数字电子技术实验

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1、 数字电子技术实验实验一 基本逻辑门电路实验一、基本逻辑门电路性能（参数）测试（一）实验目的n.掌握TTL与非门、与或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。n.熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。 （二）实验所用器件n.二输入四与非门74LS00 1片n.二输入四或非门74LS02 1片n.二输入四异或门74LS86 1片 （三）实验内容测试二输入四与非门74LS00一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系。测试二输入四或非门74LS02一个或非门的输入和输出之间的逻辑关系。测试二输入四异或门74LS86一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系。1.将器件的引脚与实验台的“地（GND）

2、”连接， （四）实验提示1.将器件的引脚与实验台的“地（GND）”连接，将器件的引脚与实验台的十5 连接。2.用实验台的电平开关输出作为被测器件的输入。拨动开关，则改变器件的输入电平 。3.将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯(LED)连接。指示灯亮表示输出低电 平（逻辑为），指示灯灭表示输出高电平（逻辑为1）。 （五）实验接线图及实验结果74LS00中包含个二输入与非门，7402中 包含个二输入或非门，7486中包含个二输 入异或门，它们的引脚分配图见附录。下面各 画出测试7400第一个逻辑门逻辑关系的接线图 及测试结果。测试其它逻辑门时的接线图与之 类似。测试时各器件的引脚接地，引脚

3、 接十。图中的1、2接电平开关输出端 ，LED0是电平指示灯。1、测试74LS00逻辑关系接线图 及测试结果2、测试74LS02逻辑关系接线图 及测试结果3、测试74LS86逻辑关系接线 图及测试结果二 、 TTL、HC和HCT器件的电压传输特 性(一)、实验目的n .掌握TTL、HCT和 HC器件的传输特性。n .掌握万用表的使用方法。 (二)、实验所用器件n .六反相器片n .六反相器片n .六反相器片（三）、实验内容.测试TTL器件一个非门的传输特性。.测试HC器件一个非门的传输特性。.测试HCT器件一个非门的传输特性。（四）、实验提示 .注意被测器件的引脚和引脚分别接地和十5。 .将实

4、验台上.电位器RTL的电压输出端连接到被测非门的输入端， RTL的输出端电压作为被测非门的输入电压。旋转电位器改变非门的输入电压 值。 .按步长0.2调整非门输入电压。首先用万用表监视非门输入电压，调好 输入电压后，用万用表测量非门的输出电压，并记录下来。二 、 TTL、HC和HCT器件的电压传输 特性（五）、实验接线图及 实验结果.实验接线图 由于 74LS04、74HC04和 74HCT04的逻辑功能相同， 因此三个实验的接线图是一 样的。下面以第一个逻辑门 为例，画出实验接线图（电 压表表示电压测试点）如右 图二 、 TTL、HC和HCT器件的电压传输 特性输入Vi(V)输出Vo74LS

5、0474HC0474HCT04 0.0 0.2 1.2 1.4 4.8 5.0.输出无负载时74LS04、74HC04、74HCT04电压传输特性测 试数据二 、 TTL、HC和HCT器件的电压传输 特性 .输出无负载时74LS04、74HC04和 74HCT04电压传 输特性曲线。 .比较三条电压传输特性曲线的特 点。尽管只对三个芯片在输出无负载情况下进行了电压传输 特性测试，但是从图.、图.和图.4所示的三条电压传 输特性曲线仍可以得出下列观点: （1）74LS芯片的最大输入低电平V低于74HC芯片的最 大输入低电平V，74LS芯片的最小输入高电平低于 74HC芯片的最小输出高电平。（）7

6、4LS芯片的最大输入低电平、最小输入高电 平与74HCT芯片的最大输入低电平、 最小输出高 电平相同。（）74LS芯片的最大输出低电平高于74HC芯片和 74HCT芯片的最大输出低电平。74LS芯片的最小输出高 电平低于74HC芯片和74HCT芯片的最小输出高电平 。（）74HC芯片的最大输出低电平 、最小输出高电 平 与 74HCT芯片的最大输出低电平、最小输出 高电平相同。二 、 TTL、HC和HCT器件的电压传输特性 5在不考虑输出负载能力的情况下，从上述观点 可以得出下面的推论（）74H CT芯片和74HC芯片的输出能够作为 74LS芯片的 输入使用。 （）74LS芯片的输出能够作为7

7、4HCT芯片的输入使用。实际上，在考虑输出负载能力的情况下，上述的推论 也是正确的。应当指出，虽然在教科书中和各种器件资料中， 74LS芯片的输出作为74HC芯片的输入使用时，推荐的方法是 在74LS 芯片的输出和十5电源之间接一个几千欧的上拉电阻 ，但是由于对74LS芯片而言，一个74HC输入只是一个很小的 负载，74LS芯片的输出高电平一般在.5V4.5V之间，因此 在大多数的应用中，74LS芯片的输出也可以直接作为74HC芯 片的输入。二 、 TTL、HC和HCT器件的电压传输特性 三、逻辑门控制 电路1.用与非门和异或门安装如图所示的 电路。检验它的真值表，说明其功能 。三、逻辑门控制

8、 电路 2、用个三输入端与非门IC芯片74LS10安装如 图所示的电路从实验台上的时钟脉冲输出端口选择 两个不同频率（约 7khz和 14khz）的脉冲信号 分别加到0和1端。对应 和 端数字信 号的所有可能组合，观察并画出输出端的波形， 并由此得出和（及/）的功能。 实验二 组合逻辑电路部件 实验实验目的：掌握逻辑电路设计的基本方法掌握EDA工具MAX-PlusII的原理 图输入方法掌握MAX-PlusII的逻辑电路编 译、波形仿真的方法 组合逻辑电路部件实验实验内容利用EDA工具MAX-PlusII的原理图输入法，分别输入74138 、7483图元符号；建立74138、7483的仿真波形文

9、件，并进行波形 仿真，记录波形；分析74138、7483逻辑关系。 1)3-8译码器74138的波形仿真2)4位二进制加法器7483的波形仿真位二进制加法器集成电路 74LS83中，和 是两个 位二进制数的输入端，Cout，S3,S2,S1,S0是位输出端。Cin是进 位输入端，而Cout是进位输出端。（一）逻辑单元电路的波形仿真（二）简单逻辑电路 设计根据题目要求，利用EDA工具 MAX-PlusII的原理图输入法，输入设计 的电路图；建立相应仿真波形文件，并 进行波形仿真，记录波形和输入与输出 的时延差；分析设计电路的正确性。组合逻辑电路部件实验实验内容1. 设计一个2-4译码器E为允许使

10、能输入线，A1、A2为译码器输入，Q0 、Q1、Q2、Q3分别为输出， 为任意状态 。输入输出 EA1A2Q0Q1Q2Q3 111110000111011011 101101 1111102-4译码器功能表如下2.设计并实现一个4位二进制全加器（1） 二进制全 加器原理一个位二 进制加法运算数字 电路是由一个半加 器和（1）个 全加器组成。它把 两个位二进制数 作为输入信号。产 生一个（1） 位二进制数作它的 和。如图所示。用全加器构成的位二进制加 法器图中和是用来相加的两n位输入信号，n-1 ，n-1，n-2，2,1,0是它们的和。在该电 路中对0和0相加是用一个半加器，对其它位都用 全加器

11、。如果需要串接这些电路以增加相加的位数， 那么它的第一级也必须是一个全加器。（2）设计步骤 设计1位二进制全加器，逻辑表达式如 下：Sn=AnBnCn-1Cn= AnBnCn-1(AnBn)An是被加数， Bn是加数，Sn是和数， Cn是向高位的进位，Cn-1是低位的进位。利用1位二进制全加器构成一个4位二 进制全加器3.交叉口通行灯逻辑问题的实现图表示一条主 干公路（东一面）与一条 二级道路的交叉点。车辆 探测器沿着A、B、C和D线 放置。当没有发现车辆时 ，这些敏感组件的输出为 低电平0”。当发现有 车辆时，输出为高电平 “1”。交叉口通行灯根 据下列逻辑关系控制: 交叉口通行灯逻辑问题的

12、实现（a）东一西灯任何时候都是绿的条件（1）C和D线均被占用； （2）没有发现车辆； （3）当A、B线没同的占用时，C或D任一条线被占用 ； （b）南一北灯任问时候都是绿的条件（1）A和B线均被占用，而C和D线均未占用或只占用 一条线；（2）当C和D均未被占用时，A或B任一条线被占用。交叉口通行灯逻辑问题的实现电路应有两个输出端，南北（SN）和东西（ EW），输出高电平对应绿灯亮，输出低电平对应 红灯亮。用敏感组件的输出作为逻辑电路输入信号， 对所给的逻辑状态建立一个真值表，化简后得最 简逻辑表达式，用与非门实现该电路、并用波形 仿真设计电路的功能，分析其正确性之。4.设计一个7位奇/偶校验器

13、 奇/偶校验代码是在计算机中常用的 一种可靠性代码。它由信息码和一位附加 位奇/偶校验位组成。这位校验位的取 值(0或1)将使整个代码串中的1的个数为 奇数（奇校验代码）或为偶数（偶校验代 码）。 (1) 奇/偶校验位发生器(A) 奇/偶校验位发生器就是根据输入信息 码产生相应的校验位。如图是4位信息码的奇 校验位发生器电路。可推知:当B3B4B2B1中 的1的个数为偶数时此奇校验位发生器输出的 校验位P为1，反之为0。代码分别为a0、a1、a2、a3、a4、a5、a6; 奇校验位为P，偶校验位为E。逻辑表达式如下 ：/P=a0a1a2a3a4a5a6E= P。(B) 设计一个7位二进 制奇/

14、偶校验位发生器（2） 奇/偶校验代码校验 器(A) 奇/偶校验器用于检验奇(偶)校验代码 在传送和存储中有否出现差错，它具有发现 所有奇数个位数错的能力。 (B)设计一个8位二进制奇校验器代码分别为a0、a1、a2、a3、a4、a5 、a6、 /p的奇校验器。逻辑表达式如下：S= a0a1a2a3a4a5a6P显然，当校验器的输入代码 a0a1a2a3a4a5a6 /p中1的个数为奇数时，校 验器的输出S为1、反之S为0。5.设计一个四选一的（数据选择器 ）电路数据选择器 又称输入多路选择 器、多路开关。它 的功能是在选择信 号的控制下，从若 干路输入数据中选 择某一路输入数据 作为输出。 E

15、是选通使能端，A1、A0分别是选择信号端，D0、D1、D2、D3分别是四路数据，F是输出端。选通选择信 号 四路数 据 输出 EA1A0DF 1 0 000D0D3 D0 001D0D3 D1 010D0D3 D2 011D0D3 D3一个四选一数据选择器功能表6.设计一个1:4数据分配器数据分配器的功能是在选通（G）和选择 信号(Cn)线的控制下将一路输入数据（D）分别 分配给相应的输出端（Yn）。 G 是选通使能端，S1、S0分别是选择端，D是 一路输入数据，Y0、Y1、Y2、Y3分别是选择 的输出。输入输出GS1S0DY0Y1Y2Y31 1111 000DD111 001D1D11 010D11D1011D111D1:4数据分配器功能表7.设计并实现2位二进制数字比较 器功能描述：比较A1A0和B1B0两个2位二进制 数：nEn使能端，En=1有效。n当A1A0B1B0时，电路输出端E=1，其它情 况时E=0；n当A1A0B1B0时，电路输出端L=1, 其它情况 时L=0；n当A1A0B1B