数字电路基础实验指导(十个)

1、基础实验部分实验一 集成逻辑门电路逻辑功能的测试一、实验目的1、熟悉数字逻辑实验箱的结构、基本功能和使用方法。2、掌握常用非门、与非门、或非门、与或非门、异或门的逻辑功能及其测试方法。二、实验仪器及设备1、数字逻辑实验箱 1台2、元器件： 74LS00 74LS04 74LS55 74LS86 各一块导线 若干三、实验内容1、测试74LS04（六非门）的逻辑功能将74LS04正确接入面包板，注意识别1脚位置（集成块正面放置且缺口向左，则左下角为1脚）重点讲解，按表1-1要求输入高、低电平信号，测出相应的输出逻辑电平。得表达式为表1-1 74LS04逻辑功能测试表1A1Y2A2Y3A3Y4A4Y

2、5A5Y6A6Y0101010101011010101010102、测试74LS00（四2输入端与非门）逻辑功能将74LS00正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-2要求输入高、低电平信号，测出相应的输出逻辑电平。得表达式为 表1-2 74LS00 逻辑功能测试表1A1B1Y2A2B2Y3A3B3Y4A4B4Y0010010010010110110110111011011011011101101101103、测试74LS55（二路四输入与或非门）逻辑功能将74LS55正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-3要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平，填入表中。（表中仅列出供抽验逻辑功能用的部

3、分数据）表1-3 74LS55部分逻辑功能测试表ABCDEFGHY000000001000000011000000101000000111000001001000001011000001101000001111000011110001000001100011110110100011111111100111111110本器件的逻辑表达式应为：Y=,与实侧值相比较，功能正确。4、测试74LS86（四异或门）逻辑功能将74LS86正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-4要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平。得表达式为Y=AB表1-4 74LS86逻辑功能测试表1A1B1Y2A2B2Y3A3B3Y

4、4A4B4Y000000000000011011011011101101101101110110110110四、实验结果分析（回答问题）若测试74LS55的全部数据，所列测试表应有256种输入取值组合。用实验箱、万用表作一个实验示范，并强调测试方法及万用表的用法。实验二 组合逻辑电路的实验分析一、实验目的1、学会组合逻辑电路的实验分析方法。2、验证半加器、全加器的逻辑功能。二、实验仪器及设备1、数字逻辑实验箱 1台2、元器件：74LS00、74LS20 各一块，74LS55、74LS86 各一块电阻及导线 若干三、实验线路图四、实验内容1、测试用与非门构成的电路的逻辑功能按图3-1接线。按下表

5、要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平，并填入表中。分析电路的逻辑功能为半加器，写出逻辑表达式为：Y=AB Z=AB2、测试用异或门和与非门组成的电路的逻辑功能按图3-2接线。按下表要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平，并填入表中。分析电路的逻辑功能为半加器，写出逻辑表达式为 Sn=AB Cn=ABABYZ0000011010101101ABSnCn00000110101011013、测试用异或门、非门和与或非门组成的电路的逻辑功能按图3-3接线。按下表要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平，并填入表中。分析电路的逻辑功能为半加器，写出逻辑表达式为：Sn=ABC Cn=AB+(AB)CAnBnCn

6、-1SnCn0000000110010100110110010101011100111111五、实验结果分析（回答问题）1、总结用实验来分析组合逻辑电路功能的方法为：按图接线，将输入的所有取值组合对应输出测出来，得到该电路的真值表，进而写出逻辑函数表达式，概述电路的逻辑功能 讲解74LS138的用法及数据选择器在微机控制等领域的应用。此为学生自拟实验由学生自拟，老师着重是辅导。实验三 数据选择器一、实验目的1、进一步熟悉用实验来分析组合逻辑电路功能的方法。2、了解中规模集成4选1数据选择器74LS153的应用。3、了解组合逻辑电路由小规模集成电路设计和由中规模集成电路设计的不同特点二、实验仪器

7、及设备1、数字逻辑实验箱 1台2、元器件：74LS00、74LS04 各1块，74LS20、74LS153 各1块导线 若干三、实验线路图四、实验内容（简单实验步骤、实验数据及波形）1、利用数字逻辑实验箱测试74LS151八选一数据选择器的逻辑功能，按图5-1接线，将实验结果记录在下表中。选通地址输入数据输入输出A2A1A0D0D1D2D3D4D5D6D7Y1XXXXXXXXXXX010000D0XXXXXXXD0001XD1XXXXXXD1010XXD2XXXXXD2011XXXD3XXXXD3100XXXXD4XXXD4101XXXXXD5XXD5110XXXXXXD6XD6111XXXX

8、XXXD7D72、交通灯红用R、黄用Y、绿用G表示，亮为1，灭为0。只有当其中一只亮时为正常Z=0，其余状态均为故障Z=1。该交通灯故障报警电路如图5-1，接线并检查电路的逻辑功能，将结果记录在下表中，可得表达式为： Z（R，Y，G）=m（0，3，5，6，7）RYGZ000100100100011110001011110111113、有一密码电子锁，锁上有四个锁孔A、B、C、D，按下为1，否则为0，当按下A和B、或A和D、或B和D时，再插入钥匙，锁即打开。若按错了键孔，当插入钥匙时，锁打不开，并发出报警信号，有警为1，无警为0。设计出电路如图5-3，按图接线并检查电路的逻辑功能，列出表述其功能

9、的真值表，记录实验数据如下表，可得表达式为： F（AB,C,D）=m（0,1,2,3,4,6,7,8,10,11,13,14,15）ABCDFABCDF00001100010001110010001011010100111101110100111000010101101101101111010111111111五、实验结果分析（回答问题）1、由以上实验测试结果，可知74LS151八选一的功能正常。2、用中规模集成电路设计逻辑函数的特点为：较小规模集成电路更便于修改设计，且设计中多使用最小项表达式，设计思想可以更加清晰。讲解74LS151的用法及数据选择器在微机控制等领域的应用。此为学生自拟实验

10、由学生自拟，老师着重是辅导。实验四 触发器的功能及应用一、实验目的1、学会测试触发器逻辑功能的方法。2、进一步熟悉RS触发器、集成JK触发器和 D触发器的逻辑功能及触发方式。3、进一步熟悉数字逻辑实验箱中单脉冲和连续脉冲发生器的使用方法。二、实验仪器及设备1、数字逻辑实验箱 1台2、双踪示波器XJ4328XJ4318 一台3、元器件：74LS00、74LS74 各1块，74LS20、74LS76 各1块导线 若干三、实验线路图四、实验内容（简单实验步骤、实验数据及波形）1、基本RS触发器逻辑功能测试利用数字逻辑实验箱测试由与非门组成的基本RS触发器的逻辑功能，R、S接电平开关，Q、Q接电平显示

11、，将结果记录在下表中。步骤Q功能00011不定10101置021101保持31010置141110保持2、集成JK触发器逻辑功能测试CPJK111100110101101100111010101101010/11/0(1) 直接置0和置1端的功能测试（2）JK逻辑功能的测试按下表测试并记录JK触发器的逻辑功能（表中CP信号由实验箱操作板上的单次脉冲发生器提供）。JKCP00010/10/1100/10/101010/10/1100/1010010/10/1100/1111010/10/1100/11/0(3)JK触发器计数功能测试使触发器处于计数状态（J=K=1），CP信号由实验箱操作板中的连

12、续脉冲（矩形波）发生器提供，可分别用低频(f= 110HZ)和高频（f=20150KHZ）两档进行输入，分别用实验箱上的LED电平显示器和XJ4328双踪示波器观察工作情况，记录CP与Q的工作波形，Q状态更新发生在CP的下降沿。Q信号的周期是CP信号周期的两倍。3、集成D触发器逻辑功能测试（1）D触发器逻辑功能的测试按下表测试并记录D触发器的逻辑功能（表中CP信号由实验箱操作板上的单次脉冲发生器提供）。DCP0010/10100/10/11010/11100/10/1(2) D触发器计数功能测试使触发器处于计数状态（D= ），CP端由实验箱操作板中的连续脉冲（矩形波）发生器提供，可分别用低频(

13、f= 1-10HZ)和高频（f=20-150KHZ）两档进行输入，分别用实验箱上的LED电平显示器和XJ4318/XJ4328双踪示波器观察工作情况，记录CP与Q的工作波形， Q状态更新发生在CP的上升沿。Q信号的周期是CP信号周期的两倍。五、实验结果分析（回答问题）1、画出工作波形图。2、比较各种触发器的逻辑功能及触发方式：基本RS触发器：置0、置1、保持功能，有不定状态；低电平触发。JK触发器：置0、置1、保持、计数功能，有低电平有效的直接置0、置1端；下降沿触发。D触发器：置0、置1、保持、功能，有低电平有效的直接置0、置1端；上升沿触发。六、思考题将一个带直接置0/1端的JK触发器置为

14、0有以下几种方法：CPJK100111（1次或2次）1111将一个带直接置0/1端的JK触发器置为1有以下几种方法：CPJK101011（1次或2次）1111将一个带直接置0/1端的D触发器置为0有以下几种方法：CPD10011（1次或2次）11将一个带直接置0/1端的D触发器置为1有以下几种方法：CPD01111（1次或2次）11讲解小规模计数器的应用及组成原理。 实验五 计数器的功能及应用一、实验目的1、学习计数器逻辑功能的测试方法。2、熟悉计数器（异步三位二进制加/减法及十进制加法）的工作原理。二、实验仪器及设备1、数字逻辑实验箱 1台2、万用表 1只3、双踪示波器XJ4328XJ431

15、8 一台4、元器件：74LS00、74LS76 各1块导线 若干三、实验线路图四、实验内容（简单实验步骤、实验数据及波形）1、异步二进制加法计数器 按图8-1接线，组成一个三位异步二进制加法计数器，CP信号可利用数字逻辑实验箱上的单次脉冲发生器或低频连续脉冲发生器，清0信号由逻辑电平开控制，计数器的输出信号接LED电平显示器，按下表进行测试并记录。CPQ3Q2Q1十进制数0X00001000001111721106310154100450113601027001180000（2）在CP端加高频连续脉冲，用示波器观察各触发器输出端的波形，并按时间对应关系画出CP、Q1、Q2、Q3端的波形。2、异

16、步二进制减法计数器在预习时画出用JK触发器构成的三位异步二进制减法计数器的逻辑电路如图8-2。按图接线，然后按步骤1所述内容进行测试。CPQ4Q3Q2Q1Z十进制数0X00000010000000100010120010023001103401000450101056011006701111781100089100119100000003、异步十进制加法计数器按图8-3接线，组成一个异步十进制加法计数器，CP信号可利用数字逻辑实验箱上的单次脉冲或低频连续脉冲发生器，清0信号由逻辑电平开关控制，各触发器的输出端及进位输出端分别接到LED电平显示插孔，按下表进行测试并记录。CPQ4Q3Q2Q1Z十

17、进制数0X0000001000000010001012001002300110340100045010105601100670111178110008910011910000000（2）在CP端加高频连续脉冲，用示波器观察各触发器输出端的波形，并按时间对应关系画出CP、Q1、Q2、Q3、Q4、Z端的波形。十进制计数器 五、实验结果分析（回答问题）1、画出工作波形图。二进制加/减法计数器的相同点：都为异步计数器，进位信号取自低位状态的边沿。相异点：进位信号分别取自低位状态的下降沿和上升沿。讲解中规模计数器的应用及组成原理。实验六 中规模集成计数器的应用一、实验目的1、熟悉中规模集成计数器的功能及

18、应用。2、进一步熟悉数字逻辑实验箱中的译码显示功能。二、实验仪器及设备1、数字逻辑实验箱 1台2、万用表 1只3、双踪示波器XJ4328/XJ4318 一台4、元器件：74LS00、74LS20、74LS161 各1块导线 若干三、实验线路图四、实验内容（简单实验步骤、实验数据及波形）(一)用74LS161及辅助门电路实现一个10进制计数器：1、利用异步清0端 。电路图如图9-1。2、利用同步置数端，从0000开始计数。电路图如图9-2。3、利用同步置数端，到1111结束。电路图如图9-3。4、利用同步置数端，从某状态DCBA开始，到另一状态D1C1B1A1结束。（例：从0001开始，到101

19、0结束的10进制）电路图如图9-4。计数器的CP端接低频连续脉冲，输出状态接LED电平显示，逻辑电平开关作为并行输入数据，观察计数器的功能。列出表述其功能的计数状态顺序表，记录实验数据。电路图9-1、图9-2数据为下表：CPQDQCQBQA十进制数0000001000112001023001134010045010156011067011178100089100191000000电路图9-3的数据为下表：CPQDQCQBQA十进制数0011061011172100083100194101010510111161100127110113811101491111151000000电路图9-4的数据为下表：CPQDQCQBQA十进制数00001110010220011330100440101550110660111771000881001991010101000000（二）利用实验箱上的高频连续脉冲作CP，用示波器观察QD、QC、QB、QA的波形，并按时间对应关系记录下来。（略）五、实验结果分析（回答问题）1、74LS161的置0端为异步置0，置数端为同步置数。2、若要求计数器具有暂停计数功能，可以：A 封锁CP信号B 令EP=ET=0此为学生自拟实验由学生自拟，老师着重辅导。实验七 计数、译码、显示综合实验一