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1、数字电路设计实训实验指导书编写人：许一男审核人：金永镐延边大学工学院电子信息通信学科目 录一、基础实验部分实验一 门电路逻辑功能及测试1实验二 组合逻辑电路（半加器、全加器及逻辑运算）5实验三 R-S,D,JK触发器9实验四 三态输出触发器，锁存器12实验五 集成计数器及寄存器15实验六 译码器和数据选择器18实验七 555时基电路21二、选做实验部分实验八 时序电路测试机研究26实验九 时序电路应用29实验十 四路优先判决电路31三、创新系列（数字集成电路设计）实验部分实验十一 全加器的模块化程序设计与测试33实验十二 串行进位加法器的模块化程序设计与测试35实验十三 N选1选择器的模块化程
2、序设计与测试36实验一 门电路逻辑功能及测试一、实验目的1. 熟悉门电路逻辑功能2. 熟悉数字电路学习机及示波器使用方法二、实验仪器及材料1. 双踪示波器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 74LS04 六反相器 1片三、预习要求1. 复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。2. 熟悉所用集成电路的引线位置及引线用途。3. 了解双踪示波器的使用方法。四、实验内容实验前按学习机使用说明先检查学习机电源是否正常，然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验电路图接好连线，特别注意Vcc及接地线不能接错。线接好后经实
3、验指导教师检查无误方可通电实验。实验中改动接线需先断开电源，接好线后再通电实验。 1. 测试门电路逻辑功能 图1.1（1）选用四输入与非门74LS20一只，插入面包板，按图1.1接线，输入端接S1S4（电平开关输出端口），输出端接电平显示发光二极管（D1D8任意一个）。（2）将电平开关按表1.1置位，分别测输出电压及逻辑状态。表1.1输入输出1234Y电压（V）HHHHLHHHLLHHLLLHLLLL2. 异或门逻辑功能测试。图1.2（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接电平开关，输出端A、B、Y接电平显示发光二极管。（2） 将电平开关按表1.2置位，
4、将结果填入表中。表1.2输入输出ABYY电压（V ） LLLLHLLLHHLLHHHLHHHLLHLH3. 逻辑电路的逻辑关系。（1） 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中表1.3输入输出ABYLLLHHLHH 图1.3表1.4输入输出ABYLLLHHLHH 图1.4（2）写出上面两个电路逻辑逻辑表达式。4. 逻辑门传输延迟时间的测量。用六反相器（非门）按图1.5接线，输入80Hz连续脉冲，用双踪示波器测输入，输出相位差，计算每个门的平均传输延迟时间的tpd值。 图1.55. 利用与非门控制输出。用一片74LS00按图1.6接线，S接任意电平开关
5、，用示波器观察S对输出脉冲的控制作用。6. 用与非门组成其他门电路并 测试验证。（1） 组成或非门。 用一片二输入端四与非门组成或非门 画出电路图，测试并填表1.5 图1.6表1.6ABY00011011表1.5输入输出ABY00011011（2） 组成异或门（a） 将异或门表达式转化为与非门表达式。（b） 画出逻辑电路图。（c） 测试并填表1.6.五、实验报告1. 按各步骤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？什么状态时禁止脉冲通过？（3）异或门又称可控反向门，为什么？实验二 组合逻辑电路（半加
6、器全加器及逻辑运算）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、实验内容实验1： 组合逻辑电路功能测试。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）图中A、B、C接电平开关，Y1、Y2
7、接发光管电平显示。（3） 按表2.1要求，改变A、B、C的状态填表并写出Y1、Y2 逻辑表达式。（4） 将运算结果与实验比较。表2.1输入输出ABCY1Y2000001011111110100101010实验2：基于一个74LS86芯片和一个74LS00芯片的半加器设计测试用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器的逻辑功能。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，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图2.2。 图2.2 半加器的逻辑电路 （1） 在学习机上用异或门和与门接成以上电路。A、B接电平开关S。Y、Z接电平显示。（2） 按表2.2要求改变A
8、、B状态，填表。表2.2输入端A0101B0011输出端YZ实验3：实验2：基于三个74LS00芯片的全加器设计测试全加器的逻辑功能（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） 根据真值表画逻辑函数SiCt的卡诺图。图2.3Bi、Ci-1 Bi、Ci-1Ai 0 0 0 1 1 1 10 Ai 0 0 0 1 1 1 100 101 Si= Ci= （4）填写表2.3各点状态表2.3AiBiCi-1YZX1X2X3SiCi000010100110001011101111（5）按原理图选择与非门并连接进行测试，将测试结果记入表2.4，并与上表进行比 较看逻辑功能是
9、否一致。 4. 测试用异或、与或和非门组成的全加器的逻辑功能。全加器可以用两个半加器和两个与门一个或门组成，在实验中，常用一块双异或门、一个与或非门和一个与非门实现。（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、与或非门和与门器件按自己画出的图接线。接线时注意与或非门中不用的与门输入端接地。（3）当输入端Ai、Bi、及Ci-1为下列情况时，用万用表测量Si和Ci的电位并将其转为逻辑状态填入下表。表2.4AiBiCi-1SiCi000010100110001011101111输入端Ai00001111Bi00110011Ci-101010101输出端SiCi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. 总结组合逻辑电路的分析方法。实验三 触发器（一）RS，D，JK一、实验目的1. 熟悉并掌握RS、D、JK触发器的构成，工作原理和功能测试方法。2. 学会正确使用触发器集成芯片。3. 了解不同逻辑功能FF相互转换的方法。二、实验仪器及材料1. 双踪示波器2. 器件74LS00二输入端四与非门1片 74LS74双D触发器1片 74LS112双JK触发器1片三、实验内容1. 基本RSFF功能测试：两个TTL
