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1、第6章 数字逻辑电路基本实训,实训1 TTL与非门及组合逻辑电路,一、相关知识 1TTL与非门的基本电路和逻辑符号,图6-1 TTL与非门的基本结构与逻辑符号,其逻辑表达式为：,式61,2 常用TTL集成与非门 74LS20（四二与非门）和74LS00（二四与非门,（a）74LS00 (b)74LS20 图6-2 74LS00和74LS20的管脚图,用TTL与非门可以组成各种各样的组合逻辑电路，根据逻辑要求，写出真值表或逻辑表达式，然后做适当的简化，在化简的逻辑式基础上用TTL与非门电路元件实现。 4使用TTL与非门的注意事项: (1)输出端不能直接接地， (2)输出端不能直接接电源， (3)
2、输出端（两门或多门）不能相与，逻辑上称为线与， (4)多余输入端应采用合理处理，和其他有用输入端并接或接到高电平。 （5）TTL系列门电路的额定工作电压为5V，应严格遵守。,二、实训目的,1、熟悉TTL与非门集成电路及其使用 2、掌握组合逻辑电路的设计方法和测试方法 三、实训仪器设备及元器件 直流稳压电源 DPS-2020 1台 万用表 500型 1块 集成电路74LS00、74LS20 各 1块 发光二极管 2个,直流稳压电源（DPS2020双路输出）,集成电路74LS00,四、实训步骤和内容,1、三人表决电路的实现与测试： 输入A、B、C，若两个及以上的输入为高电平时，输出为高电平，否则为
3、低电平。用与非门实现的逻辑电路如图6-3，按图连接电路，自己设计表格，测试输入、输出的逻辑关系是否正确。,图63 表决电路,当输入端A、B同时为高电平或同时为低电平时，输出为高电平，否则为低电平。用与非门实现逻辑电路如图6-4，按图连接电路，自己设计表格，测试输入、输出的逻辑关系是否正确。,图64 符合逻辑电路,2.符合逻辑电路的实现与测试：,3.半加器的实现与测试：,用与非门实现的半加器电路如图6-5，按图连接电路，自己设计表格，测试输入、输出的逻辑关系是否正确。,图65 半加器电路,五、实训分析和讨论,、实训报告中写出三种逻辑电路的真值表和逻辑表达式。 、测试组合逻辑电路的逻辑电平可用哪几
4、种方法？ 、当电路的逻辑功能不正常时怎样检查？举例说明。,六、注意事项,、接线时，先接芯片的电源线和地线，以免遗漏。 、TTL集成电路对工作电源的稳定性要求较严格，只允许在5V10范围内工作。 、输出端不能直接接地，也不能直接接电源 、输出端与输出端在同级间不能相连接，否则造成集成电路的损坏 、输入端多余管脚可接电源VCC或和其他输入端并联在一起。,实训6.2 触发器,一、相关知识 1触发器是存放二进制信息的最基本单元，是构成时序逻辑电路的主要元件。 根据逻辑功能的不同，触发器可以分为RS触发器、D触发器、JK触发器、T和T触发器；,2基本RS触发器,图66 基本RS触发器的逻辑图及逻辑符号,
5、常用基本RS触发器集成电路,图67 常用RS触发器集成电路管脚图,3D触发器,特性方程,式63,图68 D触发器的逻辑符号,常用D触发器集成电路,图69 常用D触发器集成电路管脚图,4JK触发器,特性方程,图610 JK触发器的逻辑符号,式64,常用JK触发器集成电路,图611 常用JK触发器集成电路管脚图,二、实训目的,、熟悉常用触发器的逻辑功能及测试方 法。 、理解触发器的接收、保持、输出功能 、建立时序逻辑电路的基本概念,三、实训仪器设备,1、直流稳压电源 DPS2020 1台 2、万用表 500型 1块 3、集成电路元件74LS112、74LS74、74LS00 各1片,四、实训步骤及
6、内容,1基本RS触发器逻辑功能测试,表61,2D触发器逻辑功能的测试,（1）,功能的测试,将74LS74接通5V电源，CP、D悬空。按表62所示，设置,的高、低电平，用万用表（或发光二极管显示电路,和,端的状态。,状态）读取,表62,（2）D端功能测试,悬空，D端接到高、低电平开关，CP接至单脉冲发生器的输出，按表63验证触发器的逻辑功能。,表63,（3）CP接连续脉冲为,，脉宽,的正矩形波，触发器接为计数状态，即,与D相连。观察输出波形和CP波形，并记录之。,注意比较两个波形之间的相位对应关系。,3JK触发器逻辑功能的测试,（1）将74LS112的 、 接上高、低电平开关，CP端、J、K端悬
7、空，按表64验证Q端的高低电平是否符合要求。,表64,（2）将74LS112的CP端接到单脉冲发生器，J、K接高低电平开关，验证JK触发器的逻辑功能，填入表65中。,表65,（3）CP接连续脉冲，JK悬空，观察并记录输出波形。,五、实训分析及讨论,1.对实训数据进行扼要分析，总结触发器的逻辑功能及特点。 2比较基本RS触发器、JK触发器、D触发器的逻辑功能、触发方式有何不同？ 3将D触发器作计数触发器，分析Q端波形和CP脉冲的关系，体会分频概念。 4用与非门构成的基本RS触发器的约束条件是什么？如果改用或非门构成基本RS触发器，其约束条件又是什么？,六、注意事项,单脉冲发生器的电路接线如图61
8、2所示，,图612 单脉冲发生器,实训3 编码、译码及显示电路,一、相关知识 、编码器 编码器的功能是实现编码操作，即用若干个按规律编排的数码代表某种特定的含义，它是译码的逆过程。 在数字设备中，任何数据和信息都是用代码来表示的。 所用的编码不同，实现编码的电路也不同，故编码器又分为二进制编码器、二-十进制编码器和字符编码器等。 优先编码器是在允许多个有效信号输入时，输出只对优先级别最高的信号进行编码。,10线十进制4线BCD码编码器,图6-13 74LS147引脚图和逻辑符号,表66 74LS147逻辑功能表,2、显示器件,用来显示数字、文字或符号的器件。 常见的七段数码显示器有半导体显示器
9、（LED）、荧光数码显示器和液晶显示器（LCD）。 七段数码管有共阴、共阳两种结构，共阴极连接，则对应阳极接高电平的字段发光；共阳极连接，则对应阴极接低电平的字段发光。,图614 数码管的管脚图及结构图,3、译码器,译码器的功能是将不同进制的数码进行译制、转换成对应的输出高、低电平。 译码器分为二进制译码器、二-十进制译码器和字符显示译码器等。 常用的字符显示译码器集成电路有74LS48（配合共阴极数码管使用）和74LS247（配合共阳极数码管使用）。,图615 74LS48的管脚图,表67 七段显示译码器74LS48的功能表,二、实训目的,、了解编码器、译码器和数码管的逻辑功能； 、熟悉74
10、LS147、74LS48及数码管各管脚的功能及使用； 、进一步掌握数字电路逻辑关系的检测方法。,三、实训仪器和设备,1、万用表 1只 2、直流稳压电源DPS-2020 1台 、共阴极数码管 1只 、集成电路74LS147、74LS48、74LS04 各一块,共阴极数码管,四、实训步骤和内容,、测试74LS147、74LS48的逻辑功能。 、按图616接线，先将74LS147的输入端全部悬空。 、检查电路连接，确认无误后，接通电源。 、验证电路的功能。操作无误的情况下，数码管应该可以显示09十个数码。 、如果没有显示或显示有误，请排除故障，重新验证。,图616 编/译码及数码显示电路,五、实训分
11、析和结果,1、当74LS147的输入端全部悬空时，数码管会显示什么？为什么？ 2、数码管的显示是高电平有效还是低电平有效？为什么？ 3、如果实训中，编码器采用CMOS工艺的芯片，例如74HC147，那么输入端还能悬空吗？,六、注意事项,1、使用集成电路块要认清管脚，要分清是高电平有效还是低电平有效。 2、使用字符显示译码器时，要注意相应的数码管是共阳极的还是共阴极的。,实训4 555定时器及其应用,一、相关知识 1、555定时器的电路组成和引脚介绍 555定时器是一种用途广泛的数字模拟混合的集成电路，有TTL和CMOS两种生产工艺，前者用555表示，后者用7555表示。555（7555）为单定
12、时型号，556（7556）为双定时型号。 555定时器的原理电路如图617（a）所示，包含了分压器、比较器和基本触发器三大部分，此外，还包含一个放电管T。,555集成定时器采用双列直插式塑封,图617 555定时器的原理图及管脚图,第1脚：接地端 第2脚：低触发端，当输入电压低于 时，第3脚输出高电平“1”。 第3脚：输出端，输出电流可达200mA。可以直接驱动继电器、LED、扬声器、指示灯等。输出高电压约低于电源电压13V。 第4脚：复位端，低电平有效，直接复位。第5脚：控制电压输入端，外加电压，可改变比较器的参考电压。不用时，经0.01F的电容接地，防止干扰。 第6脚：高触发端，当输入电压
13、高于 时，第3脚输出低电平“0”。,各管脚功能,第7脚：放电端，当触发器的 或复位端（第4脚）接低电平时，放电管T导通，外接电容元件通过T放电。 第8脚：接电源端，电压范围为218V。 555定时器的功能表：,表68 555定时器的功能表,2、555定时器的应用,（1）555定时器构成多谐振荡器：,图6-18 555定时器构成多谐振荡器的逻辑电路和波形图,T=0.7（R1+2R2）C,（2）555定时器构成施密特触发器,施密特触发器的逻辑符号如图619； 常用来作波形变换、整形、脉冲幅度鉴别等。,图619 施密特触发器逻辑符号,由555定时器构成的施密特触发器 ：,图620 555定时器构成施
14、密特触发器逻辑图,图621 555定时器构成施密特触发器的传输特性及输入输出波形,二、实训目的,、掌握555定时器的应用。 、学习用555定时器构成报警电路的调试方法。 、进一步熟悉用示波器测量方波信号周期及脉宽的方法。,三、实训仪器和设备,1、示波器 SS-7802 1台 2、万用表 500型 1块 3、直流稳压电源 1台,示波器 (SS7802),4、电子元器件清单,四、实训步骤及内容,1按图622接线。 2检查无误后，接通电源，电路应不会报警。 3断开a、b两点间的细铜丝，电路应报警。如喇叭不响，检查电路，排除故障。 4用示波器测量此时555定时器的输出信号，记录其波形及振荡频率。,图6
15、22 由555定时器构成的报警电路,五、实训分析和讨论,、本实训报警电路中，555定时器接成了什么电路？ 、试述本报警电路的工作原理。 、若要求设计占空比可调的多谐振荡电路，电路应如何改进？ 六、注意事项 1555定时器的工作电源范围为218V，本实训中加5V电压。,实训5 计数与显示电路,一、相关知识 1、计数器的基本功能：对输入的脉冲个数进行计数。 计数器的种类：按计数脉冲分为同步计数器和异步计数器；按计数进制分为二进制、十进制和任意进制的计数器；按计数过程中计数的增减不同分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。,2、常用的集成二进制同步加法计数器74LS161,图624 74LS161引脚图,：异步清零端（低电平有效）。 ： 同步并行置数控制端（低电平有效）。 CET、CEP：计数控制端。 CLK：时钟输入端（上升沿有效）； P0P3：并行数据输入端 Q0Q3：数据输出端 TC：计数进位输出端，当计数溢出时，TC端输出一高电平脉冲，其宽度为一时钟周期。,各引脚功能,表610 74LS161功能表,二、实训目的,、了解计数器的逻辑功能。 、学会计数器的使用方法，掌握集成计数器74LLS161各管脚功能，熟悉计数器的一般应用。,三、实训仪器设备,实训设备：万用表、逻辑试电笔、示波器、直流稳压源。 实训元器件清单,四、实训内容与步骤,、预
