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1、 实验三 组合逻辑电路应用 74LS00, 74LS20,74LS55, 74LS86,74LS138 ,74LS151 电工电子实验中心 数字电子实验注意事项： 正确认识数电实验箱；熟悉实验箱上各部分的功能,掌握 各部分功能的测试方法. 认清芯片管脚，芯片不要接反,按实验电路正确连线； 注意所有连接线在接入电路前，要先检查其好坏； 注意电源极性，不要接错； 连接电路时请不要带电操作； 应特别注意：输入脉冲幅度不能高于电源电压；不用的 输入端必须按要求接地或接+5V。 电工电子实验中心 数字电子实验注意事项 做实验时，要做到“听、看、摸、闻”。 所谓“听”，即听是否有异常的声音； “看”，即看
2、是否有冒烟、起火的现象； “摸”，摸芯片是否发烫； “闻”，即是否闻到有烧焦的糊味。 如有上述异常现象发生，请及时关掉电源，检查 电源是否接错。 保持室内卫生，不要乱扔纸屑和废弃物。 实验完成后请注意： 1、做完实验拆线时，手要捏住导线的底 部，以防导线断开。 2、做完实验后，要关掉电源，将工具 盒交回。凳子放到桌子下面，桌上的实 验设备均摆放整齐，方可离开。 谢谢合作！ 六位译码器/LED数码显示 电平指示灯亮为1.灭为0 直流电 源共四 路,其中 第一路 电源的 负极与 地相通 AC电源 单脉冲两路 直流 信号源两路 可调 连续脉冲 固定脉冲 逻辑电平10路(0或1) 元件库 2位数码显
3、示(无译码) 电位器 地 实验区蜂鸣器 地 固定脉冲 逻辑电平 六位译码器/LED数码显示 直流电源 电平指示 单脉冲 可调连续脉冲 面包板是实验室中用于搭接电路的重 要工具，熟练掌握面包板的使用方法是提 高实验效率，减少实验故障出现几率的重 要基础之一。下面就面包板的结构和使用 方法做简单介绍。 窄条 宽条 面包板的外观和内部结构如上图所示 ，常见的最小单元面包板分上、中、下三 部分，上面和下面部分一般是由一行或两 行的插孔构成的窄条，中间部分是由中间 一条隔离凹槽和上下各5 行的插孔构成的 条。 窄条上下两行之间电气不连通。每5 个插孔为一 组（通常称为“孤岛”），通常的面包板上有10 组
4、。这10 组“孤岛”一般有3种内部连通结构： 左边5 组内部电 气连通，右边5 组内部电气连通，但左右两边之间不连 通，这种结构通常称为5-5 结构。 左边3 组内部电气 连通，中间4 组内部电气连通，右边3 组内部电气连通 ，但左边3 组、中间4 组以及右边3 组之间是不连通的 ，这种结构通常称为3-4-3 结构。 还有一种结构是10 组“孤岛”都连通，这种结构最简单。 对上面和下面部分的窄条，外观和结构如下图： 外观小窄条中间不连通内部五组孔之间互相连通 中间部分宽条是由中间一条隔离凹槽和上 下各5 行的插孔构成。在同一列中的5 个插孔 是互相连通的，列和列之间以及凹槽上下部分 则是不连通
5、的。外观及结构如下图： 外观纵向5 个插孔是互相连通 用于隔离上下两部分的凹槽 在做实验的时候，通常是使用两窄一宽组成的小 单元，同学们应按照实验指导教师的示范和要求，在 宽条部分搭接电路的主体部分，上面的窄条取一行做 电源，下面的窄条取一行做接地。使用时注意窄条的 中间部分不通。 在搭接数字电路时，有时由于电路的规模较大， 需要多个宽条和窄条组成的较大的面包板，但在使用 时同样通常是两窄一宽同时使用，两个窄条的第一行 一般和地线连接，第二行和电源相连。由于集成块电 源一般在上面，接地在下面，如此布局有助于将集成 块的电源脚和上面第二行窄条相连，接地脚和下面窄 条的第一行相连，减少连线长度和跨
6、接线的数量。中 间宽条用于连接电路，由于凹槽上下是不连通的，所 以集成块一般跨插在凹槽上。 面包板布线的几个基本原则 在面包板上完成电路搭接，不同的人有不同的风格。但 是，无论什么风格、习惯，完成的电路搭接，必须注意以下几 个基本原则： 1） 连接点越少越好。每增加一个连接点，实际上就人为地增 加了故障概率。面包板孔内不通，导线松动，导线内部断裂等 都是常见故障。 2） 尽量避免立交桥。所谓的“立交桥”就是元器件或者导线骑 跨在别的元器件或者导线上。初学者最容易犯这样的错误。这 样做，一方面给后期更换元器件带来麻烦，另一方面，在出现 故障时，零乱的导线很容易使人失去信心。 3） 尽量牢靠。有两
7、种现象需要注意：第一、集成电路很容易 松动，因此，对于数字、运放等集成电路，需要用力下压，一 旦不牢靠，需要更换位置。第二、有些元器件管脚太细，要注 意轻轻拨动一下，如果发现不牢靠，需要更换位置。 4） 方便测试。5孔孤岛一般不要占满，至少 留出一个孔，用于测试。 5） 布局尽量紧凑。信号流向尽量合理。 6） 布局尽量与原理图近似。这样有助于同学 们在查找故障时，尽快找到元器件位置。 7） 电源区使用尽量清晰。在搭接电路之前， 首先将电源区划分成正电源、地、负电源3个区 域，并用导线完成连接。 TPE-D3多功能数字电路学习机 面包板的布线 地线连接正确！ 电源没有接通！ 错误！ 引线排列从左
8、下角 开始,逆时针计算 缺口标记 17 814 绝大多数 右下角GND 绝大多数 左上角Vcc 74LS00是在一个封装内有四个相同的与非门。 其外形如图所示。 正视图 集成与非门74LS00 缺口标 记向左 缺口标 记向左 缺口标 记向左 1）LS是低功耗肖特基，HC是高速COMS；LS的速度比HC略快，HCT输入 输出与LS兼容，但是功耗低；F是高速肖特基电路； 2）LS是TTL电平，HC是COMS电平； 3）LS输入开路为高电平，HC输入不允许开路，HC一般都要求有上下拉电 阻来确定输入端无效时的电平，LS 却没有这个要求； 4）LS输出下拉强上拉弱，HC上拉下拉相同； 5）工作电压不同
9、：LS只能用5V，而HC一般为2V到6V； 6）电平不同：LS是TTL电平，其低电平和高电平分别为0.8和V2.4，而 CMOS在工作电压为5V时分别为0.3V和3.6V，所以CMOS可以驱动TTL，但 反过来是不行； 7）驱动能力不同：LS一般高电平的驱动能力为5mA，低电平为20mA；而 CMOS的高低电平均为5mA； 8）CMOS器件抗静电能力差，易发生栓锁问题，所以CMOS的输入脚不能 直接接电源。 一:实验目的 1、掌握中规模集成译码器的逻辑功 能和使用方法。 2、熟悉数码管的使用，了解七段数 码显示电路的工作原理。 3、学习用数据选择器构成组合逻辑 电路的方法。 二、实验内容 1、
10、设计一个基于门电路的路口信号灯控制电路； （74LS00、74LS20） 2、设计一个基于74LS138译码器和与非门的一位 二进制全减器 3、用8选1数据选择器74LS151实现函数 4、用给定的74LS00、74LS86、74LS55三种芯 片构成一位二进制全加器 74LS20管脚图 74LS00管脚图 74LS55管脚图 74LS86管脚图 集成二进制译码器74LS138（3线-8线译码器） 三、实验原理 A2、A1、A0为二进制译码输入端 为译码输出端（低电平有效） G1、 、 为选通控制端 当G11、 时，译码器处于工作状态； 当G10、 时，译码器处于禁止状态。 3线8线译码器74
11、LS138的功能表 反码输出即：输入某种状态，则对应的最小项输出项为0。 GAG2A+G2BA2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7 0 xxxx 11111111 x 1 xxx 11111111 1000001111111 1000110111111 1001011011111 1001111101111 1010011110111 1010111111011 1011011111101 1011111111110 输出输入 74LS151 74LS151管脚图74LS151逻辑符号 三个地址输入端A2、A1、A0， 八个数据输入端D0D7， 两个互补输出的数据输出端Y和Y， 一个控制
12、输入端S。 8选1数据选择器74LS151功能表 1、设计一个基于门电路的路口信号灯控制电路 ；（74LS00、74LS20） 定义红灯、黄灯、绿灯的状态为输入变量，分别用A 、B、C表示，并规定灯亮时为1，不亮时为0。取故 障信号为输出变量，用Y表示。并规定正常工作状态 下Y为0，发生故障时Y为1。 根据题意列逻辑真值表如下： 根据真值表列逻辑函数式 根据逻辑函数式画出电路图。 ABGY 0001 0010 0100 0111 1000 1011 1101 1111 2、设计一个基于74LS138译码器 和与非门的一位二进制全减器 输输 入输输 出 AiBiCi-1DiCi 000 001
13、010 011 100 101 110 1 11 2、设计一个基于74LS138译码器 和与非门的一位二进制全减器 123654 15 79 3、用8选1数据选择器74LS151实现函数 采用8选选1数据选择选择 器74LS151可实现实现 任意三输输入变变量的 组组合逻辑逻辑 函数。 作出函数Y的功能表将函数Y功能表与8选选1数据选择选择 器的 功能表相比较较， 可知（1）将输输入变变量C、B、A作为为8选选1数据选择选择 器的 地址码码A2、A1、A0。 （2）使8选选1数据选择选择 器的各数据输输入D0D7分别别与函 数Y的输输出值值一一相对应对应 。 即：A2A1A0CBA， D0D70， D1D2D3D4D5D61 则则8选选1数据选择选择 器的输输出Y便实现实现 了函数 3、用8选1数据选择器74LS151实现函数 输 入输 出 CBAY 000 001 010 011 100 101 110 111 4、用给定的74LS00、74LS86、74LS55三 种芯片构成一位二进制全加器 输输 入输输 出 ABCiDCO 000 001 010 011 100 101 110 111 4、用给定的74LS00、74LS86、74LS55三 种芯片构成一位二进制全加器
