计控数字电子技术实验指导书

1、13-14学年第一学期数字电子技术实验指导书学时：20班级：计控1202、1203指导教师：王春模盐城工业职业技术学院机电系电气教学团队目 录1、实验一 TTL集成门电路.22、实验二 组合逻辑电路的实验.43、实验三 译码器及数据选择器.64、实验四 译码驱动器CD4511逻辑功能测试85、实验五 触发器106、实验六、集成计数器及其应用.127、实验七、移位寄存器及其应用.158、实验八 555时基电路的应用.179、实验九 计数器仿真实验.1910、实验十 555应用电路仿真试验.22实验一 TTL集成门电路一、实验目的1、验证常用门电路的逻辑功能2、掌握四种常用集成门电路对信号的控制作

2、用。二、实验器材1、TPED6 型数字电路实验箱 1台2、万用表1只3、74LS08，74LS32，74LS04，74LS00各一块三、实验步骤1、在数字电路实验箱中，插入74LS08集成块。2、用万用表测量数字电路实验箱中5V电源，并接入集成块3、按表1中所列要求设置输入信号，测出输出端Y，并将结果记录于表174LS08管脚图 表14、在数字电路实验箱中，插入74LS32集成块，重复步骤,2、3，将结果记录在表2中 74LS32管脚图 表25、在数字电路实验箱中，插入74LS04集成块，重复步骤,2、3，将结果记录在表3中74LS04管脚图 表36、在数字电路实验箱中，插入74LS00集成块

3、，重复步骤,2、3，将结果记录在表4中74LS00管脚图 表47、请用74LS00与非门，连接或门电路，并验证逻辑功能。五、实验报告 根据各真值表，分别写出逻辑表达式，并说出它们的功能，并认真理解四种常用集成门电路对信号的控制作用。实验二 组合逻辑电路的实验一、实验目的1、进一步熟悉常用集成块的使用。2、掌握组合逻辑电路的分析方法，并验证其逻辑功能。二、实验器材1、TPED6 型数字电路实验箱 1台2、万用表1只 3、74LS00，74LS86各一块三、实验步骤1、组合逻辑电路功能测试。（1）用2片74LS00组成图1所示逻辑电路。（2）图中A、B、C接电平开关，Y1、Y2接发光管电平显示。（

4、3）按表1要求，改变A、B、C的状态填表1并写出Y1，Y2逻辑表达式 图1 输入输出ABCY1Y2000001010011100101110111 表1 （4)运算结果与实验比较。2、测试图2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3.（1） 在实验台上用异或门和与门接成以上电路。A、B接电平开关Y、Z接电平显示。（2）按表2要求改变A、B状态填表 图2 输入输出ABYZ00011011表2四、实验报告1.整理实验数据并填表，对实验结果进行分析。2.总结组合

5、逻辑电路的分析方法。实验三 译码器及数据选择器一、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、中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法。二、实验器材1、TPED6 型数字电路实验箱 1台2、万用表1只3、74LS00，74LS86各一块三、实验步骤1、74LS138译码器逻辑功能测试； 将译码器使能S1、S2、S3及地址端A2、A1、A0分别接至逻辑电平开关输出口，八个输出端0.7 依次连接在逻辑电平显示器的八个输入口上，拨动逻辑电平开关，按真值表逐项测试74LS138的逻辑功能。图1 74LS138引脚排列2、测试数据选择器74LS151的逻辑功能按74LS151的接线，地

6、址端A2、A1、A0数据端D0D7使能端S接逻辑开关，输出端Q接逻辑电平显示，按74LS151功能表逐项进行测试，记录测试结果。图2 74LS151引脚排列74LS151真值表：输入输出A2A1A0Q1XXX010000D0D00001D1D10010D2D20011D3D30100D4D40101D5D50110D6D60111D7D7四、实验报告1.整理实验数据并填表，对实验结果进行分析。2.总结74LS138译码器和数据选择器74LS151的逻辑功能。实验四 译码驱动器CD4511逻辑功能测试一、实验目的1、掌握译码驱动器的逻辑功能和使用方法。2、熟悉数码管的工作原理。二、实验器材 1、

7、TPED6 型数字电路实验箱 1台2、万用表1只 3、CD4511一块 三、实验步骤图1 CD4511管脚图 表1 CD4511真值表1、VDD接电源+5V，VSS接地。经老师检查后通电。2、输入端A、B、C、D接逻辑电平输入端，a、b、c、d、e、f、g接逻辑电平显示端，根据CD4511功能表，输入端A、B、C、D输入不同的数值组合，观察输出的显示情况。 图2 实验原理图四、实验报告1、根据实验内容总结CD4511逻辑功能。2、根据实验完成下表。ABCD显示0000000100100011010001010110011110001001实验五 触发器一、实验目的1、验证基本触发器的逻辑功能2

8、、掌握集成触发器的使用方法，进一步理解触发信号的区别二、实验前准备1、掌握用与非门构成的基本R-S触发器的原理2、熟悉集成触发器的触发特点，认真理解置0端和置1端以及时钟控制端的作用三、实验器材 1、TPED6 型数字电路实验箱 1台2、万用表1只 3、74LS00 74LS112 74LS47各一块四、实验步骤 图1 基本RS触发器原理图 表11、在数字电路实验箱中，插入74LS00集成块。2、用万用表测量数字电路实验箱中5V电源，并接入集成块3、按原理图连线，按表1中所列要求设置测出Qn+1的状态，并将结果记录于表1中，验证逻辑关系。Qn+1 = +RQn 约束条件为R+S=14、在数字电

9、路实验箱中，插入74L112集成块。按表2中所列要求设置测出Qn+1的状态，并将结果记录于表2中，验证逻辑关系。Qn+1 =J + Qn ×CP图2 74LS112管脚图 表25、在数字电路实验箱中，插入74LS74集成块。按表3中所列要求设置测出Qn+1的状态，并将结果记录于表2中，验证逻辑关系。 Qn+1 =D ×CP 图3 74LS74管脚图 表3五、实验报告根据各真值表，分别写出逻辑表达式，并说出它们的功能，并认真理解各触发器的触发特点，特别是置0端和置1端以及时钟控制端的作用。实验六、集成计数器及其应用一、实验目的 1、掌握集成计数器的逻辑功能测试方法及其应用。

10、2、运用集成计数器构成任意进制计数器。二、实验预习 1、复习材料中有关集成块74LS192的内容，了解其逻辑功能。查出其外引线排列图，了解各管脚的作用。 、复习用74LS192构成任意进制计数器的两种方法（反馈归零法和反馈置数法）。三、实验器材 1、TPED6 型数字电路实验箱 1台2、万用表1只 3、74LS00 一片74LS192 一片四、实验步骤、测试集成计数器的逻辑功能；图1 74LS192管脚图74LS192真值表 （）按芯片引脚图将、LD、D3、D2、D1、D0端接电平开关，Q3、Q2、Q1、Q0端接电平显示灯。测试Q3Q0状态填入表1中，并说明逻辑功能。 （2）将、，、端接电平显

11、示灯、并同时分别接译码显示电路“、”插孔上，CPu、CPd分别输入连续脉冲（f=HZ）,观察数码管数字的变化，同时记录Q3Q0状态填入表2。 表1 输 入 输 出逻辑功能CR D3 D2 D1 D0Q3 Q2 Q1 Q0X X X X1 0 1 0X X X x 表2加计数 输 出CPu=CP Q3 Q2 Q1 Q00123456789 2、用74LS192构成任意进制计数器；反馈归零法： 用一片74LS192和一片74LS00组成六进制计数器。按图2接线，将Q3、Q2、Q1、Q0端接电平显示灯、并同时分别接到译码显示电路“8、4、2、1”插孔上，CPr输入连续脉冲（f=1HZ）,观察数码管数

12、字的变化，同时记录Q3Q0状态填入表4中。CPu端输入连续脉冲（f=1HZ），用双踪示波器同时观测并记录CP和Q2波形，比较其频率。图2 CP(1HZ)输出Q0 Q1 Q2 Q3123456 表3 五、实验报告 1、理解74LS192的逻辑功能。 2、说明构成任意进制计数器的两种方法。画出六进制计数器的状态图。3、讨论实验中遇到的问题实验七、移位寄存器及其应用一、实验目的 1、掌握中规模4位双向移位寄存器逻辑功能及使用方法。 2、熟悉移位寄存器的应用实现数据的串行、并行转换和构成环形计数器。二、实验预习 复习材料中有关集成块74194的内容，了解其逻辑功能。查出其外引线排列图，了解各管脚的作用

13、。三、实验器材 1、TPED6 型数字电路实验箱 1台2、万用表1只 3、74LS194 一片四、实验步骤 1、测试74LS194的逻辑功能；图1 74LS194管脚图 1）按图2接线，Cr、S1 、S0、SL、SR、D0、D1、D2、D3分别接至逻辑电平显示输入插口。Q0、Q1、Q2、Q3接至逻辑电平显示输出插口。CP端接单次脉冲源。并自拟表格进行测试。 （1）清除：令Cr=0，其它输入均为任意态，这时寄存器输出Q0、Q1、Q2、Q3应均为0。清除后，置Cr=1。 (2)置数：令Cr=S1=S0=1，送入任意4位二进制数，如DoD1D2D3=abcd,加CP脉冲，观察CP=0，CP由01、C

14、P由10三种情况下寄存器输出状态的变化，观察寄存器输出状态变化是否发生在CP脉冲的上升沿。 图2（3）右移：清零后，令Cr=1，S1=0，S0=1，由右移输入端Sr送入二进制数码如0100，由端连续加个脉冲，观察输出情况，并记录。（）左移：先清零或予置，再令，由左移输入端送入二进制数码如，连续加四个脉冲，观察输出端情况，并记录。（）保持：寄存器予置任意位二进制数码abcd, 令Cr=1,S1=S0=0，加CP脉冲，观察寄存器输出状态，并记录。2、环形计数器； 自拟实验线路用并行送数法予置寄存器位某二进制数码(如0100),然后进行右移循环，观测寄存器输出端状态的变化，并记入表2. CP Q0

15、Q1 Q2 Q3 0 0 1 0 0 1 2 3 4六、实验报告 1、分析实验结果，总结移位寄存器74LS194的逻辑功能并记录。 2、根据实验内容2的结果，画出4位环形计数器的状态转换图及波形图。实验八 555时基电路的应用一、实验目的1、熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点2、掌握555型集成时基电路的基本应用二、实验器材1、TPED6 型数字电路实验箱 1台2、万用表、示波器各1只3、555集成块一片三、实验步骤1、 单稳态触发器图1单稳态触发器原理图 (1) 按图1连线，取R100K，C47f，输入信号vi由单次脉冲源提供，用双踪示波器观测vi，vC，vO波形。测定幅度与暂稳

16、时间。 (2) 将R改为1K，C改为0.1f，输入端加1KHz的连续脉冲，观测波形vi，vC，vO，测定幅度及暂稳时间。 2、 多谐振荡器图2多谐振荡器原理图 按图2接线，在实验箱中选择电阻与电容用双踪示波器观测vc与vo的波形，测定频率。四、实验报告1、 观察和记录测试波形2、 根据电路参数，计算图1中暂稳时间。3、 根据电路参数，计算图2中输出信号的周期、频率、占空比。实验九 计数器仿真实验一、实验要求和目的1、分析集成计数器74LS160和74LS191的逻辑功能2、掌握集成计数器的逻辑功能和各控制端的作用二、实验预习 复习材料中有关集成块74LS160和74LS191的内容，了解其逻辑

17、功能。查出其外引线排列图，了解各管脚的作用。74LS160是常见的集成同步十进制加法计数器，其功能表如表1所示。 表1CLKCLRLOADENTENP工作状态×0×××清零10××预置数×110×保持×11×0保持1111加计数74LS191是常见的集成二进制加/减同步计数器，其功能表如表2所示 表2CLKLOADCTENU/D工作状态101减计数100加计数×0××预置数×11×保持三、实验电路 74LS160集成同步十进制加法计数器实验电路如

18、图1所示。74LS191二进制加/减同步计数器实验电路如图2所示。 图1 74LS160 仿真图图2 74LS191仿真图四、实验步骤1） 由74LS160构成的十进制加法同步计数器仿真实验步骤（1） 按图1 所示连接电路（2） 按A ，B，C，D键切换CLR ，LOAD，ENT，ENP接高电平或低电平，打开仿真开关，观察数码管显示的输出信号，验证各控制端的功能。2）由74LS191构成的二进制加/减同步计数器仿真实验步骤。（1）按图2所示连接电路（2）按A，B，C键切换CTEN，U/D，LOAD的高低电平，同时观察数码管显示的输出信号，验证各控制端的功能。五、实验报告 1、理解74LS160

19、和74LS191的逻辑功能 2、用74LS160和74LS00连成六进制计数器，并画出电路图。实验十 555应用电路仿真试验一、实验目的和要求1、用555定时器设计一个多谐振荡器，观察输出信号波形。2、用555定时器设计一个单稳态触发器，观察在输入脉冲的作用下电路状态的变化。3、用555定时器设计一个施密特触发器，观察电路的输入，输出波形，并分析其电压传输特性。4、 掌握由555定时器构成的各种应用电路。二、实验原理以555定时器为核心的各种应用电路具有结构简单，性能可靠，外接元件少等优点。典型的应用电路有多谐振荡器，单稳态触发器，施密特触发器等。555定时器的引脚如图1所示，555定时器的功能如图2所示THRTRIRSTOUTDIS放电管T××低电平低电平高电平导通大于2/3VCC大于1/3VCC高电平低电平高电平导通小于2/3VCC大于1/3VCC高电平原状态原状