《数字电子技术》实验手册.docx
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《数字电子技术》实验手册
数字电子技术
实验手册
云南师范大学信息学院
2011．8
实验一门电路
一、实验目的
1、验证常用TTL门电路的逻辑功能；
2、熟练掌握常用仪器仪表的使用。
二、实验内容
完成与非门、或非门、与或非门、异或门及非门逻辑功能测试
三、实验设备及器件
1、数字电路实验台1台
2、集成电路芯片
74LS00（二输入四与非门）1片
74LS02（二输入四或非门）1片
74LS51（双2-3输入与或非门）1片
74LS86（二输入四异或门）1片
74LS04（六非门）1片
四、实验步骤
1、与非门逻辑功能测试
用74LS00二输入四与非门进行实验。
（1）按图1接线。
图1与非门逻辑功能测试电路
（2）按表1要求通过开关改变输入端A与B的电平值，将输出端测试结果填入表中。
表1与非门逻辑功能测试表
输入
输出F
A
B
电压（V）
逻辑状态（灯亮
为“1”，灯灭为“0”）
0
0
5
1
0
1
4.9
1
1
0
4.9
1
1
1
0.17
0
2、或非门逻辑功能测试
用74LS02二输入四或非门进行实验。
（1）按图2接线。
图2或非门逻辑功能测试电路
（2）按表2要求通过开关改变输入端A与B的电平值，将输出端测试结果填入表中。
表2或非门逻辑功能测试表
输入
输出F
A
B
电压（V）
逻辑状态（灯亮为“1”，灯灭为“0”）
0
0
4.9
1
0
1
0.1
1
1
0
0.1
1
1
1
0.1
1
3、与或非门逻辑功能测试
用74LS51双2-3输入与或非门进行实验。
（1）
按图3接线。
图3与或非门逻辑功能测试电路
（2）按表3要求通过开关改变输入端A、B、C与D的电平值，将输出端测试结果填入表中。
表3与或非门逻辑功能测试表
输入
输出F
A
B
C
D
电压（V）
逻辑状态（灯亮为“1”，灯灭为“0”）
0
0
0
0
0.7
0
0
0
0
1
1.3
0
0
0
1
1
1.1
0
0
1
1
1
1.0
0
1
1
1
1
4.5
1
4、异或门逻辑功能测试
用74LS86二输入四异或门进行实验。
（1）
按图4接线。
图4异或门逻辑功能测试电路
（2）按表4要求通过开关改变输入端A与B的电平值，将输出端测试结果填入
表中。
表4异或门功能测试表
输入
输出F
A
B
电压（V）
逻辑状态（灯亮为“1”，灯灭为“0”）
0
0
0.1
0
0
1
0.1
0
1
0
0.1
0
1
1
0.1
0
5、非门逻辑功能测试
用74LS04六非门进行实验。
（1）按图5接线。
图5非门逻辑功能测试电路
（3）按表5要求通过开关改变输入端A与B的电平值，将输出端测试结果填入
表中。
表5非门逻辑功能测试表
输入
输出F
A
电压（V）
逻辑状态（灯亮为“1”，灯灭为“0”）
0
4.9
0
1
2.4
0
五、思考题
如何利用74LS00与非门实现“与电路”、“或电路”、“或非电路”、“异或电路”？
试用门电路符号画出电路图。
六、实验要求
1、独立完成实验。
2、按规定的格式完成实验报告书写，要求给出每一个实验电路及测试结果。
实验二组合逻辑电路（基于SSI）
一、实验目的
1、掌握基于TTL门电路的组合逻辑电路的设计方法；
2、掌握组合逻辑电路的功能测试方法。
二、实验内容
一位二进制全加器电路设计及功能测试。
三、实验设备及器件
1、数字电路实验台1台
2、与非门芯片若干
四、实验步骤
1、运用数字逻辑的基本原理，选用与非门电路设计一个一位二进制全加器。
2、参照设计好的电路图，完成电路接线。
3、根据设计要求完成电路逻辑功能验证。
五、思考题
如何利用已设计好的一位二进制全加器电路实现多位二制加法器的设计？
六、实验要求
1、独立完成实验。
2、按规定的格式完成实验报告书写，要求写出设计过程，给出最终的实验电路及测试结果。
实验三编码器与译码器
一、实验目的
1、掌握编码器、译码器的逻辑功能；
2、掌握基于MSI组合功能件的组合逻辑电路设计方法。
二、实验内容
1、优先编码器、3-8译码器及七段数码管译码器功能测试；
2、电子呼叫器设计。
三、实验设备及器件
1、数字电路实验台1台
2、集成电路芯片
74LS148（8-3优先编码器）1片
74LS138（3-8译码器）1片
74LS48（七段数码管译码器）1片
自选芯片若干
四、实验步骤
1、完成8-3优先编码器74LS148、3-8译码器74LS138及七段数码管译码器74LS48的逻辑功能测试；
2、选用74LS148及74LS48并辅助其它器件设计一个简易电子呼叫器。
（1）参照设计好的电路图，完成电路接线；
（2）根据设计要求完成电路逻辑功能验证。
五、思考题
数码管有哪两种分类？
使用时有何不同？
六、实验要求
1、独立完成实验。
2、按规定的格式完成实验报告书写，要求写出电路设计思路，给出最终的实验电路及测试结果。
实验四加法器、比较器与数据选择器
一、实验目的
1、掌握多位加法器、多位比较器、数据选择器的逻辑功能；
2、掌握基于MSI组合功能件的组合逻辑电路设计方法。
二、实验内容
1、加法器、比较器、数据选择器功能测试；
2、应用电路设计。
三、实验设备及器件
1、数字电路实验台1台
2、集成电路芯片
74LS283（四位加法器）1片
74LS85（四位比较器）1片
74LS151（8选1数据选择器）1片
自选芯片若干
四、实验步骤
1、完成四位加法器74LS283、四位比较器74LS85、八选一数据选择器74LS151的逻辑功能测试；
2、选择器件（至少包含以上任一芯片）完成一应用电路设计，电路功能可自由定义。
（1）参照设计好的电路图，完成电路接线；
（2）根据设计要求完成电路逻辑功能验证。
五、思考题
四位加法器74LS283内部电路如何实现进位？
有何特点？
六、实验要求
1、独立完成实验。
2、按规定的格式完成实验报告书写，要求写出电路设计思路，给出最终的实验电路及测试结果。
实验五触发器
一、实验目的
1、掌握D触发器和J-K触发器的逻辑功能及触发方式；
2、熟悉现态和次态的概念及两种触发器的状态方程。
二、实验内容
完成各类触发器功能测试
三、实验设备及器件
1、数字电路实验台1台
2、集成电路芯片
74LS74（双D触发器）1片
74LS112（双J-K触发器）1片
四、实验步骤
1、74LS74逻辑功能测试
（1）按图1接线
图1D触发器功能测试图
（2）异步置位（Sd）端复位（Rd）端功能测试。
利用开关按表1改变Rd、Sd的逻辑状态（D,CP状态随意），借助指示灯观测相应的
、
状态，结果记入表1中。
表1D触发器置位、复位端测试表
输入
输出
CP
D
Sd
Rd
Q
×
×
1
1→0
×
×
1
0→1
×
×
1→0
1
×
×
0→1
1
×
×
0
0
×－任意状态
（3）D与CP端功能测试
要求按下表先用异步端设触发器初态，然后改变各输入引脚信号电平，测试触发器的输出结果，并完成填表。
表2D触发器D与CP端功能测试表
现态Qn（用异步端Rd与Sd设置）
输入
次态Qn+1
D
Rd
Sd
CP
1
0
1
1
0→1
0
1
1
1
1→0
0
1
1
1
0→1
1
0
1
1
1→0
2、74LS112Ｊ－Ｋ触发器逻辑功能测试。
（1）按图2接线。
图1D触发器功能测试图
图2JK触发器功能测试图
（2）异步置位（Sd）复位（Rd）功能测试
利用开关按表3改变Sd和的Rd状态，J、K、CP可以为任意状态，借用指示灯观察输出状态并将结果记入表3中。
表3J-K触发器置位、复位端测试表
输入
输出
CP
J
K
Rd
Sd
Q
×
×
×
1→0
1
×
×
×
0→1
1
×
×
×
1
1→0
×
×
×
1
0→1
×
×
×
0
0
×－任意状态
（3）J、K与CP端功能测试
要求按下表先用异步端设触发器初态，然后改变各输入引脚信号电平，测试触发器的输出结果，并完成填表。
表2JK触发器J、K与CP端功能测试表
现态Qn（用异步端Rd与Sd设置）
次态Qn+1
J
K
Rd
Sd
CP
1
0
0
1
1
0→1
0
0
0
1
1
1→0
1
1
1
1
1
0→1
0
1
1
1
1
1→0
1
1
0
1
1
0→1
0
1
0
1
1
1→0
1
0
1
1
1
0→1
0
0
1
1
1
1→0
实验六计数器（基于SSI）
一、实验目的
1、熟悉减法计数器的工作原理及特点；
2、学习用触发器及简单门电路设计N进制减法计数器的方法。
二、实验内容
用D触发器及简单门电路构成同步五进制递减计数器。
三、实验设备及器件
1.数字电路实验台1台
2.芯片：
自选
四、实验要求
要求写出设计过程，给出电路原理图，完成电路接线，完成功能验证。
实验七寄存器
一、实验目的
1、熟悉中规模寄存器器件的逻辑功能及特点；
2、掌握用中规模寄存器器件实现特定电路的基本方法；
3、通过实验验证所设计电路的正确性。
二、实验设备及器件
1、数字电路实验台1个
2、万用表1块
3、芯片：
寄存器选用74LS194，其它器件自选。
三、实验内容：
1、验证中规模寄存器器件74LS194的基本功能；
2、用74LS194配合其它器件设计一个彩灯控制器。
四、实验要求
要求写出设计过程，给出电路原理图，完成电路接线，完成功能验证。
实验八计数器（基于MSI）
一、实验目的
1、熟悉中规模计数器器件的逻辑功能及特点。
2、掌握用中规模计数器器件实现特定电路的基本方法。
3、通过实验验证所设计电路的正确性。
二、实验设备及器件
1、数字电路实验台1个
2、芯片：
计数器选用74LS160、74LS163，基本门电路自选。
三、实验内容：
1、验证中规模计数器器件74LS160、74LS163的基本功能。
2、用74LS160及简单门电路设计一个18进制计数器
3、用74LS163及简单门电路设计一个56进制计数器
四、实验要求
要求写出设计过程，给出电路原理图，完成电路接线，完成功能验证。
实验九脉冲信号发生器
一、实验目的
1、了解脉冲信号产生的基本方法。
2、熟悉555定时器的工作原理及逻辑功能。
3、学习555定时器在脉冲信号发生中的应用。
二、实验内容
选用555集成电路，配合其它器件设计一个指定频率的脉冲信号发生器。
三、实验设备及器件
1、数字电路实验台1台
2、555集成电路1片
3、电阻、电容、电位器、其它器件若干
四、实验要求
要求写出设计过程，给出电路原理图，完成电路接线，完成功能验证。
实验十D/A与A/D转换
一、实验目的
1、熟悉使用集成DAC0832器件实现八位数─模转换的方法。
2、熟悉使用集成ADC0809实现八位模---数转换方法,加深对其基本原理的理解。
二、实验内容
测试八位数─模转换器及八位模一数转换器的基本功能。
三、实验设备及器件
1、数字电路实验台一台
2、DAC0832D/A转换器1片
3、ADC0809A/D转换器1片
4、741集成运放1片
5、电位器、电阻、LED等电子元件若干
四、DAC0832芯片功能测试
1、按图2接线。
2、将D0—D7接电平开关。
3、使D0—D7全为0，调节RA1使VO=0。
4、使D0—D7全为1，调节RA2使VO为满度（-5V）。
5、按照表1所给定的输入数字量（相对应的十进制）分别测出各对应的输出模拟电压值（V0）。
图1D/A转换接线图
表1D/A转换表
十进
制数
二进制数
实测
V0
十进
制数
二进制数
实测
V0
D7D6D5D4D3D2D1D0
D7D6D5D4D3D2D1D0
255
100
200
50
150
0
五、ADC0809芯片功能测试
1、按图2接线。
2、按表2调电位器，使IN0端输入电压与表中给定的值一致，分别测出对应的输出8位二进制码，记入表2。
图2A/D转换接线图
表2A/D转换表
输入电压
（V）
输出值
误差
理论值
实测值
0.00
2.00
4.00
5.00
附录：
芯片引脚功能说明
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