典型试验四

《数字电路实验》课程标准

  • 第一部分:课程性质、课程目标与教学要求

《数字电路实验》是光电与信息工程学院电子信息工程系的本科专业必修课。

《数字电路实验》的课程目标是:帮助学生巩固和加深理解数字电路的理论知识,训练学生的基本实验技能,培养学生的分析问题和解决问题的能力。掌握数字电路设计的基本技能和数字信号的测量方法;学会正确使用电子测量仪器,努力培养学生的科学素质、实践能力及创新精神。

通过本课程的学习,学生应达到以下几点要求:

  1. 掌握常用电子实验仪器设备的正确、规范使用;
  2. 掌握电子线路的基本测试技术和实验技巧;
  3. 能够按电路图接线,学会分析、寻找和排除实验电路中故障的方法;
  4. 能正确记录和处理实验数据,进行数据分析并写出规范的、条理清楚的、内容完整的实验报告。
  • 第二部分:关于教材与学习参考书的建议

本课程采用福建科学技术出版社蔡声镇主编的《电子技术基础实践》(实验篇)作为本课程的主教材。

为了更好地学习本课程内容,建议学生进一步阅读以下参考书:

1、康华光主编的《电子技术基础》(数字部分)第六版,高等教育出版社2014,

  • 第三部分:课程教学内容纲要实验一、T
  • TL集成逻辑门的测试与使用
  • 1.目的:
  • ⑴.掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数测试方法。
  • ⑵.掌握TTL器件的使用规则
  • ⑶.熟悉数字电路实验箱的结构,基本功能和使用方法。
  • ⑷.进一步熟悉实验仪器仪表的使用
  • 2.内容:
  • A.验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能
  • B.74LS20主要参数的测试;
  • 3.主要仪器:

1、数字电路实验箱

2、双踪示波器

3、万用表

4、74LS20×2

5、电位器1K,10K各一个

6、电阻(0.5W)200Ω×1

 
  • 实验二、组合逻辑电路实验分析
  • 1.目的:
  • ⑴.掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法。
  • ⑵.了解组合电路的冒险现象及其消除方法。
  • 2.内容:
  • A.分析测试半加器的逻辑表达式
  • B.分析、测试用异或门和非门组成的半加器逻辑电路
  • C.观察冒险现象
  • 3.主要仪器:

1、数字电路实验箱

2、双踪示波器

3、万用表

4、CD4011×2

5、CD4030  CD4071各一个

 

 
  • 实验三、组合逻辑电路的设计与测试
  • 1.目的:掌握组合逻辑电路的设计与测试方法。
  • 2.内容:(选其中一项)
  • A.设计一个四人无弃权表决电路
  • B.设计一个保险箱的数字代码锁
  • C.设计一个对两个两位无符号的二进制数进行比较的电路;
  • 3.主要仪器:

1、数字电路实验箱

2、双踪示波器

3、万用表

4、74LS00×3

5、74LS20×2

6、74LS04×1

 
  • 实验四、译码器及其应用
  • 1.目的:
  • ⑴.掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法
  • ⑵.熟悉数码管的使用
  • 2.内容:
  • A.数据拔码开关的使用。
  • B.74LS138译码器逻辑功能测试
  • C.用74LS138构成时序脉冲分配器
  • D.二一十进制译码器实验。
  • 3.主要仪器:

1、数字电路实验箱

2、双踪示波器

3、万用表

4、74IS138×2

5、CD4028×1

6、CD4511×4

 
  • 实验五、集成触发器及其应用
  • 1.目的:
  • ⑴.掌握基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能。
  • ⑵.掌握集成触发器的使用方法和逻辑功能的测试方法。
  • ⑶.熟悉触发器之间相互转换的方法。
  • 2.内容:
  • A.测试基本RS触发器的逻辑功能
  • B.测试双JK触发器74LS112逻辑功能
  • C.测试双D触发器74LS74的逻辑功能
  • D.设计一个乒乓球练习电路并进行实验
  • E.单发脉冲发生器实验
  • 3.主要仪器:

1、数字电路实验箱

2、双踪示波器

3、万用表

4、74LS112(CD4027×1

5、74LS74(或CD4013)×1

6、74LS00(或CD4011)×1

 
  • 实验六、计数器及其应用
  • 1.目的:
  • ⑴.学习用集成触发器构成计数器的方法。 
  • ⑵. 掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法。
  • ⑶. 运用集成计数器构成1/N分频器。
  • 2.内容:
  • A.用74LS74 D触发器构成4位二进制异步加减法计数器
  • B.测试74LS192同步十进制可逆计数器的逻辑功能。
  • C.用两片CC4510组成两位十进制加减法计数器。
  • D.设计一个数字钟移位60进制计数器并进行实验。
  • 3.主要仪器:

1、数字电路实验箱

2、双踪示波器

3、万用表

4、74LS74(CC4013)×2

5、74LS192(CC40192)×1

6、74LS00(或CD4011)×1

7、CC4510×2

 

 
  • 实验七、移位寄存器及其应用
  • 1.目的:
  • ⑴.掌握中规模4位双向移位寄存器逻辑功能及使用方法。  
  • ⑵. 熟悉移位寄存器的应用——构成串行累加器和环形计数器。
  • 2.内容:
  • A.测试74LS194(或CC40194)的逻辑功能
  • B.循环移位
  • C.累加运算
  • 3.主要仪器:

1、数字电路实验箱

2、双踪示波器

3、万用表

4、74LS74(CC4013)×2

5、74LS194(CC40194)×2

6、74LS183×1

 
  • 实验八、综合设计实验
  • 1.目的:综合应用数字电路知识和相关资料,针对设计提出的任务、要求和条件,设计制作合理、可靠、经济、可行的电路板
  • 2.内容:
  • A.明确设计任务、确定设计题目
  • B.设计电路,选择器件,电路模拟仿真设计功能
  • C.完成电路连接(制作PCB板或用万能板),写出调试测试方法
  • D.实验报告撰写
  • 3. 综合设计报告
  • A.课题名称
  • B. 内容摘要
  • C. 设计内容及要求
  • D. 比较和选择的设计方案
  • E. 单元电路设计、参数计算和器件选择
  • F. 画出完整的电路图。并说明电路的工作原理
  • G. 组装调试的内容,如使用的主要仪器和仪表、调试电路的方法和技巧、测试的数据和波形并与计算结果进行比较分析、调试中出现的故障、原因及排除方法
  • H. 总结设计电路的特点和方案的优缺点,指出课题的核心及实用价值,提出改进意见和展望
  • I. 列出元器件清单
  • J. 列出参考文献
  • K. 收获、体会
  • 第四部分:教学方案简要说明

《数字电路实验》课程的教学,安排在二年级下学期。课时计划是32学时。教师可根据本学期的实际周数适当调整部分教学内容。本课程教学以学生的自主实验学习为主,可以采用多媒体技术手段辅助教学,帮助学生巩固和加深理解数字电路的理论知识,训练学生的基本实验技能;特别强调培养学生的分析问题和解决问题的能力。掌握电子测量仪器的使用和数字信号的测量方法;努力培养学生的科学素质、实践能力及创新精神。

《数字电路实验》采用的教学方式,学生必须独立(单人组)完成6--8个必做实验的学习和一个综合设计实验,并通过实验操作考试;综合设计实验的学生在选定实验题目(设计性实验题目也可在教学大纲所列项目以外选择)后,应根据实验要求写出设计报告,并与实验指导教师进行讨论、修改,然后独立完成实验。设计性实验的题目可从教师开列的设计实验题目中选择,也可根据学生的兴趣由学生自行选择。要求写出必做实验的总结报告和综合设计报告

  • 第五部分:课程作业与考核评价的说明

本课程重视实验操作表现、综合设计及实验报告,要求学生独立完成所有必做实验、综合设计实验及实验报告(6—8个)。实验教师必须批改所有实验报告,并以10分制打分。

本课程为考试科目,考核分为实验操作现场评价、实验报告评价、设计作品评价、抽题操作闭卷答题评价。综合成绩主要由以下三项的分数按一定的比例进行评定:实验报告及平时成绩20%、小作品成绩占30%、期末考试成绩占50%。

期末考试试卷结构:实验题占60%、问答题占40%。期末考试分批进行,为了避免学生漏题,设计多份试卷,确保相邻座位的试卷不同。