电子技术应用实验1(数字电路基础实验)
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spContent=让我们一起进入数字电路实验的世界!让课程带你循序渐进的学习常用仪器使用技巧,通过中小规模集成电路了解数字电路基础模块的应用,从一个电路、一根连线、一次测试、一次解决问题开始进入数字电路设计的大门!
—— 课程团队
课程概述

   本课程以典型数字电路基础单元模块为研究对象,在实验教学的层次化教学体系中起到了承上启下的作用。课程以模块化实验内容为载体,将实验技能、测试方法、仿真方法和实验素养的培养贯穿于实验之中。在课程的设计上既重视学生对基础理论知识的认知过程又强调对知识的灵活应用技巧,为学生逐步提高电路应用能力、设计能力、分析评价与总结能力和独立思考能力提供了硬件平台与设计指导。

授课目标
在基于理论学习的基础上深入理解相关理论知识,掌握实验电路的构成原理及方法。 熟悉常用电子仪器设备的应用,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。
课程大纲

实验项目1   数字电路实验仪器使用与测试方法研究

1、 实验项目名称:数字电路实验仪器使用与测试方法研究

2、 教学内容:

   数字电路实验系统及数字双踪示波器与数字信号源的正确使用方法;数字电路实验的基本实验方法。

3、教学要求:

   了解数字示波器、数字信号源以及数字逻辑箱在中小规模数字电路测试和设计中的用途。初步掌握数字示波器、数字信号源以及数字逻辑箱的基本使用方法。

4、教学方法:

   采用多媒体影音课件示范结合教师对重点知识讲解的方法,利用课前问题,引导学生学习。

5、主要仪器、元器件及耗材:

双踪数字示波器、信号源、数字逻辑实验箱、数字万用表。

6、学时分配: 2学时

实验项目2   常用数字逻辑门电路的研究

1、 实验项目名称:常用数字逻辑门电路的研究

2、 教学内容:

   CMOS常用门电路的输入输出特点,验证门电路逻辑关系的数字电路实验方法;逻辑门电路的时延参数概念与特点以及测量方法,数字示波器的光标测试方法;          

3、教学要求:

理解CMOS各种常用门电路的逻辑符号及逻辑功能;掌握数字电路基本测试方法,掌握用双踪数字示波器的光标测量逻辑门电路的时延参数的方法。

4、教学方法:

 采用多媒体课件以及对重点知识讲解和演示的方法,利用课前问题,引导学生学习以及完成实验。

5、主要仪器、元器件及耗材:

双踪数字示波器、信号源、数字逻辑实验箱,数字万用表、CD4070、CD4069、导线若干

6、学时分配: 2学时

实验项目3   常用数字逻辑门输入输出特性测试

1、 实验项目名称:常用数字逻辑门输入输出特性测试

2、 教学内容:

CMOS或TTL反相器的电压传输特性特点;负载变化对输出的影响;负载电容对输出的影响。

3、教学要求:

   理解CMOS或TTL反相器的电压传输特性特点并掌握对电压传输特性的测试方法;掌握负载变化对输出的影响及测试方法;负载电容对输出的影响及测试方法。

4、教学方法:

   采用多媒体课件以及对重点知识讲解和演示的方法,利用课前问题,引导学生学习以及完成实验。这一部分被用来做为学生的自主实验内容。

5、主要仪器、元器件及耗材:

双踪数字示波器、信号源、数字逻辑实验箱,数字万用表、74LS00、CD4069、导线若干

6、学时分配: 2学时

实验项目4   编码器与显示译码器的应用

1、实验项目名称:编码器与显示译码器的应用

2、教学内容:

  优先编码器与显示译码器的使用原理,构建编码译码显示系统的方法, MSI组合电路的测试方法。

3、教学要求:

   了解优先编码器与显示译码器的使用原理,掌握构建编码译码显示系统的方法,掌握MSI组合电路的测试方法。

4、教学方法:

采用多媒体课件以及对重点知识讲解和演示的方法,利用课前问题,引导学生学习以及完成实验。

5、主要仪器、元器件及耗材:

双踪数字示波器、信号源、数字逻辑实验箱,数字万用表、74LS148、74LS00、CD4511、导线若干

6、学时分配: 2学时

实验项目5   数据选择器及二进制译码器的应用

1、实验项目名称:数据选择器及二进制译码器的应用

2、教学内容:

数据选择器的原理与应用,二进制译码器的使用原理与测试方法。

3、教学要求:

掌握数据选择器与二进制译码器的使用原理与测试方法。理解利用数据选择器实现具有一定功能的逻辑函数的方法并测试。掌握二进制译码器的输入输出规律,并实现其简单应用。

4、教学方法:

采用多媒体课件以及对重点知识讲解和演示的方法,利用课前问题,引导学生学习以及完成实验。

5、主要仪器、元器件及耗材:

双踪数字示波器、信号源、数字逻辑实验箱,数字万用表、74LS151、74LS139、CD4511、导线若干

6、学时分配: 2学时

实验项目6   基本RSD触发器的应用

1、实验项目名称:基本RSD触发器的应用

2、教学内容:

   基本RS触发器、D触发器的逻辑功能及应用原理。触发器电路的设计方法以及测试方法。时序电路的测试方法。

3、教学要求

   掌握基本RS触发器、D触发器的逻辑功能。掌握触发器逻辑功能的测试方法。掌握时序电路测试方法。掌握用D触发器构成异步计数器的方法并测试时序波形。

4、教学方法:

采用多媒体课件以及对重点知识讲解和演示的方法,利用课前问题,引导学生学习以及完成实验。

5、主要仪器、元器件及耗材:

双踪数字示波器、信号源、数字逻辑实验箱,数字万用表、74LS74、74LS00、导线若干

6、学时分配: 2学时

实验项目8  同步计数器及其应用

1、实验项目名称:同步计数器及其应用

2、教学内容:

   同步计数器的功能及扩展方法,任意模值计数器的设计方法,时序输出波形测试方法,数字示波器的触发释抑功能与示波器稳定显示原理。 

3、教学要求

了解典型时序逻辑电路中同步计数器的功能及扩展方法,掌握由同步计数器设计的任意模值计数器的时序输出波形测试方法,理解数字示波器的触发释抑功能,掌握示波器稳定显示原理。 

4、教学方法:

采用多媒体课件以及对重点知识讲解和演示的方法,利用课前问题,引导学生学习以及完成实验。

5、主要仪器、元器件及耗材:

双踪数字示波器、信号源、数字逻辑实验箱,数字万用表、74LS161、74LS00、导线若干

6、学时分配: 2学时

实验项目9  移位寄存器及其应用

1、实验项目名称:移位寄存器及其应用

2、教学内容:

移位寄存器的基本使用功能及扩展方法,移位寄存器在时序逻辑电路中的应用以及测试方法,移位寄存器构成环行计数器与串并转换电路的设计方法。

3、教学要求:

了解典型时序逻辑电路中移位寄存器的基本使用功能及扩展方法,掌握移位寄存器在时序逻辑电路中的应用以及测试方法, 掌握移位寄存器构成环行计数器与串并转换电路的设计方法。 

4、教学方法:

采用多媒体课件以及对重点知识讲解和演示的方法,利用课前问题,引导学生学习以及完成实验。

5、主要仪器、元器件及耗材:

双踪数字示波器、信号源、数字逻辑实验箱,数字万用表、74LS194、74LS00、导线若干

6、学时分配: 2学时

实验项目10  数字电路基础实验总结

1、实验项目名称:数字电路基础实验总结

2、教学内容:

  总结本学期所学知识与实践技能。

3、教学要求:

掌握数字电路实验的方法与技能,了解常用组合与时序逻辑电路的综合应用方法。

4、教学方法:

引导学生根据自己的学习情况进行总结,提问。教师现场答疑,为实验考核做准备。

5、主要仪器、元器件及耗材:

双踪数字示波器、信号源、数字逻辑实验箱,数字万用表、芯片若干、导线若干

6、学时分配: 2学时


预备知识

具有初步的数字逻辑基础知识

具有初步的电子仪器测量知识

具有初步的仿真软件MULTISIM应用知识

证书要求

本课程的学习环节包含:观看课程知识点视频、回答每段视频后的问题、完成每个实验的课后测验、参与课程讨论、参加期末考试。

 课程学习成绩由三个部分构成:

(1)课后作业:在观看每段课程知识点视频后,需回答相应的测验思考题;每一次实验结束后,需完成课后测验作业;占课程成绩的50%。

(2)讨论(单元作业):占课程成绩的20%。

(3)课程考试:课程结束后,学生可以参加课程的最后考试,试卷以文档方式提交,实验内容部分以仿真结果截图或硬件电路测试截图为答题方式。考试成绩占30%。

完成课程学习并考核合格(>=60分)的可获得合格证书,成绩优秀(>85分)的可获得优秀证书。



参考资料

(一)教材:

《电子技术应用实验教程》基础篇 陈英主编 电子科技大学出版社 第1版 2015年

(二)参考资料:

1、数字设计—原理与实践(第4版),John F. Wakerly,林生 等译,机械工业出版社,2007

2、全国大学生电子设计竞赛网站http://www.nuedc.com.cn/

3、21ic中国电子网http://www.21ic.com/

4、EDN电子技术设计http://www.ednchina.com/