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1、数 字 电 子 技 术 基 础实 验 指 导 书安阳工学院电子信息与电气工程学院电工电子教研室二一一年五月I实 验 要 求一、实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。二、用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在操作时应严格遵守。三、实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源。四、实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象，例如元件冒烟、发烫或有异味等，应立即关断电源，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做实验。五、实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线，使用自锁紧插头时，严禁用力拉线，拆线时，应手捏线端并旋转轻微向上用力拔起，以防线
2、被拉断。六、实验过程中要仔细观察实验现象，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。七、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。八、实验后每个学生必须按要求独立完成实验报告。II数字电路实验箱使用说明本实验箱可以完成数字电路课程实验，由实验板和保护箱组成。该实验箱的实验板采用独特的两用板工艺，正面贴膜，印有原理图及符号，反面为印制导线并焊有相应元器件，需要测量及观察的部分装有自锁紧式接插件，使用直观、可靠。 一、技术性能及配置 1、电源 输入 : AC220V 士 10 。输出 : DC 5V/1A 、 DC
3、 1、25V 15V/0、2A (两路) 有过载保护及自动恢复功能。2、信号源:单脉冲:为消抖动脉冲，可同时输出正负两个脉冲，前后沿 20ns ，脉冲宽度 0、2s ，脉冲幅值为 TTL 电平。连续脉冲：两组，一组为 4 路固定频率的方波。其频率分别为 200KHZ 、 100KHz、50KHz、25KHz 。另一组为: 1Hz5KHz 连续可调方波，分二档由开关切换，两路输出均为 TTL 电平。3、八组逻辑电平开关:可输出 “O”、 “1” 电平。置于 H 时输出为+5V，置于 L 时输出为 0。4、八位电平显示:由红色 LED 及驱动电路组成。当政逻辑“1”电平送入时 LED 亮，反之不亮
4、。5、 数码显示:由二位 7 段 LED 数码管及二一十进制译码器组成。6、 元件库:由开关、电位器、扬声器、二极管、阻容元件构成 , 其参数均在面扳上标明。7、 圆孔型双列直插式集成电路插座: 14 脚 10 只，16 只脚 3 只，20 脚 1 只。III二、电路原理本实验箱有电源、信号源、电平指示、电平开关、数码管等部分组成。相应电路及器件在面板背面的印制电路板上。三、使用方法1、将标有 220V 的电源插入市电插座，接通开关，面板指示灯亮，表示实验箱电源正常工作。2、连接线：实验箱面板上的插孔应使用专用的连接线，该连接线插头可叠插使用，顺时针向下旋转即锁紧，逆时针向下旋转即可松开。拔出
5、时不要直接拉导线。3、面板上 IC 插座均未接电源，实验时应按插入 IC 的引脚接好相应的电源线才能正常工作。4、IC 插入插座前应调整好双列引线间距，仔细对准插座后均匀压入，拔出时需用螺丝刀从旁边轻轻翘起。5、实验时应先阅读实验指导书，在断开电源开关的状态下按实验线路接好连接线（实验中用到可调直流电源时，应在该电源调到实验值在接到实验电路中） ，检查无误后接通电源。6、实验时要更改接线或元器件，应先关断电源开关，插错或多余的线要拔去，不能一端插在电路上，另一端悬空，防止碰到电路其他部分。为保证实验顺利进行，要注意所有集成电路的使用规则，特别是对输入空端和多余电路单元要按规定接相应电平。IV目
6、 录实验一: 门电路逻辑功能测试 1实验二: 组合逻辑电路设计 5实验三：译码器和数据选择器 8实验四：集成触发器的应用 11实验五：时序逻辑电路设计与分析 145实验一 门电路逻辑功能及测试一、实验目的1 熟悉门电路逻辑功能。2 熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。3 学习基本门电路特性参数的测试方法。二、实验仪器及材料1双踪示波器2器件74LS00 二输入端四与非门 2 片74LS20 四输入端双与非门 1 片74HC86 二输入端四异或门 1 片74LS04 六反相器 1 片三、预习要求1. 复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。2熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。3. 了解双踪示波
7、器使用方法。四、实验内容实验前按学习机使用说明先检查学习机电源是否正常。然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意 Vcc 及地线不能接错。线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。 467LS0图 1.1 74LS20 功能测试图1. 测试门电路逻辑功能（1）选用双四输入与非门 74LS20 一只，插入面包板，按图 1.1 接线：输入端（第1、2、4、5 管脚）接电平开关，输出端（第 6 管脚）接电平显示发光二极管（注意：74LS20 第 7 管脚接地，第 14 管脚接电源） 。（2）将电平开关按表 1.l 置位，分别
8、测输出电压及逻辑状态。表 1.16输入 输出1 2 4 5 Y 电压（V）H H H HL H H HL L H HL L L HL L L L2. 异或门逻辑功能测试 3UA7C8B90图 1.2 74HC86 连接图(1) 选二输入四异或门电路 74HC86, 按图 1.2 接线，输入端 1、2、4、5 接电平开关，输出端 A、B、Y 接电平显示发光二级管。(2) 将电平开关按表 1.2 置位，将结果填入表中。表 1.2输入 输出1 2 4 5 A B Y Y 电压 (V)L L L LH L L LH H L LH H H LH H H HL H L H3逻辑电路的逻辑关系(1) 用 7
9、4LS00，按图 1.3 接线，将输入输出逻辑关系分别填入表 1.3 中。(2) 写出电路逻辑表达式。 SD7图 1.3 74LS00 连接图表 1.3输入 输出A B Y0 00 11 01 14平均传输延迟时间 tpd的测试用六反相器 74LS04 按图 1.4 接线，设各个门电路的平均传输延迟时间为 tpd，用奇数个门环形连在一起，电路会产生一定频率的自激振荡。如果用示波器测出输出波形的周期T，就可以间接地计算出门电路的平均传输延迟时间：t pd=T/(2n)，式中 n 是连接成环形的门的个数。 2ULSE56C89D图 1.4 奇数个门连成振荡器5用与非门组成其它门电路(1) 用一片二
10、输入端四与非门 74LS00 组成或非门 )(BAY(2) 画 出 电 路 图 ， 测 试 其 功 能 并 填 表 1.4。表 1.4输入 输出A B Y0 00 11 01 1五、实验报告1按各步聚要求记录实验测得的数据、写表达式、画电路图。2回答问题：(1) 怎样判断门电路逻辑功能是否正常?(2) 与非门一个输入接连续脉冲，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？(3) 异或门又称可控反相门，为什么？8实验二 组合逻辑电路设计一、实验目的1掌握组合逻辑电路的功能测试方法。2验证半加器和全加器的逻辑功能。3掌握组合逻辑电路的设计方法。4加深理解典型组合逻辑电路的工作原理。 二、
11、实验仪器及材料器件74LS00 二输入端四与非门 3 片74HC86 二输入端四异或门 1 片74LS54 四组输入与或非门 1 片三、预习要求1预习组合逻辑电路的分析方法和设计方法。2预习用与非门和异或门构成的半加器、全加器的工作原理。3预习二进制数的运算。四、实验内容1组合逻辑功能测试(1) 用两片 74LS00 组成图 2.1 所示的逻辑电路。（2）A、B、C 接开关电平， Y1、Y2 接发光二极管电平显示。（3）按表 2.1 要求，改变 A、B、C 的状态并填表，写出 Y1、Y2 表达式。U7LS0569DY图 2.1 74LS00 组成的组合逻辑电路表 2.1输入 输出A B C Y
12、1 Y292. 半加器设计及功能测试(1) 用与非门 74LS00 和异或门 74HC86 设计一个半加器。（2）组装所设计的半加器电路，并验证其功能是否正确，填表 2.2。（3）写出输出与输入之间的逻辑表达式。表 2.2A 0 1 0 1输入端B 0 0 1 1S输出端CO3. 全加器设计及功能测试(1) 用与非门 74LS00 和与或非门 74LS54 设计一个全加器。（2）组装所设计的全加器电路，并验证其功能是否正确，填表 2.3。（3）写出输出与输入之间的逻辑表达式。表 2.3Ai Bi Ci-i Ci Si0 0 00 1 01 0 01 1 00 0 10 1 11 0 11 1
13、1五、实验报告1. 写出实验电路的设计过程，并按要求画出设计电路图。2记录所设计电路的实验结果，并与设计要求进行比较。3. 问题讨论：0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 110（1）如何用异或门来实现全加器？（2）如何用两个半加器和一个或门来实现全加器电路？实验三 译码器和数据选择器一、实验目的1. 加深理解译码器和数据选择器的逻辑功能。2. 掌握译码器和数据选择器的使用方法。二、实验仪器及材料1.双踪示波器2.器件 74LS139 24 线译码器 1 片74LS153 双 4 选 1 数据选择器 1 片74LS00 二输入端四与非门 1 片三、预习要
14、求1熟悉 74LS139 和 74LS153 的功能及引脚排列。2根据实验相关内容，画出逻辑电路图。3用 Multisim 软件对所设计的电路进行仿真，验证其功能。四、实验内容1. 译码器功能测试将 74LS139 译码器按图 3.1 接线，按表 3-1 所示输入电平的状态分别置位相应的电平开关，填输出状态表。图 3.1 74LS139 接线图表 3.1输入使能 选择 输出G B A Y0 Y1 Y2 Y3H X X11L L LL L HL H LL H H2. 译码器转换将双 24 线译码器转换为 38 线译码器。(1) 画出转换电路图。(2) 组装所设计电路，并验证设计是否正确。(3)
15、设计并填写该 38 线译码器功能表，画出输入、输出波形。3. 数据选择器的测试及应用(1) 将双 4 选 1 数据选择器 74LS153 参照图 3.2 接线，测试其功能并填写功能表3.2。(2) 将实验箱脉冲信号源中固定连续脉冲 4 个不同频率的信号接到数据选择器 4 个输入端，输出端 1Y 接示波器，将选端择置位，利用示波器观察输出波形，填表3.3。(3) 分析上述实验结果并总结数据选择器作用。表 3.2图 3.2表 3.3数据输入端 选择端 输出控制 输出C0 C1 C2 C3 B A G YL L LL H LH L L25KHz50KHz100KHz200KHz H H L124. 数据选择器转换设计一个电路，实现 4 选 1 转换为 8 选 1 数据选择器。(1) 画出转换电路图。(2) 组装所设计电路，并验证设计是否正确。(3) 设计并填写该 8 选 1 数据选择器的功能表。五、实验报告1. 画出实验要求的波形图。2. 画出实验内容 2 的接线图。3. 总结译码器和数据选择的使用体会。实验四 集成触发器的应用一、实验目的1加深理解触发器的逻辑功能，掌握触发器的功能转换。2
