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1、.数字电子技术实验指导书适用专业：电子信息工程、应用电子XX师范大学电工电子实验教学中心冯根良 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4633 / 34.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
2、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,按自己设计的实验接线图接好连线。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
3、再通电实验。1.与非门电路逻辑功能的测试图 1.11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1245Yzhe电压值vzhiVHHHHLHHHLLHHLLLHLLLL2. 异或门逻辑功能的测试图 1.21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,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
4、输出1245ABY电压VLHHHHLLLHHHHLLLHHLLLLLHH3. 逻辑电路的逻辑关系测试表1.3输入输出ABYLLHHLHLH1用74LS00、按图1.3,1.4接线,将输入输出逻辑关系分别填入表1.3、表1.4中。图 1.3表1.4输入输出ABYZLLHHLHLH图 1.42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图 1.5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,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门,其中一个与非
5、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1.5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。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
6、A、B为表1.6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。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Z=,因此,可以用四个与非门构成或非门。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YAB电压逻辑值表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理图输
7、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,因此Z=A+B=,可由四个与非门组成。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. 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
8、？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？.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. 组合逻辑电路功能测试 1用2片74
9、LS00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。图2.12先按图2.1写出Y2的逻辑表达式并化简。表2.1输入输出ABCY1Y20001111000111001011100103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的输出状态。 5将运算结果与实验结果进行比较。2.用异或门74LS86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。图2.21在数字电路实验箱上插入
10、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2.2输入端A0101B0011输出端YZ 3.全加器组合电路的逻辑功能测试1写出图2.3电路的逻辑表达式。2根据逻辑表达式列真值表。3根据真值表画出逻辑函数S1 C1的卡诺图。图2.3S1 C14填写表2.3各点状态表2.3A1B1C1-1YZX1X2X3S1C10000101001100010111011115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.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
11、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2.5输入端A100001111B100110011C1-101010101输出端S1C1五、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。.实验三 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.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： 74LS139 2-4线译码器 1片
