数字逻辑电路实验箱使用说明
一、实验箱组成模块
1 信号源模块和电源单元
2、逻辑电平输出
3、逻辑电平显示
4、可调电位器部分
5、数码管
6、频率计、逻辑笔、蜂鸣器
7、DIP 插座部分和面包板
8、地插孔和电源孔
9、选配集成芯片
二、数字逻辑电路实验箱主电路板
l 、信号源模块和电源单元为实验箱其它功能模块提供信号资源。由固定频率信号源，单次脉冲源组成。固定频率信号源包含各种频率的方波： 1HZ , 1KHZ , 10KHZ , 100KHZ ；单次脉冲源有正脉冲输出和负脉冲输出两种，按下 S201 就会产生一个正的或负的脉冲，它与按下的时间长短成正比。当要使用这一个模块中的信号源时，只需要将其接入相应的输入端，按下对应的开关即可。按下箱体总开关和电源开关， · 电源单元的直流指示灯亮了，表明电源部分正常工作 ·
2 、逻辑电平输出此模块的主要功能是提供高低电平。当需要一个高电平时，将按钮开关按下即可，指示灯发橙光，同样需要一个低电平将按钮开关弹起即可，指示灯发绿光。
3 、逻辑电平显示它的主要作用是对输出电平的高低进行显示，如果发光二极管发橙光，则对应的输出为高电平；发光二极管发绿光，则对应的输出为低电平。 4 、可调电位器部分此部分提供 1 00Ω , 1K , 10K , 100K 可调电位器各两个，可供实验中使用。
5 、 LED 模块分为不带驱动共阴数码管和带驱动共阴数码管。实验箱上提供的 T0S5101AH 为共阴数码管，从左下脚开始数为第 l 脚，引脚数按照逆时针方向递增，它们的第 3 脚和第 8 脚为公共端 GND。实验箱上提供了 8 个孔，这 8 个孔的对应标号已经给出。带驱动共阴数码管可以译码显示 8421 码。本实脸箱提供的是高亮型数码管，它的点亮电流为 1 ~3 mA。
6 、 DIP 插座部分和面包板 DIP 自锁紧式插孔部分：实验板上有 2 个 DIP8 , 2 个 DIP14 , 2 个 DIP16 , 2 个 DIP20 , 2 个 DIP28 , l 个 DIP40 。实验中如果需要插入电阻电容可插在军品插座上下面两排插针之间，从相应的孔中引出连线。面包板周围的每个有插孔均与 5 个军品插孔相连，它们是相互导通的，但与其它孔和面包板均无连接。实验时需用导线或单股线接到所需位置。 装配自动流水线
7 、地插孔和＋ 5v 电源孔：本实验箱在一些地方放置了一些 GND 插孔和＋ 5v 电源孔。在测试信号的时候需要把负极接地时，就可以把相应的负极插入或者钩住这些标有 GND的插孔。如果你使用示波器又不想频频的更换负极接线口，你可以用一根线把实验箱上的 GND 引出，再用探头的负极夹住此引出线。
8 、频率计、逻辑笔、蜂鸣器频率计可以测试 1Hz 到 lMHz 的方波（显示会有一定的偏差）。逻辑笔可以指示高电平、低电平、高阻态三种状态，三个标识的指示灯分别指示三种状态。蜂鸣器在高电平（或＋ 5v 电压）驱动时会发声。
9 、选配集成芯片：本实验箱配备了一套能够做本实验指导书所涉及的所有集成芯片，可供购买时选择。
三、系统组成见下表
表1 实验箱组成
固定信号源单元 | 100KHZ、10KHZ、1KHZ、1HZ |
显示单元 | 四个七段共阴数码块、10组数据指示灯 |
开关控制电路 | 两路单脉冲触发电路、10个而进制开关 |
通用实验电路 | 1块进口面包板、2个8P、2个14P、2个16P、2个20P、2个28P和木纤维袜子2个40P的自锁紧式插槽.。 |
系统电源 | ±5V、±12V（有过流保护功能） |
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四、实验注意事项
1 、电源的打开顺序是：先开实验箱总开关，需要用到信号源模块时，再打开信号源模块的开关。如果不需要使用信号源模块最好关掉信号源部分的开关。电源关掉的顺序刚好与此相反。
2 、在实验之前请学生认真看附录一：常用门电路和触发器的使用规则。
3 、切忌在实验中带电连接线路，正确的方法是断电后再连线，进行实验。
4 、实验箱主电路板上所有的芯片出厂时已全部经过严格检验，因此在做实验时切忌随意插拔芯片。
5 、实验箱中的叠插连接线的使用方法为：连线插入时要垂直，插入后稍做旋转，切忌用力，拔出时用手捏住连线靠近插孔的一端，然后左右旋转几下，连线自然会从插孔中松开、弹出，切忌用力向上拉线，这样很容易造成连线和插孔的损坏。
铁塔基础
6 、实验中应该严格按照老师的要求和实验指导书来操作，不要随意乱动开关、芯片及其它元器件，以免造成实验箱的损坏。 7 、如果在实验中由于操作不当或其它原因而出现异常情况，如数码管显示不稳，闪烁，芯片发烫等，首先立即断电，然后报告老师，切忌无视现象，继续实验，以免造成严重后果。
8 、不要将逻辑电平物出模块的输出直接接共阴数码管。
表2 TTL与CMOS功能相同芯片对照表
74LS00 | CC4011 | 二输入端四与非门 |
74LS02 | CC4001 | 二输入端四或与非门 |
74LS03 | | 二输入端四与非门（OC） |
74LS04 | CC4069 | 六反相器 |
74LS08 | CC4081 | 二输入端四与门 |
74LS10 | CC4023 | 三输入端三与非门 |
74LS20 | CC4012 | 四输入端二与非门 |
74LS32 | CC4071 | 二输入端四或门 |
74LS86 | CC4030 | 二输入端四异或门 |
74LS74 | CD4013 | 双D触发器 |
74LS112 | CD4027 | 双J-K触发器 |
74LS151 | | 八选一数据选择器 |
74LS192 | CC40192 | 同步十进制可逆计数器 |
74LS194 | CC40194 | 四位双向通用移位寄存器 |
74LS85 | | 4位幅度比较器 |
74LS125 | | 四总线缓冲门 |
74LS161 | | 同步4位二进制计数器 |
CC4085 | | 双2路2输入与或非门 |
CC40106 | | 六施密特触发器 |
HEF4528 | | 双可重触发单稳态触发器 |
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第二部分 数字电路实验基本知识
中、小规模数字 IC 中最常用的是 TTL 电路和 CMOS 背景板制作电路。 TTL 器件型号以 74 （或 54 ) 作前级，称为 74/54 系列，如 74LS10 、74F181 、 54S86 等。中、小规模 CMOS 数字集成电路主要是 4XXX/45XX ( X 代表 0 - 9 的数字）系列，高速 CMOS 电路 HC ( 74HC 系列），与 TTL 兼容的高速 CMOS 电路 HCT ( 74HCT 系列）。 TTL 电路与 CMOS 电路各有优缺点， TTL 速度高， CMOS 电路功耗小、电源范围大、抗干扰能力强。由于 TTL 在世界范围内应用极厂 , 在数字电路教学实验中，主要使用 TTL74 系列电路作为实验用器件。
数字 IC器件有多种封装形式．为了教学实验方便，实验中所用的 74 系列器件封装选用双列直插式。双列直插式封装有以下特点：
l 、正面（上面）看，器件一端有一个半园的缺口，这是正方向的标志。缺口左边的引脚号为 1 ，引脚号按逆时针方向增加.双列直插式封装 IC 引脚数有 8 、 14 、 16 、 20 、 24 、 28 等若干种。
2 、双列直插器件有两列引脚。引脚之间的间距是 2 . 54 毫米。两列引脚之间的距离能够稍作改变，引脚间距不能改变．将器件插入实验台上的插座中去或者从插座中拔出时要小心，不要将器件引脚搞弯或折断。
3 、 74 系列器件一般右下角的最后一个引脚是 GND ，左上角的引脚是 Vcc 。例如， 14 引脚器件引脚 7 是 GND ，引脚 14 是 Vcc ; 20 引脚器件引脚 10 是 GND ，引脚 20 是 Vcc 。但也有一些例外，例如 16 引脚的双 JK 触发器 74LS76 ，引脚 13 （不是引脚 8 ）是 GND ，引脚 5 （不是引脚 16 ）是 Vcc 同时率。所以使用集成电路器件时要先看清楚它的引脚图，对电源和地，避免因接线错误造成器件损坏。
本实验箱上的接线采用自锁紧插头、插孔（插座）。使用自锁紧插头、插孔接线时，首先把插头插进插孔中，然后将插头按顺时针方向轻轻一拧则锁紧。拔出插头时，首先按逆时针方向轻轻拧一下插头，使插头与插孔之间松开，然后将插头从插孔中拔出。不要使劲拔插头，以免损坏插头和连线。必须注意．不能带电插、拔器件．插、拔器件只能在关断电源的情况下进行。
二、数字电路测试及故障查、
设计好一个数字电路后，要对其进行测试，以验证设计是否正确。测试过程中，发现问题要分析原因，出故障所在，并解决它。数字电路实验也遵循这些原则。
l 、数字电路测试
数字电路测试大体上分为静态侧试和动态测试两部分。静态测试指的是．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．数字电路设计好后，在实验台上连接成一个完整的线路。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．静态侧试是检查设计是否正确，接线是否无误的重要一步。在静态测试基础上，按设计要求在输入端加上动态脉冲信号，观察输出端波形是否符合设计要求，这是动态侧试。有些数字电路只需要进行静态测试即可，有些数字电路则必须进行动态测试，一般地说，时序电路应进行动态测试。
2 、数字电路的故障查和排除
在数字电路实验中，出现问题是难免的。重要的是分析问题，出出现问题的原因，从而
解决问题。一般的说，有四个方面的原因产生问题（故障）：器件故障、接线错误、设计错误和测试方法不准确。在查故障过程中，首先要熟悉经常发生的典型故障。
( l ）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，表现为器件工作不正常。不言而喻，器件失效肯定会引起工作不正常，这需要更换一个好器件。器件接插问题，如管脚折断或者器件的某个（或某些）引脚没插到插座中等，也会使器件工作不正常。对于器件接插错误有时不易发现，需仔细检查。判断器件失效的方法是用集成电路测试仪测试器件．需要指出的是，一般的集成电路测试仪只能检查器件的某些静态特性。对负载能力等静态特性和上升沿、下降沿、延迟时间等动态特性，一般的集成电路测试仪不能测试。测试器件的这些参数，须使用专门的集成电路测试仪。
( 2 ）接线错误接线错误是最常见的错误。据有人统计，在教学电路实验中，大约 70 ％以上的故障是由接线错误引起的。常见的接线错误包括忘记接器件的电源和地；连接线和插孔接触不良，连线经多次使用后，有可能外面的塑料包皮完好，但内部线断；连线多接、漏接、错接；连线过长、过乱造成干扰。接线错误造成的现象多种多样，例如器件的某个功能模块不工作或者工作不正常，器件不工作或发热，电路中一部分工作状态不稳定等。
解决方法大致包括：熟悉所用器件的功能及其引脚号，知道器件每个引脚的功能；器件的电源和地一定要接对、接好；检查连线和插孔是否接触良好；检查连线有无错接、多接、漏接;检查连线中有无断线。最重要的是接线前要画出接线图，按图接线，不要凭记忆随想随接；接线要规范、整齐，尽量走直线、短线，以免引起干扰。
( 3 ）设计错误：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吃透，或者是对所用器件的原理没有掌握。因此实验前一定要理解实验要求，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。最后画好逻辑图以及接线图。船舶智能焊接技术
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