数电实验指导书14级综述.docx
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数电实验指导书14级综述
实验一：
门电路实验
一、实验目的：
熟悉、掌握门电路的逻辑功能
二、实验仪器和设备：
１、TPE-D6型数字电路学习机２、数字万用表
三、实验原理及主要知识点
1．与非门
（有0出1，全1出0）
2．与或非门
（画真值表自行总结）
3．或门
（有1出1，全0出0）
四、实验步骤
实验前的准备：
在学习机上未接任何器件的情况下（指实验用插座部分），先合上交流电源，检查５V电源是否正常，再合直流电源测VCC处电压是否正常，测两排插口中间VCC插口处电压是否正常，全正常后断开全部电源。
随后选择好实验用集成片，查清集成片的引腿及功能，然后根据实验图接线，特别注意VCC及地的接线不能接错，待老师检查后方可接通电源进行实验，以后所有实验依此办理。
（一）测与非门的逻辑功能
１、选双４输入正与非门74LS20集成芯片一只；选择一个组件插座（片子先不要插入）按图接好线。
２、输入端接电平开关输出插口，输出端接发光二极管显示插口。
３、拨动电平开关，按表中情况分别测出输出端电平。
输入端
输出端
１
２
４
５
６
电压（V）
逻辑状态
１
１
１
１
０
１
１
１
０
０
１
１
０
０
０
１
０
０
０
０
（二）、测与异或门的逻辑功能
１、选两路四输入与或非门电路74LS55集成芯片一只；选择一个组件插座（片子先不要插入）按图接线。
2、输入端接电平输出插口，拨动开关当输入端为下表情况时分析测试输出端的电位，将结果填入表中：
输入
A的逻辑状态
0
0
1
1
B的逻辑状态
0
1
0
1
输出
Z的电位（V）
Z的逻辑状态
（三）、利用与非门（74LS00）组成组成或门电路并测试其逻辑功能
根据摩根定理或门的逻辑函数表达式
，可以写成
，因此可以用三个与非门构成或门。
（1）将由三个与非门构成的或门测试电路画在下面空白处。
（2）当输入端（A、B）为下列情况时，分别测输出端（Z）的电位，将结果填入表中。
输入
A的逻辑状态
0
0
1
1
B的逻辑状态
0
1
0
1
Z的逻辑状态
五、实验思考题及实验报告要求
整理实验数据，并对数据进行分析，根据实验观察到的现象，回答下列问题。
1与非门在什么情况下输出高电平？
什么情况下输出低电平？
TTL与非门不用的输入端应如何处理？
2与或非门在什么情况下输出高电平？
什么情况下输出低电平？
TTL与或非门不用的与门应如何处理？
实验二组合逻辑电路实验
一、实验目的
（一）掌握组合逻辑电路的分析方法
（二）验证半加器的逻辑功能
（三）了解二进制数的运算规律
二、实验仪器及设备
（一）TPE-D6型数字电路学习机
（二）数字万用表
三、实验原理及主要知识点
组合逻辑电路的分析是根据所给的逻辑电路，写出其输入与输出之间的逻辑关系（逻辑函数表达式或真值表）。
从而判定该电路的逻辑功能。
组合电路的分析方法，一般是首先对给定的逻辑电路，按逻辑门的连接方式，逐一地写出相应的逻辑表达式，然后写出输出函数的表达式（如果需要列真值表时，可由表达式通过运算求出）。
但这样写出的逻辑表达式可能不是最简单的，所以还应该利用逻辑代数的公式或者卡诺图进行化简。
四、实验内容及步骤
（一）用与非门组成异或门电路
1、异或门的逻辑表达式为
2、将异或门的逻辑表达式化成与非表达式。
3、在下面空白处画出异或门逻辑符号及其由与非门构成的测试电路。
4、将测试结果填入表中。
输入
A的逻辑状态
0
0
1
1
B的逻辑状态
0
1
0
1
输出
Z的逻辑状态
（二）分析半加器的逻辑功能
1、写出下图电路的逻辑表达式
X1=；X2=；X3=
Y=；Z=
2、根据表达式列出真值表，并画出卡诺图判断能否化简。
A
B
X1
X2
X3
Y
Z
0
0
0
1
1
0
1
1
3、根据上图所示电路，在学习机上接线，将测试结果（逻辑状态）记入下列真值表，同时与上面真值表进行比较，两者是否一致。
A
B
Y
Z
0
0
0
1
1
0
1
1
五、实验思考题及实验报告要求
1、整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论
2、总结组合逻辑电路的分析方法3、总结组合逻辑电路的设计方法
实验三全加器构成及测试（不做）
一、实验目的
1、了解全加器的实现方法。
2、掌握全加器的逻辑功能。
二、实验所用器件和仪表
1、74LS74LS861片
2、74LS001片
三、实验内容
1、用74LS74LS861片和74LS001片1片组成下图所示逻辑电路。
图全加器
2、将A、B、CI接逻辑开关输出，F、CO接逻辑状态显示灯
3、按入或弹出逻辑开关，产生A、B、CI的8种组合，观测并记录F和CO的值，填入下表中。
输入
输出
A
B
CI
F
CO
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
4、用一片74LS139和一片74LS20设计全加器并测试其逻辑功能。
（提高档）
5、用一片74LS153和一片74LS00设计全加器并测试其逻辑功能。
（提高档）
六、实验数据处理及总结
1、将实验数据与真值表比较，确认全加器功能。
2、根据全加器的电路图推导全加器的逻辑表达式
3、分析实验中出现的问题的原因。
实验四触发器实验
一、实验目的
１、学习触发器逻辑功能的测试方法２、熟悉基本Ｒ－Ｓ触发器逻辑功能及触发方式
３、熟悉Ｊ－Ｋ触发器和Ｄ触发器的逻辑功能及触发方式
二、实验仪器及设备
1、TPE-D6型数字电路学习机2、数字万用表
三、实验内容及步骤
（一）JK触发器逻辑功能测试
借助发光二极管测量74LS73在下表情况下Q端的逻辑状态，填入表中，观察其触发方式是什么。
J
0
0
1
1
K
0
1
0
1
Qn
0
1
0
1
0
1
0
1
CP
保持
↑
↓
保持
↑
↓
保持
↑
↓
保持
↑
↓
保持
↑
↓
保持
↑
↓
保持
↑
↓
保持
↑
↓
Qn+1
注：
箭头↑表示CP上升沿，↓表示CP下降沿。
（二）D触发器（74LS74）逻辑功能的测试
1、异步置位及复位功能的测试。
D、CP端开路，用万用表测试表中所示情况下Q端的电位，并将其转为逻辑状态填入下表
2、借助发光二极管测量74LS74在下表情况下Q端的逻辑状态，填入表中，观察其触发方式是什么。
D
0
1
Qn
0
1
0
1
CP
保持
↑
↓
保持
↑
↓
保持
↑
↓
保持
↑
↓
Qn+1
四、实验报告要求
1、整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论2、实验收获
实验五二进制计数器实验
一、实验目的：
学习计数器逻辑功能的测试方法，熟悉计数器的工作原理
二、实验仪器和设备：
１、数字万用表２、TPE-D6型数字电路学习机
三、实验内容与步骤
（一）异步二进制加法计数器
1、按下图接线，在学习机上用JK触发器组成三/四位异步二进制加法计数器。
将各触发器输出端QA、QB、QC、QD分别接发光二极管插口。
清零端平时处于+5V。
需要清零时接地，随后再接+5V。
4引脚（VCC）接+5V，11引脚（GND）接地。
2、清零
3、计数器CP端加入脉冲，借助指示灯或万用表测量计数器的逻辑状态，并记入下表中。
CP
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
QA
QB
QC
QD
4、用74LS73构造四位二进制异步二进制减法计数器并进行测试（提高档）
（二）用D触发器设计一个二进制异步加计数器，绘出电路图
2、清零
3、计数器CP端加入脉冲，借助指示灯或万用表测量计数器的逻辑状态，并记入下表中。
CP
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
QA
QB
QC
QD
4、用74LS74构造四位二进制异步二进制减法计数器并进行测试（提高档）
四、实验报告要求
1、整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论2、实验收获
五、预习要求
1、复习计数器工作原理2、预习实验内容，画好实验电路。
实验六计数显示实验
一、实验目的
（一）掌握中规模组合逻辑电路74LS161（163）的使用及工作情况
（二）学习数字电路中JK触发器构成任意进制计数器及显示电路的综合应用
二、实验仪器及设备
数字电路学习机TPE-D6
三、实验内容及步骤
1、给161（163）使能端有效电平，CLK端输入连续的1Hz脉冲信号，通过LED观察其输出的状态；
CP
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
QA
QB
QC
QD
2、利用161（163）配合20或00构成任意进制计数器。
（参考下图：
八进制，输出端接数码管）
CP
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
数码管
3、利用两片161（163）配合20或00构成24/60进制计数器，输出端接数码管。
（提高档）
四、实验报告要求
1、整理实验结果并对实验结果进行分析讨论
2、实验收获
五、预习要求
1、预习集成计数器74LS161组成的任意进制计数器实验电路。
1、预习数码管的工作原理。
2、熟悉集成芯片引脚、功能。
实验七555定时器（电子班做）
一、实验目的
1．进一步加深对555定时器工作原理的理解，熟悉555定时器外形管脚及其功能；
2．熟悉555定时器的灵活应用；
3．进一步熟悉示波器等仪器仪表的使用方法。
二、实验仪器与设备
1．TPE-D6型数字电路学习机2．双踪示波器3．数字万用表
三、实验内容及步骤
1．双踪示波器的使用；
2．用555/556及给出的电阻、电容按下图接线构成多谐振荡器，图中电容改用2000PF/3300PF。
556工作电源范围4.5V——16V。
3．接通电源，用示波器观察输出波形图vo和vc。
3．进行理论计算，求出输出波形的脉宽、占空比、频率，并与实测值进行比较。
R1
R2
C1
tPH计算
tPH实测
q计算
q实测
f计算
f实测
四、报告要求
整理实验结果，根据观察并记录的波形情况，分析由NE556组成的多谐振荡器的工作和应用特点？
多谐振荡器输出脉冲的宽度、周期和占空比由什么决定的？
实验八倒T型电阻网络Ｄ／Ａ转换器实验
一、实验目的：
１、熟悉Ｄ／Ａ转换器的工作原理及转换器的转换特性
２、了解倒T型电阻网络Ｄ／Ａ转换器的原理及组成
二、实验仪器和设备：
１、实验板1２、数字万用表
三、实验内容
1、按图接线
2、先将10KΩ电阻接入电路，用短接线将AB、CD、DE、FG、GH、IJ短接。
3、VREF接+5V参考电压
3、静态测试D/A转换器输入端输入二进制数据与输出直流电压的关系。
数字输入端开关接运算放大器3端为高电平1，接地为低电平0。
其结果填入表中，并与计算值比较。
输入D
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
输出VO
计算值VO
4、再将10KΩ换成5KΩ电阻接入电路，然后进行测试。
输入D
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
输出VO
四、实验报告要求
1、整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论2、实验收获
五、预习要求预习倒T型电阻网络Ｄ／Ａ转换器的原理
常用集成器件外形管脚示意图
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