数字电路7大基础实验

1、实验一门电路逻辑功能及测试 、实验目的1了解实验箱各局部的功能，并熟悉其使用方法。2 熟悉门电路的外形和引脚以及逻辑功能。3学习集成电路的测试方法及示波器使用方法。、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74LS20四输人端双与非门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各引线用途.3了解双踪示波器使用方法.四、实验箱介绍实验箱由电源、电平显示、信号源、芯片插座、逻辑开关等局部组成。1电源局部输出DC +5V、+1.25V+15V直流稳压电源各一路。两路均设有短路报

2、警功能，电源在短路时自动 将电源与已经短路的电路断开，当短路故障排除后，按下报警复位开关即可恢复供电。2、显示局部电平指示由10组发光二极管组成，用+ 5V接电平输入时灯亮为正常。用GND地接电平无输出显示为正常。数字显示由 2位7段LED数码管及二-十进制译码器驱动器组成。分译码输入端和段 位显示输入端高电平有效。LED电屮指示一3、信号源局部分单脉冲和连续脉冲 2局部，单脉冲开关为消抖动脉冲；连续脉冲分为2组，一组为4路固定频率脉冲，分别为 200kHZ、100kHZ、50kHZ、25kHZ;另一组为：1Hz5kHz连续可调方波。4、逻辑电平开关由10组逻辑电平开关组成S0-S9，逻辑开关

3、用于输出逻辑电平“ 1和“ 0。接电平指示，并 左右拨动开关H为高电平+5V, L为低电平0V，那么红绿灯相应亮灯。用一组4位逻辑开关分 别接数码显示的译码输入 ABCD 8421BCD,拨动开关组合，输入00001001 ,那么数码显示为 09。芒樽电牡J8L-®H I,IsflwIH L|L5、集成块插座插座为双列直插或多列直插，集成块引脚数和引脚号须与插座相符，上左下右对角一般为正、负电源特殊除外，电源负端接 GND即可10个14脚、3个16脚、1个20脚。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，按自己设计的实验接线图接好 连线，特

4、别注意 VCC及地线不能接错。线接好后经实验指导 教师检查无误方可通电实验。实验中改动接线须先断开电 源，接好线后再通电实验。1测试门电路逻辑功能1。选用双四输入与非门 74LS20 只，插入插座2。将电平开关按表1 . 1置位，分别测输出电压及逻辑状态.按图1. 1接线、输入端接 S1S4电平开关输出插口。输出 端接电平显示发光二级管D1D8任意一个表1. 1输入输出1234Y电压VHHHHLHHHLLHHLLLHLLLL2 逻辑电路的逻辑关系1.用74LS00按图1。3接线，将输人输出逻辑关系分别填人表1 . 3中,表1.3输入输出ABLLLHHLHH-TLH- 3 .利用与非控制输出。用

5、一片74LS00如图1. 4接线,S接任一电平开关.用示波器观察S对输出脉冲的控制作用.表1。4S输出波形014、选作参照内容1，自制表格，完成对 74ls86,74ls04的测试.五、实验报告1 按各步聚要求填表并画逻辑图。2. 答复以下问题：1怎样判断门电路逻辑功能是否正常？2与非门一个输人接连续脉冲.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？实验二组合逻辑电路的分析和设计一、实验目的1熟识常用逻辑门的使用方法。2。掌握组合逻辑电路的分析与测试和设计。二、实验仪器及材料74LS00与非门2片 74LS86 异或门1片 74LS54与或非门1片74LS04六反相器1片 74LS2

6、0四输入端双与非门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1、分析、测试全加器的逻辑功能电路采用一片74LS00和一片74LS86连接。输入信号 A、B Ci-1用逻辑电平开关实验箱右下方 输出信号X1、X2、S Si、Ci连接LED显示实验箱右上方，“红为1, “绿为0将测试结果 填入真值表和卡诺图中，求出逻辑表达式。A1BiCi-isSicULuU1010u11IIU.n111L11112、组合逻辑电路设计1设计一个三人无弃权表决逻辑电路。2设计一个四位奇偶校验电路。要求当四位数码有奇数个1时

7、，输出为1,否那么输出为0。3设计一个1位二进制数值比拟器逻辑电路。4设计一个将十进制数09的8421码转换为格雷码的逻辑电路。5设计一个信号优先顺序逻辑电路。要求信号A、B、C在同一时间内，只允许一个信号通过,假设有两个或以上信号出现，那么按A、B C顺序通过。任选2题设计。按给定逻辑门任选。写出电路设计过程，绘出设计线路图五、实验报告1整理实验数据、图表，分析真值表，转化为卡诺图，化简最简逻辑表达式并对实验结果进行分 析讨论。2、写出设计过程功能真值表、卡诺图分析、逻辑表达式化简，画出设计的电路图，记录结果。实验三译码器和数据选择器的应用、实验目的1 、掌握译码器的逻辑功能及其使用方法。2

8、 、了解译码器的一些应用电路。3 、熟悉选择器的使用方法。、实验仪器及兀器件1、数电实验箱2、数字万用表3、兀器件：74LS138译码器74LS20四输入端双与非门74LS153 双4选1数据选择器三、实验内容1、简介74LS138为双列直插16脚3 8线译码器，弓I脚及功能表见右。使能端：S仁1,使能；S1=0,禁止。S2=S3=0,使 能; S2、S3任一端为1,禁止。输出 Y0Y7为低电平有效。Vcc74LS13BVIYJYHY4 VS14,1312111 IQ ,114A%柠2B.1/刚片片比E*4 F；X1XXXX1111111XX1XXXi11i11110XXXXX11911111

9、I000001L911111I0000110911111H001011a1111U00)111n0J111I01曲011ij01111«101119110111a1101111114J114°1|1111111103.12、功能测试将地址和使能端与逻辑开关连接，输出端与电平指示连接。按上表逐项测试74LS138的逻辑功能。3、应用电路产生逻辑函数用1片74LS138和根本逻辑门产生函数 电路自拟：L1 AC ABC ABCL2 AB ABC4、数据选择器的测试及应用1将双4选1数据选择器7LS153参照图4. 2接线.测试其功能并填写功能表2将学习机脉冲信号源中固定连续脉冲

10、4个不同频率的信号接到数据选择器4个输入端,将选择端置位，使输出端可分别观察到4种不同频率脉冲信号.3.分析上述实验结果并总结数据选择器作用。丄74LS1531 K« A电平1 1 o 3 v 1aA1毛.4I C250KHS _s1 c 12C2JLL-Z5KHzi £ a2C 1IL?1 Y2匚Pilly'示波器-SUQ2V选择端数据输入端输出控制输出B AC0C1C2C3GYX XX X X XHL LL X X XLL LH X X XLL HX L X XLL HX H X XLH LX X L XLH LX X H XLH HX X X LLH HX X

11、 X HL四、实验报告1写出电路设计过程，画出实验内容3、4的接线图。2设计出对应电路，对实验结果进行分析、讨论3总结译码器和数据选择的使用体会。表4.1S；RdQQ01111o11、实验目的实验四触发器1熟悉并掌握 R S、D、J K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.1双法示波器 2、数字万用表3 .器件 74LS00二输人端四与非门1片74LS74双D触发器1片74LS73 JK触发器1片三、实验内容、实验仪器及材料1根本R S触发器功能测试：两个TTL与非门首尾相接构成的根本 R SFF的 电路如图4.1所示.

12、1试按下面的顺序在 Sd , Rd端加信号：Sd =0Rd=1Sd =1Rd=1Sd =1凡=0Sd =1Rd=1QRd图4.1 根本R S FF电路观来并记录FF的Q、Q端的状态，将结果填入下表4.1 中.2Sd端接低电平.Rd端加脉冲。3Sd端接高电子.Rd端加脉冲。4连接Rd、Sd，并加脉冲。记录并观察2、3、4三种情况下，Q, Q端的状态.从中你能否总结出根本R 一 SFF的Q或Q端的状态改变和输人端 Sd , &的关系。5当Sd、R,都接低电平时，观察 Q、Q端的状态。当Sd、R,同时由低电平跳为高电 平时，注意观察 Q、Q端的状态，重复 35次看 Q、Q端的状态是否相同，以

13、正确理解“不定 状态的含义。2 维持一阻塞型D触发器功能测试双D型正边沿维持一阻塞型触发器74LS74的逻辑符号如图 3. 2所示。图中Sd、Rd端为异步置1端，置0端或称异步置位，复位； 端.CP为时钟脉冲端。试按下面步骤做实验：门分别在Sd、Rd端加低电平，观察并记录Q、Q端的状态。2令Sd、Rd端为高电平，D端分别接高，低电平，用点动脉冲 作为CP，观察并记录当 CP为0、f、1、J时Q端状态的 变化。图4.2 DFF逻辑符号3当Sd =Rd =1、CP = 0或CP=1丨.改变D端信号，观察Q 端的状态是否变化？ 整理上述实验数据，将结果填入下表4. 2中.4令Sd = Rd =1，将

14、D和Q端相连，CP加连续脉冲，用双踪示波器观察并记录Q相对于CP的波形.表4. 2SdRdCPDQn-n 1Q01XX0110XX011100111J1013. 负边沿J K触发器功能测试图4.2双J K负边沿触发器 74LS73芯片的逻辑符号如图 自拟实验步骤，测试其功能，并将结果填入表中.1.在74LS73中任取一 JK触发器按右图连接。2.输入端 J、K、CLR 接逻辑开关，CLK端接单脉冲。输出端 Q、Q接电平指示。3.将测试结果填入表中。Qn=0 , Qn=1，分别表示触发器的初始状态，Qn+1表示次态，即表中要填的数据4. J、K 输入“ 1 ，CP 分别 1Hz 和1kHz脉冲，

15、用电平指示或示波器观察CP、Q的波形并记录。JKCPQ+1Q=0Q=10011 00111 01011 01111 03. 应用电路，用74LS73组成单脉冲发生器电路自拟。要求：用1Hz脉冲和手控触发脉冲分别作两个JK触发器的CP输入。手控送出一个脉冲,那么发生器输出一个与手控脉冲长短无关的单脉冲。四、实验报告1、列表整理实验所用触发器的逻辑功能。2、总结实验波形，说明触发器的触发方式。3、设计应用电路及其实验结果。实验五计数器的设计一、实验目的1 学习用触发器构成计数器的方法2 掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法3 运用集成计数器构成1/N分频器二、实验设备与备件1、数电实验箱

16、2、双踪示波器3、数字万用表4、电子器件 74LS7474LS192 X 274LS00三、实验内容1 .用74LS74触发器构成2位二进制异步加法计数器。图5.1Q0、(1) 按图5.1连接，RD接至逻辑开关输出插口，将低位 CPO端接单次脉冲源，输出端Q1接逻辑电平显示输入插口，各Rd、Sd接高电平+5V。(2) 清零后，逐个送入单次脉冲，观察并列表记录Q0 Q1状态。(3) 将单次脉冲改为1Hz的连续脉冲，观察 Q0 Q1的状态。(4) 将1Hz的连续脉冲改为1KHz，用双踪示波器观察 CP、Q1、Q0端波形。按实验(5) 将图5-1电路中的低位触发器的 Q端与高一位的CP端相连接，构成

17、减法计数器， 内容2), 3), 4)进行实验，观察并列表记录Q0-Q1的状态。2. 测试74LS192同步十进制可逆计数器的逻辑功能。Vcc 6BOLD E3 丁l?i Q 5 CPD CPU Q- 5 CM)图5.2 74LS192 管脚图输入输岀CR"ldCPi；LPp66DDoQiQiQiQujXXXXxXX000000XXdcb0dcba0h1XXXX加计数01儿XXXX表5.1去除令CR=1，其它输入为任意态，这时Q3Q2QIQ0 = 0000，译码数字显示为 0。去除功能完成后，置CR = O(2) 置数CR = O, GPu , CPD任意，数据输入端输入任意一组二进

18、制数，令LD = 0，观察计数译码显示输出，置数功能是否完成，此后置LD = 1。(3) 加计数CR = 0, LD = CPD = 1, CPu接单次脉冲源。清零后送入10个单次脉冲，观察输出状态变化是否发生在CPu的上升沿。(4) 减计数CR = 0, LD = CPu = 1, CPD接单次脉冲源。参照 3)进行实验。3 设计一个60进制加法计数器并进行实验。四、实验预习要求1 复习有关计数器局部内容2.绘出各实验内容的详细线路图3拟出各实验内容所需的测试记录表格4查手册，给出并熟悉实验所用各集成块的引脚排列图五、实验报告1 画出实验线路图，记录、整理实验现象及所得的有关波形。对实验结果

19、进行分析。2总结使用集成计数器的体会。实验六 555时基电路、实验目的1掌握555对基电路的结构和工作原理学会对此芯片的正确使用。2 学会分析和测试用 555时基电路构成的多谐振荡器单稳态触发器，RS触发器等三种典型电路。二、实验仪器及材料1示波器2器件NE556 ,或LM556 , 5G556等双时基电路1片二极管1N41482只电位器22K IK2只电阻、电容假设干扬声器一支三、实验内容1. 555时基电路功能测试本实验所用的555时基电路芯片为 NE556 同一芯片上集成了二个各自独工的 555 时基电路，图中各管脚的功能简述如下：TH高电平触发端：当TH端电平大干2/3VCC,输出端O

20、UT呈低电平.DIS端导通。TR 低电平触发端：当 TR端电平小于1。3VCC时.OUT端呈现高电平.DIS端关断。R复位端：R=0 OUT端输出低电平.DIS端导通。VC控制电压端：VC接不同的电压值可以改变 TH。 TR的触发电平值。DIS放电端：其导通或关断为 RC回路提供了放电或充电的通路。OUT输出端：表6. 1THTRROUTDISXXLL导通> 2/3Vcc> 1/3 VccHL导通v 2/3Vcc> 1/3VccH原状态原状态v 2/3Vccv 1/3VccHH关断芯片的功能如表 6.1所示管脚如图6.1所示功能简图如图6.2所示。1按图6.3接线可凋电压取自

21、电位器分压器。2.按表6.1逐项测试其功能并记录。2.555时基电路构成的多谐振荡器，电路如图6.4所示。UC1R1TUJ 匡TT)IF1TH2R2 UT2TR2R1 = 15K Q图6.2时基电用功能简图图6.4多诺振荡器电路R2 = 5K Q33 F2.用示波器观察并测量 OUT端波形的频率。和理论估算值比拟.算出频率的相对误差值。3.假设将电阻值改为 R1=5K Q. R2=10 K Q.电容C不变，上述的数据有何变化?4。根据上述电路的原理.充电回路的支路是R1R2R1，放电回路的支路是 R2C1，将电路略作修改增加一个电位器Rw和两个引导二极管，构成图9. 5所示的占空比可调的多谐振

22、荡器。q=其占空比为改变Rw的位置.可调节 q值。合理选择元件参数电位器选用22K Q.使电路的占空比 q=0 . 2，调试正脉冲宽度为0 . 2ms。调试电路，测出所用元件的数值，估算电路的误差。3. 555构成的单稳态触发器TK3讥 一r = ClTRTH图6.5占空比可调的多谐振荡器电路图6.6单稳态过发器电路实验如图6.6所示。1.按图9.6接线，图中 R=10 K Q ,C仁0 . 01卩F,V1是频率约为 10KHZ 左右的方波时，用双踪示波器观察 OUT端相对于V1的波形.并测出输出脉冲的宽度T。2.调节 V1的频率分析并记录观察到的OUT端波形的变化。3.假设想使Tw=10卩S

23、,怎样调整电路?因出此时各有关的参数值。5. 应用电路图6.8所示用556的两个时基电路构成低频对高频调制的救护车警铃电路。I.参考实验内容 2确定图6.8中未定元件参数.2.按图接线，注意扬声器先不接。3.用示波器观察输出波形并记录.4.接上扬声器，调整参数到声响效果满意。16KTI?J3bC VJtTrtlTU20® OUT?图 6.8 用时基电路组成警铃电路6时基电路使用说明556定时器的电源电压范围较宽，可在-5 -16V 范围内使用假设为 CMOS 的 555芯片那么电压范围在， +3 一 +18V 内电路的输出有缓冲器 因而有较强的带负载能力， 双极性定时器最大的灌电流和

24、拉电流都 在 200mA 左右因而可直接推动 TTL 或 CMOS 电路中的各种电路包括能直接推动蜂 呜器等器件。本实验所使用的电源电压 Vcc=+5V 。四、实验报告 1按实验内容各步要求整理实验数据。2画出实验内容 3和 5中的相应波形图。 3画出实验内容 5 最终调试满意的电路图并标出各元件参数。4总结时基电路根本电路及使用方法。实验七数字电子技术综合设计实验数字电子综合设计实验课说明：1、次综合实验是在学生掌握了数字电子技术的根本理论知识根底上进行的。2、次综合设计实验首先提出设计要求，要求学生自行设计电路，实现要求，分根本和扩展要 求实现因材施教。3、效地学生对数字电路知识的学习稳固

25、、设计及综合应用。学会复杂数字系统的调试、测试 方法。4、求学生对下面两个题目进行选择设计。完成其中一个整个设计任务。实验题目1:简易交通灯控制电路一、实验目的：1. 学习数字电路中触发器、单稳态触发器、时序计数、组合逻辑、译码显示等单元电路的 设计及综合应用。2. 学习复杂数字系统的调试、测试方法。二、实验任务：一根本要求：设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道集合成十字路口，在每个入口处设 置红、绿、黄三色信号灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮那么停止行驶给行驶中的车 辆有时间停在禁行线以外。两者交替允许通行。主干道每次放行40秒，支干道每次放行 30秒，设立40秒、3

26、0秒计时、显示电路。在每次由绿灯亮转换到红灯亮的过程中，要亮10秒钟的黄灯作为过渡。二扩展要求：1 用红、绿、黄发光二极管作信号灯，用逻辑开关作检测车辆是否到来的的信号。主干道处 于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干 道亮绿灯时，主干道亮红灯；2 40秒、30秒、10秒的定时信号，可用倒计时实现，要求使用尽可能少的器件三设计要求及设计方案提示：1. 40秒、30秒、10秒的定时信号，可用顺时计时，也可用倒计时，计时起始信号由主控电路给 出，定时结束信号也输入到主控电路，由主控电路点亮或关闭三色信号灯或启动另一计时电路。2. 主控电路是核心，它是一个时

27、序电路，它的输入信号为：40秒、30秒、10秒的定时信号；可用下面的四个状态描述状态主干道支干道间时So绿灯亮，允许通行红灯亮，禁止通行40秒S1黄灯亮，停车红灯亮，禁止通行10秒S2红灯亮，禁止通行绿灯亮，允许通行30秒S3红灯亮，禁止通行黄灯亮，停车10秒三、综合实验安排:1.从电工电子实验中心网站上下载实验任务书: /dgdz1.按任务书要求自行设计电路、用EWB软件进行仿真验证设计。2.利用实验箱进行电路设计、验证设计。3.进行设计总结分析。四、 报告内容：1. 实验题目2. 实验目的3. 实验设备画出一个实现电路功能的大致框图。设计出框图中各局部逻辑电路，可用中、小规模集成电路，也可

28、用中规模集成电路连接而成。对各局部电路的工作原理应作出说 明。最后，画出整个设计电路的原理电路图，并说明电路工作原理。1. 实验总结或体会，提出合理化建议实验题目 2：四 路 抢 答 器 电路一、实验目的：1. 学习数字电路中触发器、单稳态触发器、时序计数、组合逻辑、译码显示等单元 电路的设计及综合应用。2. 学习复杂数字系统的调试、测试方法。二、 实验任务：根本要求：设计一个 4 组抢答电路， 要求抢答电路有防抖开关实现， 能判断出抢答者同时能排除其它组 的干扰信号，闭锁其它各路输入，使其它组再按开关时失去作用，对抢中者有声、光显示。主持人 设有开始、去除按键，只有主持人按下开始后才可抢答；

29、主持人按去除键复位系统。扩展要求：加设答复计时功能，显示时间精确到秒，最长限时为30 秒。三、综合实验安排：1. 从电工电子实验中心网站上下载实验任务书 /dgdz 2。按任务书要求自行设计电路、用EWB软件进行仿真验证设计。3利用实验箱进行电路设计、验证设计。4进行设计总结分析。四、实验报告内容：1、实验题目2、实验目的3、实验设备4、预习要求画出一个实现电路功能的大致框图。设计出框图中各局部逻辑电路，可用中、小规模集 成电路，也可用中规模集成电路连接而成。对各局部电路的工作原理应作出说明。最后， 画出整个设计电路的原理电路图，并说明电路工作原理。1、 实验总结或体会，提出合理化建议。E算-3?Mm3Sy t TAI JM -w t 些.-FUTLrn-IBJn-JTU"心成J一 .Het 4 J 5 1 3?_- K* _? f i !o-s1dr-2叫巨as E-eJ- QL-«dgssJC ¥T 冒蛊rti 3- m 3 T- 3 mfi-v