工学数电实验指导书50.docx

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工学数电实验指导书50

数字电子技术

实验指导书

电子信息工程学院

二0一二年三月

实验要求

1．实验前必须充分预习，完成指定的预习任务，预习要求如下：

（1）认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理。

（2）熟悉各实验中相关的理论知识内容。

（3）熟悉实验任务。

（4）熟悉实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。

2．使用仪器和实验箱前必须了解其性能，操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。

3．实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。

4．预先在电路图上把引脚标上，以便实验时顺利连线。

5．实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟，发烫或有异味）应立即断开电源，保持现场，报告指导老师。

找出原因，排除故障，经指导老师同意后再继续实验。

6．实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。

7．实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果（数据、波形、现象）。

所记录的实验结果经指导老师审阅签字后再拆除实验线路。

8．实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头、并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。

9．实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告

实验一门电路逻辑功能及测试

（1）

一、实验目的

1、熟悉器件外形和管脚引线排列。

2.、熟悉与、或、非门电路的逻辑功能。

3.、熟悉数字电路实验箱的使用方法。

二、实验器件

四2输入与门74LS08芯片1片

四2输入或门74LS32芯片1片

六反相器74LS04芯片1片

芯片引脚图如下所示：

四2输入与门74LS08芯片四2输入或门74LS32芯片

六反相器74LS04芯片

三、预习要求

1、复习与、或、非门电路的工作原理。

2、熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。

四、实验内容及步骤

实验前先检查实验箱电源是否正常。

然后对所选实验用的集成电路进行连线，特别注意Vcc及地线不能接错。

实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电源。

1、按图1所示要求连接电路，输入端接逻辑开关A、B，输出端接指示器。

改变输入状态的高低电平，将A、B输入端依次接成0-0，0-1，1-0，1-1状态，观察输出端电平指示器的显示状态（亮为“1”，灭为“0”），并填写实验结果。

实验结果填入表1的逻辑真值表中，并写出输出端Y的逻辑表达式和电路的逻辑功能。

图1

表1逻辑真值表

输入

输出

A B

0 0

0 1

1 0

1 1

　　逻辑表达式Y=___________________

　　逻辑功能：

______________________

2、按图2所示要求连接电路，将A、B输入端依次接成0-0，0-1，1-0，1-1状态，观察输出端电平指示器的显示状态（亮为“1”，灭为“0”），实验结果填入表2的逻辑真值表中，并写出输出端Y的逻辑表达式和电路的逻辑功能。

图2

表2逻辑真值表

输入

输出

A B

0 0

0 1

1 0

1 1

逻辑表达式Y=___________________

　　逻辑功能：

______________________

3、按图3所示要求连接电路，将A输入端接逻辑开关A，依次为0、1时，观察输出端电平指示器的显示状态（亮为“1”，灭为“0”），实验结果填入表3的逻辑真值表中，并写出输出端Y的逻辑表达式和电路的逻辑功能。

图3

表3逻辑真值表

输入

输出

逻辑表达式Y=__________________

　　逻辑功能：

_____________________

五、实验报告

1、按各步骤要求填表。

2、回答问题：

怎样判断门电路逻辑功能是否正常？

实验二门电路逻辑功能及测试

（2）

一、实验目的

1、熟悉器件外形和管脚引线排列。

2、熟悉与非、异或门电路逻辑功能。

3、设计用与非门组成其它门电路并测试验证。

二、实验器件

74LS86四二输入端异或门1片

74LS00四二输入端与非门2片

74LS20四输入端双与非门1片

芯片引脚图如下所示：

74LS86四二输入端异或门74LS00四二输入端与非门

74LS20四输入端双与非门

三、预习要求

1、复习与非、异或门电路工作原理。

2、熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。

四、实验内容及步骤

实验前先检查实验箱电源是否正常。

然后对所选实验用的集成电路进行连线，特别注意Vcc及地线不能接错。

实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电源。

1、测试门电路逻辑功能

（1）选用四输入端双与非门74LS20一只，插入设计板，按图1接线，输入端a、b、c、d接S1—S4（电平开关输出插口），输出端L接电平显示发光二极管（D1—D8任意一个）。

图1.1

（2）将电平开关按表1置位，分别测出输出逻辑状态。

将输出结果填入表1中。

表1.1

输入

输出

2、异或门逻辑功能测试

（1）选四二输入端异或门74LS86，按图2接线，输入端a、b、c、d接电平开关，输出端A、B、Y接电平显示发光二极管。

（2）将电平开关按表2置位拨动，将输出结果填入表2中。

图2

表2

输入

输出

3、分析并验证逻辑电路的逻辑关系

（1）用74LS00按图3、图4接线，将输入输出关系分别填入表3、表4中。

（2）写出上面两个电路的逻辑表达式。

图3

图4

表3

输入

输出

表4

输入

输出

4、用与非门组成其它门电路并测试验证。

（1）组成或非门:

用一片二输入端四与非门74LS00组成或非门。

a）将或非门表达式转化为与非门表达式。

b）画出逻辑电路图

c）测试并填表5

表5

输入

输出

（2）组成异或门:

用一片二输入端四与非门74LS00组成异或门。

a）将异或门表达式转化为与非门表达式。

b）画出逻辑电路图。

c）测试并填表6

表6

输入

输出

五、实验报告

1、按各步骤要求填表。

2、回答问题：

（1）与非门一个输入端连接连续脉冲，其余端什么状态时允许脉冲通过？

什么状态时禁止脉冲通过？

（2）异或门又称可控反相门，为什么？

实验三译码器

一、实验目的

熟悉集成译码器，掌握译码器电路的功能、特点及其测试方法。

掌握译码器的级联方法。

二、实验器件

74LS139双2—4译码器1片

74LS20四输入端二与非门1片

74LS1383-8译码器1片

74LS04六反相器1片

芯片引脚图如下所示：

74LS139双2—4译码器74LS1383—8译码器

74LS04六反相器74LS20四输入端双与非门

三、实验内容及步骤

1、译码器功能测试

74LS139双2线—4线译码器如图1所示。

图（a）为逻辑电路图，图（b）为实验测试连线图。

输入端D0、D1接逻辑开关A、B，输出----Y0~----Y3接电平指示器。

改变输入信号D0、D1的状态，观察输出，写出----Y0~----Y3的数值（表1）及其表达式。

图1

表1功能表

输入

输出

----S

------Y3

------Y2

------Y1

------Y0

------Y3=_____________------Y2=________________------Y1=_______________------Y0=________________

2、将双2—4译码器扩展成3—8译码器

用双2线—4线译码器74LS139组成的3线—8线译码器电路如图2所示，按图连线。

输入端D0~D2接逻辑开关0、1、2，输出------Y0~------Y7接电平指示器。

改变输入信号D0~D2的状态，观察输出，写出------Y0~------Y7的数值（表2）及其表达式。

图2

表2

输入

输出

----Y7

------Y6

------Y5

------Y4

------Y3

------Y2

------Y1

------Y0

------Y7=_____________------Y6=________________------Y5=_____________------Y4=_______________

------Y3=_____________------Y2=_______________-------Y1=_____________------Y0=_______________

四、实验报告

1、按各步骤要求填表。

2、试用两片3线—8线译码器74LS138构成4线—16线译码器，画出逻辑电路图。

实验四数据选择器

一、实验目的

掌握四选一数据选择器的逻辑功能及测试方法。

掌握数据选择器的级联方法及测试方法。

二、实验器件

74LS253双四选一数据选择器1片

74LS04六反相器1片

74LS32四2输入或门1片

芯片引脚图如下所示：

74LS253双四选一数据选择器74LS32四2输入或门

74LS04六反相器

三、实验内容及步骤

1、将双四选一数据选择器74253按图1所示连线，信号输入端DCBA=0101,分别接逻辑开关，地址码输入端A1、A0分别接逻辑开关，输出Y接电平指示器。

改变地址码输入端A1A0的状态，观察输出Y，并填写表1

图1

表1

使能端

地址码

四路数据输入

输出

A1 A0

D（D3）

C（D2）

B（D1）

A（D0）

0 0

0 1

1 0

1 1

逻辑表达式Y=_________________________

2、将双四选一多路数据选择器74LS253接成八选一数据选择器。

电路如图2所示，按测试图连线，选通输入A2、A1、A0信号分别接逻辑开关，D7—D0分别为01100011，输出Y接电平指示器。

改变A2A1A0，观察输出Y的状态，并把实验结果填表2，说明电路功能。

图2（a）原理图

图2（b）测试图

表2

使能端

地址码

八路数据输入

输出

A2 A1 A0

D7D6D5D4D3D2D1D0

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

11100011

01100011

逻辑表达式Y=___________________________

功能说明：

________________________________

四、实验报告

1、按各步骤要求填表。

2、总结数据选择器的芯片扩展方法。

实验五全加器功能测试

一、实验目的

认识和熟悉加法器的功能和特点，测试由门电路组成的一位全加器的逻辑功能。

掌握超前进位集成4位加法器的连接方法和测试方法。

二、实验器件

74LS08四2输入与门1片

74LS86四2输入异或门1片

74LS32四2输入或门1片

74LS283超前进位集成4位加法器1片

芯片引脚图如下所示：

74LS08四2输入与门74LS283超前进位集成4位加法器

74LS86四2输入异或门74LS32四2输入或门

三、实验内容及步骤

1、用门电路组成的全加器按图1所示连线，将电路的三个输入端Ai、Bi和Ci-1分别接逻辑开关A、B、C，两个输出Si和Ci分别接电平指示器。

改变输入信号的高、低电平，观察输出端的状态变化，填写表1，写出Si和Ci的逻辑函数表达式。

图1

表1逻辑真值表

Ci-1

Si=_________________________

Ci=_________________________

2、使用74LS283超前进位集成4位加法器，A3、A2、A1、A0、B3、B2、B1、B0分别接逻辑开关。

输出S1、S2、S3、S4接七段译码显示器，输出Ci接发光二极管。

改变输入A3A2A1A0和B3B2B1B0，观察七段译码显示器的输出结果，并将输出结果填入表2。

表2

输入信号

输出信号

A3A2A1A0

B3B2B1B0

七段译码显示器

0001

0010

0011

0100

0101

1010

0110

四、实验报告

1、整理实验数据和图表。

2、总结组合逻辑电路的分析方法。

实验六锁存器功能测试

一、实验目的

熟悉基本SR锁存器逻辑功能和特点，掌握测试方法。

熟悉门控D锁存器逻辑功能和特点，掌握测试方法。

二、实验器件

四2输入与非门74LS00芯片1片

六反相器74LS04芯片1片

芯片引脚图如下所示：

74LS00四2输入与非门74LS04六反相器

三、实验内容及步骤

1、按图1所示连线，电路为用与非门构成的基本SR锁存器，

、

接逻辑开关A、B，Q、

接指示器。

改变

、

的状态，观察输出Q和

的状态。

填写实验结果入表1，并写出其特性方程。

图1

表 1功能表

功能说明

基本SR锁存器逻辑功能：

_________________________

基本SR锁存器的特性方程

=__________________________

画出基本SR锁存器状态转换图：

2、按图2所示连接电路，信号输入端D和使能端E分别接逻辑开关。

改变E、D的输入状态，观察输出端Q的状态，填写实验结果入表2，并写出其特性方程。

图2

表2功能表

功能说明

D锁存器功能：

_______________________

D锁存器特性方程

=_________________________

画出D锁存器状态转换图：

四、实验报告：

1、填写实验表格

2、锁存器与触发器的主要区别是什么？

实验七触发器功能测试

一、实验目的

学会正确使用触发器集成芯片。

1、熟悉边沿D触发器的逻辑功能和特点，掌握测试方法。

2、熟悉边沿JK触发器的逻辑功能和特点，掌握测试方法。

3、熟悉T触发器的构成、逻辑功能和特点，掌握测试方法。

4、熟悉T，触发器的构成、逻辑功能和特点，掌握测试方法。

二、实验器件

74LS74双D触发器（带置位、复位、正触发）1片

74LS112双J-K触发器（带置位、复位、负触发）1片

芯片引脚图如下所示：

74LS74双（上升沿）D触发器74LS112双（下降沿）JK触发器

三、实验内容及步骤

1、维持－阻塞型D触发器功能测试

D、---Sd、---Rd、CP分别接逻辑开关，输出Q和---Q端接电平指示器。

改变D、---Sd、---Rd的状态，观察输出端Q和---Q的状态。

填写表1。

表1

---Sd---Rd

Qn+1

功能

说明

↑

D触发器功能：

__________________________________

D触发器特性方程Qn+1=__________________________

端名称为_____________功能：

_________________

端名称为____________功能：

___________________

D触发器状态转换图：

2、J-K触发器功能测试

J、K、---Sd、---Rd、CP分别接逻辑开关，输出Q和---Q端接电平指示器。

改变J、K、---Sd、---Rd的状态，观察输出端Q和---Q的状态。

填写表2。

表2

---Sd---Rd

Qn+1

功能

说明

××

↓

JK触发器功能：

__________________________________

JK触发器特性方程Qn+1=__________________________

端名称为_____________功能：

_________________

端名称为____________功能：

___________________

JK触发器状态转换图：

3、将J-K触发器转换成T触发器

a）画出转换电路图，输入电平，观察并记录Q,将结果填入表3中。

表3

---Sd---Rd

Qn+1

功能

说明

↓

T触发器功能：

__________________________________

T触发器特性方程Qn+1=__________________________

端名称为_____________功能：

_________________

端名称为____________功能：

___________________

T触发器状态转换图：

b）使T常接1，将T触发器转换成T，触发器。

输入时钟脉冲，观察并记录Q,将结果填入表4中，并说明逻辑功能。

表4

---Sd---Rd

T，

Qn+1

功能

说明

↓

T，触发器功能：

__________________________________

T，触发器特性方程Qn+1=__________________________

端名称为_____________功能：

_________________

端名称为____________功能：

___________________

T，触发器状态转换图：

四、实验报告：

1、填写实验表格

2、触发器有哪几种常见的电路结构？

实验八集成计数器

一、实验目的

1、熟悉集成计数器的逻辑功能和各控制端的作用。

2、掌握计数器的使用方法。

3、掌握N进制计数器的实现方法及测试方法。

二、实验器件

74LS390双异步二---十进制计数器1片

74LS00四二输入端与非门1片

芯片引脚图如下所示：

74LS390引脚图

74LS00二输入端四与非门

74LS390功能表：

（A）CP0

（B）CP1

功能

异步清零

外部时钟

Q0输出二进制计数

外部时钟

Q3Q2Q1输出五进制计数

外部时钟

十进制计数8421BCD码

外部时钟

十进制计数5421BCD码

三、实验内容与步骤

1、集成计数器74LS390功能测试

a）二进制计数

CPO（A）接输入脉冲，输出QO接电平指示器，观察在CP脉冲作用下，电平指

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