数电报告.docx

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数电报告

北京联合大学

数字电路基础实验

实验报告

课程名称：

数字电路逻辑设计

学院：

信息学院

专业：

通信工程

姓名：

崔赛

班级：

通信1102B学号：

2011080331211

指导教师：

许学梅成绩：

实验一门电路的逻辑功能与参数测试

一、实验目的与要求

1.掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法和TTL器件的使用规则。

2.熟悉数字电路实验电路板的结构，基本功能和使用方法。

要求学生对TTL数字集成器件的参数重点掌握。

二、实验仪器及器件：

1.示波器

2.数字万用表

3.电子元器件：

74LS00二输入四与非门

3、实验原理

1.TTL门电路是由双极型晶体管构成的数字集成电路，TTL与非门具有较高的工作速度、较高的抗干扰能力、较大的输出幅度和负载能力等优点，因而得到了广泛的应用

2．TTL电路的电压Vcc=5V+或-10%，超过5.5V将损坏器件，低于4.5V逻辑功能不正常。

使用TTL器件时，电源极性和引脚不得接错。

3.对于与非逻辑，TTL的限制输入端应当置1，TTL的输出端不允许直接与电源短接，也不允许多个输出端并联使用，否则会损坏器件。

四、实验内容

1.与非门的逻辑功能测试（P303表6.1.7）

输入端接逻辑电平，输出端接发光二极管。

输入

输出

逻辑值

灯

B

A

Y

Y

亮

0

0

1

1

亮

0

1

1

1

亮

1

0

1

1

亮

1

1

0

0

灭

2.电压传输特性

与非门的输出电压Vo与输入电压Vi的关系Vo=f（Vi）叫做电压传输特性，也称电压转移特性。

它可以用一条曲线表示，叫做电压传输特性曲线。

任选一输入端接可调直流电源（0—5V之间），另一输入端悬空，调电源电压使输入电压为表中的值，记录输出电压，画出电压传输特性。

一只74SL00含有四个相同的2输入与非门，可以随意选用，此处选用第一个门电路。

Vi（V）

0

0.4

1.0

1.1

1.2

1.3

1.35

1.4

1.5

2.0

2.4

3.0

V0（V）

4.514

4.386

3.35

2.09

0.639

0.185

0.19 

0.19

0.18

0.19

0.19

0.19 

输出特性曲线如下图：

四、实验结论：

根据实验数据：

在误差范围内，输出电压Vo随着输入电压Vi的增大而不断减小，并在1.1到1.3伏之间出现跳点，最终稳定于一个值。

实验中电源不是很稳定从而会出现误差，并且连接电路注意正负极。

实验二组合逻辑电路设计实验

一、实验目的与要求

1.掌握组合逻辑电路的结构与逻辑功能。

2.掌握组合逻辑电路的设计方法。

二、主要仪器设备

74LS00二输入四与非门

74LS20四输入双与非门

LED发光二极管

三、实验内容

1.了解与非门74LS00组成的半加器的逻辑功能。

输入

输出

B

A

S

C

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

0

2.设计一及烟感、温感和紫外光感三种不同类型探测器的火灾报警器。

为防止误报警，只有当其中两种或两种类型以上的探测器发出火灾探测信号时，报警系统才产生报警信号。

结果用指示灯表示，火灾时指示灯亮，否则不亮。

逻辑假设：

三个探测器A、B、C探测到信号时为“1”，未探测到信号时为“0”。

输出量为F，火灾时是“1”，否则是“0”。

（1）列出真值表

输入

输出

C

B

A

F

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

（2）写逻辑表达式

F=

BC+A

C+AB

+ABC

（3）卡诺图化简，写出最简与-或表达式

ＡＢ

　Ｃ

００

０１

１１

１０

０

０

０

１

０

１

０

１

１

１

最简与－或表达式：

F=AB+AC+BC

四、实验结论

通过本次实验，基本掌握了组合逻辑电路的分析方法。

通过面包板搭接电路，模拟出火灾报警器功能，并通过发光二极管的亮灭来表现通断。

加深了设计组合逻辑门电路的印象。

通过了解74LS00与74LS20来制作出报警器，并能够通过真值表一一验证其是否正常工作，了解与非门的功能。

实验中，需仔细看好引脚编号以防止电路连接错误。

实验三通用译码器逻辑功能分析

一、实验目的

1．掌握通用译码器的基本功能

2．掌握通用译码器的基本基本分析方法

3．理解其基本使用方法

二、实验元器件

1.数字万用表

2.电子元器件

TTL集成器件：

74SL138

3.八只发光二极管、导线、直流电源等

三、实验原理

图4.1374LS138管脚排列图

如果输入的是n位二进制代码，则译码器应该有2n个输出端。

所以2位二进制译码器有4个输出端，又可以称为2线－4线译码器；3位二进制译码器有8个输出端，可以称为3线－8线译码器；4位二进制译码器有16个输出端，可以称为4线－16线译码器等等。

图4.13是集成3线－8线译码器74LS138的管脚排列图。

图4.14是集成3线－8线译码器74LS138的逻辑图。

在图4.14中A、B、C是三个输入端，Y7~Y0是八个输出端。

G1、G2A、G2B是三个控制端。

G1高电平有效，G2A、G2B低电平有效，即当G1=1、G2A＝G2B＝0时，控制门G输出高电平，这个高电平把G7～G0打开，译码器正常工作，否则译码器不能正常译码，所有输出端都输出高电平。

四、实验内容

1.3线-8线译码器74LS138功能分析

真值表如下图（S1，S2，S3，A,B,C=1代表接高电平，0代表接低电平;

Y0,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7=1代表灯亮，0代表灯灭）

S2非

S1

S3非

C

B

A

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

0

1

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

1

0

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

0

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

0

0

1

1

1

1

0

1

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

③根据真值表，一一对应验证，所得结果与真值表完全一致。

五、实验结论

1.译码器可用于对部分电路实现操作和控制。

2.译码器可用于实现组合逻辑函数。

六、注意事项

1、接插集成块时，要认清定位标记，不得插反，实验中电源使用固定±5V，其极性绝对不能接错。

2、发光二极管的正负极性也不能接反。

3、在面包板上接电路时，要注意其各个孔之间的连接性。

实验四计数器及寄存器的功能分析及逻辑电路设计

一、实验目的与要求

1.掌握寄存器、译码逻辑功能和应用方法。

2.熟悉利用中、小规模集成电路的设计方法。

二、实验仪器及器件：

电子元器件：

74148优先编码器

7447七段显示的译码器

四位寄存器74L175

三、电路原理

（一）基本特性

寄存器的主要功能就是寄存数码。

寄存器的基本特性是在有效时钟或选通信号不成立的情况下能够保持所存数码不变。

（二）D触发器组成的4位数码寄存器，在存数指令脉冲作用下，输入的并行4位数码将同时存入到4级D触发器中。

D触发器实现寄存1位数码的寄存单元，若输入信息D1=0时，在存数指令的作用下，Qn+1=0；若输入信息D1=1时，在存数指令的作用下，Qn+1=1。

这样，在存数指令的作用下，将输入信息的数码D1存入到D触发器中。

（三）用于数码采集锁存

四、实验任务

（1）4位寄存器74LSL175功能分析

打开Multism软件，从元件库中调出74LS175，编辑如图所示的功能分析电路。

改变开关A,S,D,F,G,H的状态，分析74LS175的基本功能。

（2）将4位寄存器扩展成8位寄存器，设计电路如下：

开关全接高电平，灯全亮，之后任何一个开关接低电平，灯不灭。

说明，数码寄存器的逻辑功能实现，具有记忆功能，存储数据。

（3）用74148优先编码器和7447七段显示的译码器，实现开关位置检测和显示功能。

五、实验结论

1、数码寄存器用于数码采集锁存。

2、七段显示器显示正常，与灯的亮灭对应真值表如下

L1

L2

L3

显示其数字

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

2

0

1

1

3

1

0

0

4

1

0

1

5

1

1

0

6

1

1

1

7

实验五时序逻辑电路

一、实验目的

1、掌握用N进制计数器集成任意模值计数（分频）器

2、熟悉了解两种方法：

清除端复位法和置入控制端的方法

二、实验元器件

四位十进制同步计数器CT54/74163

同步二—十进制计数器CT5474160

三、实验原理

1、应用N进制中规模集成器件实现任意模值M（M

2、清除端复位法：

当中规模N进制计数器从So状态开始计数时，计数脉冲输入M个脉冲后，N进制计数器处于Sm状态。

如果利用Sm状态产生一个清除信号，加到清除端，使计数器返回到So状态，这样就跳跃了（M-N）个状态从而实现模值为10的计数分频。

3、置入控制端的置位法：

与复位法不同，它是利用中规模集成器件的置入控制端，以置入某一固定二进制数值的方法，从而使N进制计数跳跃（N-M）个状态，实现模值为M的技术分频。

三、实验内容

4.利用清除端复位法：

应用4位十进制同步计数器实现模10分频，如下图连接电路

电路由G2、G3组成的原因是为了保持G1长生的清除信号Vo1,保证可靠清零。

计数从0000开始，到1001结束，一共十个数，此后又在计数脉冲作用下，从0000开始计数，每当输10个脉冲，电路进入到1010，就通过CR非端使电路复0，输出一个脉冲，其工作波形如下图所示：

5.应用两片二—十进制同步计数器CT5416O构成模值N的计数分频电路。

（这里构成的模值为42），连接电路如图所示：

（3）应用4位二进制同步计数器CT54161，实现模10计数分频，电路如图所示

四、实验结论

1.实验内容一中电路的设计是为了保证可靠清零。

2.利用清除端复位法：

复位信号的产生电路是一种固定的结构形式由门G1、G2、G3组成。

在利用二进制计数器中规模集成电路器件时，只需将计数模值M的二进制代码中1的输出连接至门G1的输入端，即可实现模值为M的技术分频。

3.熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。

4.掌握二进制计数器和十进制计数器的工作原理和使用方法