《数字电子技术基础》实验

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1、1实验一 门电路逻辑功能测试一、实验目的1熟悉门电路的逻辑功能。2熟悉常用集成门电路的引脚排列及其使用。二、实验设备和器件1直流稳压电源、信号源、示波器、万用表、面包板274LS00 四 2 输入与非门74LS04 六反相器74LS86 四 2 输入异或门三、实验内容1非门逻辑功能（1）熟悉 74 LS04 的引脚排列，如图 1（a ）所示，其内部有六个非门。G N DUC C7 4 L S 0 4A1Y1A F+ 5 V1 41 31 21 11 091234567 8G N DUC C74LS04A4A1A2A3Y4Y1Y2Y3A5Y5A6Y6( a ) 引脚排列 （ b ） 实验电路图

2、1 74 LS04 引脚图与实验电路（2）取其中的一个非门按图 1（b）所示接好电路。（3）分别将输入端 A 接低电平和高电平，测试输出端 F 电压，并转换成逻辑状态填入表1。表 1 非门逻辑功能输入 输出A F 电压（V） F012与非门逻辑功能（1）熟悉 74 LS00 的引脚排列，如图 2（a ）所示，其内部有四个 2 输入端与非门。1 41 31 21 11 091234567 8G N DUC C74LS00A4A1A2B4B1B2B3A3Y4Y1Y2Y3G N DUC C7 4 L S 0 0A1Y1AF+ 5 VB1B( a ) 引脚排列 （ b ） 实验电路2图 2 74 LS

3、00 引脚图与实验电路（2）取其中的一个与非门按图 2（b）所示接好电路。（3）分别将输入端 A、B 接低电平和高电平，测试输出端 F 电压，并转换成逻辑状态填入表 2。表 2 与非门逻辑功能输入 输出A B F 电压（V） F0 00 11 01 13异或门逻辑功能（1）熟悉 74 LS86 的引脚排列，如图 3（a ）所示，其内部有四个 2 输入端异或门。1 41 31 21 11 091234567 8G N DUC C74LS86A4A1A2B4B1B2B3A3Y4Y1Y2Y3G N DUC C7 4 L S 8 6A1Y1AF+ 5 VB1B( a ) 引脚排列 （ b ） 实验电路

4、图 3 74 LS86 引脚图与实验电路（2）取其中的一个异或门按图 3（b）所示接好电路。（3）分别将输入端 A、B 接低电平和高电平，测试输出端 F 电压，并转换成逻辑状态填入表 3。表 3 异或门逻辑功能输入 输出A B F 电压（V） F0 00 11 01 14与或非门逻辑功能（1）利用与非门和反相器可以构成与或非门，其原理图如图 4 所示。& 1AFBCD图 4 与或非门原理图3（2）按照原理图，将 74 LS00 和 74 LS04 接成与或非门。（3）当输入端为表 4 中各组合时，测试输出端 F 的结果并填入表 4。表 4 与或非门逻辑功能输入 输出A B C D F 电压（V

5、） F0 0 0 00 0 0 10 0 1 10 1 0 10 1 1 11 1 1 15与非门对输出的控制（1）任取 74 LS00 中的一个与非门，按图 5 所示接好电路。输入端 A 接一连续脉冲，输入端 B 分别接高电平和低电平。G N DUC C7 4 L S 0 0A1Y1连续脉冲F+ 5 VB1BA图 5 与非门对输出的控制（2）观察两种情况下的输入、输出波形，并将结果用文字总结表述。四、实验报告1根据表格记录测试数据。2写出各门电路的逻辑表达式，与测试数据相验证并整理实验结果。五、思考题1查阅数据手册，几种 TTL 集成门电路的 UOH 和 UOL 的典型值是多少？2如何判断门

6、电路的逻辑功能是否正常？3与非门如何实现对输出的控制作用？4实验二 组合逻辑电路一、实验目的1掌握组合逻辑电路的一般分析方法。2熟悉组合逻辑电路的设计方法。二、实验设备和器件1直流稳压电源、万用表、面包板274LS00 四 2 输入与非门 74LS86 四 2 输入异或门74LS04 六反相器 74LS32 四 2 输入或门74LS08 四 2 输入与门31k 电阻、发光二极管三、实验内容1组合逻辑电路功能测试（1）利用 74LS00、74LS04、74LS32 组成图 1（a）所示电路，输出端接 LED 以便于观察。74LS32 引脚排列如图 1（b）所示，内部有四个 2 输入端或门。1 4

7、1 31 21 11 091234567 8G N DUC C74LS32A4A1A2B4B1B2B3A3Y4Y1Y2Y3( b ) 引脚排列（ a ） 实验电路A 1&CBF 111RL E D图 1 组合逻辑电路功能测试（2）分别将输入端 A、B、C 按表 1 所示组合接高、低电平，观察输出端状态，将测试结果填入表 1。表 1 组合逻辑电路功能测试表输入 输出A B C F0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1（3）写出 F 的逻辑表达式，将运算结果与测试数据相比较。2半加器逻辑功能测试（1）利用 74LS08、74LS86 组成如图 2（a）所示

8、半加器。 74LS08 引脚排列如图 2（b）所示，内部有四个 2 输入端与门。5&= 1iiiBASiiCA iBi1 41 31 21 11 091234567 8G N DUC C74LS08A4A1A2B4B1B2B3A3Y4Y1Y2Y3R2D2R1D1( b ) 引脚排列（ a ） 实验电路图 2 半加器逻辑功能测试（2）按表 2 要求改变输入端状态，观察输出端变化，将测试结果填入表 2。表 2 半加器逻辑功能测试表输 入 输 出Ai Bi Si Ci0 00 11 01 13全加器辑功能测试（1）全加器原理图如图 3 所示，利用 74LS08、74LS86 、 74LS32 组成全

9、加器。&= 1AiBiR2D2R1D1&= 1Ci - 1 1SiCi图 3 全加器逻辑功能测试（2）按表 3 要求改变输入端状态，观察输出端变化，将测试结果填入表 3。表 3 全加器逻辑功能测试表输 入 输 出Ai Bi Ci-1 Si Ci0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 164设计一个四位奇偶校验器，当 A、B、C、D 四位数中有奇数个 1 时输出 F 为 0，否则输出为 1。（1）根据电路要求，列出真值表。（2）写出逻辑表达式。（3）化简并利用已有集成门电路组成实验电路进行验证。参考电路如图 4 所示。= 1ABCD= 1= 11 F图 4

10、四位奇偶校验器四、实验报告1根据表格记录测试数据。2整理实验数据和图表，对实验结果进行分析讨论。3对组合逻辑电路的分析方法和设计方法进行总结。五、思考题1是否可以采用其他逻辑门电路实现半加器、全加器和四位奇偶校验器？2在进行组合逻辑电路设计时如何选择实现方案？7实验三 组合逻辑电路应用一一、实验目的1熟悉集成译码器逻辑功能和应用。2熟悉显示译码器的工作原理。3了解中规模数字集成电路的性能和使用方法。二、实验设备和器件1直流稳压电源、万用表、面包板274LS20 双 4 输入与非门 74LS04 六反相器74LS138 3 线-8 线译码器 74LS139 双 2 线-4 线译码器74HC451

11、1 七段显示译码器 31k 电阻、发光二极管、共阴极数码管三、实验内容1译码器功能测试（1）将 74LS139 按图 1 所示连接电路。74LS139AB G1 A11 A00Y274LS04A1A2A3A4Y1Y2Y3Y4R 4D1D2D3D4图 1 译码器功能测试电路（2）按表 1 改变输入的数据，观察输出译码状态并填入表 1，注意译码器 74LS139 输出经过 74LS04 反相后驱动发光二极管，二极管亮表示输出有效。表 1 译码器功能测试表输 入 输 出GA B 1 3Y1 21Y1 00 0 00 0 10 1 00 1 11 （3）控制端 G 改接高电平，再次观察各输入情况下电路

12、状态并填入表 1。2译码器实现组合逻辑功能译码器可以和门电路通过组合来实现逻辑函数，在使用中规模集成译码器实现逻辑函数时，要注意译码器的输入端个数要和逻辑函数变量的个数相同，并且需要将逻辑函数化成最小项表达式。（1）利用 74LS138 和与非门实现三变量多数表决电路。（2）列出真值表和逻辑表达式，画出逻辑电路。8（3）根据逻辑电路接线进行验证。参考电路如图 2 所示。74LS138 0Y123Y 456G1A2BA2A1A0ABCUC C&F7 4 L S 2 01 41 31 21 11 091234567 8G N DUC C74LS20A2A1N CD1Y2B1C1Y1N CB2D2C

13、2( b ) 引脚排列（ a ） 实验电路图 2 译码器实现组合逻辑功能3利用 74HC4511 驱动共阴极数码管显示（1）按照图 3 所示电路接线组成 4 位显示电路，令 ，4 位数码管进行全亮测试，0LT令 、 ，4 位数码管进行消显测试。0BL1TD3D2D1abcdefgD07 4 H C 4 5 1 1（ 2 ）A2A1A0LTA3BIL Eag7 4 H C 4 5 1 1（ 1 ）A2A1A0LTA3BIL Eag7 4 H C 4 5 1 1（ 0 ）A2A1A0LTA3BIL EagBILT74LS139AB G1 A11 A00Y27 4 H C 4 5 1 1（ 3 ）A

14、 2 A 1 A 0 LTA 3 BIL Ea g a bcdef g a bcdef g a bcdef g图 3 4 位显示电路（2）根据表 1 中得到的测试数据，使 74LS139 选中 74HC4511 的第 0 片然后根据74HC4511 的功能表置入合适的数据在数码管上显示“3” 。（3）依次使 74LS139 选中 74HC4511 的第 13 片，并在对应数码管上均显示“3” 。（4）将 4 位数码管消显，然后显示其他数码进行验证。四、实验报告1整理数据，对实验结果进行总结。2画出三变量多数表决电路的逻辑图和实际接线图。93举例简述 4 位数码显示电路的工作原理。4对集成译码器

15、的使用体会进行小结。五、思考题1若 74LS138 的某个控制端失效是否影响电路的译码？2三变量多数表决电路中变量 A、B、C 与 74LS138 的接法是否影响译码的输出结果？3如何检测数码管是否完好？是否可以使数码管闪烁显示？10实验四 组合逻辑电路应用二一、实验目的1熟悉集成译码器逻辑功能和应用。2熟悉集成数据选择器逻辑功能及其应用。3理解数据分配器和数据选择器的概念及使用。二、实验设备和器件1直流稳压电源、信号源、示波器、万用表、面包板274LS138 3 线-8 线译码器 74HC151 八选一数据选择器31k 电阻、发光二极管、共阴极数码管三、实验内容1利用 74LS138 实现数据分配器（1）将 74LS138 按图 1 所示电路接线。 A2 A1 A0 作为选择通道用的地址信号输入，接低电平，G 1 接高电平， 接数据线 D 作为数据输入。B2 G274LS138 0Y123Y 456G 1A2BG2A 2A1A0数据输入D地址输入+ 5 VUC CG N D图 1 数据分配器（2）数据线 D 上为信号源提供的连续矩形脉冲，按照表 1 送入不同的地址信号，在输出端用示波器观察并将结果填入表 1。表 1 数据分配器功能表输 入 输 出G1 A2BA2 A1 A0 7Y654Y321Y01 D 0 0 0 01 D 0 0 0 11 D 0 0