数字电子的技术实验指导书.docx
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数字电子的技术实验指导书
数字电子技术
实验指导书
河北科技师范学院
机电工程学院
电基础教研室
2009.7.30
目录
实验一 门电路
实验二 组合逻辑电路
实验三触发器
实验四译码驱动显示电路
实验五二进制计数器实验
实验六计数器及译码驱动显示
实验七倒T型电阻网络Ｄ／Ａ转换器
《数字电子技术》课程实验指导书
使用说明
《数字电子技术》实验指导书适用于电气工程、电子信息专业和计算机科技、网络工程等本科及专科专业，共有验证型实验6个、综合型实验1个。
其中网络工程专业实验12学时，实验/理论学时比为48/12，包括门电路实验、组合逻辑电路实验、触发器实验、译码驱动显示电路实验、二进制计数器实验、倒T型电阻网络Ｄ／Ａ转换器实验等6个实验项目。
计数器及译码驱动显示实验为选作综合型实验。
本实验现有主要实验设备16台（套），每轮实验安排学生30人，每组2人，每轮实验需要安排实验指导教师2人。
实验指导书执笔人：
郭秀梅
实验指导书审核人：
郭秀梅
实验一：
门电路实验
实验学时：
2
实验类型：
（验证型）
实验要求：
（必修）
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、ＳＸＪ－３Ｃ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）、测与或非门的逻辑功能
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）按图接好线。
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：
输入端
输出端
1
2
3
4
10
11
12
13
8
电压（V）
逻辑状态
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
（三）、利用与非门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
输出
Z的电位（V）
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
实验学时：
2
实验类型：
（验证型）
实验要求：
（必修）
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）ＳＸＪ－３Ｃ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
实验三触发器实验
实验学时：
2
实验类型：
（验证型）
实验要求：
（必修）
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、ＳＸＪ－３Ｃ型数字电路学习机
2、数字万用表
三、实验内容及步骤
（一）基本触发器的逻辑功能的测试
选用双与非门接成如下基本触发器。
和
端接入插孔，平时为高电平，利用输入电平的改变实现置0和置1。
利用万用表测
及
端的电位，借助发光二极管测触发器的状态，并计入下表：
（V）
（V）
触发器状态
0
1
1
0
1
1
（二）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。
（三）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
CP
D
Q端逻辑状态
╳
╳
0
1
╳
╳
1
0
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
实验四译码驱动显示电路实验
实验学时：
2
实验类型：
（验证型）
实验要求：
（必修）
一、实验目的
１、学习掌握译码驱动电路7448的原理和使用方法
２、熟悉数码管的原理和使用方法
二、实验仪器及设备
1、ＳＸＪ－３Ｃ型数字电路学习机
2、数字万用表
三、实验内容及步骤
用译码驱动电路7448和数码管构成译码驱动显示电路
实验电路图
1．按照实验电路图接好线。
2．验证译码驱动电路7448的逻辑功能并填好如下表。
74ls48引脚功能表—七段译码驱动器功能表
十进数
或功能
输入
BI/RBO
输出
字形
LT
RBI
DCBA
a
b
c
d
e
f
g
0
H
H
0000
H
1
1
1
1
1
1
0
1
H
x
0001
H
0
1
1
0
0
0
0
2
H
x
0010
H
1
1
0
1
1
0
1
3
H
x
0011
H
1
1
1
1
0
0
1
4
H
x
0100
H
0
1
1
0
0
1
1
5
H
x
0101
H
1
0
1
1
0
1
1
6
H
x
0110
H
0
0
1
1
1
1
1
7
H
x
0111
H
1
1
1
0
0
0
0
8
H
x
1000
H
1
1
1
1
1
1
1
9
H
x
1001
H
1
1
1
0
0
1
1
消隐
H
L
0000
L
0
0
0
0
0
0
0
LT灯测试
L
x
xxxx
H
1
1
1
1
1
1
1
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
实验五二进制计数器实验
实验学时：
2
实验类型：
（验证型）
实验要求：
（必修）
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、ＳＸＪ－３Ｃ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触发器组成三位异步二进制加法计数器。
将各触发器输出端QA、QB、QC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。
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
QC
0
QB
0
QA
0
（二）、异步二进制减法计数器
1、用JK触发器设计一个二进制异步减法计数器，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
QD
0
QC
0
QB
0
QA
0
（三）、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
QD
0
QC
0
QB
0
QA
0
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。
实验五555定时器
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定时器的灵活运用
3、进一步熟悉示波器等仪器仪表的使用方法
二、实验仪器和设备：
１、SXJ-3C型数字电路学习机
２、数字万用表
3、双踪示波器
三、实验内容
由5G555定时器构成多谐振荡器
1、在学习机上用5G555及给出的各种电阻、电容按下图接线，并准备用示波器观察
的波形。
2、以上元器件取值
充电电阻R1=几百欧姆~几兆欧姆
充放电电阻R2=几百欧姆~几兆欧姆
充放电电容C=几百皮法~几百微法
电源电压VCC=5~15伏特
3、接通电源，用示波器观察输出波形
4、定性的画出输出波形图
5、理论计算输出脉冲宽度tPL、tPH和输出波的频率与实测值相比较
理论计算公式：
6、用示波器观察输出端波形，作理论分析并填如下表
R1
R2
C
理论
tPL值
理论
tPH值
实测
tPL值
实测
tPH值
实测
占空比%
四、实验报告要求
整理实验结果，根据观察并记录波形情况，分析由5G555定时器构成多谐振荡器输出脉冲宽度、周期和占空比由什么决定的？
五、预习要求
1、复习5G555定时器的结构和工作原理
2、分析由5G555定时器构成多谐振荡器的工作原理
常用集成器件外形管脚示意图
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