1、1电工电子实验二课程实验教学大纲实验类别：通识基础 学科基础 专业基础 专业 一、实验课程目的和任务性质：本课程是通信工程、电子信息工程、广播电视工程、信息工程、电子科学与技术、电磁场与无线技术、微电子学等本科理工类专业必修的一门专业基础课，它是一门理论性、工程性、技术性、实践性和实用性很强的课程。目的和任务：通过本课程的教学，使学生巩固和加深对信号与系统、数字逻辑电路理论课程的理解，培养学生根据所学的理论，设计实验电路、拟订实验方案、进行电路参数的测量。使学生能够通过手册和互联网查询电子器件性能参数和应用资料，能够正确选用常用中小规模集成电路和其它电子元器件。培养学生掌握数字逻辑电路、数模综
2、合电路和小型数字系统的设计、装配、电路调测等工程设计方法，包括电子元器件参数、信号的周期和频率、信号的幅度和功率等主要参数的测量。掌握电子设计自动化（EDA）开发软件对数字逻辑电路进行分析与仿真。培养学生对实验数据能进行正确地处理和提高撰写实验报告等方面的能力。培养学生良好的科技素质。二、实验内容、学时分配及基本要求本课程分为课堂教学和实验两部分，课堂教学 10 学时，实验实践 38 学时。（一）课堂教学内容（10 学时）1数字电路实验概述 （3 学时） 知识点一：标准数字集成器件电气参数、数字电路设计与调测方法；知识点二：EDA 软件在数字电路中的应用；知识点三：电气制图知识。 教学基本要求
3、：介绍常用数字集成器件的电气参数、数字电路的设计与测试方法；讲解 EDA 软件在数字电路中的应用与使用方法；介绍数字电路制图标准。 2可编程器件的应用及数字系统设计 （4 学时） 知识点一：可编程器件的应用；知识点二：数字系统设计方法。教学基本要求：介绍可编程器件及其相应开发软件的应用；讲解小型数字系统的设计方法。 3数字与模拟混合电路的设计（3 学时）课程编号： B1100021S 课程名称： 电工电子实验（二）课内总学时： 48实验学时/上机实验学时：3352知识点一：数模转换的工作原理；知识点二：数模混合电路的设计方法；知识点三：数模混合电路的调测方法。教学基本要求：介绍数模转换集成器件
4、 DAC0832 的内部结构与工作原理；讲解数字信号转换为模拟信号的设计方法；讲解数字电路与模拟电路混合电路的调测方法。（二）实验实践（38 学时）序号实验项目名称学时 实验内容及要求开出组数每组人数实验类型选做必做备注1 组合逻辑 电路 2内容：用 基 本 门 电 路 设 计 并 实 现 组 合逻 辑 电 路 ； 观 察 分 析 组 合 逻 辑 电 路中 竞 争 冒 险 现 象 。要求：掌握小规模组合逻辑电路的设计与调测方法；掌握竞争冒险现象的观察和消除方法。288 1 验证 2 数据选择器的应用 2内容：用 数 据 选 择 器 设 计 并 实 现 逻 辑 电路 。要求：掌握利用数据选择器构
5、成应用电路的设计和调测方法；掌握数据选择电路的功能及其测试方法。288 1 验证 3 译码器的 应用 2内容：用译码器设计一个译码功能电路。要求：掌 握 译 码 器 的 功 能 及 测 试 方 法 ；掌 握 译 码 器 设 计 组 合 电 路 的 方 法 。288 1 验证 4 触发器的 应用 2内容：用触发器设计并实现触发功能电路。要求：掌 握 触 发 电 路 功 能 及 测 试 方 法 ；掌 握 利 用 触 发 器 构 成 应 用 电 路 的 设计 和 测 试 方 法 。288 1 验证 5 计数与分 频电路 2内容：用计数器设计并实现计数和分频电路。要求：288 1 验证 3掌握计数和分
6、频电路的功能及测试方法；掌握利用计数和分频构成各种应用电路的设计和测试方法。6寄存与移位寄存电路3内容：用 移 位 寄 存 器 设 计 并 实 现 序 列 信号 输 出 。要求：掌握寄存和移位寄存电路的功能及测试方法；掌握利用寄存和移位寄存电路构成应用电路的设计和调测方法。288 1 验证 存储器的 应用 5内容：利用存储器及数字集成电路实现序列信号的设计或实现动态字符的显示。要求：掌握存储器的功能及测试方法；掌握存储器应用电路的设计和调测方法。288 1 验证 可编程器件及其开发软件的应用5内容：应用可编程器件及相应的开发软件，设计一个多比特可控数字延迟器或序列信号发生器或其它数字逻辑电路。
7、要求：掌握可编程器件及其开发软件的使用方法。掌握可编程器件应用电路的设计与调测方法。288 1 验证 二选一，8 上机仿真 周期信号频谱分析 2内容：测量占空比不同的矩形波、三角波、正弦波的各次谐波幅值，分析其频谱。要求：掌握用 EDA 软件或数字示波器进行频谱分析的基本方法；加深理解周期信号时域参数变化对其谐波分量的影响。288 1 验证 上机仿真10连续时间系统的模拟3内容：用系统模拟的方法对 RC 低通电路和二阶带通电路进行频率特性的分析与仿真。要求：学习用基本运算单元组成连续系统模拟装置的方法；掌握 EDA288 1 验证 二选一，上机仿真4软件用于系统模拟的基本方法。11 波形合成电
8、路 3内容：用 EDA 软件搭建一个电路，能够产生多个不同频率的正弦信号，并将这些信号再合成为近似方波。要求：加深理解周期信号频谱的概念，掌握用 EDA 软件进行波形合成的基本方法。288 1 验证 12 小型数字系统设计 5 见附录 3 288 1 设计 13 动态显示 电路 5 见附录 1 288 1 综合 14数字电路与模拟电路综合应用5 见附录 2 288 1 综合 三、考核及实验报告（一）考核考核性质为考试，根据学校有关规定，学生必须完成实验数量的三分之二才能取得考试资格。总评成绩由期末成绩和实验成绩综合构成，各占 50%。实验成绩依据平时预习报告、操作能力和实验报告综合评定。期末成
9、绩考核内容为设计、实现、问答等部分。（二）实验报告实验报告由实验预习报告和实验报告两部分组成。实验预习报告：实验前完成的实验预习报告应包括实验名称、实验电路、测试方案、测试数据表和预期值。实验报告：实验后完成的实验报告应包括实验名称、实验目的、实验任务、电路设计过程或实验过程、实验电路、实验元器件和使用仪表、实验结果和数据分析、小结。实验报告以文本纸制形式递交。报告要求书写规范、文字简练、语句通顺、图表清晰。四、主要仪器设备硬件：万用表；直流稳压源；数字示波器；函数信号发生器；台式万用表；台式计算机等。软件：Multisim； Foundation；ISE 等。五、教材及参考书 教材1张瑛，孙
10、科学，朱震华，唐珂.电工子实验技术(下册).北京：人民邮电出版社，2014.参考书51阉石数字电子技术基础（第五版） 北京：高等教育出版社，2010.2管致中，夏恭恪，孟桥信号与线性系统（第五版） 北京：高等教育出版社，2011.3夏哲雷等编著电子测量技术北京：机械工业出版社，2011.六、说明 学习本课程前应先修（或同修）信号与系统课程和数字逻辑电路。为了与信号与系统、数字逻辑电路理论课配合，本课程应滞后理论课 35 周开课，从第四学期的第 46 周开始，学期末结束。考虑到要与两门理论课的进度配合，在教学过程中允许调整实验项目的顺序。 执笔人：张瑛 审核人：薛梅 实验院长： 郭宇锋编写完成时
11、间： 2016.10.106附录 1：动态显示电路综合性实验大纲一、实验目的 掌握二进制译码器、二十进制译码器和显示译码器的逻辑功能及各种应用，熟悉十进制数字显示电路的构成方法，掌握动态扫描显示电路工作原理。二、实验内容 设计一个动态显示电路。该电路有 4 位数码管，输入为 4 位 8421BCD 码，时钟信号不用设计，可以利用实验箱提供的脉冲信号源。实验仪器设备：直流稳压电源，示波器，万用表，实验箱；材料清单：74LS153 二片 CD4511 74LS139 74LS74 74LS04 UNL2003 各一片 （或可编程器件） 七段（共阴极）数码管 4 个三、实验要求 （一）实验预习要求：
12、1自学实验教材中有关静态和动态显示原理的内容。2了解实验箱上有关显示电路的功能和使用要求，在实验箱所提供的实验条件下设计显示电路。3设计实验任务要求的电路。4拟定测试方案。5实验前用 EDA 软件对所设计的电路进行仿真分析。（二）实验步骤及实验结果：1测试给定的数码管的引脚功能。 2设计一个四位 BCD 码的动态显示系统。要求选用给定的器件，画出逻辑图。3连接和调试所设计的显示功能。 4调节扫描频率，观察显示效果。5对上述实验结果进行分析。四、实验报告1简洁明了地叙述说明实验名称、目的、任务；对实验内容、原理、方法和过程要有详细的描述，画出完整实验电路图。2整理实验数据。3对实验中出现的情况进
13、行分析和讨论。4.总结实验经验和体会。五、思考题1使用万用表：如何判断各笔划与管脚的连接关系？如何判断数码管是共阴数码管还是共阳数码管？2为什么需要显示驱动电路？数码管各笔划的限流电阻阻值如何确定？3构成动态显示的基本要素是什么？7附录 2：数字电路与模拟电路综合应用综合性实验大纲一、实验目的掌握数、模转换电路的设计方法。掌握数、模转换集成器件的使用方法。掌握数字电路与模拟电路混合电路的设计与调测方法。二、实验内容设计一个可编程的波形发生器。该波形应满足以下要求:1波形要求：当控制开关 K2K1=01 时，输出正斜率梯形锯齿波；当控制开关 K2K1=10 时，输出负斜率梯形锯齿波；当控制开关
14、K2K1=11 时，输出正、负斜率梯形锯齿波。2频率要求：正斜率锯齿波的频率为 1KHZ；负斜率锯齿波的频率为 1KHZ；正、负斜率（合成三角波）锯齿波的频率为 0.5KHZ。3阶梯要求：各波形的台阶数均大于或等于 16。4输出幅度要求：信号输出幅度在 0V 至 2V 之间可调。实验仪器设备：数字实验箱、示波器、稳压电源。材料清单：DAC0832、74LS00 74LS86 74LS393 74LS161 LM324 可编程器件等三、实验要求1.了解和掌握 DAC0832 数模转换器的内部结构与功能原理。2.根据实验内容和所提供的器件，设计出完整的电路，并绘制出逻辑电路图。3.在实验箱上搭建电
15、路，用示波器观察输出波形，是否满足指标要求。4.记录所显示的波形，分析其结果。四、实验报告实验报告内容含：技术指标、整体方案、单元电路设计、 整体电路图、测试与调整、整体达到的指标、分析与小结五、思考题1.若要使输出波形的幅度为 0.1V 至 2V，电路该如何设计？2.输出波形出现上削顶或下削顶，是什么原因造成，应如何解决？3.DAC0832 的参考电压正与负，对输出波形有何影响？8附录 3：小型数字系统设计设计性实验大纲一、实验目的1学习和掌握将实践中的要求抽象为逻辑需求关系的方法。2掌握将小型数字系统划分为控制器和处理器的方法。3掌握使用 ASM 图设计小型数字系统的方法。4掌握小型数字系
16、统的调测方法。5掌握可编程器件及其开发软件的使用方法。二、实验内容（2 选 1）1设计一个主干道与乡间公路交叉路口的交通指挥灯系统：1)主干道有通行优先权，当乡间公路上无车辆时，主干道方向始终可通行(绿灯亮)。2)在乡间公路靠近路口处设置 2 个车辆传感器 C，当 C=1 时表示乡间公路有车辆要通过交叉路口。3)当 C=1 时，经控制器处理后可允许乡间公路方向通行，当车辆通过后即恢复主干道通行状态。如果乡间公路上同时有多辆汽车，则允许乡间道路方向连续通过多辆汽车，但通行时间不得超过16S。4)考虑到主干道通行不应随时被乡间公路上车辆打断，要求主干道最少通行时间不得少于 16S。5)交通灯采用每个方向有一组绿、黄和红三色灯形式。指挥灯的变化过程是：一个方向由绿先变为黄再变为红，之后，另一个方向由红变为绿。黄色灯亮的时间为 3S。2汽车尾灯控制电路的设计。具体技术指标见教材 P219T1。三、实验要求1用 ASM 图法设计。2采用可编程器件实现。3电路输入采用电原理图或硬件描述语言。四、实验报告实验报告内容含：课题的设计指标、根据指标，拟定的总体方案、各单元电路的分析与设计、单元电路的调测和总电路的调测、测试数据及分析、设计小结。五、思考题1.ASM 图设计数字系统的优点是什么？2.数字系统设计的流程是什么？3.ASM 图与时钟有何关系？与硬件电路又有何关系？
