实验6.3 中规模集成逻辑器件应用

1、实验实验6.3 中规模集成逻辑器件的应用中规模集成逻辑器件的应用当堂交报告，请事先做好思考题。当堂交报告，请事先做好思考题。一、实验目的一、实验目的 掌握使用中规模集成芯片译码器和数据选择器设计组合逻辑电路的方法。 1. 要求: 用芯片74LS13874LS138译码器及74LS20“74LS20“与非”门各一片设计一个1 1位二进制全减器(表6-3-1)。 用两片数据选择器74LS15174LS151与一与一片74LS74LS0000芯片设计一个31天为“1”的大月指示器(表6-3-2) 。 二、实验任务二、实验任务 数字电路实验箱( 74LS20 74LS20、74LS13874LS138

2、、74LS15174LS151等数字集成芯片、脉冲源 )、数字万用表、示波器、导线。三、实验设备三、实验设备四、实验原理四、实验原理74LS13874LS138引脚图74LS15174LS151引脚图74LS13874LS138逻辑符号输入输出端说明E1、 : :使能控制端, E1=1, AE2BE2022BAEE时芯片正常工作,输出与输入二进制码相对应，其它状态无译码输出。ABCY 0ABCY 1ABCY 2BACY 3ABCY 4ABCY 5ACBY 6CBAY 7C C、B B、A A：输入端Y Y7 7Y Y0 0：输出端(低电平有效)输入高位输入低位74LS138 74LS138 功

3、能表功能表低电平低电平有效有效输出端输出端低低电平电平有效有效 按右图接线(输入接电平开关，输出接发光二极管)，控制电平开关K1K1K3K3，使得A A2 2A A1 1A A0 0从000000111111变化，输出二极管应为对应的一盏灯不亮(低电平输出)。亮灯情况符合功能表的芯片则为好的。根据74LS13874LS138功能表判断芯片好坏：输出发光二极管输入电平开关2A1A0A0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y74LS13874LS138E1 E2A E2B+5V+5V“0”K1 K2 K3K1 K2 K374LS15174LS151YYG2A1A0A7D6D5D4D3D2D0D1D74LS

4、15174LS151逻辑符号逻辑符号低电平有效A A2 2、A A1 1、A A0 0：地址输入端D D7 7D D0 0：数据输入端Y Y，Y Y：输出端 输入输出端说明G: :使能输入端,G =0时芯片工作，由地址输入端控制输出选择相应的数据输入端 E =1时禁止状态Y7012DAAA6012DAAA5012DAAA4012DAAA3012DAAA2012DAAA1012DAAA0012DAAA= m7D7 m6D6 m5D5 m4D4 m3D3 m2D2 m1D1 m0D0输入输入高位高位输入输入低位低位74LS151 74LS151 功能表功能表使能端使能端低低电平电平有效有效按左图接

5、线,控制电平开关K1K1K3K3来改变地址端，使A A2 2A A1 1A A0 0从000000111111变化，同时仅让对应的数据端接高电平，其它接低电平。则输出亮灯应与对应的数据端高、低电平相对应，表明芯片是好的。根据74LS15174LS151功能表判断芯片好坏：输出发光二极管“0”+5V+5V74LS15174LS151YYG7D6D5D4D3D2D0D1DA2A2A1A1A0A00 0K2K2K4K4K5K5K6K6K7K7K8K8K9K9K10K10K11K11K3K3K1K1输入电平开关函数变量数 = 输入二进制代码位数v据题目输入和输出要求及相互关系，进行逻辑抽象,即说明逻辑

6、变量；v写出输出为“1 1”最小项表达式，化简成给定的芯片逻辑表达式；v用逻辑符号画出该逻辑表达式的逻辑电路图 (注意输入高、低位不要弄错)。译码器的设计步骤：v选择集成二进制译码器v列出真值表；v据题目输入和输出要求及相互关系，进行逻辑抽象,即说明逻辑变量；v写出输出为“1 1”最小项表达式;v用逻辑符号画出该逻辑表达式的逻辑电路图，最小项表达式中出现的将对应的DiDi接“1 1”，反之接“0 0”。(注意输入高、低位不要弄错，中规模集成电路的芯片的输入端接“1”“1”时决不允许按悬空处理)。数据选择器的设计步骤：v列出真值表；若选择器的地址数输入变量数，将高位地址端和相应的数据输入端接地;

7、若选择器的地址数输入变量数，用降维卡诺图；设计举例：设计三位二进制( (C C、B B、A)A)中有奇数个“1 1”时，输出F F就为“1 1”电路: 用74LS13874LS138译码器及74LS20“74LS20“与非”门芯片实现。 用74LS15174LS151数据选择器芯片实现。 列真值表0 0 00 0 00 00 0 10 0 10 1 00 1 00 1 10 1 11 0 01 0 01 0 11 0 11 1 01 1 01 1 11 1 11 11 10 01 10 00 01 1C B AF根据真值表写出最小项：(用74LS13874LS138实现)7421YYYYF2A

8、1A0A0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y74LS138& F A B CE1 E2A E2B“1”“0”令令A2=CA1=BA0=A化简至给定芯片逻辑表达式(用74LS13874LS138、74LS2074LS20实现)7421YYYYF74LS2074LS20逻辑电路逻辑电路高位高位F=m1D1+m2D2+m4D4+m7D7化简至给定芯片逻辑表达式(用74LS15174LS151实现)令令A2=C A1=B A0=A“0”2A1A0AABC高高位位G1D4D5D7D0D2D3D6D“1”Y74LS151 FD1=D2=D4=D7=“1”D0=D3=D5=D6=“0”逻辑电路逻辑电路 2.根据

9、给定芯片的管脚图，电源均按和地接入(注意不要接反)。按照设计好的逻辑电路图连接电路,输入接银色钮子开关，输出接发光二极管，控制输入开关，验证真值表，观察表示输出的发光二极管的亮灯情况。 1.用万用表 挡、电阻挡或将导线连接电源与输出发光二极管等方法检查导线导通情况，当万用表发出蜂鸣声、阻值示数约为 或发光二极管亮时，均表示导线导通。 3.在实验时，对于中规模中规模集成电路的芯片的输入端接“1”“1”时决不允许按悬空处理。五、实验步骤五、实验步骤 4.用万用表挡测量任务一和任务二的输入、输出电位(即输入、输出在逻辑“0 0”和“1 1”时对地电压，正常的电压值范围前面已介绍)。表表6-3-1 用

10、用138和和20实现实现表表6-3-2 用用151和和00实现实现 5. 任务二高位D接高电平、B接低电平，C接低电平，低位A接1kHz脉冲，记录输入低位D与输出F F的波形。示波器的电压衰减置/每格(可从真值表中得到理论上的D与F F的波形加以核对)。 在验证真值表时，如输出状态出现错误，可利用它们的功能表对芯片的好坏进行判断，测试结果符合功能表的，表明芯片是好的，否则说明该芯片故障。故障检查六、实验报告要求六、实验报告要求 2.完成任务一的电位测试表格6-3-1。 1.按译码器和数据选择器的设计步骤来设计实验电路，并写出详细推导过程。 4. 定量记录输入低位D与输出F的波形。(高位A接高电平，B接低电平，C接低电平，低位D接1kHz脉冲)5.根据测试数据，得出结论。完成思考题。 3.完成任务二的电位测试表格6-3-2。七、注意事项七、注意事项注意通常电源均按和地接入，每个芯片都需接入一对电源，为防止遗漏，可把它定为接线的第一步。注意电源不要接反，否则会烧坏芯片。 因为箱盖与主箱间没有电的连接，所以箱盖上的每个芯片电源需通过主箱电源(+和地)接入。 在实验时，对于中规模集成电路的芯片的输入端接时决不允许决不允许按悬空处理。不可在接通电源的情况下插入或拔出芯片。注意一定要先查导线，再开始接线。加入输入波形时，可利用实验箱内