新编数字电路及其应用教材

1、数字电路及其应用序言:当你打开一台高清晰度的液晶电视机的后盖时，当你拆开一部功能齐全的手机时，当你拆开自己的笔记本电脑时,你所看到的电路板已经不再是密密麻麻的分立元件,而是排列整齐的一个个IC（集成）芯片,有的芯片集成了几十个电子元器件,有的集成了几十万个电子元器件(例如:奔腾CPU就集成了38万之多的电子元器件),而这些芯片只认识“0”和“1”我们把能够处理“0”和“1”的电路称之为数字电路,二十一世纪电子产品全面进入数字化时代,数码电子产品将取代模拟电子产品是大势所趋,所以学好数字电路是十分重要的。我们编写数字电路及其应用这本教材注重了两个方面:第一,打牢基础。学生要掌握基本知识点,弄懂基

2、本模块功能。第二,学会基本应用。学生能够应用所学的知识制作一件小的电子作品。我们将数字电路的基础知识点溶进三个模块,共九个任务，达到“边做边学”,在“做”中学，以“工作任务”牵引理论学习，注重技能培养。一、模块设置数字电路基础项目九、LED彩色流水灯项目十、数 字 钟附件：知识拓展 项目八、路抢答器集LED彩色流水灯、数字钟于一体的创新作品 图一 课程模块示意图二、知识导学我们将每一个模块设置为若干个任务，按照以下流程学习（如图二）。以学生为主体，以工作任务为牵引，在任务学习中渗透相关知识点。识读电路图功能调试查阅元器件参数硬件组装设计硬件购置元器件工艺完善考核评价 图二 课程学习导向图三、学

3、生作品样图（图三）图三 04数字电子与计算机应用专业（中技）学生初学作品四、产品功能介绍1、像节日彩灯。绚丽多姿，十分美丽。2、像时钟。显示精确的时、分、秒。3、是闹钟。随时为你设置闹钟。4、是音乐盒。定时为你播放音乐，解除你一日的疲劳。产品的成功制作，让你体验成功的喜悦，欣赏自己的作品，让你品味学习知识的乐趣，如果当成礼物送给朋友，会让你自信心增强。行动起来吧！让我们一起走进这神奇的数码世界吧！本教材附有光盘一张，内容包括：proteus仿真软件和本教材中的主要电路的仿真,通过仿真演示使学生首先了解电路功能,提高学生的学习兴趣。五、学习寄语学习数字电路及其应用要请紧紧抓住IC芯片功能的理解和

4、应用，切勿深纠其内部元器件的工作原理，如前所述，一个芯片可能有几十、几百、几千几十万个电子元器件，可见其复杂程度，但是一个芯片外部引脚只有几个、十几个、几十个，显然就简单的多了，学习数字电路只要紧紧抓住信号是“0”和“1”，电路是芯片的逻辑功能，你就可以随心所欲的设计制作自己喜爱的电子小作品，提高自己的专业技能，为下一步专业课程的学习打下良好基础。目 录序言-1项目八：设计制作4路抢答器-5 任务一：基本门电路功能测试-6 任务二：组装4路抢答器-31 兴趣制作实用8路抢答器-34项目九：设计制作迷你LED循环彩灯-40 任务一：555定时器的应用-42 任务二：寄存器的功能测试-50 任务三

5、：整机电路组装与调试-70项目十：设计制作数字钟-72 任务一：编码电路的功能测试-73 任务二：译码与显示电路的功能测试-81 任务三：计数器的功能测试-89 任务四：整机电路组装与调试-96附：数字电路的知识拓展-98项目八、设计制作路智力抢答器8位选手抢答按钮号码显示管主持人复位按钮下图8.1.1是一个8路抢答器(学生自创作品)电路原理图，我们先学习设计制作4路智力抢答器的目的是弄懂基本门电路的工作原理，4路抢答器不用专门制作成产品，可利用实训场室的逻辑测试仪搭建电路，验证逻辑功能，弄懂门电路的工作原理。图8.1.1 八路抢答器仿真电路图8.1.1是一个8路抢答器(学生自创作品)电路原理

6、图要想做一个实用8路抢答器，首先要学习基本门电路，要想懂得基本门电路的工作原理，我们先学习最简单的四路抢答器，通过实验加以功能验证，不要以它做成作品，学习四路抢答器的目的就是从基础学起，由浅入深，循序渐进。一、四路抢答器功能简介：1、四位选手中有哪一位先抢到，其他三位就抢答无效；2、哪一位选手先抢到则“主持人”的灯和该位选手的灯就亮， 下面是proteus仿真电路图，可以打开本教材附带的光盘，在老师的指导下进行电路功能的仿真演示。图8.1.2 四路抢答器原理电路图从原理电路图我们可以看到,该简易抢答器由五个门电路、五个指示灯及四个按键开关组成。作品名称任 务四路抢答器任务一、基本门电路功能测试

7、任务二、四路抢答器电路组装兴趣制作、制作实用8路抢答器任务一、基本门电路功能测试 门电路是数字电路的最基本单元，就像模拟电路中的电阻、电容、二极管、三极管一样，数字电路都是由三种基本门电路构成的，那我我们首先学习基本门电路吧！一、任务书项目名称4路抢答器任务名称基本门电路功能测试任务编号QDQ 01班级名称姓 名教学目标一、知识目标：1、了解数字信号的概念；2、了解数字电路的特点，；3、懂得数制的转换；4、懂得基本门电路的逻辑功能。二、技能目标：1、会查阅数字集成电路手册，能根据逻辑功能选用集成芯片和可替代的集成芯片；2、会使用逻辑测试仪测试集成芯片的逻辑功能。 任务操作步骤第一步：学习基本数

8、字电路的基本知识第二步：基本门电路的功能分析第三步：查阅74LS00、74LS04、74LS20 、74LS86芯片参数。第四步：在逻辑测试仪上搭建逻辑电路第五步：验证逻辑门电路的逻辑功能第六步：填写测试报告任务要求2-3人一组，协作完成任务。综合评价知识能力技能能力二、数字电路的基本知识（一）数字信号的概念只要注意一下我们的周围,就不难发现，现在人们的日常生活已经离不开计算机了。如果没有计算机就不能从ATM提取现金,也不能进行各种网上交易等。信息数字化,使得广播及通信多频道化、双向化和多媒体化。相对模拟信号而言,数字信号不易失真,在传送过程中不易受到干扰,能有效地利用计算机进行各种处理,而且

9、数字化的数据及信息还能被简单可靠地存储。数字化的应用在我们的生活中无处不在。而我们平时所接触的几乎都是模拟信号,如风、 气温、光照、说话的声音、听到的音乐、歌声等。我们如何将生活中的物理量实现数字化呢? 这就是我们将要研究的数字电路问题。1、模拟信号与数字信号之间的传输如图8.1.3所示,利用传统的电话线,即采用模拟传送线路的通信方式进行信息传递(EP 上网)还是许多家庭正在使用的一种方式。此种方式只能在1条通道上传递信息,因此用计 算机进行数据传递时,还要通过MODEM与传统的电话线路的模拟传送通路相连接,需将模 拟信号转换为数字信号。A/D转换电话机100001011101声音模拟信号数字

10、信号处理信号结果A/D转换电话机100001011101声音模拟信号数字信号处理信号结果图8.1.3模拟信号与数字信号之间的传输传统电话线传输的是声音信号,计算机处理的是数字信号。我们将这两种信号以工作的变化将点划分,一类为模拟信号,另一类为数字信号。2、模拟信号：在时间上和数值上连续的信号称之为模拟信号。如声音、温 度、压力等电信号就是模拟信号。tu图8.1.4 模拟信号对模拟信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。3、数字信号：在时间上和数值上不连续的（即离散的）信号,例如 常用"。"与"1"表示,反映在电路中就是高电平与低电平两种状态的信号。tu

11、图8.1.5 数字信号对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。4、数字电路的特点数字信号简单,只有0和I两个基本数字,反映在电路中就是高电平与低电平两种 状态,电路结构简单,对元件的精度要求不高,便于善美成和制造,价格便宜等。数字电路中,半导体管均处于开关状态,并利用管子的饱和与截止来表示数字信号 的高、低电平。因此数字系统具有工作可靠性高、抗干扰能力强等优点。 数字电路中侧重研究输入、输出的0、1序列间的逻辑关系及其所反映的逻辑功能。 数字电路分析所使用的数学工具主要是逻辑代数。数字电路具有算术运算和逻辑运算能力,可用在工业中进行各种智能化控制,减轻 劳动强度,提高产品质量。方波5、

12、常见的脉冲信号图8.1.6 常见的脉冲信号6、 脉冲信号的基本参数脉冲幅度Um脉冲信号变化的最大值,单位为伏(V)。脉冲周期T:在周期性脉冲中,相邻两个脉冲波形重复出现所需要时间。脉冲频率f:单位时间的脉冲数,f=1/T。单位为赫兹(HZ)。图8.1.7 常见的脉冲信号知识拓展：数字电路的分类（1）按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每片数十器件）、中规模（MSI，每片数百器件）、大规模（LSI，每片数千器件）和超大规模（VLSI，每片器件数目大于1万）数字集成电路。集成电路从应用的角度又可分为通用型和专用型两大类型。（2）按所用器件制作工艺的不同：数字电路可分为双极型（TTL型）和单

13、极型（MOS型）两类。（3）按照电路的结构和工作原理的不同：数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路没有记忆功能，其输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路以前的状态无关。时序逻辑电路具有记忆功能，其输出信号不仅和当时的输入信号有关，而且与电路以前的状态有关。知识点归纳：数字信号的数值相对于时间的变化过程是跳变的、间断性的。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。模拟信号通过模数转换后可以变成数字信号，即可用数字电路进行传输、处理。（二）、数制的概念数制是计数进位制的简称。（1） 进位制：表示数时，仅用一位数码往往不够用，必须用进位计数的方法组成多位数码。多位数码每一

14、位的构成以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制，简称进位制。日常生活中采用且是使进制数,在数字电路中和计算机中采用的有二进制、八进制、十六进制等。（2）基 数：进位制的基数，就是在该进位制中可能用到的数码个数。（3）位 权（位的权数）：在某一进位制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数。权数是一个幂。1.十进制十进制数是人们最习惯采用的一种数制。十进制数是用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 十个不同数字,按一定规律排列起来表示的丁数。10是这个数制的基数。向高位数的进位规则 是“逢十进一”，给低位借位的规则是“借一当十”，数码处于不同位置

15、(或称数位),它所代 表的数量的含义是不同的。103、102、101、100称为十进制的权。各数位的权是10的幂。即：(5555)105×103 5×1025×1015×100又如：(209.04)10 2×102 0×1019×1000×1014 ×102任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码与其对应的权的乘积之和，称权展开式。同样的数码在不同的数位上代表的数值不同。数位上的数码称为系数，权乘以系数称为加权系数。2、二进制数二进制的数码只有两个 :0 和 1 。因此其基数为 2, 每个数位的位权值

16、是 2 的幕。 J 计数方式 遵循 “逢二进一” 和 “借一当二” 的规则。按照十进制数的一般表示法 , 把 10 改为 2 就可得 到二进制数的一般表达式。如：(101.01)2 1×22 0×211×200×211 ×22 (5.25)103、八进制运算规律：逢八进一，即：7110，各位权为8的幂。八进制数的权展开式：如：(207.04)8 2×82 0×817×800×814 ×82 (135.0625)104、十六进制数码为：09、AF；基数是16，运算规律：逢十六进一，即：F110。十

17、六进制数的权展开式：如：(D8.A)16 13×161 8×16010 ×161(216.625)105、数制转换十进制数转换为二进制数将十进制整数转换为二进制数采用 “除2取余 , 逆序排列”法，即用 2 去除十进制整数 ,可以得到一个商和看余数 , 再用 2 去除商， 又会得到一个商和余数, 如此进行 , 直到商为零时为止 ; 然后把先得到的余数作为二选制数的低位 , 后得到的余数作为二进制数的高位 , 依次排列起来。小数部分采用基数连乘法，先得到的整数为高位，后得到的整数为低位。如：如何把十进制数44.375转换为二进制数? 所以：(44.375)10(10

18、1100.011)2 各种进制转换对照表表8.1.1各种进制对照表十进制数二进制数八进制数十六进制数0123456789101112131415000000000100010000110010000101001100011101000010010101001011011000110101110011110123456710111213141516170123456789ABCDEF请大家熟记最常用的十进制二进制十六进制之间的转换。（三）、编码计算机是使用二进制数进行运算处理信号的。我们通常要处理的对象有声音、数据、文字、图像以及符号等。而计算机只能处理 0 和 1 这两个二进制数 , 对于声音

19、、数据、文字、图像以及符号等不能直接进行处理。这些信息只有用二进制数来表示,计算机才能接受。所以,我们必须对信息采取二进制编码的形式进行处理。在电子计算机和数字式仪器中,往往采用二进制码表示十进制数。通常,把用一组 四 位二进制码来表示 一位十进制数的编码方法称作二一十进制码，亦称 BCD 码。四位二进制码共有十六种组合，可从中任取十种组合来表示09这十个数，根据不同的选取方法，可以编成多种BCD码。表8.1.2常用BCD编码表十进制数8421码余3码格雷码2421码5421码01234567890000000100100011010001010110011110001001001101000

20、1010110011110001001101010111100000000010011001001100111010101001100110100000001001000110100101111001101111011110000000100100011010010001001101010111100权8421无权无权24215421（四）课堂知识目标自测试（时间：1学时）一）填一填（每题4分，共40分）1、 逻辑变量和函数的取值有 和 两种可能。 2、十进制如用 8421BCD 码表吞 , 则每一位十进制数可用 来表示 , 其权值从高位到低位依次为 、 、 、 。3、 数字电路中工作信号的变

21、化在时间和数值上都是 。4、格雷码是一种 权码 , 而 8421 码是一种 权码。5、在时间上和数值上均作连续变化的电信号称为 信号；在时间上和数值上离散的信号叫做 信号。6、在正逻辑的约定下，“1”表示 电平，“0”表示 电平。7、用来表示各种计数制数码个数的数称为 ，同一数码在不同数位所代表的 不同。十进制计数各位的 是10， 是10的幂。8、按照进位方式来实现计数的，简称为 制。9、十进制整数转换成二进制时采用 法；十进制小数转换成二进制时采用 法。10、十进制数转换为八进制和十六进制时，应先转换成 制，然后再根据转换的 数，按照 一组转换成八进制；按 一组转换成十六进制。二）判断正误（

22、每题5分，共15分）1、8421BC码、2421BCD码和余3码都属于有权码。 （ ）2、二进制计数中各位的基是2，不同数位的权是2的幂。 （ ）3、格雷码相邻两个代码之间至少有一位不同。 （ ）三） 计算题（每题15分。共45分）1、将下列十进制数转换为二进制数。A.275 B.1038 C.4609 D.7632、将下列二进制数转换为十进制数。A.(100l)2 B.(10010111)2 D.(10010011)2 C.(1101101)23、将下列各数转换为 8421BCD 码。A.()2 B.(11011011)2 C.(251)10 D.(637)1O三、三种基本逻辑关系 （一）“

23、与”逻辑关系 我们把“条件” 和“结果” 之间的关系称为逻辑关系。基本逻辑关系有与逻辑、或逻辑和非逻辑, 能完成相应因果关系的逻辑电路称为逻辑门电路。下面是proteus仿真电路图，可以打开本教材附带的光盘，在老师的指导下进行电路功能的仿真演示。1、分析以下简单的直流电路：图8.1.8 与逻辑关系表8.1.3 功能表 表 8.1.4 真值表：我们把决定事件（Y）发生的所有条件（A，B，C，）均满足时，事件（Y）才能发生的逻辑关系，称之为与逻辑关系。其表达式为：Y=ABC。：归纳一句话:有“0”就出“0”,全“1”才出“1”。逻辑符号为：（二）“或”逻辑关系图8.1.9 或逻辑关系 表8.1.5

24、 功能表 表8.1.6 真值表：我们把决定事件（Y）发生的各种条件（A，B，C，)中只要有一个或以上条件具备，事件（Y）就发生，称之为或逻辑关系。表达式为：Y=A+B+C。 归纳一句话：有“1”就出“1”，全“0”才出“0”。 要强调一点：在数字逻辑运算中1+1+1+ =1。这是逻辑运算与数学运算不同之处。（生活小例子：例如,一家有三口人,每人有一把家里的钥匙,谁先到家谁就可以开门,但是只要有一个人已经打开了门,另外的成员再开门就没有了意义。）下面是proteus仿真电路图，可以打开本教材附带的光盘，在老师的指导下进行电路功能的仿真演示。图8.1.10 或逻辑关系仿真图（三）“非”逻辑关系 非

25、逻辑关系指的是逻辑的否定。当决定事件（Y）发生的条件（A）满足时，事件却不发生；条件不满足，事件反而发生。表达式为：。图8.1.11 非逻辑关系L=ABEAYREAYR 上述电路非常简单,开关合上,灯不亮,开关打开,灯却亮啦,这就是非逻辑关系.知识探究:是不是我们的数字逻辑电路中就是用以上开关控制的电路呢?当然不是了!这只是为了让大家理解“与”“或”“非”三种基本逻辑关系而采取的一种分析方法，我们在模拟电路中大家已经非常熟悉晶体二极管，它具有单向导电性，可以当成一个开关来使用，晶体三极管有饱和和截止状态，也可以当成一个开关来使用呀，所以逻辑门电路是由晶体二极管、晶体三极管或CMOS器件构成的。

26、YA1逻辑符号：（四）复合门电路将三种基本门电路进行组合就构成了复合门电路。如：把与门和非门组合就构成了“与非门”，1、与非门Y=AB1与门非门 逻辑符号: 图8.1.12 与非门电路下面是proteus仿真电路图，可以打开本教材附带的光盘，在老师的指导下进行电路功能的仿真演示。图8.1.13 与非门电路仿真结果图小任务:看谁做的好？请大家填写与非门逻辑电路的真值表；用一句话归纳与非门的逻辑功能。 表8.1.7与非逻辑真值表与非门电路ABY=AB00011011请将逻辑归纳为一句话：2、或非门将或门与非门组合就构成了“或非门”BA1Y=A+BA1或门非门BA1Y=A+B 逻辑符号:图8.1.1

27、4 或非门电路小任务:看谁做的好？1、请大家填写与或门逻辑电路的真值表；2、用一句话归纳或非门的逻辑功能。 表8.1.8与非逻辑真值表ABY=A+B00011011归纳： 3、知识拓展1：将“与”“或非“组合起来就构成了“与或非门”ABCD&&1Y8112与或非门的等效电路与门或非门逻辑符号 Y1&ABCD与或非门的逻辑符号Y=AB+CD4、知识拓展2：异或门电路的小应用： 在日常生活中，我们需要比较两个数字信号是否一样，那么用异或门就可以实现。异或门的逻辑表达式为： 表8.1.9异或门真值表ABY=AB000011101110功能描述：相同就出0，不同就出1。例：设：

28、当A=0100111 ， B=0100101时，则输出Y=0000010，通过对Y 中有多少个1的统计，就能计算出A和B中有几位不相同。最典型的应用就是比较发信端和收信端的数字信号有无变化，以判断数字信号在传输中有没有误码。（五）基本的逻辑运算公式表8.1.10基本的逻辑运算公式之一序号公式逻辑功能描述11*1=1任意多的1相“与”仍等于1， 推广：AA=A21+1=1任意多的1相“或”还等于1， 推广：A+A=A31*0=00和任意数相“与”就等于0， 推广：A0=041+0=1任意数和1相“或”就等于1， 推广：1+A=151 = 01的“非”就是0（0的“非”就等于1） 推广：A =A非

29、非率三、74LS00、74LS04、74LS20 、74LS86芯片参数 （一） 集成门电路用来实现基本逻辑关系的电子电路称为门电路，能实现“与”“或“”非“逻辑功能的门电路称之为基本门电路，有与门、或门和非门。按构成门电路的形式不同 , 可分为分立元件的门电路和集成门电路两类，集成门电路具有体积小、重量轻、工作可靠性高、抗干拢能力强及价格低等优点 , 目前己得到广泛使用。 因此我们重点介绍74LS00、74LS04、74LS20 、74LS86各种集成门电路的功能、性能指标、引脚排列及应用。1、74LS00：由四个独立的双输入端与非门电路 图8.1.15 74LS00芯片实物照片 图8.1.

30、16 74LS00内部电路结构TTL 集成逻辑门电路是由晶体管做成的逻辑门电路的简称。 TTL 电路产品型号较多 , 国外有美国德克萨斯公司 SN54/74 系列、摩托罗拉公司 MC5474 系列等 , 其中54为军用产品 ,74为工业产品 ( 主要包括标准型、高速型、低功耗型、肖特基型、低功就肖特基型等 ) 。由于TTL 集成电路生产工艺成熟、产品参数稳定、工作可靠、开关速度高 , 因此获得了广泛的应用。我国 TTL 系列产品型号也较多 , 如：T4000 、T3000 、T2000 等。国外 TTL 集成电路只要型号一致 , 其功能、性能、引脚排列和封装形式就一致。 知识探究 TTL与非门

31、电路的工作原理Y图8.1.17 TTL与非门电路中间级T4 A BR13kT3T2T1 R4100+VCC(+5V)T5R2750R3360R53k输入级输出级表8.1.11 TTL与非门功能分析表UAUBT1T2T3 T4T5Y0.3V0.3V截止截止导通截止3.6V0.3V3.6V截止截止导通截止3.6V3.6V0.3V截止截止导通截止3.6V3,6V3.6V导通导通截止导通0.3V 注:老师可以通过模拟仿真加以验证。2、74LS20：由两个4输入端构成的与非门集成芯片74LS30：是1个8输入端的与非门集成芯片 图 8.1.18 74LS20、74LS30内部电路结构 3、74LS04

32、由6个非门组成的集成芯片 74LS86 由4个异或门组成的集成芯片 图8.1.19 74LS04、74LS86 内部电路结构课后任务 :看谁最能干？在图书馆或在网上查阅具有与逻辑功能、或逻辑功能、与非逻辑功能、与或非逻辑功能和异或逻辑功能的芯片型号，看谁找得多而全？将查找的情况填在下表中。表8.1.12 任务表序号模块功能芯片型号TTL系列CMOS系列1与逻辑功能2与非逻辑功能3与或非逻辑功能4异或逻辑功能课堂作业:(建议1学时)一、判断正误题1、输入全为低电平“0”，输出也为“0”时，必为“与”逻辑关系。 （ ）2、或逻辑关系是“有0出0，见1出1”。 （ ）3、是逻辑代数的非非定律。 （

33、）二、选择题1、逻辑函数中的逻辑“与”和它对应的逻辑代数运算关系为（ ）。A、逻辑加 B、逻辑乘 C、逻辑非2、和逻辑式表示不同逻辑关系的逻辑式是（ ）。A、 B、 C、 D、三、计算题1、用代数法化简下列逻辑函数*2、(选作)用卡诺图化简下列逻辑函数 四、实训：（实训一）晶体管特性测试（6学时），实训指导书参照数字电路实训项目指导书项目一-金健老师主编。（实训二）门电路的功能测试（6课时）1、认识逻辑测试仪逻辑开关：拨上为原变量,拨下为反变量。数据开关:：拨上代表1，拨下代表0图8.1.20 逻辑测试仪实物图片 图8.1.21逻辑开关与数据开关(1)逻辑开关与数据开关 逻辑开关（LOGIC

34、SWITCHFS）：共4路逻辑电平。数据开关（DATA SWITCHFS）：共8路。各孔之间横向相通各孔之间纵向相通隔离槽,将上下隔开(2)插件区 图8.1.22逻辑仪插件区（3）电源与逻辑显示器 （4）时钟与延时逻辑指示灯“逻辑1”（高电平）灯就亮L1L8电源：直流12V、GND、12V、+5V时钟信号（CLOCK）：可产生100KHz、1KHz、1Hz方波 延时信号LINE SOURCE）：方波、200Hz。 图8.1.23 电源与逻辑显示器 图8.1.24 时钟与延2、高、低电平高电平和低电平是两种状态，是两个不同的可以截然区别开来的电压范围。TTL门电路在2.45V范围内的电压，都叫高

35、电平，逻辑用“1”来表示；而00.8V范围内的电压都称为低电平，逻辑用“0”来表示。3、实训要求电路要可靠连接，正确插、拔集成电路；电路器件布局合理、美观，使用万用表测量动作符合专业标准。 操作过程中要时刻注意人身安全，用电安全。逻辑测试仪上的各种拨动开关，机械强度较弱，操作时不宜用力过大，应使着力点在开关柄的根部，轻轻拨动，不可用力去扳开关柄端部，否则会降低开关的使用寿命。电路板的插孔内部的弹簧片弹力较弱，不可将直径过粗的导线、电位器引脚等直接插入，这样极容易造成，接触不良，使实验不能顺利进行。在插入集成电路时，要先用镊子将引脚调正；拔下集成电路时，要用使两端平衡拔出，以免将引脚折断。断电连

36、接电路，检查无误后通电。使用逻辑实验仪前，要先检查各开关、逻辑指示灯，电源电压。4、测试门电路的逻辑功能测试与非门的逻辑功能 将与非门74LS00插到面包板上，应将集成电路双排脚跨在隔离槽上，连线方法见图8.1.25所示。 图8.1.25 与非门逻辑功能测试电路连接图按表8.1.13的内容进行测试 表8.1.13 与非门逻辑功能表A1B1Y1A2B2Y2A3B3Y3A4B4Y400000000010101011010101011111111状态“0”对应的电压 V状态“1”对应的电压 V根据测试结果，写出逻辑表达式：Y1= ；Y2= ；Y3= ；Y4= 。测试异或门（74LS86）的逻辑功能填

37、表8.1.14 表8.1.14 异或逻辑门电路功能测试表 A1B1Y1A2B2Y2A3B3Y3A4B4Y400000000010101011010101011111111根据测试结果写出逻辑表达式：Y1= ；Y2= ；Y3= ；Y4= 。5、知识探究：复合逻辑电路如8.1.26所示A1B1Y1A2B2Y2图8.1.26 复合逻辑电路按照上图在逻辑仪上连接好电路测试逻辑功能,填写8.1.15A1B1Y1A2B2Y20000010110101111根据测试结果分析其逻辑功能：图a 。图b 。6、知识拓展：摩根定律： 大家用真值表加以证明利用与非门组成其他逻辑门电路。在逻辑电路设计时，如果没有需要的

38、逻辑门电路时怎么办？可以利用已有集成门电路进行变换得到所需要的逻辑功能的门电路。 利用与非门组成与门电路逻辑电路: 图8.1.27利用与非门组成与门电路请同学们用74LS00在逻辑仪上连接电路并验证逻辑功能。 利用与非门组成或门电路Y=A+B=A+B=A B &&&AB Y 逻辑电路： 图8.1.28利用与非门组成或门电路 请同学们利用74LS00在逻辑仪上连接电路并验证逻辑功能。7、 知识应用：观察与非门对输入脉冲的控制作用按图9.1.29（a）、（b）在逻辑仪上连接电路，输入端送入1KHz时钟脉冲，用示波器观察输出波形。图8.1.29 非门对输入脉冲的控制根据测试结

39、果填写实训报告表8.1.16 实训报告姓名班级学号日期实训(验)项目基本门电路指导老师实训(验)目的实训(验)设备及工具实训过程记录实训结果记录效果评价任务二：实训三(6学时)组装4路抢答器项目名称4路抢答器任务名称组装4路抢答器任务编号QDQ02班级名称姓 名教学目标一、知识目标：1、学会识读电路图；2、懂得抢答器的工作原理。二、技能目标：1、会在逻辑测试仪上将器件布放整齐、规范、美观；2、会使用逻辑测试仪进行功能测试； 任务操作步骤第一步：识读电路图第二步：在逻辑测试仪上布放元器件第三步：按照电路图正确连接电路第四步：在逻辑测试仪上验证电路功能第五步：填写测试报告任务要求2-3人一组，协作

40、完成任务。综合评价知识能力技能能力一、简易4路抢答器电路组装（一）识读4路抢答器电路原理电路图如图8.2.1所示。（二）、分析4路抢答器的工作原理先打开本教材附带的光盘，在老师的指导下进行电路功能的仿真，验证抢答器的功能。仿真验证图8.2.1仿真验证结果图分析4路抢答器的工作原理4 个4输入端与非门 U1A 、 U1B 、 U2A 、 U2B 的输出端标识分别为 A 、 B 、 C 、 D, 它和与非门U3A的输入端 1 、 2 、 3 、 4 对应连接线如图8.2.1所示 。下面分析智力抢答器的工作原理。在按键 SW1SW4 均处于释放状态时 , 各个与非门中与按键相连接的那个输入端经 1K

41、电阻接地 , 则该输入端可视为0电平 , 因此各个与非门的输出端 A 、 B 、 C 、 D 均为 1, 此时U3A的输入端 1 、 2 、 3、 4也均为 1, 与非门UA3输出 0, Q1截止，指示灯不亮，表示无人抢答。设按键 SW1 先被按下 , 与非门 U1A 输入高电平 1, 因 U1A 其余 3 个输入端原来己为 1, 所以这时输出为 A=0, 发光二极管 LED1 被点亮 , 提示处于 1 号台抢答状态。同时因与非门 U3A 有一输入端为低电平 , 故其输出为高电平 , 该高电平使三极管 T 饱和 , 指示灯亮，表示有人抢答了。 U1A 输出 A=0 的状态同时加到了 UIB、U

42、2A、U2B 门的输入端 , 因此这 3 个与非门处于关闭状态 , 它们的输出总为高电平 , 此时按键 SW2 、 SW3、 SW4不起作用 , 这就达到了抢答的目的。（三）组装工艺要求:按照图8.2.1进行电路的焊接连接（在逻辑测试仪上或万能板上布放元器件，搭接或焊接电路） 焊接组装工艺要求：1)电阻、发光二极管均采用水平安装，贴紧电路板。电阻的色环方向应该一致。2)三极管采用直立式安装，底面离印制板(5土1)mm。3)插件装配美观、均匀、端正、整齐、不能歪斜，要高矮有序。4)所有插入焊片孔的元器件引线及导线均采用直脚焊，剪脚留头在焊面以上(1土05)mm，焊点要求圆滑、光亮、防止虚焊、搭焊

43、和散锡。二、功能测试 1、测试流程：开 始仔细检查电路连接连接是否正确？上电检查否是 上电前检查接入直流电源12V按下SW1-SW4进行功能测试 功能是否达到要求？填写实训报告重新检查电路连接检查元器件质量 上电后测试： 2、填写实训报告 实训报告格式如表8.1.16 实训报告。SW1SW2SW3SW4D1D2D3D4D51000010000100001三、实用8路抢答器(项目制作:学生根据自己的兴趣采购器件,进行组装.)实用8路枪答器功能仿真演示：先打开本教材附带的光盘，在老师的指导下进行电路功能仿真，验证抢答器的功能。用门电路可以做一个枪答器，对于学习门电路很有帮助，但不是实用的，下面就是

44、一个实用8路枪答器，建议学生想做兴趣制作时可以做该枪答器。8位选手的按键开关主持人控制按键数码显 示图8.2.2 实用8路枪答器电路元器件清单:器件名称器件规格器件数量备 注器件名称器件规格器件数量备 注编码器741471个反相器40694个锁存器74LS3731个双投开关SW1个七段译码器45111个按钮开关CH8个LED数码管LED1个电阻10K8个电阻50欧姆1个与门74LS21131个六、知识拓展：其他类型TTL逻辑门在TTL电路中 , 还有其他功能的门电路 , 例如OC 门、三态门等。(1)OC 门前面介绍的典型 TTL 与非门是不能将两个或两个以上门的输出端并联在一起, 如图 8.2.3 所示。而实际电路中往往需要将两个或两个以上的与非门的输出 端并联在一起 , 我们称为”线与”,但是普通的与非门不能“线与”，直接并联可能会损坏门电路。图8.2.3