《电子技术基础》实验指导书电子技术课组编信息与通信工程学院实验三 基本门电路逻辑功能的测试一.实验类型——验证性+设计 二.实验目的1.熟悉主要门电路的逻辑功能；2.掌握基本门电路逻辑功能的测试方法；3.会用小规模集成电路设计组合逻辑电路三.实验原理1.集成电路芯片介绍数字电路实验中所用到的集成芯片多为双列直插式，其引脚排列规则如图1-1其识别方法是：正对集成电路型号或看标记（左边的缺口或小圆点标记），从左下角开始按逆时针方向以1，2，3…依次排列到最后一脚在标准形TTL集成电路中，电源端Vcc一般排在左上端，接地端（GND）一般排在右下端，如74LS00若集成芯片引脚上的功能标号为NC，则表示该引脚为空脚，与内部电路不连接本实验采用的芯片是74LS00二输入四与非门、74LS20四输入二与非门、74LS02二输入四或非门、74LS04六非门，逻辑图及外引线排列图见图1-1 图1-1 逻辑图及外引线排列 2.逻辑表达式: 非门 1-1 2输入端与非门 1-2 4输入端与非门 1-3 或非门 1-4对于与非门,其输入中任一个为低电平“0”时，输出便为高电平“1”。
只有当所有输入都为高电平“1”时，输出才为低电平“0”对于TTL逻辑电路，输入端如果悬空可看做；逻辑1，但为防止干扰信号引入，一般不悬空，可将多余的输入端接高电平或者和一个有用输入端连在一起对MOS电路输入端不允许悬空对于或非门，闲置输入端应接地或低电平 四.实验内容及步骤1.逻辑功能测试①与非门逻辑功能的测试：* 将74LS20插入实验台14P插座，注意集成块上的标记，不要插错 将集成块Vcc端与电源+5V相连，GND与电源“地”相连ABCDY1111 0111 0011 0001 0000 表1-1* 选择其中一个与非门，将其4个输入端A、B、C、D分别与四个逻辑开关相连，输出端Y与逻辑笔或逻辑电平显示器相连，如图1-2根据表1-1中输入端的不同状态组合，分别测出输出端的相应状态，并将结果填入其中 表1-1接逻辑电平接逻辑笔 ②或非门逻辑功能的测试：将74LS02集成芯片按照上述方法插入实验台的14P插座，选择其中一个或非门，将其输入端与逻辑电平相连，输出端与逻辑笔相连，如图1-3根据表1-2中输入端的不同状态组合，分别测出输出端的相应状态，并将结果填入其中表1-2ABY00 01 10 11 接逻辑电平接逻辑笔 图1-3③用上述同样的方法测试74LS00、74JS04的逻辑功能。
表1-32.传输性能和控制功能的测试ABY1 0 逻辑电平示波器参照图1-4，从74LS00芯片中选取一个2输入与非门，A输入端接频率为1KHz的脉冲信号，B输入端接逻辑电平开关，输出端Y接示波器用双踪示波器同时观察A输入端的脉冲波形和输出端Y的波形，并注意两者之间的相位关系按表1-3的要求测试，并将结果填入表中 3.用4个与非门设计一个异或门五.实验报告及要求1.画出规范的测试电路图及各个表格2.记录测试所得数据，并对结果进行分析3.简述与非门、或非门闲置脚的和处理办法 实验四 译码器及其应用实验类型：设计 一、实验目的 1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法 2、熟悉数码管的使用二、实验原理译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等不同的功能可选用不同种类的译码器译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类前者又分为变量译码器和代码变换译码器1、变量译码器（又称二进制译码器），用以表示输入变量的状态，如2线－4线、3线－8线和4线－16线译码器。
若有n个输入变量，则有2n个不同的组合状态，就有2n 个输出端供其使用而每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项 以3线－8线译码器74LS138为例进行分析，图1(a)、(b)分别为其逻辑图及引脚排列其中 A2 、A1 、A0 为地址输入端，～为译码输出端，S1、、为使能端表6－1为74LS138功能表当S1＝1，＋＝0时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为0）输出，其它所有输出端均无信号（全为1）输出当S1＝0，＋ ＝X时，或 S1＝X，＋＝1时，译码器被禁止，所有输出同时为1 (a) (b)图1 3－8线译码器74LS138逻辑图及引脚排列 表1输 入输 出S1+A2A1A0100000111111110001101111111001011011111100111110111110100111101111010111111011101101111110110111111111100××××11111111×1×××11111111 二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。
若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器(又称多路分配器)，如图6－2所示若在S1输入端输入数据信息，＝＝0，地址码所对应的输出是S1数据信息的反码；若从端输入数据信息，令S1＝1、＝0，地址码所对应的输出就是端数据信息的原码若数据信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器根据输入地址的不同组合译出唯一地址，故可用作地址译码器接成多路分配器，可将一个信号源的数据信息传输到不同的地点二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，如图6－3所示，实现的逻辑函数是 Z＝＋ABC 图2 作数据分配器 图3 实现逻辑函数利用使能端能方便地将两个 3/8译码器组合成一个4/16译码器，如图6－4所示 图4 用两片74LS138组合成4/16译码器 2、数码显示译码器 a、七段发光二极管(LED)数码管 LED数码管是目前最常用的数字显示器，图5(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图一个LED数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。
小型数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mALED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力 (a) 共阴连接（“1”电平驱动） (b) 共阳连接（“0”电平驱动）(c) 符号及引脚功能图 5 LED数码管 b、BCD码七段译码驱动器 此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用CC4511 BCD码锁存／七段译码／驱动器驱动共阴极LED数码管三、实验设备与器件 1、＋5V直流电源 2、双踪示波器 3、连续脉冲源 4、逻辑电平开关 5、逻辑电平显示器 6、拨码开关组 8、译码显示器9、 74LS138×2 CC4511四、实验内容 1、用74LS138构成时序脉冲分配器 参照图2和实验原理说明，时钟脉冲CP频率约为1Hz，要求分配器输出端的信号与CP输入信号同相。
画出分配器的实验电路，观察和记录在地址端A2、A1、A0分别取000～111 8种不同状态时端的输出波形，注意输出波形与CP输入波形之间的相位关系2、用74LS138设计并验证全加器的功能写出设计过程，画出逻辑电路图，并实验验证 五、实验预习要求 1、复习有关译码器和分配器的原理 2、根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格 六、实验报告 1、画出实验线路，把观察到的波形画在坐标纸上，并标上对应的地址码2、 对实验结果进行分析、讨论实验五 计数器电路的设计一． 实验类型——设计性二． 实验目的1． 熟悉中规模集成电路计数器的逻辑功能、使用方法及应用2． 掌握用中规模集成电路计数器设计任意进制计数器的设计方法三．实验内容设计1：用74161设计下图所示的计数器（CBA-000-001-010-100-000-……），画出电路设计原理图，写出功能真值表图6-1 电路输出波形图设计1：用74LS90、74LS48及七段显示器设计一个电子钟的24进制计数器，要求当十位数字为0时，十位显示器灭灯设计2：用74LS90和74LS138构成一个可以产生5个节拍脉冲的时序脉冲发生器。
四．实验要求1．根据所提供的器件和设计的电路图进行安装、调试及测试2．排除实验过程中的故障3．记录实验数据4．分析总结实验结果五．参考器件 74161，74LS90，门电路（也可用译码器74138或139），数码管六．预习要求1．复习有关译码器、计数器、数码管等电路的逻辑功能2．根据任务要求写出设计步骤，选定相应器件，查找引脚图3．根据所选器件画出设计电路图4．写出实验步骤和测试方法，设计实验记录表格七．实验报告要求1．绘制实验接线图和整理实验数据、表格2．记录调试过程3．总结设计方法八．思考题74LS161有无进位输出端？它是如何实现两级计数器的级联的？。