《数字系统与逻辑设计》实验教学大纲
发布人:系统管理员  发布时间:2014-09-19   浏览次数:2

 课程编号:17121065                                  大纲执笔人:黄旭

课程名称:数字系统与逻辑设计                 大纲审批人:周刘蕾
英文名称:Digital Circuits Experiment   
课程学时:72学时                                            实验学时:18学时
实验室名称:数字电路实验室
实验课性质:非独立设课
适用专业:通信工程、信息工程、微电子学、电子信息工程、电子科学与技术
 
一、本课程实验教学目的与要求
本课程的主要目的是:巩固和扩充课堂讲授的理论知识,培养科学实验的基本技能和严谨的科学作风。要求通过实验使学生具有基本电路的分析、设计、安装和调试的能力;了解常用实验仪器的基本工作原理,并能使用电子仪器对电路进行调整和测试。具有自行拟订实验步骤、检查故障、分析和综合实验结果以及撰写实验报告的能力。通过设计性、综合性实验内容,逐步培养学生的创新能力。
基本要求:
1.通过实验使学生掌握常用仪器的使用及各种电路的测试方法,培养学生在实验过程中发现问题,分析问题和解决问题的能力。
2.通过实验,培养学生在实验过程中发现问题,分析问题和解决问题的能力。
3.通过实验加深对数字电路的基本概念及内容的理解。
4.巩固和加强有关实验数据处理及误差分析方面的训练。
5.培养实事求是,踏实细致,严肃认真的科学态度和克服困难,坚忍不拔的工作作风以及良好的实验素养。
6.了解当前电子技术的新的分析方法及设计方法
通过专用集成电路(ASIC)的自行设计制作,拓展学生视野,了解可编程逻辑器件,掌握电子电路计算机辅助设计、分析方法。
 
二、主要仪器设备及现有台套数
20M双踪示波器             32台
    2M函数发生器              32台    
    多功能数字电路实验箱       32台
    4位半数字万用表               32台
 
 
 
 
 
三、实验课程内容和学时分配
序号
实验项目名称
目 的 要 求
学时分配
实验类型
每组人数
必开、选开
1
基本TTL、CMOS
器件实验
掌握门电路的主要参数及传输特性的测试方法
3
基础性实验
1
必开
2
组合逻辑电路的
分析与设计
用小规模数字集成电路设计组合电路
3
设计性实验
1
必开
3
时序逻辑电路
掌握集成D、JK触发器的功能及测试方法并能设计简单时序电路。
3
设计性实验
1
必开
4
脉冲信号整形电路
掌握集成单稳触发器、施密特触发器电路的功能及使用方法;
利用集成单稳触发器、施密特触发器电路设计脉冲电路。
3
设计性实验
1
必开
5
555集成定时器及其应用
用555集成定时器设计单脉冲电路、多谐振荡器及压控振荡器
3
设计性实验
1
必开
6
计数、译码、显示
电路
熟悉集成计数器、译码器及显示器件的功能及其应用
3
综合性
1
选开
7
D/A转换器
熟悉集成数模转换器的功能测试及使用
3
设计性实验
1
选开
8
A/D转换器
熟悉集成模数转换器的功能测试及使用
3
设计性实验
1
选开
9
交通灯控制器
熟悉小型数字系统的设计
3
综合性
1
选开
10
数字钟
数字电路中计数、分频、译码、显示及时钟振荡器等组合电路与时序逻辑电路的综合应用
3
综合性
1
选开
 
四:实验项目的内容和要求
实验项目名称
实 验 内 容
实 验 要 求
基本TTL、CMOS器件
实验
1、用与非门74LS00实现组合逻辑功能
2、用示波器测试74LS00的电压传特性
3、用电压表、电流表测量输入、输出特性,找出与非门的主要参数。
验证与非门真值表。
计算与非门的主要参数。
组合逻辑电路的分析与设计
1、验证74LS151八选一数据选择器的逻辑功能
2、验证74LS153双四选一数据选择器的逻辑功能
3、设计用74LS153构成八选一数据选择器
4、验证74LS148,74LS138的逻辑功能
验证74LS151真值表。
验证74LS153真值表。
列表记录74LS148、74LS138的逻辑功能。
利用门电路和集成器件设计组合电路。
时序逻辑电路
1、测试基本RS触发器的逻辑功能
2、测试基本D触发器的逻辑功能
3、测试基本JK触发器的逻辑功能
4、各类触发器之间的转换
验证各类触发器的逻辑功能,对数据进行分析。
利用触发器和集成器件设计简单时序电路。
脉冲信号整形电路
1、与非门组成单稳态触发器
2、与非门组成施密特触发器
3、利用集成单稳触发器、施密特触发器电路设计脉冲电路。
绘出观测到的波形。
计算参数,验证实验结果。
利用门电路、集成单稳触发器、施密特触发器电路设计脉冲电路。
555集成定时器及其应用
1、用555集成定时器构成多谐振荡器
2、用555集成定时器构成占空比可调的多谐振荡器
绘出实验线路图,定量绘出观测到的波形。
分析、总结实验结果。
利用555定时器设计脉冲产生电路。
计数、译码、显示电路
1、74LS90逻辑功能测试
2、用D触发器构成加、减计数器
3、用触发器设计任意进制计数器
列表验证74LS90的逻辑功能,写出设计过程,画出示波器观察到的波形图,对实验结果进行分析。
综合了组合电路和时序电路的知识。
D/A转换器
1、D/A转换器的测试
2、D/A转换器的故障分析
3、设计D/A转换器电路
根据输入、输出实验数据,定量绘出观测到的波形。
分析、总结实验结果。
利用集成DAC设计所需转换结果。
A/D转换器
1、ADC0809的基本应用
2、MC14433的基本应用
根据输入、输出实验数据,定量绘出观测到的波形。
分析、总结实验结果。
利用集成ADC设计所需转换结果。
交通灯控制器
1、用中小规模集成电路实现交通灯控制电路。
2、用VHDL语言实现交通灯控制电路。
写出设计过程,画出设计电路图,记录相应实验结果。
综合组合电路和时序电路的设计及简单数字系统的设计方法;利用EDA方法设计数字系统。
数字钟
1、用中小规模集成电路实现数字钟电路。
2、用VHDL语言实现数字钟电路。
写出设计过程,画出设计电路图,记录相应实验结果。
综合组合电路和时序电路的设计及简单数字系统的设计方法;利用EDA方法设计数字系统。
 
五、考核方式
根据学生的实验预习、实验操作、实验报告及期末操作考试等指标综合评定学生的实验课成绩。
1、平时成绩 (80%)
含预习报告、实验操作情况及实验报告三部分。
2、期末综合操作考试(20%)
3、实验成绩占总成绩(20%)
 
六、实验教材、参考书
1、教材:
数字电子技术实验指导书,编者汪一鸣等,苏州大学出版社,2004.6。
2、参考书:
数字电路实验指导书,华中理工大学电子信息工程系。