基础实训指导书

1、辽宁机电职业技术学院数字电子技术基础实训指导书电子信息工程技术教研室2004.3基础实训部分实训一TTL 与非门功能测试及转换一、实训目的1.掌握测试TTL2.进一步了解有关与非门逻辑功能的方法。TTL 与非门电路。二、仪器及器件1.74LS002.万用表3.数字实验仪2 块1 块1 台三、训练内容（一）与非门逻辑功能的测试74LS00 是四 2 输入与非门， 其引脚图如图 1-1 所示。任选 74LS00 中一个独立的与非门，按图 1-2 接线，两输入端分别接逻辑电平开关，用万用表测输出端的电位，将测试结果填入表 1-1 中。（二）与非门构成其它门电路组成或门提示： Y1ABABA BA 1

2、 B 1将结果填入表1-2中。组成与门提示： Y1A BA BA B 1将结果填入表1-3 中。组成异或门需要几块 74LS00，请自行设计并测试，将结果填入表1-4 中。四、实训报告及思考记录测试结果，填入训练表格，写出实训报告，并思考下列问题：为什么用与非门可以实现其它任何门电路？2.如何将异或门输出Y AB AB 表达式转换成与非式，进而用与非门实现之？3.查资料说明 TTL与非门的高、低电平的范围值是多少?实训二集成逻辑门电路的参数测试一、实训目的掌握 TTL 和 CMOS与非门主要参数的意义及测试方法。进一步熟悉数字逻辑仪的基本功能和使用方法。二、仪器及设备数字逻辑实验仪 1 台万用

3、表2只元器件： 74LS20（ T063）、 CC4012 各一块， 2CK11 4 只三、训练内容1.TTL与非门74LS20 静态参数测试导通电源电流ICCL 和截止电源电流ICCH 。测试电路如图两个门的输入端作相同处理。测得ICCL=12mA， ICCH=1.6mA2-1 。 74LS20 为双与非门，图2-1图 2-2低电平输入电流IiL 和高电平输入电流IiH 。每一门和每一输入端都测试一次。测试电路如图 2-2 。2. 电压传输特性。调节电位器RW，使 Vi 从 0V 向 5V 变化，逐点测试Vi 和 VO值，将结果记录入下表中。测试电路如图2-3 。参数1A1B1C1D2A2B

4、2C2DIiL (mA)1.11.21.11.01.01.11.11.0I iH (uA)999910998图 2-3Vi0.30.511.21.31.351.41.451.51.61.72.43.6Vo3.63.632.72.42.11.61.31.00.70.30.30.33.CMOS双四输入与非门CC4012静态参数测试将 CC4012正确插入面包板，测电压传输特性。测试电路和方法同上，输出端为空载测量。将结果记录入下表中。Vi00.5122.32.42.452.52.552.62.734.55Vo55555555000000四、实训报告及注意问题记录测试结果，填入训练表格，写出实训报告

5、，并思考下列问题：测量 TTL 与非门输出低电平时要加负载，因为要求集成块有一定带负载的能力，而TTL 与非门输出低电平时会有较大负载电流。图 2-3 中 R选用 360 是根据最大允许负载电流为：扇出系数（ 8）低电平输入电流 I iL （ 1.6mA）得到的。若 R 很小会使负载电流过大，无法得到正常的输出低电平。与非门输入端悬空可以当作输入为“ 1”，因为悬空相当于 Ri=，由输入端负载特性可得此结论。3.TTL 或非门闲置输入端的处置方法：与其它输入端并联；接地。4. 实验中所得ICCL 和 ICCH 为整个器件值，单个门电路的ICCL 和 ICCH 为所测值的一半。重点讲解组合逻辑电

6、路的实验分析的方法与步骤及在实验设备中如何去实现。实训三组合电路的实验分析一、实训目的1.掌握译码显示电路的原理。2.熟悉中规模译码、显示器件的使用方法。二、仪器及器件1.74LS48 （ 4 线 7 段译码驱动器）1 块2.BS201（七段共阴发光二极管数码管）1 块3.1K 电阻4.数据实验仪若干1 台三、实训原理七段发光二极管数码管本实验采用共阴极数码管BS201A 。其外形图和等效电路如图3-1 所示图 3-1 数码管 BS201A 的外形图和等效电路4 线 7 段译码驱动器74LS48 是 4 线 7 段译码驱动器，用于与共阴极半导体数码显示器件相连。其逻辑符号、外引线排列如图 3-

7、2 所示，表 3-1 为其功能表。图 3-274LS48 的逻辑符号、外引线排列图74LS48 有三个控制端LT ， RBI ， BI / RBO ：（ 1）灭灯输入 /灭零输出BI / RBO。当 BI / RBO 为输入端而且BI =0 时，无论其他输入端是高电平还是低电平，输出Ya Yg 均为0，字形消隐。（ 2）试灯输入LT。当 LT=0 时，BI / RBO 是输出端，且RBO =1，此时无论其他输入是高电平还是低电平，输出Ya Yg均为1，即七段管都亮，如有不亮的证明该数码管的发光管坏了。（ 3）灭零输入 RBI 。当 LT =1， RBI =0，输入变量为0000 时，七段输出

8、Ya Yg全为 0，不显示0 字形。此时RBO 为输出端且 RBO =0。四、训练内容1.将 74LS48 与 BS201A 对应管脚连接如训图3-3 所示电路。图 3-3 74LS48 与 BS201A 对应管脚的连接图2.在 A3 A2 A1 A0 输入端输入 00001001 十个 8421BCD 码，观察数码管的显示情况，自制表格填入。3.当 A3 A2 A1 A0 输入端输入10101111 这六个码时， 观察显示情况， 记入自制的表格中。实训四用组合电路设计逻辑问题（自拟）一、训练目的1.掌握用数据选择器来解决实际问题的方法。2.学会扩展的方法。二、仪器及器件1.74LS151 （

9、八选一数据选择器）2 块2.74LS00 （四 2 输入与非门）1 块3.数据实验仪1 台三、训练内容（一）用八选一解决实际问题问题：某车间有三台机器，用红、黄两个故障指示灯表示机器的工作情况。当只有一台机器有故障时，黄灯亮；若有两台机器同时发生故障时，红灯亮；如果三台机器都发生故障时，红、黄灯都亮。试用数据选择器设计这个灯的控制逻辑电路。根据问题进行设计1） 分析问题列真值表。2） 由真值表得出函数表达式。3） 由函数表达式得逻辑图。4） 连接实际电路，对照真值表进行验证。（二）用两块八选一数据选择器来实现十六选一的逻辑功能参照第三章第四节设计电路。连接实际电路，对照十六选一的真值表进行验证

10、。四、实训报告及思考记录测试结果，填入训练表格，写出实训报告，并思考下列问题：用四选一 74LS153 如何实现上述问题？如何用四选一 74LS153 实现一个八选一？本次实训题目主要由学生自拟，指导老师重在辅导。实训五触发器的功能及应用一、实训目的学会测试触发器逻辑功能的方法。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。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、仪器及设备数字逻辑实验仪 1 台万用表 1只双踪示波器一台元器件： 74LS00、74LS74 各 1 块， 74LS20、74LS76 各 1 块。三、实训线路图四、训练内容基

11、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，将结果记录在下表中。表 5-1 RS 触发器逻辑功能测试表步骤RSQQ000101211310功能不定置 0保持置 1411保持集成 JK 触发器逻辑功能测试表 5-2 JK触发器逻辑功能表CPJKSDRDQQ11QQ11 00110 1011 01100 11101 01 0110 10 10/11/0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 5-3 JK触发器逻辑功能测试表JKCP0 1001 0

12、0 1011 00 1101 00 1111 0(3)JK 触发器计数功能测试nn 1QQ使触发器处于计数状态（J=K=1 ）， CP 信号由实验仪操作板中的连续脉冲（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。集成 D 触发器逻辑功能测试按下表测试并记录 D 触发器的逻辑功能。表 5-3D 触发器逻辑功能测试表DCP0101001110五、实训报告及思考nn 1QQ记录测试

13、结果，填入实训表格，写出实训报告，并思考下列问题：画出工作波形图。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。实验六小规模计数器的分析与设计一、实训目的1.学习小规模计数器逻辑功能的测试方法。2.熟悉计数器的设计方法。二、仪器及设备1.数字逻辑实验仪1 台2.万用表1 只3.双踪示波器1 台4.元器件： 74LS00 、 74LS76 各 1 块导线 若干三、实训

14、线路图四、实训内容1.异步二进制加法计数器按图 6-1 接线，组成一个三位异步二进制加法计数器，CP信号可利用数字实验仪上的单次脉冲发生器或低频连续脉冲发生器，清0信号RD由逻辑电平控制，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。表 6-1 异步二进制加法计数器测试表RDCPQ3Q2Q1十进制数0X00000000011117211063101514100450113601027001180000在 CP 端加连续脉冲，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

15、异步二进制减法计数器的逻辑电路如图 6-2。按图接线，然后按步骤 1 所述内容进行测试。3.异步十进制加法计数器按图 6-3 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 RD 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。表 6-2 十进制加法计数器测试表R DCPQ4Q3Q2Q1Z十进制数0X0000000000000100010120010023001103401000415010105601100670111178110008910011910000000在 CP

16、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。五、实训报告及思考记录测试结果，填入实训表格，写出实训报告，并思考下列问题：1.画出工作波形图。2.二进制加 /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。3.讲解中规模计数器的应用及组成原理。实验七中规模集成计数器的设计( 自拟 )一、实训目的1.熟悉中规模集成计数器的功能及应用。2.进一步熟悉数字逻辑实验仪中的译码显示功能。二、仪器及设备1.数字逻辑实验仪1 台2.万用表1 只3.双踪示波器1

17、 台4.元器件： 74LS00 、 74LS20、 74LS161 各 1 块三、实训线路图四、实训内容1.用 74LS161 及辅助门电路实现一个10 进制计数器：利用异步清 0 端 RD。电路图如图 7-1。利用同步置数端LD，从 0000开始计数。电路图如图 7-2。利用同步置数端LD，到 1111结束。电路图如图 7-3。利用同步置数端LD，从某状态DCBA 开始，到另一状态 D1C1B1A1结束。（例：从0001 开始，到1010 结束的 10 进制）电路图如图7-4。计数器的 CP 端接连续脉冲，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

18、功能的计数状态顺序表，记录实验数据。电路图 7-1、图 7-2数据记入下表：CPQDQCQBQA十进制数00112233445566778899100电路图 7-3的数据记入下表：CPQDQCQBQA十进制数06172839410511612713814915100电路图 7-4的数据记入下表：CPQDQCQBQA十进制数0112233445566778899101002.利用实验仪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，将计数器输出接至译码显示电路同时观察计数显示结果。五、实训结果分析记录测试结果，填入实训表格，写出实训报告，并思考

19、下列问题：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：封锁 CP 信号令 EP=ET=0此为学生自拟实训，指导老师着重辅导。实验八计数、译码、显示综合实验（自拟）一、实训目的1.掌握中规模集成电路计数器的功能及应用。2.掌握中规模集成电路译码器的功能及应用。3.掌握七段LED 数码管及显示电路的工作原理。4.学会综合测试的方法。二、仪器及设备1.数字实验仪1 台2.万用表 1 只3.元器件： 74LS902 块74LS49 （或 74LS249 ） 1 块共阴极 LED 数码管1 块三、实训接线图四、实训内容用集成计数器74LS90 分

20、别组成8421 码十进制和六进制计数器，然后连接成一个60 进制计数器（ 6 进制为高位、 10 进制为低位）。其中10 进制计数器用实验仪上的LED 译码显示电路显示。 6 进制计数器由自行设计、安装的译码器、数码管电路显示，这样组成一个60进制的计数、译码、显示电路。用实验仪上的低频连续脉冲（调节频率为2HZ ）作为计数器的计数脉冲， 这样眼睛可以分辨出读数，通过数码管显示变化来观察计数、译码、显示电路的功能。五、实训结果分析1.简要说明数码管自动计数显示的情况：该计数器从00 递增加 1，直到 59 后，又回到状态。2.根据实训中的体会，说明综合测试较复杂中小规模数字集成电路的方法：分单

21、元电路安装、调试。3.说明两级计数器级联方式及注意问题。六、实训报告及思考记录测试结果，写出实训报告，并思考下列问题：1. 共阴与共阳LED 数码管的区别是什么？2.7 4LS90 计数器的CP 脉冲是什么沿触发的?如何实现 24 进制计数？试画出接线图说明。此为学生自拟实训，指导老师重在辅导。实验九利用 TTL 集成门构成脉冲电路一、实训目的掌握用 TTL 集成门构成多谐振荡器和单稳电路的基本工作原理。了解电路参数变化对振荡器波形和单稳电路输出脉冲宽度的影响。二、仪器及设备数字逻辑实验仪 1 台万用表1只双踪示波器 1 台4. 元器件： 74LS00 1块、 1.2K 电位器 1 只、电阻、

22、电容、导线若干三、实训内容多谐振荡器图 9-1多谐振荡器环形振荡器图 9-2 环形振荡器将 74LS00 2 输入四与非门、电阻、电容等按图9-1接线。用示波器观察 V i1 、 V 01、V i2 、 V 0 的波形。按时间对应关系记录下来，测出振荡器输出波形的周期。将 74LS00 2 输入四与非门、电阻、电容等按图9-2 接线。经检查无误后方可接通电源。用示波器观察 V i1、 V i2 、 V 02、 Vi3 、 V 0 的波形，按时间对应关系记录下来。改变电位器的阻值， 用示波器观察振荡周期的变化趋势，计算出该振荡器振荡频率的变化范围：fmin =33.4kHzfmax =434.8kHz积分型单稳电路按图 9-3 接线，用实验箱上的高频连续脉冲作为输入信号V i1 。用示波器观察， 调整输入波形为一定脉冲宽度时，用示波器观察Vi1 、V01、Vi2 、V0的波形，按时间对应关系记录下来，测出输出脉冲的宽度：tp1=0.7uS将图 9-3 再加一级非门输出，比较两种电路的输出波形有无不同，将电