哈尔滨理工大学

1、哈尔滨理工大学数字电子技术实验指导书哈尔滨理工大学电子科学中心实验室2003年 7月 10日目录电子科学中心实验室 数字电子技术实验一、TTL各种门电路功能测试 .2实验二、组合逻辑电路分析 5实验三、变量（三 -八）译码器 7实验四、 LED 译码器 . 9实验五、 BCD-格雷码代码转换译码器 .10实验六、四位二进制全加器 .11实验七、数据选择器 .12实验八、触发器 .13实验九、 555定时器 .14实验十、多谐振荡器与单稳态触发器实验 .15实验十一、计数器 .17实验十二、移位寄存器 . 19实验十三、交通灯自动切换（设计性试验） .20实验十四、模拟汽车尾灯（设计性试验）.

2、22实验十五、数字钟（设计性试验） . 23实验十六、梯形波产生电路（设计性试验） . 2415实验一、TTL各种门电路功能测试、实验目的：1、熟悉TTL各种门电路的逻辑功能及测试方法。2、熟悉万用表的使用方法。、实验内容：2、利用74LS00与非门实现“与电路”、“或电路”、“或非电路实验用设备仪器及材料：1、实验设备：SAC DS4数字逻辑实验箱1个数子万用表1块2、器件：74LS20双四输入与非门1片74LS02四二输入或非门1片74LS51双2-3输入与或非门1片74LS86四二输入异或门1片74LS00四二输入与或门2片1、与非门、或非门、与或非门、异或门逻辑功能的测试。“异或电路”

3、。四、实验原理图:1、+5ABCD1 14F按电平显示2 645774LS20五、实验方法及步骤：1、与非门逻辑功能测试用74LS20双四输入与非门进行实验（1）按图1接线测试（2）按表1要求用开关改变输入端 B、C、D的状态，借助指示灯和万用表，把测试结果填入表中。表1输入输出电压（V）输出逻辑状态ABCD0r 0001000110011101111111102、或非门逻辑功能测试1）按图2接线测试用74LS02二输入四或非门进行实验+5A142B*31按电平输出7接电平显示（2）按表2要求用开关改变输入量 A、B的状态，借助指示灯和万用表观测各相应输出端F的状态，并将结果填入表中。表2输入

4、输出电压（V）输出逻辑状态AB0010101001103、或非门逻辑功能测试用74LS51双2-3输入与或非门进行实验（1）按图3接线测试F按电平显示（2）按表3要求开关改变输入端A、B、C、D的状态，借助指示灯和万用表观测各对应输出端F的状态，把测试结果填入表中。表3输入输出电压（V）输出逻辑状态ABCD00001000110011001110111104、异或门逻辑功能测试+51 1427F 接电平显示*A B按电平输出74LS86用74LS86二输入四异或门进行实验（1）按图4接线测试（2）按表4要求用开关改变输入量A、B的状态，借助指示灯和万用表观测各相应输出端F的状态，并将结果填入表

5、中。表4输入输出电压（V）输出逻辑状态AB0000111011105、利用74LS00与非门实现“与电路”、“或电路”、“或非电路 ”、“异或电路”要写出各种电 路的逻辑表达式和真值表，画出逻辑图并在实验仪上加以验证。六、实验结果分析：1、由实验得出与非们只要有一输入端为低电平则输出就为高电平，所有输入端为高电平时输出就为低电平。不用的输入端悬空为高电平或为了防止干扰可接2.7V电平。如果与非们的一个输入端接连续脉冲，其他输入端接高电平则允许输出高电平。输出和输入有一个门的延迟时间，输出与输入反相。2、或非门只要有一输入端为高电平则输出就为低电平。3、异或门输入端相同时输出为低电平，不同时为高

6、电平。实验二、组合逻辑电路分析、实验目的：1、掌握组合逻辑电路的分析方法2、 验证半加器、全加器、半减器、全减器、奇偶校验器、原码/反码转换器逻辑功二、实验内容：1、分析半加器的逻辑功能2、全加器的逻辑功能三、实验用设备仪器及材料：1、实验设备：SAC -DS4数字逻辑实验箱1个万用表1块2、器件：74LS00四二输入与非门3片74LS86四二输入异或门1片四、实验原理图：A五、实验方法及步骤：C的值填入1、分析半加器的逻辑功能（1）用两片74LS00，按图1接线。（2）写出该电路的 逻辑表达式，列真值表。（3）按表1的要求改变A、B的输入状态，观测相应的 表中（4）比较表1与理论分析列出的真

7、值表，验证半加器的逻辑功能。表1输入输出ABSC000110112、 全加器的逻辑功能（1）用三片74LS00，按图2接线。（2）分析该线路，写出Sn、Cn的逻辑表达式，列出其真值表（3）按表利用开关改变 An、Bn、Cn-1的输入状态，借助指示灯或万用表观测 Sn、Cn的值填入表2中。（4）将表2的值与理论分析列出的真值表加以比 较，验证全加器的逻辑功能。表2输入输出ABCSC000001010011100101110111六、实验结果分析:实验三、变量（三-八）译码器一、实验目的：1、掌握中规模集成电路译码器的工作原理及逻辑功能2、学习译码器的灵活应用二、实验内容：1、译码器逻辑功能测试2

8、、用两片74LS138组成416线译码器3、利用译码器搭成全加器线路三、实验用设备仪器及材料：1、 实验设备：SAC DS4数字逻辑电路实验箱1个万用表1块2、 器件： 74LS1383-8线译码器2片74LS40双四输入与非门1片四、实验原理图：图4 1五、实验方法及步骤：1、译码器逻辑功能测试按图1接线，根据表1，利用开关S1、S2、S3及A2、A1、A0的状态，借助指示灯或万用表观测Q0 Q7的状态，记入表1中。表1S1S2S3A2A1A0Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q701p100000 110000110001010001M J1001001001011 ,001101001112、

9、用两片74LS138组成416线译码器按图2接线，利用开关改变输入DO D3的状态，借助指示灯或万用表监测输出端，列出实测真值表，写出各输出端的逻 辑函数。3 、利用译码器搭成全加器线路用 74LS138 和 74LS20 按图 3 接线，利用开关改变输入Ai、Bi、Ci-1的状态，借助指示灯和万用表观测输出Si、Ci的状态，并列出实测真值表，写出输出端的逻辑表达式。六、实验结果分析：实验四、 LED 译码器一、实验目的：1 、学会用门电路设计并组成所需要的LED 译码器。2 、培养独立工作能力。二、实验内容：设计并实现一个共阴极 LED 译码器，能显示 09 十个数字和 A、b、 C、d、E

10、、F 六个字母三、实验用设备仪器及材料：1、实验设备：SAC DS4 数字逻辑实验箱 1 个万用表 1 块2 、器件：学生自己选定。四、实验原理图：五、实验方法及步骤：1 、画真值表。2 、画七段中各段卡诺图。3 、利用卡诺图画简，写出简化逻辑表达式，并画出原理线路图。4 、选实验室有的芯片，画实际连线图。5 、装调线路。实验五、BCD-格雷码代码转换译码器一、实验目的：1、熟悉数字系统常用的类型代码。2、掌握各类代码间相互转换的方法。二、实验内容：1、用门电路组合实现。2、2114RAM 芯片实现。三、实验用设备仪器及材料：1、实验设备：SAC DS4数字逻辑实验箱1个万用表1块2、器件：学

11、生自己选定。四、实验原理图：五、实验方法及步骤：1、用门电路组合逻辑实现（1）列真值表如表 1输入BCD码输出格雷码G3G2G1GOB4B3B2B1B0（2 ）分别画出 G3、G2、G1、GO的卡诺图。（3） 用卡诺图画简，分别写出G3、G2、G1、GO的简化逻辑表达式并画原理线 路图。（4）选定门电路芯片，画实际连线图。（5）在实验箱上装调。2、2114RAM芯片实现（1）列真值表（2） 将2114芯片插入插座，其地址 A5 A9接地，A0 A4看作BCD码的B0 B4，分别接开关电平输出，2114的CS、WE也分别接开关电平输出。（3） 将2114的D0-D3分别接开关电平输出，以B0 B

12、4为单元地址，以 GO- G3为单元内容，利用开关控制 2114对其前16个单元逐个进行操作，把表 中内容存入 RAM 中，再令 CS=1,WE=1。（4） 将2114的D0-D3由接开关改接指示灯，令CS=0,WE=1。则由开关输入 BO-B4值，指示灯就会显示相应的格雷码。实验六、四位二进制全加器、实验目的：1、掌握中规模集成电路四位全加器的工作原理及其逻辑功能。2、学习全加器的应用。、实验内容:3码，列实测真值表。利用开关输入BCD码，借助指示灯或万用表观测输出的余三、实验用设备仪器及材料:1、实验设备：SAC DS4数字逻辑实验箱 万用表2、器件：74LS283四位二进制全加器四、实验

13、原理图:A1-A心A生Fl14F212F3接开关电平输出B1-B3-BB4-C0-10F4接指示灯1511C474LS283五、实验方法及步骤：1、 按图接线，利用开关按表设置输入A1-A4、B1-B4、C0的状态，借助指示灯或 万用表观测输出 F1-F4、C4的状态记入表中。2、用全加器实现 BCD码到余3码的转换，将每个 BCD码加上0011，即可得到相应 的余3码。按图接线。接指示灯015341411211351029151173F111F2 .1F3 .F4 .C41-+5V接劇 按BCD码输入实验七、数据选择器、实验目的：1、掌握中规模集成电路数据选择器的工作原理及逻辑功能。2、学习

14、数据选择器的应用。、实验内容：用开关改变输入状态，借助指示灯或万用表观测输出，验证全加器功能。三、实验用设备仪器及材料：1、实验设备：SAC DS4数字逻辑实验箱万用表2、器件：74LS153双四选一数据选择器四、实验原理图:五、实验方法及步骤：1、按图接线，利用开关按表改变输入选择代码的状态及输入数据的状态，借助指示 灯或万用表观测输出 Q的状态填入表中。2、用数据选择器实现全加功能可用一双四选一的数据选择器按图连接实现，其中两个加数A和B作为输入选择代码，另一个输入变量低位来的进位按逻辑函数式的要求加到选择器的各个数据 输入端。将A、B、C0, C0接开关，S、C接指示灯，用开关改变输入状

15、态，借 助指示灯或万用表观测输出，验证全加器功能。实验八、触发器、实验目的:1、掌握D触发器和J-K触发器的逻辑功能及触发方式。2、熟悉现态和次态的概念及两种触发器的次态方程。二、实验内容：1、74LS74 D触发器逻辑功能测试2、74LS112 J-K触发器逻辑功能测试。三、实验用设备仪器及材料：1、实验设备：SAC DS4数字逻辑实验箱 万用表2、器件：74LS74双D触发器1片74LS112双J-K触发器1片四、实验原理图：五、实验方法及步骤：1、74LS74 D触发器逻辑功能测试按图1接线，利用开关，借助指示灯或万用表观测，并记录数据。（1）直接置位（Sd）端复位（Rd）端功能测试Sd

16、414 J接开关电平输出Rd1D26援单脉神CP37接指示灯81674LS74（2）D与CP端功能测试CPDSDRDQ状态Q状态2、74LS112 J-K触发器逻辑功能测试。按图2接线，分别对直接置位（Sd）端复位（Rd）端功能和翻转功能进行测试，并记录数 据。接开关电平输出单JKRsd+c接指示灯74LS112J-K实验九、555定时器、实验目的：1、熟悉555定时器的工作原理及逻辑功能2、学习定时器的应用、实验内容：555定时器是由比较器 C1和C2,基本RS触发器和三极管 T1三部分组成，这是一种多用途的集 成电路，利用它能方便地接成指施密特触发器，单稳态触发器和振荡器。三、实验用设备仪

17、器及材料:1、实验设备：SAC DS4数字逻辑电路实验箱1个示波器1台2、器件：555集成定时器1片电阻33K、100K各1只电位计100K1只电容O.O1uf、0.02uf各1只四、实验原理图:+5VRA8 7 6 5 55512 3 4二 ClOluFC0 02uF28VI VO+5VRARB5 46 5 357 52Qo 10 OluF -RO 02uFVO五、实验方法及步骤：1、用作稳态触发器 (1 )按图接线2）在 V1 端输入 F=100KHz 的方波信号用示波器观察 V1 和 V0 波形，测出脉冲 宽度，与理论值进行比较。2、用作多谐振荡器1）按图接好线2）用示波器观察 3 脚和

18、 6脚的波形3）将 100K 电位器先调到最大位置，然后逐步减小阻值，观察输出V0 波形变化情况。实验十、多谐振荡器与单稳态触发器实验、实验目的：1、熟悉环形多谐振荡器的工作原理，掌握各点波形与主要参数的测试方法。2、熟悉单稳态触发器的工作原理，掌握调整定时元件与测量波形参数的方法。、实验内容：1、用74LS00四二输入与非门构造多谐振荡器。2、用74LS00与非门构成积分型单稳态触发器。三、实验用设备仪器及材料:1、设备：SAC-DS4数字逻辑电路试验箱1个方波信口 4丄呗 号发生器1台示波器1台2、器件：74LS00四二输入与非门1片电位计1K Q1只电阻9K Q、1K Q、300K Q、

19、100K Q各一只电容O.1uf、O.O1uf、1OOOpf、1OOpf各一只四、实验原理图:V0五、实验方法及步骤：1、用74LS00四二输入与非门构造多谐振荡器(1) 按图连线，用示波器测试振荡器的振荡周期与频率记入表中。2)取c=0.01u、R=1K Q观测并记录各点波形(3)当Ri J观测振荡器输出脉冲周期的变化趋势。2、 用74LS00与非门构成微分型单稳态触发器。(1)按图连线2)在输入端v1接入f=100khz的方波信号，用示波器观察波形并测V0的脉冲宽度与理论值比较H11-23)将C2由0.01uf改为0.1uf并使V1脉冲为1KHz方波，测CO的脉冲宽度3、用74LS00与非

20、门构成积分型单稳定触发器(1 )按图连线Vi74LS00从V1处加F=1KHz的方波，用示波器观察并记录V1、Va、Vb、Vc的波形，并测V0的脉冲宽度Tp实验十一、计数器、实验目的：1、掌握用触发器和门电路设计、装调同步任意进制技术方法。2、掌握异步计数器的工作原理及输出波形。3、熟悉中规模集成电路计数器的逻辑功能、使用方法及应用。4、了解译码和显示器件的作用。、实验内容：异步二-十进制加法计数器的测试三、实验用设备仪器及材料:1、设备：SAC- DS4数字逻辑电路试验箱 1个、示波器1台、万用表1块2、器件：74LS90十进制计数器1片74LS112双J K触发器1片74LS113三输入与

21、门1片学生独立选择的芯片若干四、实验原理图:Qt/4_-5-SdJOCPB拒aQ112T sdo112KRd!Wo丄1112guP13WOg11 Q2 3B汗K112QnRd T14五、实验方法及步骤：1、用2片74LS112和1片74LS11按图接线，A、B接开关电平输出，CP接单脉冲，接指示灯 可码。实验十二、移位寄存器、实验目的：1、掌握移位寄存器的工作原理，逻辑功能及应用2、掌握二进制码的串行并行转换技术和二进制码的传输 、实验内容：1、测试单向右移寄存器的逻辑功能2、测试四位双向移位寄存器的逻辑功能3、二进制码的传输三、实验用设备仪器及材料:1、实验设备：SAC DS4数字逻辑实验箱

22、1个1块万用表2、器件:74LS74双D触发器2片74LS194四位双向通用移位寄存器2片四、实验原理图:CP111074LS194CT453)五、实验方法及步骤：1、测试单向右移寄存器的逻辑功能(1)用两块74LS74按图接好2)利用复位端先使寄存器清0,然后使D仁1,在CPU CP8作用下4个0信号寄存于该寄存器中，将结果记入表中。(3)将D1和D2相连构成右移循环计数器，置Q4=1、Q仁Q2=Q3=0.,在CP脉冲作用下，观察循环右移功能，将实验结果记入表中。2、测试四位双向移位寄存器的逻辑功能1)接线(2) 循环右移，接线不变，将Sr与Q4相连。送数循环右移（3）循环左移，接线不变，将

23、 Sl 与 Q4 相连送数循环左移（ 4）串入并出 ，接线不变。右移方式串入并出 左移方式串入并出 （5）并入串出，接线不变。3 、二进制码的传输实验十三、交通灯自动切换(设计性试验)实验目的1、巩固数字逻辑电路的理论知识2、学习将数字逻辑电路用于生活实际3、提高学习兴趣实验设备及器件1、实验设备(1) SAC-DS4数字逻辑电路实验箱1个(2) 万用表1块2、器件由学生自己设计选定。三、实验内容和步骤十字路口交通灯一个方向为绿灯或黄灯另一个方向必须是红灯，无论是东西方向还是南 北方向均绿灯亮 24秒，黄灯亮24秒，红灯亮28秒。1、 状态转换表南北东西时间(S)绿灯黄灯红灯绿灯黄灯红灯100

24、0012401000140011002400101042、画原理线路图如图 20- 13、选器件画实际连线图，由学生自己作。4、组装调试由学生自己完成。四、实验要求1、深刻了解交通灯的变化及控制规律。2、独立组装调试，通过老师当场验收。3、交出完整的实验报告。实验十四、模拟汽车尾灯（设计性试验）实验目的4、灵活运用数字逻辑电路的理论知识解决问题。5、提高学习兴趣 实验设备及器件1、 实验设备 （1）SAC-DS4 数字逻辑电路实验箱1 个（ 2）万用表1 块2、器件：由学生自己设计选定。实验内容与步骤 设汽车左右各三个尾灯，利用两个开关模拟汽车左右拐弯，当两个开关为 11 时，汽车 后面 6 各尾灯闪亮；当两开关为 00时，汽车左拐，左边三个尾灯依次从右往左循环亮；当 两个开关为 01 时，表示汽车