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数字电子技术实验

数字电子技术实验. 多媒体 CAI 课件. 西安歐亞學院 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心. 目 录. 实验一 基本逻辑门功能及参数测试 实验二 组合逻辑电路设计 实验三 中规模组合器件及应用 实验四 触发器 实验五 计数器及应用 实验六 移位寄存器 实验七 555 集成定时器及应用 实验八 综合应用实验. 实验仪器. HH1713 双路直流稳压电源. M92A 数字万用表. DOS-622B 双踪示波器. 多功能电子线路实验箱. DCL―I 型数字电路实验箱. 实验一 基本逻辑门功能 及参数测试.

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数字电子技术实验

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  1. 数字电子技术实验 多媒体 CAI 课件 西安歐亞學院 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心

  2. 目 录 实验一 基本逻辑门功能及参数测试 实验二 组合逻辑电路设计 实验三 中规模组合器件及应用 实验四 触发器 实验五 计数器及应用 实验六 移位寄存器 实验七 555集成定时器及应用 实验八 综合应用实验

  3. 实验仪器 HH1713双路直流稳压电源 M92A 数字万用表

  4. DOS-622B 双踪示波器 多功能电子线路实验箱

  5. DCL―I型数字电路实验箱

  6. 实验一 基本逻辑门功能及参数测试 1.1测试基本运算门电路逻辑功能 1.2基本门电路选通功能测试 1.3集成逻辑门电压传输特性测试

  7. 1.1 基本运算门电路功能介绍 实验目的 1.验证基本逻辑门的基本逻辑功能 2.研究用基本逻辑门选通数字信号的方法 3.掌握TTL电路主要参数、特性的意义 4.测试与非门的电压传输特性 实验仪器及器件 数字万用表 DT9205 双踪示波器 DOS-622 数字逻辑实验箱 DCL—1 集成器件 74LS00 74LS04 74LS08 74LS32 74LS86 74LS20

  8. 实验内容 1.测试基本运算门电路逻辑功能 74LS08为2输入四与门 ,下图为其引脚排列图及真值表。

  9. 74LS08逻辑功能测试 ★鉴别74LS08 2输入四与门的引出脚。把+5V、0V直流电压接到Ucc和地端(电源的正端必须接到+5V端)。用数据开关来设置逻辑状态“0”和 “1”。对照前表中所给的该门输入端的各组逻辑状态，测量其输出值，得出对应的逻辑状态。

  10. 其它门电路逻辑功能测试 ★或门，对74LS32二输入四或门重复上面的内容，电路图自行设计。 ★非门，对74LS04集成六非门重复上面的内容。电路图自行设计。 ★与非门，对74LS00二输入四与非门重复上面的内容，电路图自行设计。 ★异或门， 对74LS86集成四二异或门重复上面的内容，电路图自行设计。

  11. 1.2基本门电路选通功能测试 门电路可以控制数字信号的通过。基本门点路有两个输入端和一个输出端。其中一个输入端(选通或控制输入端)用来控制数据从输入端到输出端的通过，即为选通。各种门的选通工作状态归纳如下：

  12. 基本门电路选通使用 ★异或门不作为独立单元，它的输出呈原码还是反码取决于选通(控制)输入端的信号，因此在数字运算电路中是一个非常有用的原／反码电路。 ★一个门电路的控制输入端可以是一个，也可以有多个。下图给出了一个具有两个控制输入端的门电路及其控制真值表。

  13. 基本门电路的选通测试电路 （1）按图1-7所示连接实验线路。 （2）当B＝0和B＝1时，在双踪示波器上观察数据输出端和数据输入端的波形，并以同一标尺画出输入和输出的波形。 （3）其它门电路选通门的实现，重复实验步骤（2），并画出波形图。

  14. 1.3集成逻辑门电压传输特性测试 电压传输特性是指输出电压跟随输入电压变化的关系曲线，即Uo=f（Ui）函数关系。它是门电路的重要特性之一。它可以用下图所示的曲线表示。通过它可以知道与非门的一些重要参数。

  15. 电压传输特性的测试电路 按下图接线，调节电位器RW，使从0V向高电平变化，逐点测试和的对应值，记入下表中。

  16. 实验二 组合逻辑电路设计 2.1简单组合逻辑电路的设计及功能测试 2.2全加器电路设计及功能测试

  17. 2.1简单组合逻辑电路的设计及功能测试 实验目的 1.了解组合逻辑电路设计的步骤 2.简单组合逻辑电路（三变量表决器）设计及测试 3.练习设计简单的组合逻辑电路 实验器材与仪器 多功能电子线路实验箱 双踪示波器 数字器件: 74LS00 74LS86 74LS08 74LS20

  18. 实验内容 2.1简单组合逻辑电路的设计及功能测试 ★逻辑抽象:既将文字描述的逻辑命题转换成真值表。首先要分析逻辑命题，确定输入、输出变量；然后用二值逻辑的0、1两种状态分别对输入、输出变量进行逻辑赋值，即确定0、1的具体含义；最后根据输出与输入之间的逻辑关系列出真值表。 ★写出逻辑表达式：根据真值表列出逻辑表达式,并进行化简。化简过程中注意“最小化”电路不一定是“最佳化”电路，要从实际出发，根据现有的逻辑集成电路进行化简。 ★根据逻辑函数表达式及选用的逻辑器件画出逻辑电路图。 设 计 流 程

  19. 组合逻辑电路设计及功能测试 （1）用“与非”门设计一个表决电路。当4个输入端中有3个或4个为“1”时，输出端才为“1”。 设计步骤：a.根据题意列出如下表所示的真值表，再填入卡诺图。

  20. 组合逻辑电路设计及功能测试（续） b.由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式，即 Z=ABC+BCD+ACD+ABD= c.根据逻辑表达式画出用“与非门”构造的逻辑电路，如下图 （2）用实验验证逻辑功能：在实验装置的适当位置选定3个14P插座，按照集成芯片定位标记插好集成块。按其真值表要求，逐次改变输入变量，测量相应的输出值，验证逻辑功能，测试所设计的逻辑电路是否符合要求。

  21. 2.2全加器电路设计及功能测试 全加器是带有进位的二进制加法器，逻辑符号如下图所示，它有三个输入端An，Bn，Cn-1，Cn-1为低位来的进位输入端，两个输出端Sn，Cn。实现全加器逻辑功能的方案有多种，下图为用与门、或门和异或门构成的全加器。

  22. 设计全加器电路并测试功能 用74LS08、74LS32、74LS86构成一位全加器，连接电路图参考上图所示。按下表改变输入端的输入状态，测试全加器的逻辑功能，记录之。

  23. 三位加法电路的测试 连接电路图如下图所示。按下表所示改变全加器输入端（接逻辑开关）的输入状态即加数和被加数，输出端接电平指示器，记录相加结果。

  24. 实验三MSI组合器件及其应用 3.1 变量译码器逻辑功能测试及应用 3.2 字段译码器逻辑功能测试及应用 3.3 数据选择器逻辑功能测试及应用

  25. 3.1变量译码器逻辑功能测试及应用 实验目的 1.掌握译码器的逻辑功能 2.掌握常用集成译码器的使用方法 3.熟悉常用译码器的典型应用 实验器材与仪器 多功能电子线路实验箱 双踪示波器 数字器件: 74LS138 74LS154 74LS248,74LS42,BS201,74LS20

  26. V Y0 Y1 Y3 Y4 Y5 Y6 Y2 CC 1 6 9 74LS138 1 8 A0 A1 S1 Y7 GND A2 S2 S3 实验内容 1.测试 3—8译码器的逻辑功能并设计电路 74LS138为3—8译码器 ,下图为其引脚排列图。其中A2A1A0为地址端，Y0~Y7为译码输出端，S1 S2 S3为使能端.

  27. 74LS138功能表

  28. V Y0 Y1 Y3 Y4 Y5 Y6 Y2 CC 1 6 9 74LS138 1 8 A0 A1 S1 Y7 GND A2 S2 S3 74LS138逻辑功能测试 8个输出端Y0~Y7依次连接在逻辑电平显示器的8个输入口上拨动逻辑电平按功能表逐项测试 S1S2S3及地址端A2A1A0接逻辑电平开关输出口

  29. 74LS138应用电路设计 1.用两片74LS138构成一个4线—16线译码器。 改变地址端的状态，观察并记录输出状态,列出真值 表检 查电路设计是否正确。 2.用74LS138译码器和门电路构成一位全加器电路。 改变地址端的状态，观察并记录输出状态，列出真值 表检查电路设计是否正确。

  30. C Vcc A B D G2 G1 Q14 Q13 Q12 Q11 Q15 13 24 74LS154 12 1 Q0 Q1 Q2 Q3 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q4 Q10 地 2. 测试4—16译码器功能并设计电路 74LS154 为4—16线全译码器，其引脚图如下图所示ABCD：地址输入端；Q0~~Q15：输出端；G1G2：低电平有效的选通输入端。

  31. 74LS154功能表

  32. 74LS154功能测试与应用 1.用实验箱按功能表逐项测试74LS154的逻辑功能. 2.用74LS154实现下列函数:

  33. B Q8 V A C D Q Q7 CC 9 1 6 9 74LS42 1 8 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 3. 4－10线译码器功能测试及应用 74LS42是４－１０线译码器，又称二 —十进制译码器或码制变换器。其引脚图如右图所示。

  34. 74LS42功能表

  35. 数据 输入 地 址 输 入 QO D Q1 逻辑 开关 74LS42 C B A Q7 74LS42的应用 1. 用4-10线74LS42译码器构成数据分配器（时钟脉冲控制信号） 图中D作为数据输入端，ABC作为地址输入端。 当CBA=000-111时，测试相应Q0-Q7的输出。 （1）D端输入秒脉冲（T=1秒）信号，列表整理测试结果。 （2）D端输入约2KHZ连续脉冲，观察并记录输入，输出波形。

  36. 2.用74LS42及若干与非门设计一位全加器，要求画出逻辑图。2.用74LS42及若干与非门设计一位全加器，要求画出逻辑图。 设计思路: 设A、B为一位全加器的两个输入的一位二进制数，CI为低位二进制数相加的进位输出到本位的输入，F为本位二进制数A、B和低位进位输入CI的相加之和，CO为A、B和CI相加向高位的进位输出。

  37. VCC F = AB·CI+ A B· CI +A B ·CI A B ·CI + Q8 Q7 VCC A Q9 B C D 74LS42 Q0 Q1 Q2 Q5 Q6 GND Q3 Q4 CO = A B·CI + A B ·CI +AB 14 13 12 11 10 9 8 VCC CO GND 3 4 5 1 2 6 7 F 一位全加器的表达式及电路图

  38. 3.2 字段译码器逻辑功能测试及应用 实验目的 1.掌握七段译码驱动器74LS248逻辑功能 2.掌握LED七段数码管的判别方法 3.熟悉常用字段译码器的典型应用 实验器材与仪器 多功能电子线路实验箱 双踪示波器 数字器件: 74LS47 74LS248,CD4511, BS204

  39. V f g b c d e a CC 1 6 9 74LS248 1 8 B C LT BI/RBO RBI D A 地 实验内容 1. 74LS248七段译码驱动器功能测试 74LS248（74LS48）是内部带有上拉电阻的BCD－七段译码驱动器；ABCD为输入端，QA-QF为译码输出端，辅助控制端有三个： （a）LT是灯信号输入端，用以检查数码管的好坏，当LT=0 BI=1 时，七段全亮，表明数码管是好的，否则是坏的。 （b）BI熄灭信号输入端（与灭零信号输出端公用），用于闪歇显示控制。当BI=0时，不论其它输入是什么状态，七段全灭。 （c）RBI灭零信号输入端。当RBI=0，且输入DCBA=0000时，七段全灭，数码管不显示。RBO灭零信号输出端，在多位显示电路中，它与RBI配合使用，可将整数部分的前面数位和小数部分的后面数位的零熄灭。

  40. 74LS248功能表

  41. 按图2-3-5连线，输出端接至数码管，对照功能表逐项进行测试，并将实验结果与功能表作比较。按图2-3-5连线，输出端接至数码管，对照功能表逐项进行测试，并将实验结果与功能表作比较。 中规模集成七段显示译码器74LS248的功能测试

  42. 由7个发光二极管构成七段字形，它是将电信号转换为光信号的固体显示器件，通常由磷砷化镓（GaAsP）半导体材料制成。故又称为GaAsP七段数码管，其最大工作电流为10mA或15mA分共阴和共阳两类品种。常用共阴型号有BS201， BS202 ，BS207 LCS011-11等。共阳型号有BS204 ，BS206， LA5011-11等。下图分别是共阴显示器，共阳显示器的引脚排列图。 2.LED七段数码显示器件 共阳显示器 共阴显示器

  43. 2.LED七段数码管的判别方法 （１）共阳共阴及好坏判别 先确定显示器的两个公共端，两者是相通的。这两端可能是两个地端（共阴极），也可能是两个Ｖc端（共阳极），然后用三用表象判别普通二极管正、负极那样判断，即可确定出是共阳还是共阴，好坏也随之确定。

  44. (2)字段引脚判别 将共阴显示器接地端接电源Ｖcc的负极，Ｖcc正极通过４００Ω左右的电阻接七段引脚之一，则根据发光情况可以判别出a、b、c等七段。对于共阳显示器，先将它的Ｖcc端接电源的正极，再将几百欧姆一端接地，另一端分别接显示器各字段引脚，则七段之一分别发光，从而判断之。

  45. 3.3数据选择器逻辑功能测试及应用 实验目的 1.熟悉中规模数据选择器的逻辑功能及测试方法. 2.学会用数据选择器实现组合逻辑函数. 实验仪器及器材 多功能电子线路实验箱 双踪示波器 数字器件: 74LS151，74LS153

  46. 74LSl53为双四选一数据选择器，在一块芯片上有两个四选一数据选择器; 1G2G为两个独立的使能端; A0A1为地址输入端；1D0~1D3和2D0~2D3分别为两个四选一数据选择器的数据输入端；1Y2Y为输出端.下图为引脚图和功能表. 实验内容 1.四选一数据选择器74LS153 功能测试

  47. 测试74153的功能并设计电路 1.测试74LSl53双四选一数据选择器的逻辑功能 地址端、数据输入端、使能端接逻辑开关，输出端接电平指示器。 按上图功能表逐项进行验证 2.用74LSl53构成三变量表决器电路 先用双四选一扩展成八选一，然后实现三变量表决器路，测试其逻辑功能记录结果。

  48. 3.用74LSl53构成全加器 全加器和数及向高位进位数的逻辑方程为： 用74LSl53实现全加器的接线图: 按图连接实验电路，测试全加器的逻辑功能,并记录之。

  49. 2.八选一数据选择器74LS151功能测试及电路设计 74LSl5l为八选一数据选择器, A2A1A0为地址输入端, D0-D7为数据输入端。按地址选择其中的一个送到输出端Y。 引脚排列及功能图，如下图所示。

  50. 测试74151的功能并设计电路 1.测试74LSl51八选一数据选择器的逻辑功能. 按上功能表逐项进行验证。 2.用74LSl53实现下述函数 (1) 四变量判偶电路 自行接线并测试逻辑功能。 (2) 实现函数: 设计电路并检测功能。

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