北工大电子技术实验1实验三组合电路功能及测试

实验三

组合逻辑电路应用

74LS00,74LS20,74LS55,74LS86,74LS138,74LS1512021/5/91

电工电子实验中心

数字电子实验注意事项：正确认识数电实验箱；熟悉实验箱上各部分的功能,掌握各部分功能的测试方法.认清芯片管脚，芯片不要接反,按实验电路正确连线；注意所有连接线在接入电路前，要先检查其好坏；注意电源极性，不要接错；连接电路时请不要带电操作；应特别注意：输入脉冲幅度不能高于电源电压；不用的输入端必须按要求接地或接+5V。2021/5/92

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数字电子实验注意事项做实验时，要做到“听、看、摸、闻”。所谓“听”，即听是否有异常的声音；

“看”，即看是否有冒烟、起火的现象；

“摸”，摸芯片是否发烫；

“闻”，即是否闻到有烧焦的糊味。如有上述异常现象发生，请及时关掉电源，检查电源是否接错。保持室内卫生，不要乱扔纸屑和废弃物。2021/5/93实验完成后请注意：1、做完实验拆线时，手要捏住导线的底部，以防导线断开。

2、做完实验后，要关掉电源，将工具盒交回。凳子放到桌子下面，桌上的实验设备均摆放整齐，方可离开。谢谢合作！

2021/5/94六位译码器/LED数码显示电平指示灯亮为1.灭为0直流电源共四路,其中第一路电源的负极与地相通AC电源单脉冲两路直流信号源两路可调连续脉冲固定脉冲逻辑电平10路(0或1)元件库2位数码显示(无译码)电位器地实验区蜂鸣器地2021/5/95固定脉冲逻辑电平六位译码器/LED数码显示直流电源电平指示单脉冲可调连续脉冲2021/5/96

面包板是实验室中用于搭接电路的重要工具，熟练掌握面包板的使用方法是提高实验效率，减少实验故障出现几率的重要基础之一。下面就面包板的结构和使用方法做简单介绍。2021/5/97窄条宽条

面包板的外观和内部结构如上图所示，常见的最小单元面包板分上、中、下三部分，上面和下面部分一般是由一行或两行的插孔构成的窄条，中间部分是由中间一条隔离凹槽和上下各5行的插孔构成的条。2021/5/98

窄条上下两行之间电气不连通。每5个插孔为一组（通常称为“孤岛”），通常的面包板上有10组。这10组“孤岛”一般有3种内部连通结构：①左边5组内部电气连通，右边5组内部电气连通，但左右两边之间不连通，这种结构通常称为5-5结构。②左边3组内部电气连通，中间4组内部电气连通，右边3组内部电气连通，但左边3组、中间4组以及右边3组之间是不连通的，这种结构通常称为3-4-3结构。③还有一种结构是10组“孤岛”都连通，这种结构最简单。对上面和下面部分的窄条，外观和结构如下图：外观小窄条中间不连通内部五组孔之间互相连通2021/5/99

中间部分宽条是由中间一条隔离凹槽和上下各5行的插孔构成。在同一列中的5个插孔是互相连通的，列和列之间以及凹槽上下部分则是不连通的。外观及结构如下图：外观纵向5个插孔是互相连通用于隔离上下两部分的凹槽2021/5/910

在做实验的时候，通常是使用两窄一宽组成的小单元，同学们应按照实验指导教师的示范和要求，在宽条部分搭接电路的主体部分，上面的窄条取一行做电源，下面的窄条取一行做接地。使用时注意窄条的中间部分不通。 在搭接数字电路时，有时由于电路的规模较大，需要多个宽条和窄条组成的较大的面包板，但在使用时同样通常是两窄一宽同时使用，两个窄条的第一行一般和地线连接，第二行和电源相连。由于集成块电源一般在上面，接地在下面，如此布局有助于将集成块的电源脚和上面第二行窄条相连，接地脚和下面窄条的第一行相连，减少连线长度和跨接线的数量。中间宽条用于连接电路，由于凹槽上下是不连通的，所以集成块一般跨插在凹槽上。2021/5/911面包板布线的几个基本原则

在面包板上完成电路搭接，不同的人有不同的风格。但是，无论什么风格、习惯，完成的电路搭接，必须注意以下几个基本原则：1）

连接点越少越好。每增加一个连接点，实际上就人为地增加了故障概率。面包板孔内不通，导线松动，导线内部断裂等都是常见故障。2）

尽量避免立交桥。所谓的“立交桥”就是元器件或者导线骑跨在别的元器件或者导线上。初学者最容易犯这样的错误。这样做，一方面给后期更换元器件带来麻烦，另一方面，在出现故障时，零乱的导线很容易使人失去信心。3）

尽量牢靠。有两种现象需要注意：第一、集成电路很容易松动，因此，对于数字、运放等集成电路，需要用力下压，一旦不牢靠，需要更换位置。第二、有些元器件管脚太细，要注意轻轻拨动一下，如果发现不牢靠，需要更换位置。2021/5/9124）

方便测试。5孔孤岛一般不要占满，至少留出一个孔，用于测试。5）

布局尽量紧凑。信号流向尽量合理。6）

布局尽量与原理图近似。这样有助于同学们在查找故障时，尽快找到元器件位置。7）

电源区使用尽量清晰。在搭接电路之前，首先将电源区划分成正电源、地、负电源3个区域，并用导线完成连接。2021/5/913TPE-D3Ⅱ多功能数字电路学习机面包板的布线地线连接正确！电源没有接通！2021/5/914错误！2021/5/915引线排列从左下角开始,逆时针计算

缺口标记17814绝大多数右下角GND绝大多数左上角Vcc

74LS00是在一个封装内有四个相同的与非门。其外形如图所示。正视图集成与非门—74LS002021/5/916

缺口标记向左

缺口标记向左

缺口标记向左2021/5/9171）LS是低功耗肖特基，HC是高速COMS；LS的速度比HC略快，HCT输入输出与LS兼容，但是功耗低；F是高速肖特基电路；2）LS是TTL电平，HC是COMS电平；3）LS输入开路为高电平，HC输入不允许开路，HC一般都要求有上下拉电阻来确定输入端无效时的电平，LS却没有这个要求；4）LS输出下拉强上拉弱，HC上拉下拉相同；5）工作电压不同：LS只能用5V，而HC一般为2V到6V；6）电平不同：LS是TTL电平，其低电平和高电平分别为0.8和V2.4，而CMOS在工作电压为5V时分别为0.3V和3.6V，所以CMOS可以驱动TTL，但反过来是不行；7）驱动能力不同：LS一般高电平的驱动能力为5mA，低电平为20mA；而CMOS的高低电平均为5mA；8）CMOS器件抗静电能力差，易发生栓锁问题，所以CMOS的输入脚不能直接接电源。2021/5/918

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、熟悉数码管的使用，了解七段数码显示电路的工作原理。3、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。2021/5/919二、实验内容1、设计一个基于门电路的路口信号灯控制电路；（74LS00、74LS20）2、设计一个基于74LS138译码器和与非门的一位二进制全减器3、用8选1数据选择器74LS151实现函数

4、用给定的74LS00、74LS86、74LS55三种芯片构成一位二进制全加器2021/5/92074LS20管脚图74LS00管脚图2021/5/92174LS55管脚图74LS86管脚图2021/5/922集成二进制译码器74LS138（3线-8线译码器）2021/5/923三、实验原理A2、A1、A0为二进制译码输入端为译码输出端（低电平有效）G1、、为选通控制端当G1＝1、时，译码器处于工作状态；当G1＝0、时，译码器处于禁止状态。2021/5/9243线－8线译码器74LS138的功能表反码输出即：输入某种状态，则对应的最小项输出项为0。GAG2A+G2BA2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70xxxx11111111x1xxx1111111110000011111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110输出输入2021/5/92574LS15174LS151管脚图74LS151逻辑符号三个地址输入端A2、A1、A0，八个数据输入端D0~D7，两个互补输出的数据输出端Y和Y，一个控制输入端S。2021/5/9268选1数据选择器74LS151功能表2021/5/9271、设计一个基于门电路的路口信号灯控制电路；（74LS00、74LS20）定义红灯、黄灯、绿灯的状态为输入变量，分别用A、B、C表示，并规定灯亮时为1，不亮时为0。取故障信号为输出变量，用Y表示。并规定正常工作状态下Y为0，发生故障时Y为1。根据题意列逻辑真值表如下：根据真值表列逻辑函数式根据逻辑函数式画出电路图。ABGY000100100100011110001011110111112021/5/9282、设计一个基于74LS138译码器和与非门的一位二进制全减器输入输出AiBiCi-1DiCi0000010100111001011101112021/5/9292、设计一个基于74LS138译码器和与非门的一位二进制全减器12365415792021/5/9303、用8选1数据选择器74LS151实现函数

采用8选1数据选择器74LS151可实现任意三输入变量的组合逻辑函数。作出函数Y的功能表将函数Y功能表与8选1数据选择器的功能表相比较，可知（1）将输入变量C、B、A作为8选1数据选择器的地址码A2、A1、A0。（2）使8选1数据选择器的各数据输入D0～D7分别与函数Y的输出值一一相对应。即：A2A1A0＝CBA，

D0＝D7＝0，D1＝D2＝D3＝D4＝D5＝D6＝1

则8选1数据选择器的输出