數(shù)字電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)(十個(gè))

1、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)一 集成邏輯門電路邏輯功能的測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)、基本功能和使用方法。2、掌握常用非門、與非門、或非門、與或非門、異或門的邏輯功能及其測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2、元器件： 74LS00 74LS04 74LS55 74LS86 各一塊導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測(cè)試74LS04（六非門）的邏輯功能將74LS04正確接入面包板，注意識(shí)別1腳位置（集成塊正面放置且缺口向左，則左下角為1腳）重點(diǎn)講解，按表1-1要求輸入高、低電平信號(hào)，測(cè)出相應(yīng)的輸出邏輯電平。得表達(dá)式為表1-1 74LS04邏輯功能測(cè)試表1A1Y2A2Y3A3Y4A4Y

2、5A5Y6A6Y0101010101011010101010102、測(cè)試74LS00（四2輸入端與非門）邏輯功能將74LS00正確接入面包板，注意識(shí)別1腳位置，按表1-2要求輸入高、低電平信號(hào)，測(cè)出相應(yīng)的輸出邏輯電平。得表達(dá)式為 表1-2 74LS00 邏輯功能測(cè)試表1A1B1Y2A2B2Y3A3B3Y4A4B4Y0010010010010110110110111011011011011101101101103、測(cè)試74LS55（二路四輸入與或非門）邏輯功能將74LS55正確接入面包板，注意識(shí)別1腳位置，按表1-3要求輸入信號(hào)，測(cè)出相應(yīng)的輸出邏輯電平，填入表中。（表中僅列出供抽驗(yàn)邏輯功能用的部

3、分?jǐn)?shù)據(jù)）表1-3 74LS55部分邏輯功能測(cè)試表ABCDEFGHY000000001000000011000000101000000111000001001000001011000001101000001111000011110001000001100011110110100011111111100111111110本器件的邏輯表達(dá)式應(yīng)為：Y=,與實(shí)側(cè)值相比較，功能正確。4、測(cè)試74LS86（四異或門）邏輯功能將74LS86正確接入面包板，注意識(shí)別1腳位置，按表1-4要求輸入信號(hào)，測(cè)出相應(yīng)的輸出邏輯電平。得表達(dá)式為Y=AB表1-4 74LS86邏輯功能測(cè)試表1A1B1Y2A2B2Y3A3B3Y

4、4A4B4Y000000000000011011011011101101101101110110110110四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）若測(cè)試74LS55的全部數(shù)據(jù)，所列測(cè)試表應(yīng)有256種輸入取值組合。用實(shí)驗(yàn)箱、萬用表作一個(gè)實(shí)驗(yàn)示范，并強(qiáng)調(diào)測(cè)試方法及萬用表的用法。實(shí)驗(yàn)二 組合邏輯電路的實(shí)驗(yàn)分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)組合邏輯電路的實(shí)驗(yàn)分析方法。2、驗(yàn)證半加器、全加器的邏輯功能。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2、元器件：74LS00、74LS20 各一塊，74LS55、74LS86 各一塊電阻及導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)線路圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測(cè)試用與非門構(gòu)成的電路的邏輯功能按圖3-1接線。按下表

5、要求輸入信號(hào)，測(cè)出相應(yīng)的輸出邏輯電平，并填入表中。分析電路的邏輯功能為半加器，寫出邏輯表達(dá)式為：Y=AB Z=AB2、測(cè)試用異或門和與非門組成的電路的邏輯功能按圖3-2接線。按下表要求輸入信號(hào)，測(cè)出相應(yīng)的輸出邏輯電平，并填入表中。分析電路的邏輯功能為半加器，寫出邏輯表達(dá)式為 Sn=AB Cn=ABABYZ0000011010101101ABSnCn00000110101011013、測(cè)試用異或門、非門和與或非門組成的電路的邏輯功能按圖3-3接線。按下表要求輸入信號(hào)，測(cè)出相應(yīng)的輸出邏輯電平，并填入表中。分析電路的邏輯功能為半加器，寫出邏輯表達(dá)式為：Sn=ABC Cn=AB+(AB)CAnBnCn

6、-1SnCn0000000110010100110110010101011100111111五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）1、總結(jié)用實(shí)驗(yàn)來分析組合邏輯電路功能的方法為：按圖接線，將輸入的所有取值組合對(duì)應(yīng)輸出測(cè)出來，得到該電路的真值表，進(jìn)而寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式，概述電路的邏輯功能 講解74LS138的用法及數(shù)據(jù)選擇器在微機(jī)控制等領(lǐng)域的應(yīng)用。此為學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自擬，老師著重是輔導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)三 數(shù)據(jù)選擇器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步熟悉用實(shí)驗(yàn)來分析組合邏輯電路功能的方法。2、了解中規(guī)模集成4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153的應(yīng)用。3、了解組合邏輯電路由小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)和由中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的不同特點(diǎn)二、實(shí)驗(yàn)儀器

7、及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2、元器件：74LS00、74LS04 各1塊，74LS20、74LS153 各1塊導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)線路圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形）1、利用數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱測(cè)試74LS151八選一數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能，按圖5-1接線，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在下表中。選通地址輸入數(shù)據(jù)輸入輸出A2A1A0D0D1D2D3D4D5D6D7Y1XXXXXXXXXXX010000D0XXXXXXXD0001XD1XXXXXXD1010XXD2XXXXXD2011XXXD3XXXXD3100XXXXD4XXXD4101XXXXXD5XXD5110XXXXXXD6XD6111XXXX

8、XXXD7D72、交通燈紅用R、黃用Y、綠用G表示，亮為1，滅為0。只有當(dāng)其中一只亮?xí)r為正常Z=0，其余狀態(tài)均為故障Z=1。該交通燈故障報(bào)警電路如圖5-1，接線并檢查電路的邏輯功能，將結(jié)果記錄在下表中，可得表達(dá)式為： Z（R，Y，G）=m（0，3，5，6，7）RYGZ000100100100011110001011110111113、有一密碼電子鎖，鎖上有四個(gè)鎖孔A、B、C、D，按下為1，否則為0，當(dāng)按下A和B、或A和D、或B和D時(shí)，再插入鑰匙，鎖即打開。若按錯(cuò)了鍵孔，當(dāng)插入鑰匙時(shí)，鎖打不開，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，有警為1，無警為0。設(shè)計(jì)出電路如圖5-3，按圖接線并檢查電路的邏輯功能，列出表述其功能

9、的真值表，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，可得表達(dá)式為： F（AB,C,D）=m（0,1,2,3,4,6,7,8,10,11,13,14,15）ABCDFABCDF00001100010001110010001011010100111101110100111000010101101101101111010111111111五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）1、由以上實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，可知74LS151八選一的功能正常。2、用中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)邏輯函數(shù)的特點(diǎn)為：較小規(guī)模集成電路更便于修改設(shè)計(jì)，且設(shè)計(jì)中多使用最小項(xiàng)表達(dá)式，設(shè)計(jì)思想可以更加清晰。講解74LS151的用法及數(shù)據(jù)選擇器在微機(jī)控制等領(lǐng)域的應(yīng)用。此為學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)

10、由學(xué)生自擬，老師著重是輔導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)四 觸發(fā)器的功能及應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)測(cè)試觸發(fā)器邏輯功能的方法。2、進(jìn)一步熟悉RS觸發(fā)器、集成JK觸發(fā)器和 D觸發(fā)器的邏輯功能及觸發(fā)方式。3、進(jìn)一步熟悉數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱中單脈沖和連續(xù)脈沖發(fā)生器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2、雙蹤示波器XJ4328XJ4318 一臺(tái)3、元器件：74LS00、74LS74 各1塊，74LS20、74LS76 各1塊導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)線路圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形）1、基本RS觸發(fā)器邏輯功能測(cè)試?yán)脭?shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱測(cè)試由與非門組成的基本RS觸發(fā)器的邏輯功能，R、S接電平開關(guān)，Q、Q接電平顯示

11、，將結(jié)果記錄在下表中。步驟Q功能00011不定10101置021101保持31010置141110保持2、集成JK觸發(fā)器邏輯功能測(cè)試CPJK111100110101101100111010101101010/11/0(1) 直接置0和置1端的功能測(cè)試（2）JK邏輯功能的測(cè)試按下表測(cè)試并記錄JK觸發(fā)器的邏輯功能（表中CP信號(hào)由實(shí)驗(yàn)箱操作板上的單次脈沖發(fā)生器提供）。JKCP00010/10/1100/10/101010/10/1100/1010010/10/1100/1111010/10/1100/11/0(3)JK觸發(fā)器計(jì)數(shù)功能測(cè)試使觸發(fā)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)（J=K=1），CP信號(hào)由實(shí)驗(yàn)箱操作板中的連

12、續(xù)脈沖（矩形波）發(fā)生器提供，可分別用低頻(f= 110HZ)和高頻（f=20150KHZ）兩檔進(jìn)行輸入，分別用實(shí)驗(yàn)箱上的LED電平顯示器和XJ4328雙蹤示波器觀察工作情況，記錄CP與Q的工作波形，Q狀態(tài)更新發(fā)生在CP的下降沿。Q信號(hào)的周期是CP信號(hào)周期的兩倍。3、集成D觸發(fā)器邏輯功能測(cè)試（1）D觸發(fā)器邏輯功能的測(cè)試按下表測(cè)試并記錄D觸發(fā)器的邏輯功能（表中CP信號(hào)由實(shí)驗(yàn)箱操作板上的單次脈沖發(fā)生器提供）。DCP0010/10100/10/11010/11100/10/1(2) D觸發(fā)器計(jì)數(shù)功能測(cè)試使觸發(fā)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)（D= ），CP端由實(shí)驗(yàn)箱操作板中的連續(xù)脈沖（矩形波）發(fā)生器提供，可分別用低頻(

13、f= 1-10HZ)和高頻（f=20-150KHZ）兩檔進(jìn)行輸入，分別用實(shí)驗(yàn)箱上的LED電平顯示器和XJ4318/XJ4328雙蹤示波器觀察工作情況，記錄CP與Q的工作波形， Q狀態(tài)更新發(fā)生在CP的上升沿。Q信號(hào)的周期是CP信號(hào)周期的兩倍。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）1、畫出工作波形圖。2、比較各種觸發(fā)器的邏輯功能及觸發(fā)方式：基本RS觸發(fā)器：置0、置1、保持功能，有不定狀態(tài)；低電平觸發(fā)。JK觸發(fā)器：置0、置1、保持、計(jì)數(shù)功能，有低電平有效的直接置0、置1端；下降沿觸發(fā)。D觸發(fā)器：置0、置1、保持、功能，有低電平有效的直接置0、置1端；上升沿觸發(fā)。六、思考題將一個(gè)帶直接置0/1端的JK觸發(fā)器置為

14、0有以下幾種方法：CPJK100111（1次或2次）1111將一個(gè)帶直接置0/1端的JK觸發(fā)器置為1有以下幾種方法：CPJK101011（1次或2次）1111將一個(gè)帶直接置0/1端的D觸發(fā)器置為0有以下幾種方法：CPD10011（1次或2次）11將一個(gè)帶直接置0/1端的D觸發(fā)器置為1有以下幾種方法：CPD01111（1次或2次）11講解小規(guī)模計(jì)數(shù)器的應(yīng)用及組成原理。 實(shí)驗(yàn)五 計(jì)數(shù)器的功能及應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)計(jì)數(shù)器邏輯功能的測(cè)試方法。2、熟悉計(jì)數(shù)器（異步三位二進(jìn)制加/減法及十進(jìn)制加法）的工作原理。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2、萬用表 1只3、雙蹤示波器XJ4328XJ431

15、8 一臺(tái)4、元器件：74LS00、74LS76 各1塊導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)線路圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形）1、異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 按圖8-1接線，組成一個(gè)三位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，CP信號(hào)可利用數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱上的單次脈沖發(fā)生器或低頻連續(xù)脈沖發(fā)生器，清0信號(hào)由邏輯電平開控制，計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)接LED電平顯示器，按下表進(jìn)行測(cè)試并記錄。CPQ3Q2Q1十進(jìn)制數(shù)0X00001000001111721106310154100450113601027001180000（2）在CP端加高頻連續(xù)脈沖，用示波器觀察各觸發(fā)器輸出端的波形，并按時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系畫出CP、Q1、Q2、Q3端的波形。2、異

16、步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器在預(yù)習(xí)時(shí)畫出用JK觸發(fā)器構(gòu)成的三位異步二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的邏輯電路如圖8-2。按圖接線，然后按步驟1所述內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試。CPQ4Q3Q2Q1Z十進(jìn)制數(shù)0X00000010000000100010120010023001103401000450101056011006701111781100089100119100000003、異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器按圖8-3接線，組成一個(gè)異步十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，CP信號(hào)可利用數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱上的單次脈沖或低頻連續(xù)脈沖發(fā)生器，清0信號(hào)由邏輯電平開關(guān)控制，各觸發(fā)器的輸出端及進(jìn)位輸出端分別接到LED電平顯示插孔，按下表進(jìn)行測(cè)試并記錄。CPQ4Q3Q2Q1Z十

17、進(jìn)制數(shù)0X0000001000000010001012001002300110340100045010105601100670111178110008910011910000000（2）在CP端加高頻連續(xù)脈沖，用示波器觀察各觸發(fā)器輸出端的波形，并按時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系畫出CP、Q1、Q2、Q3、Q4、Z端的波形。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）1、畫出工作波形圖。二進(jìn)制加/減法計(jì)數(shù)器的相同點(diǎn)：都為異步計(jì)數(shù)器，進(jìn)位信號(hào)取自低位狀態(tài)的邊沿。相異點(diǎn)：進(jìn)位信號(hào)分別取自低位狀態(tài)的下降沿和上升沿。講解中規(guī)模計(jì)數(shù)器的應(yīng)用及組成原理。實(shí)驗(yàn)六 中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器的功能及

18、應(yīng)用。2、進(jìn)一步熟悉數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱中的譯碼顯示功能。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱 1臺(tái)2、萬用表 1只3、雙蹤示波器XJ4328/XJ4318 一臺(tái)4、元器件：74LS00、74LS20、74LS161 各1塊導(dǎo)線 若干三、實(shí)驗(yàn)線路圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形）(一)用74LS161及輔助門電路實(shí)現(xiàn)一個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器：1、利用異步清0端 。電路圖如圖9-1。2、利用同步置數(shù)端，從0000開始計(jì)數(shù)。電路圖如圖9-2。3、利用同步置數(shù)端，到1111結(jié)束。電路圖如圖9-3。4、利用同步置數(shù)端，從某狀態(tài)DCBA開始，到另一狀態(tài)D1C1B1A1結(jié)束。（例：從0001開始，到101

19、0結(jié)束的10進(jìn)制）電路圖如圖9-4。計(jì)數(shù)器的CP端接低頻連續(xù)脈沖，輸出狀態(tài)接LED電平顯示，邏輯電平開關(guān)作為并行輸入數(shù)據(jù)，觀察計(jì)數(shù)器的功能。列出表述其功能的計(jì)數(shù)狀態(tài)順序表，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。電路圖9-1、圖9-2數(shù)據(jù)為下表：CPQDQCQBQA十進(jìn)制數(shù)0000001000112001023001134010045010156011067011178100089100191000000電路圖9-3的數(shù)據(jù)為下表：CPQDQCQBQA十進(jìn)制數(shù)0011061011172100083100194101010510111161100127110113811101491111151000000電路圖9-4的數(shù)據(jù)為下表：CPQDQCQBQA十進(jìn)制數(shù)00001110010220011330100440101550110660111771000881001991010101000000（二）利用實(shí)驗(yàn)箱上的高頻連續(xù)脈沖作CP，用示波器觀察QD、QC、QB、QA的波形，并按時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系記錄下來。（略）五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（回答問題）1、74LS161的置0端為異步置0，置數(shù)端為同步置數(shù)。2、若要求計(jì)數(shù)器具有暫停計(jì)數(shù)功能，可以：A 封鎖CP信號(hào)B 令EP=ET=0此為學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自擬，老師著重輔導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)七 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示綜合實(shí)驗(yàn)一