基于实验箱的数字逻辑实验报告实验1到3.docx
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基于实验箱的数字逻辑实验报告实验1到3
___计算机__学院______________专业_____班________组、学号______
姓名______________协作者______________教师评定_________________
实验题目____________基于实验箱的数字逻辑实验_____________
1.基本门电路及门电路综合实验
成绩：
2.组合逻辑电路
成绩：
3.时序逻辑电路
成绩：
实验报告
基本门电路及门电路综合实验
一、实验目的
1.了解基本门电路的主要用途以及验证它们的逻辑功能。
2.熟悉数字电路实验箱的使用方法。
3.掌握利用基本门电路来实现具体电路的方法。
4.掌握电路变换的方法。
二、实验仪器及器件
1.DIGILOGIC-2011数字逻辑及系统实验箱。
2.逻辑笔，示波器，数字万用表。
3.器件：
74HC00、74HC02、74HC04、74HC08、74HC32、74HC86。
三、实验原理
数字电路研究的对象是电路的输入与输出之间的逻辑关系，这些逻辑关系是由逻辑门电路的组合来实现的。
门电路是数字电路的基本逻辑单元。
要实现基本逻辑运算和复合逻辑运算可用这些单元电路（门电路）进行搭建。
门电路以输入量作为条件，输出量作为结果，输入与输出量之间满足某种逻辑关系（即“与、或、非、异或”等关系）。
电路输入与输出量均为二值逻辑的1和0两种逻辑状态。
实验中用高低电平分别表示为正逻辑的1和0两种状态。
输出端的1和0两种逻辑状态可用两种方法判定：
①将电路的输出端接实验仪的某一位LED，当某一位的LED灯亮时，该位输出高电平，表示逻辑“1”；LED灯不亮时，输出低电平，表示逻辑“0”。
②用逻辑笔可以测量输出端的逻辑值。
四、实验结果和数据处理
表2-174HC00输入输出状态
输入端
输出端Y
A
B
LED（亮/灭）
逻辑状态
0
0
0
1
1
0
1
1
表2-274HC02输入输出状态
输入端
输出端Y
A
B
LED（亮/灭）
逻辑状态
0
0
0
1
1
0
1
1
表2-374HC04输入输出状态
输入端
输出端Y
A
LED（亮/灭）
逻辑状态
0
1
表2-474HC08输入输出状态
输入端
输出端Y
A
B
LED（亮/灭）
逻辑状态
0
0
0
1
1
0
1
1
表2-574HC32输入输出状态
输入端
输出端Y
A
B
LED（亮/灭）
逻辑状态
0
0
0
1
1
0
1
1
表2-674HC86输入输出状态
输入端
输出端Y
A
B
LED（亮/灭）
逻辑状态
0
0
0
1
1
0
1
1
表2-7举重比赛裁判表决电路输入输出状态（方案一）
输入端
输出端
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
表2-8举重比赛裁判表决电路输入输出状态（方案二）
输入端
输出端
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
表2-10交通灯故障检测电路输出状态
R
Y
G
Z
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
五、结论
六、问题与讨论
组合逻辑电路
一、实验目的
1.了解和掌握编码器的工作原理，并测试其逻辑单元。
2.了解和掌握译码器的工作原理，并测试其逻辑功能。
3.了解和掌握数据选择器的工作原理及逻辑功能。
4.了解和掌握数值比较器的工作原理及如何比较大小。
5.了解全加器的工作原理及其典型的应用，并验证4位全加器功能。
6.了解集成数码显示译码器的工作原理及其典型的应用，并实现七段数码管的驱动。
二、实验仪器及器件
1.DIGILOGIC-2011数字逻辑及系统实验箱。
2.器件：
8-3编码器74HC148、3-8译码器74HC138、4选1数据选择器74HC153、4位数值比较器74HC85、4位全加器74HC283、集成数码显示译码器74HC4511、4数字共阴极八段显示数码管LN3461Ax。
三、实验结果和数据处理
表2-1174HC148输入/输出状态
控制
十进制数字信号输入
二进制数码输出
状态输出
1
X
X
X
X
X
X
X
X
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
X
X
X
X
X
X
X
0
0
X
X
X
X
X
X
0
1
0
X
X
X
X
X
0
1
1
0
X
X
X
X
0
1
1
1
0
X
X
X
0
1
1
1
1
0
X
X
0
1
1
1
1
1
0
X
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
注：
X为任意状态
表2-1274HC138输入/输出状态
使能输入
数据输入
译码输出
E3
A2
A1
A0
1
X
X
X
X
X
X
1
X
X
X
X
X
X
0
X
X
X
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
注：
X为任意状态
表2-1374HC153输入/输出状态
选择输入
数据输入
输出使能输入
输出
S1
S0
1I0
1I1
1I2
1I3
1Y
X
X
X
X
X
X
1
0
0
0
X
X
X
0
0
0
1
X
X
X
0
1
0
X
X
0
X
0
1
0
X
X
1
X
0
0
1
X
0
X
X
0
0
1
X
1
X
X
0
1
1
X
X
X
0
0
1
1
X
X
X
1
0
注：
X为任意状态
表2-1474HC85输入/输出状态
比较输入
级联输入
输出
A3
A2
A1
A0
B3
B2
B1
B0
IA>B
IA=B
IAOA>B
OA=B
OA1
X
X
X
0
X
X
X
X
X
X
0
X
X
X
1
X
X
X
X
X
X
1
1
X
X
1
0
X
X
X
X
X
0
0
X
X
0
1
X
X
X
X
X
1
0
1
X
1
0
0
X
X
X
X
0
0
0
X
0
0
1
X
X
X
X
1
1
0
1
1
1
0
0
X
X
X
0
0
1
0
0
0
1
1
X
X
X
1
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
X
1
X
注：
X为任意状态
表2-1574HC283输入/输出状态
4位被加数输入
4位加数输入
输出加法结果和进位
A4
A3
A2
A1
B4
B3
B2
B1
COUT
S4
S3
S2
S1
0
0
0
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
思考：
如增加Cin，输出结果会如何？
请自行在表上增加，并验证其他取值的加法结果，填入表中。
表2-1674HC4511输入/输出状态
使能输入
数据输入
译码输出
字形
LE
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
0
X
X
X
X
X
X
1
0
X
X
X
X
X
1
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
注：
X为任意状态
思考：
如果要同时显示4个数字，应如何设计？
四、组合逻辑综合实验（可选做）
数据选择器扩展实验（指导书P49）
设计要求：
利用一片4选1数据选择器74HC153构成8选1数据选择器。
由于一片74HC153包含两个4选1的数据选择器，因而可扩展成8选1的数据选择器。
本实验需要用到74HC04、74HC32及74HC153，电路连接图具体引脚编号请查阅实验指导书。
按照表3-4的要求，通过拨动输入信号的开关改变输入的状态，观察并记录输出结果，将实验结果填入表中。
表3-4用74HC153构造8选1数据选择器输入输出状态
选择输入
数据输入
输出使能输入
输出
S2
S1
S0
I7
I6
I5
I4
I3
I2
I1
I0
Y
0
0
0
X
X
X
X
X
X
X
0
0
0
0
0
X
X
X
X
X
X
X
1
0
0
0
1
X
X
X
X
X
X
0
X
0
0
0
1
X
X
X
X
X
X
1
X
0
0
1
0
X
X
X
X
X
0
X
X
0
0
1
0
X
X
X
X
X
1
X
X
0
0
1
1
X
X
X
X
0
X
X
X
0
0
1
1
X
X
X
X
1
X
X
X
0
1
0
0
X
X
X
0
X
X
X
X
1
1
0
0
X
X
X
1
X
X
X
X
1
1
0
1
X
X
0
X
X
X
X
X
1
1
0
1
X
X
1
X
X
X
X
X
1
1
1
0
X
0
X
X
X
X
X
X
1
1
1
0
X
1
X
X
X
X
X
X
1
1
1
1
0
X
X
X
X
X
X
X
1
1
1
1
1
X
X
X
X
X
X
X
1
注：
X为任意状态
五、结论
六、问题与讨论
时序逻辑电路
一、实验目的
1.掌握D触发器的逻辑功能和测试方法，熟悉74HC74的引脚排列及其功能。
2.掌握JK触发器的逻辑功能和测试方法，熟悉74HC112的引脚排列及其功能。
3掌握移位寄存器的工作原理及其应用，熟悉74HC194的逻辑功能及实现各种移位功能的方法。
4掌握计数电路的工作原理和各控制端的作用，测试并验证74HC161的逻辑功能。
二、实验仪器及器件
1.DIGILOGIC-2011数字逻辑及系统实验箱。
2.器件：
双D触发器74HC74、双JK触发器74HC112、双向移位寄存器74HC194、计数器74HC161。
三、实验结果和数据处理
表2-17D触发器74HC74输入/输出状态
输入
输出
功能说明
置位输入
复位输入
CP
D
Qn+1
0
1
X
X
1
0
X
X
1
1
↑
0
1
1
↑
1
0
0
X
X
注：
X为任意状态
思考：
将CP接至单个脉冲LDPULSE1或LDPULSE2，效果有没有不同？
表2-18JK触发器74HC112输入/输出状态
输入
输出
功能说明
置位输入
复位输入
1J
1K
Qn+1
0
1
X
X
X
1
0
X
X
X
1
1
↓
1
1
1
1
↓
0
1
1
1
↓
1
0
0
0
X
X
X
1
1
↓
0
0
注：
X为任意状态
表2-1974HC194输入/输出状态
输入
输出
功能说明
模式
串行
CP
并行
S1
S0
DSR
DSL
D0
D1
D2
D3
Q0n+1
Q1n+1
Q2n+1
Q3n+1
0
X
X
X
X
X
X
X
X
X
1
1
1
X
X
↑
D0
D1
D2
D3
1
0
0
X
X
↑
X
X
X
X
1
0
1
0
X
↑
X
X
X
X
1
0
1
1
X
↑
X
X
X
X
1
1
0
X
0
↑
X
X
X
X
1
1
0
X
1
↑
X
X
X
X
注：
X为任意状态
思考：
输出值跟哪些输入量有关？
CP接单个脉冲或连续的时钟信号有何区别？
表2-2074HC161输入/输出状态
输入
输出
功能说明
CP
CEP
CET
D3
D2
D1
D0
Q3
Q2
Q1
Q0
TC
0
X
X
X
X
X
X
X
X
1
↑
X
X
0
0
0
0
0
1
↑
1
1
0
D3
D2
D1
D0
1
↑
1
1
1
X
X
X
X
1
X
0
X
1
X
X
X
X
1
X
X
0
1
X
X
X
X
注：
X为任意状态
思考：
接连续的时钟信号中任何一路有何区别？
四、时序逻辑综合实验（可选做）
用74HC161设计十二进制计数器（指导书P53）
设计要求：
使用4位二进制计数器74HC161设计十二进制计数器，可采用清零法或置数法来实现。
方法一：
利用异步清零方式清零。
时序图：
方法二：
利用同步置位方式置零。
时序图：
方法三：
利用置数法构造。
时序图：
五、结论
六、问题与讨论
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