.正确布线的底板应使电路清晰、整洁,这样不仅会提高电路的可靠性,也

便于检查和排除故障、更换器件等;

E.在接实验电路之前,要对所有器件进行功能验证,确保所有器件都是有效

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的,这一步对实验的顺利进行至关重要,不可忽略;

F.对于大型实验,使用器件较多,这时可以把实验分为若干独立的部分,逐

一布线、调试,最后再连接起来调试运行;

G.为防止干扰,每用6个集成器件,电源线要加接一个1~10?F的旁路电

容通地。

二、电路测试及其故障排除 1.数字电路测试

数字电路测试大体上分为静态测试和动态测试两部分。静态测试是给定数字

电路若干组静态输入值,测试数字电路的输出值是否正确。数字电路线路接好以后,把线路的输入接电平开关输出,线路的输出接电平指示灯,按功能表或状态表的要求,改变输入状态,观察输入和输出之间的关系是否符合设计要求。

在静态测试的基础上,按设计要求在输入端加动态脉冲信号,观察输出端波

形是否符合设计要求,这是动态测试。我们所涉及的大多只是静态测试。 2.数字电路的故障查找和排除

在实验中,当电路不能完成预期的逻辑功能时,就称电路有故障。造成故障

的原因是多方面的,大致可归纳为以下几个方面:器件故障、接线错误、设计错误和测试方法不正确。 (1)器件故障

器件故障是器件失效或器件接插问题引起的故障,表现在器件工作不正确,如实验IC器件使用不当、错误应用或功能不正常,实验仪器(实验箱)或通用底板不正常。为防止器件失效,要求接插器件时一定要注意凹槽朝左,先对齐再用力,使用之前先进行功能验证。 (2) 连线错误

连线错误是常见的错误,据有人统计,在教学实验中,约有70%以上的故障

是由接线错误引起的。 A.连线错误原因

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忘记接器件的电源和地;连线与插孔接触不良;连线经多次使用后,有可能

外面塑料包皮完好,但内部线断;连线多接、漏接、错接;连线过长、过乱造成干扰。

B.接线错误现象

接线错误造成的现象多种多样,例如器件的某个功能块不工作或工作不正常,

器件不工作或发热,电路中的一部分工作状态不稳定等。 C.解决方法

a.熟悉器件的功能及其引脚号,知道器件每个引脚的功能;

b.器件的电源和地一定要接对、接好,检查连线和插孔接触是否良好; c.检查有无错接、多接、漏接,检查连线中有无断线。

重要的是连线前要画出电路连接图,按图连接,不要凭记忆随想随接;接线

时要规范、整齐,尽量走直线、短线,以免引起干扰。 (3)设计错误

电路设计错误自然会造成与预想的结果不一致,原因是对实验要求没有理解

透,或者对所用器件的原理没有掌握,或者是实验电路本身所固有的如组合电路的冒险现象。这就要求在设计时要理解实验要求,掌握实验线路原理,精心设计。初始设计完成后一般应对设计进行优化,最后画出逻辑图及接线图。 (4)测试方法不正确

若不发生前三者错误,实验一般会成功。但测试方法不正确也会引起观察错

误。例如,一个稳定的波形,用示波器观察,而示波器没有同步,则造成波形不稳的假象。因此要学会正确使用仪器、仪表,尤其是示波器的应用。

在完成布线后,对所有的连线复查一遍是有益的。简单检查电源和地是否接

好,输入能否加到实验电路上,输出能否显示等。当实验中发现结果与预期不一致时,应仔细观察现象,冷静思考问题所在。 (1)首先检查仪器、仪表是否正确使用;

(2)在正确使用仪器、仪表的前提下,按逻辑图和接线图逐级查找问题所在。通

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常从发现问题的地方,一级一级向前测试,测试电路的输入、输出点的0-1状态,直到找到故障的初始发生位置;

(3)在故障的初始处,首先检查连线是否正确,确认无误后,检查器件引脚是否全部正确插进插座中,有无引脚折断、弯曲、错插问题;

(4)确认无上述问题后,取下器件测试,以检查器件好坏,或者直接换一个好器件;

(5)若器件和连线都正确,则需要考虑设计问题。 1.2.3 实验报告

实验结束后需要撰写实验报告,这是一项重要的基本功训练,绝不是一种形

式上的需要。通过撰写实验报告,回顾实验过程、总结实验结果、加深对基本理论的认识和理解。实验报告要写在规定的报告纸上,所有的图形、表格都必须用直尺、曲线板绘制。报告的内容主要包括以下几个部分: 1.实验目的; 2.实验仪器、器件;

3.实验内容、步骤、线路,包括方框图、状态图或真值表、文字说明逻辑图等; 4.实验数据记录;

5.实验结果分析讨论、心得体会等。

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