数字电路实验要求.docx
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数字电路实验要求
数字实验要求
实验一组合数字电路
一、实验目的
1.掌握组合数字电路的设计和实现方法。
2.掌握二进制译码器的原理与应用方法。
二、所用器件
本实验所用器件除了实验一用到的74LS00外，还有3线/8线译码器74LS138和四输入与非门74LS20，它们的管脚排列如图7.2.1所示。
图7.2.174LS20和74LS138的管脚图
三、设计要求
1.用两输入与非门74LS00实现半加器，并通过发光二极管显示输出高低电平，高电平点亮。
2.设计测试译码器74LS138功能的实验方案。
3.用74LS138和74LS20实现全减器的功能。
提示：
设被减数为A，减数为B，低位的借位为J0；所得的差为D，借位为J。
则有
四、实验内容及步骤
1.半加器
按自行设计的半加器连好电路，也可参考图7.2.2。
按表7.2.1验证其逻辑功能。
测试过程中，输入高电平可直接接VCC，低电平直接接地。
（仿真时,电平指示电路可直接用指示灯）
图7.2.2半加器及输出电平指示电路
表7.2.1半加器真值表
A
B
S
C
0
0
0
1
1
0
1
1
2.74LS138功能测试
按表7.2.2验证74LS138功能，步骤自拟，并将你的验证过程在实验报告中加以简要说明。
表7.2.274LS138的功能表
输入
输出
G1G2+G3B2B1B0
H
L
HLLLL
HLLLH
HLLHL
HLLHH
HLHLL
HLHLH
HLHHL
HLHHH
HHHHHHHH
HHHHHHHH
LHHHHHHH
HLHHHHHH
HHLHHHHH
HHHLHHHH
HHHHLHHH
HHHHHLHH
HHHHHHLH
HHHHHHHL
3.用74LS138和74LS20实现的全加器的功能测试
接好实验电路，接上电源，测出真值表（用图7.2.2中的电平指示电路来显示输出）。
将结果填入表7.2.3中。
表7.2.3全减器功能测试表
输入
输出
A
B
J0
D
J
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
实验二数据选择器
一、实验目的
掌握数据选择器的功能和应用方法。
二、所用器件
双四选一数据选择器74LS253的管脚排列见图7.3.1。
图7.3.174LS253的管脚图
三、设计要求
1.用双四选一数据选择器74LS253和74LS00实现全加器。
四、实验内容及步骤
1.测试由数据选择器构成的全加器
参考电路如图7.3.2所示，图中控制端A1、A0为两个四选一数据选择器所共用，前面冠以“1”的为一个数据选择器的输入和输出端，冠以“2”的为另一个数据选择器。
A、B为被加数和加数，C0为低位来的进位，S为和，C1为向上一位的进位。
请按表7.3.1测试其功能（用图7.3.2中的电平指示电路来显示输出）。
图7.3.2由双四选一数据选择器构成的全加器
表7.3.1全加器功能测试表
输入
输出
A
B
C0
S
C1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
实验三555定时器应用电路
一、实验目的
1.熟悉555定时器的工作原理。
2.掌握利用555定时器组成各种脉冲电路的方法。
二、所用器件
555集成定时器的管脚排列如图7.4.1所示。
三、设计要求
1.用555定时器设计一多谐振荡器，输出频
率为1kHz的方波。
2.用555定时器设计一单稳电路，暂稳态维
持时间约为0.7ms，考虑如何将该时间变为100ms。
图7.4.1555定时器的管脚图
四、实验内容及步骤
1.
施密特电路
由555定时器构成的施密特触发电路如图7.4.2所示。
在输入端加入正弦波（或三角波），用示波器的两个通道同时观察输入和输出的波形。
此时示波器的输入必须使用直流耦合方式。
测量两个触发电平，并计算回差电压。
此时若输出无波形，请检查输入信号的幅度，幅度必须大于
（为什么？
请在报告中说明）。
用示波器观察555定时器7脚的电压波形，与输出波形比较。
2.多谐振荡器图7.4.2施密特触发电路
图7.4.3（a）为用555电路组成的多谐振荡器，用示波器观察振荡器输出uo和电容上电压uC的波形，测量出输出脉冲的幅度Uom、周期T、频率f、占空比D，并与理论计算值比较。
测量uC的最小值和最大值，注意：
必须使用示波器的直流耦合方式。
该电路应保留，为后边单稳态电路提供输入。
3.单稳电路
用555定时器构成的单稳电路如图7.4.3（b）所示，ui为触发输入信号，可由多谐振荡器（图7.4.2（a））的输出引来。
用示波器同时观察ui和uC及ui和uo的波形，测出暂稳态的维持时间tw，并与理论计算值比较。
（a）（b）
图7.4.3555定时器构成的多谐振荡和单稳电路
实验四中规模计数器
一、实验目的
1.掌握中规模计数器74LS161和74LS90的功能。
2.熟悉中规模计数器的使用方法。
3.学会中规模计数器的变通应用方法。
二、所用器件
可预置的同步中规模2/16进制加法计数器74LS161和2-5分频异步2/10进制计数器74LS90，它们的管脚排列如图7.6.1所示。
图7.6.174LS90和74LS161的管脚图
三、设计要求
1.设计74LS90和74LS161功能的测试方法。
2.利用74LS161的预置数功能实现余三编码十进制计数器。
四、实验内容及步骤
1.74LS161的功能测试
按照表7.6.1测试74LS161的各项功能,并将结果填入表中。
表7.6.174LS161功能表
功能
输入
输出
CP
EP
ET
D
C
B
A
QD
QC
QB
QA
清零
0
×
×
×
×
×
×
×
×
预置
1
0
×
×
D
C
B
A
保持
1
1
×
×
×
×
计数
1
1
1
1
×
×
×
×
测试时，用实验中用数码管来指示计数器的输出，用电平指示电路指示进位信号RCO的有无，然后参考下列步骤进行测试。
（1）清“0”功能。
将
置为0态（直接接地即可），其他端任意（可暂时悬空），观察LED是否显示“0”。
（2）预置数功能。
令
=1（接VCC）、
=0时，将A、B、C、D置为几种不同的状态，加入手动单脉冲，观察显示的数据是否与预置的数相同。
（3）
计数和保持功能。
令
=
=EP=ET=1，将图7.4.3中手动单脉冲电路的输出接至CP，按动轻触开关，观察计数过程，在实验报告中画出状态转换图；同时注意观察何时出现进位信号。
在计数器的输出为某一状态时将EP或ET改接低电平，然后加手动脉冲，观察所发生的现象。
2.74LS161接成余三码十进制计数器
可参考图7.6.2所示电路，CP接手动单脉冲，观察电路的状态变化过程。
可以让电路从“0”态开始计数（利用
端先清零），加入手动单脉冲，直至计数器的状态出现循环为止。
3.74LS90功能测试图7.6.2余三码十进制计数器
按照表7.6.2测试74LS90的各项功能,并将结果填入表中。
表7.6.274LS90的功能表
功能
输入
输出
R01
R02
S91
S92
CPA
CPB
QD
QC
QB
QA
清零
1
1
×
×
×
×
置9
0
0
1
1
×
×
二分频
0
0
0
0
×
五分频
0
0
0
0
×
十进制计数器
0
0
0
0
QA
测试时，用用数码管来指示计数器的输出，然后参考下列步骤进行测试。
（1）清“0”功能。
将R01和R02置为“1”（直接接+5V即可），其他端任意（可暂时悬空），观察数码管是否显示“0”。
（2）置“9”功能。
令R01=R02=0，将S91和S92置为“1”（直接接+5V即可），观察显示的数据是否为“9”。
（3）二分频。
令R01=R02=S91=S92=0时，将图7.4.3中手动单脉冲电路的输出接至CPA，按动轻触开关，观察计数过程。
（4）五分频。
令R01=R02=S91=S92=0时，将图7.4.3中手动单脉冲电路的输出接至CPB，按动轻触开关，观察计数过程。
（5）十进制计数器。
令R01=R02=S91=S92=0时，将图7.4.3中手动单脉冲电路的输出接至CPA，CPB接QA，按动轻触开关，观察计数过程。
然后CPA接连续脉冲（从信号发生器获得），用示波器分别观察QA、QB、QC、QD对应CPA的波形，并用示波器的存储功能将五个波形全部显示在屏幕上。
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