數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗指導(dǎo)書13

1、數(shù)字電子技術(shù)（一） 試驗指導(dǎo)書天津科技高校電子信息與自動化學(xué)院is Tsi u is 121110FlVcc Di D5 D3 D? A2 Ai Aq)74LS151De D2 D4 Do Y W S GNDLJLJUJhJklLJLdkJ輸入輸出S，A2 Ai AoYw1XXX0100 0 0DoDo，00 0 1DiD00 1 0d2D2900 1 1d3d3901 0 0d4D/01 0 1d5D5，01 1 0d6D6，01 1 1d7D7表3-2圖3-2 74LS151引腳排列三、試驗設(shè)施與器件.SXJ-3型模擬、數(shù)字學(xué)習(xí)機(jī)一臺2.雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74LS1532片八選一數(shù)據(jù)選擇器

2、74LS1511片四、試驗預(yù)習(xí).復(fù)習(xí)數(shù)據(jù)選擇器有關(guān)內(nèi)容。.分別設(shè)計用四選一數(shù)據(jù)選擇器和八選一數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)三人表決的電路，畫出接 線圖，列出測試表格。.設(shè)計并畫出用四選一數(shù)據(jù)選擇器和相應(yīng)門電路構(gòu)成十六選一的電路。五、試驗內(nèi)容（一）用74LS153實(shí)現(xiàn)以下功能1.構(gòu)成全加器A、B和CI為加數(shù)、被加數(shù)和低位來的進(jìn)位，全 加器的和數(shù)S及向高位的進(jìn)位CO的規(guī)律方程為S=A,B,CI+A,BCr+AB,Cr+ABCICO=A，BCI+ABCI+ABCI+ABCI圖3-3為用74LS153實(shí)現(xiàn)全加器的接線圖，按圖連接試驗電路，測試全加器的規(guī)律功能，紀(jì)錄之。Ao 1 2 3 o 2 3 1 I kJ 1 1

3、 2 2222D D D D s s D D D D圖3-3全加器2.構(gòu)成三人表決電路按自己設(shè)計用四選一構(gòu)成三人表決電路接線，測試規(guī)律功能紀(jì)錄之。（二）測試74LS151八選一數(shù)據(jù)選擇器的規(guī)律功能.按表3-2逐項進(jìn)行功能驗證。.用74LS151實(shí)現(xiàn)三人表決電路按自己設(shè)計用八選一構(gòu)成三人表決電路進(jìn)行試驗。*（三）用四選一數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成十六選一電路，驗證其功能。六、試驗報告.總結(jié)74LS153和74LS151的規(guī)律功能.畫出設(shè)計的規(guī)律電路圖，整理試驗結(jié)果，并與設(shè)計要求進(jìn)行比擬。.總結(jié)中規(guī)模集成規(guī)律電路的設(shè)計方法及用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計電路的方法。.紀(jì)錄在試驗中遇到的故障問題及解決方法。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、試

4、驗?zāi)康?熟識T T L集成JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器的形狀及外引線排列。.驗證基本R S觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器的規(guī)律功能。.練習(xí)使用JK觸發(fā)器組成計數(shù)器。二、試驗設(shè)施和儀器.數(shù)字電路試驗箱一臺。.雙蹤示波器一臺。.器件： TOC o 1-5 h z 74LS00二輸入四與非門1片74LS74雙D觸發(fā)器1片74LS76雙JK觸發(fā)器1片三、試驗預(yù)習(xí).預(yù)習(xí)教材有關(guān)觸發(fā)器的內(nèi)容，熟識74LS74的引腳功能。.預(yù)習(xí)R S觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器的規(guī)律功能，并畫它們的狀態(tài)表。. J-K觸發(fā)器和D觸發(fā)器觸發(fā)方式有何不同？.預(yù)習(xí)用JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器組成的兩位二進(jìn)制加法計數(shù)器。四、試驗內(nèi)容和步驟.測試基本

5、RS觸發(fā)器的規(guī)律功能輸入狀態(tài)輸出狀態(tài)RdSdQQ輸入狀態(tài)輸出狀態(tài)RdSdQQ圖41用74LS00中的兩個與非門按圖4-1接線，輸入端Sd、Rd接規(guī)律電平開關(guān)， 輸出端Q、Q接電平顯示發(fā)光二極管。當(dāng)輸入端的凹凸電平分別為表41所示的狀態(tài) 時，觀看輸出端發(fā)光二極管的發(fā)光狀況，將結(jié)果紀(jì)錄于表41中。驗證其規(guī)律功能是否 正確。.測試JK觸發(fā)器的規(guī)律功能選用74LS76中的一個JK觸發(fā)器如圖42所示，輸入端Rd、Sd、J、K接規(guī)律電平 開關(guān)，CI接脈沖輸入端，輸出端Q、Q接電平顯示發(fā)光二極管。(1)置位和復(fù)位功能的測試表4一2CLKJKRdSdQ，XXX01XXX10即jnCIknSdQ圖422) JK

6、觸發(fā)器規(guī)律功能的測試將觸發(fā)器置“1”狀態(tài)，當(dāng)J、K分別為表43的狀態(tài)時，CI端輸入單脈沖,表43(a) 觀看輸出端的變化，將結(jié)果紀(jì)錄于表43中。測試條件輸出狀態(tài)J、K端狀態(tài)觸發(fā)器原狀態(tài)CI端觸發(fā)脈沖變化后觸發(fā)器狀態(tài)CI 由 1 一0CI 由 0-1JKQQ*Q*1110101001100010(b)將觸發(fā)器置“0”狀態(tài)，重復(fù)上述步驟(a)o3) JK觸發(fā)器的計數(shù)功能將JK觸發(fā)器接成計數(shù)狀態(tài)(J=K=1), CI端加可調(diào)的連續(xù)脈沖，用示波器觀看輸出 端的波形，畫出相應(yīng)的波形圖。. D觸發(fā)器規(guī)律功能的測試選用74LS74中的一個D觸發(fā)器，如圖43所示。圖中Rd、Sd，分別為置“0”端 和置“1”端

7、，CLK為時鐘脈沖輸入端。(1)將觸發(fā)器置“0”。轉(zhuǎn)變D的狀態(tài)，當(dāng)單脈沖CI由。變1和由1變0時、觸發(fā)器 的狀態(tài)如何變化？將測試結(jié)果紀(jì)錄于表44中。(2)將觸發(fā)器置“1”。重復(fù)上述步驟，將測試結(jié)果紀(jì)錄于表44中。表4一4rd D Q 測試條件輸出狀態(tài)D端狀 態(tài)觸發(fā)器 原狀態(tài)CI端觸發(fā)脈沖變化后觸發(fā)器狀態(tài)CI 由 1 一0CI 由。一 1DQQ*Q*001101CIQ，oS,D O圖4一34. JK觸發(fā)器的應(yīng)用。清零Q單脈沖(1)圖44所示的電路是用74LS76中的兩個JK觸發(fā)器聯(lián)接而成的，試分析此電路的規(guī)律功能。(2)按圖44接線。接通電源，將兩觸發(fā)器清零，在脈沖輸入端輸入單脈沖，觀看發(fā)光二極

8、管的變化狀況，同時用示波器觀看此時兩觸發(fā)器IQ、2Q的輸出狀態(tài)，將結(jié)果填于表45中。驗證是否與理論相全者E。五、意事項表45輸入脈沖數(shù)輸出端狀態(tài)1Q2Q0123474LS76的電源和地的引腳位置與一般的74系列芯片位置不同，接線后應(yīng)認(rèn)真核查引腳的接線是否正確。七、試驗報告要求.整理試驗數(shù)據(jù)并填表，總結(jié)3種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的規(guī)律功能。.試用JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器組成4位異步二進(jìn)制加法計數(shù)器和減法計數(shù)器。.試畫出圖44電路的輸出波形圖。試驗五計數(shù)器一、試驗?zāi)康?把握同步二進(jìn)制加法與減法計數(shù)器的工作原理。.驗證常用中規(guī)模集成計數(shù)器電路各引腳的規(guī)律功能。.嫻熟把握中規(guī)模集成計數(shù)器電路應(yīng)用方法。.學(xué)會使用中規(guī)

9、模電路組成N (N16)進(jìn)制計數(shù)器的方法。二、試驗設(shè)施和儀器.數(shù)字電路試驗箱一臺。.雙蹤示波器一臺。.器件： TOC o 1-5 h z 74LS00二輸入四與非門1片74LS161四位二進(jìn)制計數(shù)器1片74LS76雙JK觸發(fā)器2片三、試驗預(yù)習(xí).分析本試驗中各電路圖的工作原理。.預(yù)習(xí)教材計數(shù)器工作原理等內(nèi)容，熟識74LS161的引腳功能。.預(yù)習(xí)集成計數(shù)器74LS161規(guī)律功能，并畫出它的狀態(tài)表。.用74LS161設(shè)計N (N16)進(jìn)制計數(shù)器電路圖。并畫出試驗用狀態(tài)表。四、試驗內(nèi)容和步驟.用JK觸發(fā)器組成同步二進(jìn)制計數(shù)器圖51用兩片JK觸發(fā)器及與門按圖51接成電路，復(fù)位開關(guān)K接規(guī)律電平開關(guān)，CLK

10、端接單 脈沖，輸出端Qo、Qi、Q2接電平顯示發(fā)光二極管。撥動復(fù)位開關(guān)K將全部輸出清零，當(dāng) CLK端逐次加脈沖時，觀看輸出端發(fā)光二極管的發(fā)光狀況，將結(jié)果紀(jì)錄于表51中。驗證其規(guī)律功能是否正確。表51脈沖數(shù)輸出狀態(tài)Q2QiQo012345678.集成計數(shù)器74LS161功能驗證接線如圖5-2所示，輸入端DoD3分別接規(guī)律電平開關(guān)，LD Rd、EP、ET分別也接規(guī)律電平開關(guān)CLK接單脈沖輸出，輸出端QoQ3及C端接五個LED電平顯示發(fā)光二極管。按表5-2所例輸入果，填與相符。KiK4K2圖5-2單脈沖狀態(tài)觀看輸出結(jié) 入表中，分析是否 74LS161的功能表表5-2掌握輸入狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)輸出狀態(tài)C

11、LKRdLD9EPETd3d2DiDoQ3Q2Q1QoX0XXXXXXXt10XX0101X1101XXXXX11X0XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXXt1111XXXX.集成計數(shù)器74LS161的應(yīng)用用74LS161和門電路自行設(shè)計一個N(N16)進(jìn)制的計數(shù)器，畫出該計數(shù)器的試驗電路圖，畫出試驗表格。并驗證你設(shè)計的N進(jìn)制計數(shù)器是否符合

12、規(guī)律要求。六、留意事項74LS76的電源和地的引腳位置與一般的74系列芯片位置不同，接線后應(yīng)認(rèn)真核查引 腳的接線是否正確。七、試驗報告要求.整理試驗數(shù)據(jù)并填表，總結(jié)計數(shù)器74LS161規(guī)律功能。.試分析用74LS161組成N進(jìn)制計數(shù)器有哪幾種方法，它們的各自特點(diǎn)是什么？。附錄：芯片管腳圖同同同同同rn mVcc 4A 4B 4Y 3A 3B 3Y)74LS001A IB 1Y 2A 2B 2Y GNDLd 團(tuán) UJ Ld Ld Ld Ld同同同同同rn mVcc 4A 4B 4Y 3A 3B 3Y)74LS001A IB 1Y 2A 2B 2Y GNDLd 團(tuán) UJ Ld Ld Ld Ld同同

13、同同同臼Fl% 6A 6Y 5A 5Y 4A 4Y)74LS041A 1Y 2A 2T 3A 31 GH)LJ 3 111囪圖LJ同同同同ri rn mVcc 2A 2B NC 2C 2D 2Y)74LS201A IB NC IC ID 1Y GNDLd UI |1 L1 Ld Ld Ld同同同同ri rn mVcc 2A 2B NC 2C 2D 2Y)74LS201A IB NC IC ID 1Y GNDLd UI |1 L1 Ld Ld Ld同同同同同rn riVcc 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y)74LS861A IB 1Y 2A 2B 2Y GNDLd 團(tuán) kJ Ld Ld 圖

14、Ld同同同ni同間rnVcc 2% 2D 2CI 2Sd 2Q 2Q同同同ni同間rnVcc 2% 2D 2CI 2Sd 2Q 2QFl Fl同向同同同臼IK IQQ GND 2K 2Q 2Q 2J74LS7474LS7474LS76IRd ID IC工 ISp IQ 1Q GNDUJ 口 UI H 舊 Ld LdIRd ID IC工 ISp IQ 1Q GNDUJ 口 UI H 舊 Ld Ld1CI ISpIRd 1J Vcc 2CI 2Sp 2坳LdUJUJlAlldLdUJhJ74LS13974LS139Si lAo lAi lYo lYi 1Y2IY3 GNDLdELdEklkJLdL

15、il國同同同同同國rnVcc S2 Aq D23 D22 D21D20 Y2J 74LS153Si Ai D13D12 D11D10Y1 GND同同 14 13 12 11 10 |T| Vcc Di D5 D3 D? A2 Ai Aq)74LS151D D2 D4 Do Y W S GNDIE團(tuán)dhJULd 固同同同同同同同rnVcc C Qo Qi Q2 Q3 ET LD)74LS161Ri CLK Do Di D2 D3 EP GNDLilLJUJLilklklLdhl試驗一 TTL集成與非門電路一、試驗?zāi)康模?把握集成門電路的規(guī)律功能及測試方法。.把握集成門電路的規(guī)律變換。.熟識數(shù)字電

16、路試驗箱、數(shù)字萬用表、雙蹤示波器的使用方法。二、試驗設(shè)施：.SXJ-3C數(shù)字電路學(xué)習(xí)機(jī).雙蹤示波器.數(shù)字萬用表.器件：74LS00 兩片 74LS20一片 74LS86一片三、試驗預(yù)習(xí)：.復(fù)習(xí)各種門電路的規(guī)律符號、規(guī)律函數(shù)式、真值表。.查出試驗所用集成電路的外引腳線排列圖，熟識其引腳線位置及各引腳線用途。四、試驗內(nèi)容：試驗前先檢查試驗箱電源是否正常，然后選擇試驗用的集成電路，按接線圖連線。特殊 留意Kc及地線不能接錯。線接好后經(jīng)指導(dǎo)老師檢查無誤方可通電。試驗中改動接線必需先 斷開電源，接好線后再通電試驗。.測試門電路的規(guī)律功能（1）測出雙4輸入與非門74LS20的規(guī)律功能按圖1-1接線，輸入端

17、（管腳1、2、4、5）接電平開關(guān)，輸出端（管腳6）接一個發(fā)光二極管顯示插口。14腳接+5V電源，7腳接地。14V o14VoesJw98sqWJo11圖-2圖將電平開關(guān)按表1-1置位，其中。對應(yīng)低電平（L）, 1對應(yīng)高電平（H）,分別測出輸出規(guī)律狀態(tài)（發(fā)光二極管亮?xí)r為1,不亮?xí)r為0）和輸出電壓填入表1-1中。表1-1表1-2輸入端輸出端61245規(guī)律狀態(tài)電壓（V）00000001001101111111輸入端輸出端61245規(guī)律狀態(tài)電壓（V）00000001001101111111輸入端輸出端212規(guī)律 狀態(tài)電壓（V）00011011（2）測出二輸入異或門74LS86的規(guī)律功能：選二輸入異或門

18、電路74LS86按圖1-2接線。電平開關(guān)按表1-2置位，分別測出輸出規(guī) 律狀態(tài)和輸出電壓填入表1-2中。測試規(guī)律電路的規(guī)律關(guān)系：用74LS00組成圖1-3所示規(guī)律電路，當(dāng)輸入信號為表1-3的狀態(tài)時，觀看發(fā)光二極管 的輸出狀態(tài)，將結(jié)果填入表1-3中。輸入端輸出端ABZ00011011表1-3.采用與非門組成其他門電路并測試其規(guī)律功能（1）組成與門依據(jù)與門的規(guī)律表達(dá)式可知：Y = AB = （AB）y故可以用兩個與非門組成與門電路，電路如圖1-4所示。依據(jù)圖1-4連接線路，當(dāng)輸入 信號為表1-4的狀態(tài)時，觀看發(fā)光二極管的輸出狀態(tài)，將結(jié)果填入表1-4中。(2)組成或門依據(jù)或門的規(guī)律表達(dá)式可知：Y =

19、 A + B = (A + B)y = (AfBy故可以用三個與非門組成或門電路，電路如圖1-5所示。依據(jù)圖1-5連接線路，當(dāng)輸入 信號為表1-5的狀態(tài)時，觀看發(fā)光二極管的輸出狀態(tài)，將結(jié)果填入表1-5中。(3)組成或非門依據(jù)或非門的規(guī)律表達(dá)式可知：丫 = (A + B)= 43= (43)故可以用四個與非門組成或非門電路，電路如圖1-6所示。依據(jù)圖1-6連接線路，當(dāng)輸 入信號為表1-6的狀態(tài)時，觀看發(fā)光二極管的輸出狀態(tài)，將結(jié)果填入表1-6中。圖1-4與門電路圖1-5或門電路圖1-6或非門電路輸入端輸出端ABY00011011輸入端輸出端ABY00011011表1-4輸入端輸出端ABY00011

20、011表1-5輸入端輸出端ABY00011011表1-6* 4,觀看與非門對脈沖的掌握作用K。用一片74LS00按圖1-7接線，一個輸入端K接任一電平開關(guān)，另一個輸入端輸入連續(xù)脈沖，將電平開關(guān)圖1.7K分別置于低電平（0）和高電平（1）,用示波器同時觀看輸入與輸出信號，畫出其波形于表1-7中，分析K對輸出脈沖的掌握作用。表1-7K為低電平K為高電平輸入波形輸出波形輸入波形輸出波形五、試驗報告：.寫出試驗?zāi)康?、試驗儀器和試驗步驟。.按各步驟要求填表，并在規(guī)律圖上標(biāo)出集成塊引腳號。.回答思索題。六、思索題1 .與非門什么狀況下輸出高電平？什么狀況下輸出低電平？與非門不用的輸入端應(yīng)如 何處理？2說明

21、圖2-3所示電路的規(guī)律功能？試用規(guī)律代數(shù)的公式進(jìn)行驗證（寫規(guī)律式，并化簡 為最簡的與或形式）。3.假如與非門的一個輸入端接連續(xù)時鐘脈沖，那么：（1）其余輸入端是什么狀態(tài)時，允 許脈沖通過？此時輸出端與輸入端的波形有何區(qū)分？ （2）其余輸入端是什么狀態(tài)時，不允 許脈沖通過？此時與非門輸出是什么狀態(tài)？試驗二譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器一、試驗?zāi)康模?熟識集成譯碼器的工作原理。.了解用集成譯碼器組成不同的擴(kuò)展電路。,把握數(shù)據(jù)選擇器的規(guī)律功能和使用方法.熟識數(shù)字電路試驗箱、數(shù)字萬用表的使用方法。二、試驗設(shè)施：.SXJ-3C數(shù)字電路學(xué)習(xí)機(jī).數(shù)字萬用表.器件：74LS00一片 74LS139一片 74LS153一片

22、三、試驗預(yù)習(xí)：.復(fù)習(xí)各種譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器的工作原理。.查出試驗所用集成電路的外引腳線排列圖，熟識其引腳線位置及各引腳線用途。四、試驗內(nèi)容：1 譯碼器功能測試將74LS139譯碼器按圖2-1接線，其中，1、2、3、腳分別接電平開關(guān)，4、5、6、7腳接發(fā)光二極管，按表2-1所示輸入電平的狀態(tài)分別置位，觀看輸出端的狀態(tài)，將結(jié)果填入表5V16%6。Z1%匕丫2匕-74LS139 2S A A（）I13 28S： _圖2-12-1中。并驗證該規(guī)律功能是否正確。輸入輸出掌握選擇S；AA）埸41XX000001010011表2-12.2-4線譯碼器的擴(kuò)展將雙2-4線譯碼器轉(zhuǎn)換為3-8線譯碼器。選用74LS

23、139和74LS00芯片各一片，按圖2-2接線，其中，輸出端埒、印、，、y;、匕、沖、咒、沖接發(fā)光二極管，輸入端K1、K2、K接電平開關(guān)。留意：芯片74LS139和74LS00都要連接電源和地。按表3-2輸入端的狀態(tài)分別置位,觀看輸出端的狀態(tài)，將結(jié)果填入表2-2中，并分析3-8線譯碼器的規(guī)律圖2-2功能。輸入輸出掌握端選擇KK?a片不片Y；y(:000001010011100101110111表2-23 數(shù)據(jù)選擇器的功能測試將雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153按圖2-3的引腳接線，其中掌握端S：、地址輸入端人和4。、數(shù)據(jù)輸入端。3、。2、2和。分別接電平開關(guān)。輸出端匕接發(fā)光二極管。當(dāng)輸入端的電平開關(guān)按表2-3轉(zhuǎn)變時，觀看輸出端的狀態(tài)，填入表2-3中。并分析數(shù)據(jù)選擇器的規(guī)律功能。輸入輸出掌握端地址輸入數(shù)據(jù)輸入4A)a2D。1XXXXXX000XXX0000XXX1001XX0X001XX1X010X0XX010X1XX0110XXX0111XXX表2-3五、試驗報告：L寫出試驗?zāi)康摹⒃囼瀮x器和試驗步驟。.按各步驟要求填表，并分析譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器的規(guī)律功能。.回答思索題。六、思索題.在譯碼器中，說出掌握端的作用？.在掌握端S：=0的狀況下，74LS139譯碼器的輸出端埒、耳、打、丫；與選擇端A 人的關(guān)系是什么？.在掌握端與二0的狀況下，雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS1