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1、数字数字电电子技子技术术实验实验指指导书导书适用专业：电子信息工程、应用电子适用专业：电子信息工程、应用电子浙江师范大学电工电子实验教学中心冯根良冯根良 张长江张长江目 录实验项目实验一 门电路逻辑功能的测试验证型（1）实验二 组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算）验证型（7）实验三 组合逻辑电路（译码器和数据选择器）验证型（13）实验四 触发器验证型（17）实验五 时序电路（计数器、移位寄存器）验证型（22）实验六 组合逻辑电路的设计和逻辑功能验证设计型（27）实验七 D/A-A/D 转换器设计型（34）实验八 555 定时的应用设计型（41）实验九 集成电路多种计数器综合应用综合型（46）
2、1实验一 门电路逻辑功能及测试一、实验目的1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。3、学会检测基本门电路的方法。二、实验仪器及材料1、仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱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74LS86 二输入端四异或门 1 片三、预习要求1. 预习门电路相应的逻辑表达式。2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。四、实验内容及步骤实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的 IC 座，按自己设计的实
3、验接线图接好连2线。注意集成块芯片不能插反。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。1.1.与非门电路逻辑功能的测试与非门电路逻辑功能的测试（1）选用双四输入与非门 74LS20 一片，插入数字电路实验箱中对应的 IC 座，按图 1.1 接线、输入端 1、2、4、5、分别接到 K1K4的逻辑开关输出插口，输出端接电平显示发光二极管D1D4任意一个。（2）将逻辑开关按表 1.1 的状态，分别测输出电压及逻辑状态。表 1.1输入输出 1(k1)2(k2)4(k3)5(k4)Yzhe电压值（v）zhi（V）HHHH LHHH LLHH LLLH L
4、LLL2. 异或门逻辑功能的测试异或门逻辑功能的测试图 1.2图 1.13图 1.3图 1.4表 1.4输入输出ABYZLLHHLHLH表 1.3输入输出 ABY LLHHLHLH（1）选二输入四异或门电路 74LS86，按图 1.2 接线，输入端1、2、4、5 接逻辑开关(K1K4)，输出端 A、B、Y 接电平显示发光二极管。（2）将逻辑开关按表 1.2 的状态，将结果填入表中。表 1.2输入输出 1(K1)2(K2)4(K3)5(K4)ABY电压（V） LHHHHLLLHHHHLLLHHLLLLLHH3. 逻辑电路的逻辑关系测试逻辑电路的逻辑关系测试（1）用 74LS00、按图 1.3，1
5、.4 接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.3、表 1.4 中。4（2）写出上面两个电路逻辑表达式，并画出等效逻辑图。4. 利用与非门控制输出（选做）利用与非门控制输出（选做）用一片 74LS00 按图 1.5 接线，S 接任一电平开关，用示波器观察 S 对输出脉冲的控制作用。5. 用与非门组成其它逻辑门电路用与非门组成其它逻辑门电路,并验证其逻辑功能。并验证其逻辑功能。（1）组成与门电路由与门的逻辑表达式 Z=AB= 得知，可以用两个与非门组成与BA门，其中一个与非门用作反相器。将与门及其逻辑功能验证的实验原理图画在表 1.5 中，按原理图联线，检查无误后接通电源。当输入端 A、B 为表 1
6、.5 的情况时，分别测出输出端 Y 的电压或用LED 发光管监视其逻辑状态，并将结果记录表中，测试完毕后断开电源。表 1.5 用与非门组成与门电路实验数据逻辑功能测试实验原理图输入输出 YAB电压逻辑值图 1.55表 1.6 用与非门组成或门电路实验数据逻辑功能测试实验原理图输入输出 YAB电压逻辑值（2）组成或门电路根据 De. Morgan 定理，或门的逻辑函数表达式 Z=A+B 可以写成 Z，因此，可以用三个与非门组成或门。BA 将或门及其逻辑功能验证的实验原理图画在表 1.6 中，按原理图联线，检查无误后接通电源。当输入端 A、B 为表 1.6 的情况时，分别测出输出端 Y 的电压或用
7、LED 发光管监视其逻辑状态，并将结果记录表中，测试完毕后断开电源。（3）组成或非门电路 或非门的逻辑函数表达式 Z= ，根据 De. Morgan 定理，可以写成BAZ=，因此，可以用四个与非门构成或非门。ABBA将或非门及其逻辑功能验证的实验原理图画在表 1.7 中，按原理图联线，检查无误后接通电源。当输入端 A、B 为表 1.7 的情况时，分别测出输出端 Y 的电压或用LED 发光管监视其逻辑状态，并将结果记录表中，测试完毕后断开电源。表 1.7 用与非门组成或非门电路实验数据逻辑功能测试实验原理图输入输出 Y AB电压逻辑值6表 1.8 用与非门组成异或门电路实验数据逻辑功能测试实验原
8、理图输入输出 YAB电压逻辑值（4）组成异或门电路（选做）异或门的逻辑表达式 Z=A +B = ，由表达式得知，我们可BABABA以用五个与非门组成异或门。但根据没有输入反变量的逻辑函数的化简方法，有B=（+）B=B，同理有 A=A(+)=A，AABBABABAB因此 Z=A+B=，可由四个与非门组成。BAAABBAB 将异或门及其逻辑功能验证的实验原理图画在表 1.8 中，按原理图联线，检查无误后接通电源。当输入端 A、B 为表 1.8 的情况时，分别测出输出端 Y 的电压或用LED 发光管监视其逻辑状态，并将结果记录表中，测试完毕后断开电源。五、实验报告1. 按各步聚要求填表并画逻辑图。2
9、. 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？7实验二 组合逻辑电路（半加器、全加器）一、实验目的1. 掌握组合逻辑电路的功能测试。2. 验证半加器和全加器的逻辑功能。3. 学会二进制数的运算规律。二、实验仪器及材料1、实验仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱2 器件74LS00 二输入端四与非门 3 片74LS86 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。2. 预习用与非门和异或门构成的
10、半加器、全加器的工作原理。3. 预习二进制数的运算。四、实验内容及步骤1.1. 组合逻辑电路功能测试组合逻辑电路功能测试8图 2.1（1）用 2 片 74LS00 组成图 2.1 所示逻辑电路。为便于接线和检查，在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。（2）先按图 2.1 写出 Y2 的逻辑表达式并化简。表 2.1输入输出 ABCY1Y2 0 0 0 1 1 1 1 00 0 1 1 1 0 0 10 1 1 1 0 0 1 0（3）图中 A、B、C 接逻辑开关，Y1，Y2 接发光管电平显示。（4）按表 2.1 要求，改变 A、B、C 输入的状态，填表写出 Y1，Y2 的输出9图 2.2状态。
11、（5）将运算结果与实验结果进行比较。2.2.用异或门（用异或门（74LS8674LS86）和与非门组成的半加器电路）和与非门组成的半加器电路根据半加器的逻辑表达式可知，半加器 Y 是 A、B 的异或，而进位 Z 是A、B 相与，即半加器可用一个异或门和二个与非门组成一个电路。如图 2.2。（1）在数字电路实验箱上插入异或门和与非门芯片。输入端 A、B 接逻辑开关 k，Y，Z 接发光管电平显示。（2）按表 2.2 要求改变 A、B 状态，填表并写出 y、z 逻辑表达式。表 2.2A0101输入端 B0011Y输出端 Z3.3.全加器组合电路的逻辑功能测试全加器组合电路的逻辑功能测试（1）写出图
12、2.3 电路的逻辑表达式。（2）根据逻辑表达式列真值表。10（3）根据真值表画出逻辑函数 S1 C1的卡诺图。S1 C1（4）填写表 2.3 各点状态表 2.3A1B1C1-1YZX1X2X3S1C1000010100110001011101111图 2.311（5）按原理图选择与非门并接线进行测试，将测试结果记入表 2.4，并与上表进行比较看逻辑功能是否一致。4.4.用异或门、与或非门、与非门组成的全加器电路的逻辑功能测试用异或门、与或非门、与非门组成的全加器电路的逻辑功能测试全加器电路可以用两个半加器和两个与门一个或门组成。在实验中，常用一片双异或门、一片与或非门和一片与非门来实现。（1）
13、画出用异或门、与或非门和非门实现全加器的逻辑电路图，写出逻辑表达式。（2）找出异或门、与或非门和与非门器件按自己设计画出的电路图接线，注意：接线时与或非门中不用的与门输入端应该接地。（3）当输入端 A1 B1 C1-1为下列情况时，测量 S1和 C1的逻辑状态并填入表 2.5。表 2.4A1B1C1-1C1S1000010100110001011101111表 2.5A100001111B100110011输入端C1-101010101S1输出端 C112五、实验报告1. 整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论。2. 总结全加器卡诺图的分析方法。 3总结实验中出现的问题和解决的办法。13实
14、验三 组合电路（译码器和数据选择器）一、实验目的1. 熟悉集成数据选择器、译码器的逻辑功能及测试方法。2. 学会用集成数据选择器、译码器进行逻辑设计。二、实验仪器及材料1.1.实验仪器设备：实验仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱2.2. 器件：器件：74LS139 2-4 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14三、实验内容及步骤 1.1. 译码器功能测试译码器功能测试将 74LS139 双 2-4 线译码器按图 3.1 分别输入逻辑电平，并填写表 3、1输出状态。图 3-1表 3.1输入 使能选择输出1G1B1
15、AY0Y1Y2Y3 H L L L LX L L H HX L H L H2.2. 译码器转换译码器转换将双 2-4 线译码器转换为 3-8 线译码器。（1）画出转换电路图。15（2）在实验箱上接线并验证设计是否正确。（3）设计并填表写该 3-8 线译码器功能表。3.3. 数据选择器的测试及应用数据选择器的测试及应用（1）将双 4 选 1 数据选择器 74LS158 参照图 3.2 接线，测试其功能并填写 3、2 功能表。（2）找到实验箱脉冲信号源中 Sc，S1两个不同频率的信号，接到数据选择器任意 2 个输入端，将选择端置位，使输出端可分别观察到 Sc ，S1信号。（3）分析上述实验结果并总结数据选择器作用并画出波形。接电平开关 接电平显示表 3.2选择端输入端输出控制输出A1 A0D0 D1 D2 D3SQX XX X X XHL LL X X XLL LH X X XLL HX L X XLL HX H X XLH LX X L XLH LX X H XLH HX X X LLH HX X X HL图
