电子技术实验与Multisim14仿真课件：数字电子技术基础实验

数字电子技术基础实验一、实验目的

1．熟悉数字电路实验箱的使用方法。2．了解基本门电路逻辑功能的测试方法。3．学会门电路之间的转换，用与非门组成其他逻辑门。4．学会用Multisim14软件进行数字电路的仿真实验。5．学会虚拟仪器“逻辑转换仪”的使用。实验4.1组合逻辑电路的设计与测试二、实验设备及材料1．装有Multisim14的计算机。2．数字万用表。3．数字电路实验箱。4．74LS00×3、74LS20×1。实验4.1组合逻辑电路的设计与测试三、实验原理实验4.1组合逻辑电路的设计与测试1.初识数字集成电路2.组合逻辑电路设计步骤1）根据设计任务的要求，列出真值表。

2）用卡诺图或代数化简法求出最简的逻辑表达式。

3）根据逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成电路。

4）最后，用实验来验证设计的正确性。三、实验原理实验4.1组合逻辑电路的设计与测试3.四2输入与非门74LS00与二4输入与非门74LS20

三、实验原理实验4.1组合逻辑电路的设计与测试4.半加器输入输出ABCoS0000010110011110可化简为：图4-5半加器电路图三、实验原理实验4.1组合逻辑电路的设计与测试5.全加器A—加数；B—被加数；Ci—低位的进位；S—本位和；Co—进位。令则四、计算机仿真实验内容实验4.1组合逻辑电路的设计与测试1.电动机工作报警电路图4-7用逻辑转换仪进行表达式转换图4-8用逻辑转换仪进行“表达式→与非门电路”的转换图4-9电机报警仿真电路图四、计算机仿真实验内容实验4.1组合逻辑电路的设计与测试2.一位二进制数数值比较器3.两位二进制数数值比较器*自行设计五、实验室操作实验内容实验4.1组合逻辑电路的设计与测试与非门74LS00的逻辑功能测试半加器电路测试3.全加器电路测试4.四人无弃权表决电路设计与测试一、实验目的

1．掌握中规模集成编码器的逻辑功能的测试方法。2．掌握优先编码器的扩展使用。实验4.2编码器及其应用二、实验设备及材料1．装有Multisim14的计算机。2．数字电路实验箱。3．数字万用表。4．74LS148×2、74LS08。实验4.2编码器及其应用三、实验原理实验4.2编码器及其应用图4-1174LS148引脚图三、实验原理实验4.2编码器及其应用图4-12两片74LS148优先编码器扩展为16线—4线优先编码器四、计算机仿真实验内容实验4.2编码器及其应用图4-1374LS148逻辑功能仿真电路图4-14

拨码开关快捷键设置四、计算机仿真实验内容实验4.2编码器及其应用图4-15

编码器扩展仿真电路图五、实验室操作实验内容实验4.2编码器及其应用1.优先编码器74LS148的逻辑功能测试2.编码器的扩展一、实验目的

实验4.3译码器及其应用1．掌握中规模集成译码器的逻辑功能的测试方法及扩展使用。2．掌握数码管及译码驱动器的使用。二、实验设备及材料实验4.3译码器及其应用1.装有Multisim14的计算机。2.数字电路实验箱。3.函数信号发生器。4.双通道示波器。5.数字万用表。6．74LS138×2、CC4511、共阴极七段数码管LC5011、电阻510×7。三、实验原理实验4.3译码器及其应用图4-163－8线译码器74LS138逻辑符号及引脚图三、实验原理实验4.3译码器及其应用

图4-18实现逻辑函数

图4-17脉冲分配器三、实验原理实验4.3译码器及其应用图4-19用两片74LS138组合成4/16译码器三、实验原理实验4.3译码器及其应用

图4-20LED数码管共阴连接（“1”电平驱动）共阳连接（“0”电平驱动）符号及引脚功能图4-21CC4511引脚排列三、实验原理实验4.3译码器及其应用图4-22CC4511与LED数码管连接图四、计算机仿真实验内容实验4.3译码器及其应用图4-2374LS138逻辑功能测试仿真电路图4-24字信号发生器控制面板图四、计算机仿真实验内容实验4.3译码器及其应用图4-25

字信号发生器数据控制方式设置图4-2674LS138逻辑功能测试逻辑分析仪波形图四、计算机仿真实验内容实验4.3译码器及其应用图4-27

脉冲分配器仿真电路图图4-28

逻辑分析仪测试脉冲分配器波形图四、计算机仿真实验内容实验4.3译码器及其应用图4-294511逻辑功能测试仿真图五、实验室操作实验内容实验4.3译码器及其应用1．74LS138译码器逻辑功能测试2.用74LS138构成同相时序脉冲分配器3.数据拨码开关、BCD—七段显示译码器CC4511以及数码管LC5011的使用一、实验目的

实验4.4数据选择器及其应用1．掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能的测试方法。2．掌握用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。二、实验设备及材料实验4.4数据选择器及其应用1．装有Multisim14的计算机。2．数字电路实验箱。3．数字万用表。4．74LS151、74LS153、74LS00。三、实验原理实验4.4数据选择器及其应用实验4.4数据选择器及其应用

图4-3174LS151引脚排列

图4-304选1数据选择器示意图三、实验原理实验4.4数据选择器及其应用图4-3274LS153引脚功能

三、实验原理实验4.4数据选择器及其应用图4-3374LS151实现函数图4-3474LS151实现函数

三、实验原理实验4.4数据选择器及其应用图4-35用4选1数据选择器实现函数四、计算机仿真实验内容实验4.4数据选择器及其应用图4-36八选一数据选择器74LS151逻辑功能仿真电路图2.仿照例3，用双4选1数据选择器74LS153实现函数全加器。1．8选1数据选择器74LS151的逻辑功能五、实验室操作实验内容实验4.4数据选择器及其应用1．测试数据选择器74LS151的逻辑功能2．测试74LS153的逻辑功能3．用8选1数据选择器74LS151设计三输入多数表决电路4．用双4选1数据选择器74LS153实现全加器一、实验目的

实验4.5触发器及其应用1．掌握基本RS、JK、D等触发器的逻辑功能的测试方法。2．掌握集成触发器之间的转换使用方法。二、实验设备及材料实验4.5触发器及其应用1．装有Multisim14的计算机。2．数字电路实验箱。3．数字万用表。4．双通道示波器。5．74LS112、74LS74、74LS00。三、实验原理实验4.5触发器及其应用图4-37基本RS触发器图4-3874LS112双JK触发器引脚排列及逻辑符号三、实验原理实验4.5触发器及其应用图4-3974LS74的引脚排列及逻辑符号三、实验原理实验4.5触发器及其应用

图4-40JK触发器转换为T、T'触发器a)T触发器b)T'触发器

图4-41D触发器转成T'触发器图4-42JK触发器转成D触发器图4-43JK触发器组成的双相时钟脉冲电路四、计算机仿真实验内容实验4.5触发器及其应用图4-44基本RS触发器逻辑功能测试仿真电路图图4-45D触发器构成T'触发器仿真电路图图4-46D触发器构成T'触发器仿真波形图四、计算机仿真实验内容实验4.5触发器及其应用图4-47双向时钟脉冲仿真电路图图4-48

双向时钟脉冲仿真波形图五、实验室操作实验内容实验4.5触发器及其应用1．测试基本RS触发器的逻辑功能2．测试双JK触发器74LS112逻辑功能3．测试双D触发器74LS74的逻辑功能4．双向时钟脉冲电路一、实验目的

实验4.6计数器及其应用1．掌握中规模集成计数器的使用及其功能测试方法。2．掌握计数器的扩展使用及其测试方法。3．掌握用置位法和复位法实现任意进制计数器及其测试方法。二、实验设备及材料实验4.6计数器及其应用1．装有Multisim14的计算机。2．数字电路实验箱。3．数字万用表。4．74LS192×2、74LS00、74LS20。三、实验原理实验4.6计数器及其应用1．十进制计数器74LS192

图4-5074LS192引脚排列及逻辑符号三、实验原理实验4.6计数器及其应用图4-5174LS192级联电路2．计数器的级联使用图4-52六进制计数器3．实现任意进制计数器（1）用复位法获得任意进制计数器（2）用预置功能获得M进制计数器图4-53特殊12进制计数器实验4.6计数器及其应用4．二-五-十进制加法计数器74LS90图4-5474LS90引脚排列及逻辑符号表4-3774LS90功能表三、实验原理实验4.6计数器及其应用5．4线-7线译码器/驱动器74LS48三、实验原理四、计算机仿真实验内容实验4.6计数器及其应用图4-5674LS90组成的8421十进制加计数器图4-5774LS90组成的五进制加计数器图4-5874LS90组成的5421十进制加计数器图4-59由74LS90、74LS48组成的计数译码显示电路五、实验室操作实验内容实验4.6计数器及其应用1．74LS192同步十进制可逆计数器的逻辑功能测试2．计数器的级联3．复位法实现数字钟秒和分设计4．置数法实现日历计数一、实验目的

实验4.7移位寄存器及其应用1．掌握中规模4位双向移位寄存器逻辑功能的测试方法。2．熟悉移位寄存器的应用——构成环形计数器及其测试方法。3．了解移位寄存器的扩展及其测试方法。二、实验设备及材料实验4.7移位寄存器及其应用1．装有Multisim14的计算机。2．数字电路实验箱。3．数字万用表。4．74LS194×2。三、实验原理实验4.7移位寄存器及其应用图4-6074LS194的引脚功能及逻辑符号表4-4074LS194功能表功能输入输出S1S0CPSLSRD0D1D2D3Q0Q1Q2Q3清除0×××××××××0000送数111↑××abcdabcd右移101↑×DSR××××DSRQ0Q1Q2左移110↑DSL×××××Q1Q2Q3DSL保持100↑××××××三、实验原理实验4.7移位寄存器及其应用图4-61

环形计数器表4-41

环形计数器状态表四、计算机仿真实验内容实验4.7移位寄存器及其应用图4-62

74LS194的逻辑功能仿真电路图图4-63

字信号发生器控制面板图图4-64

字信号发生器数据控制方式设置图4-6574LS194逻辑功能测试波形图四、计算机仿真实验内容实验4.7移位寄存器及其应用图4-66

环形计数器仿真电路图五、实验室操作实验内容实验4.7移位寄存器及其应用1．测试74LS194的逻辑功能2．环形计数器3．移位寄存器的扩展图4-67扩展后的移位寄存器一、实验目的实验4.8555时基电路应用

熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。掌握555型集成时基电路的三种基本应用。二、实验设备及材料

装有Multisim14的计算机数字电路实验箱函数信号发生器双踪示波器555、二极管1N4148、电阻5.1K×2、电阻10K、电阻100K、电容0.01uF×2实验4.8555时基电路应用

三、实验原理

图4-68555定时器内部框图及管脚图表4-44555定时器的功能表输入输出RSTTHRTRIOUTT状态0××低导通1>(2/3)VCC>(1/3)VCC低导通1<(2/3)VCC>(1/3)VCC不变不变1<(2/3)VCC<(1/3)VCC高截止1>(2/3)VCC<(1/3)VCC高截止实验4.8555时基电路应用

Tw＝1.1RC图4-69555构成的单稳态触发器实验4.8555时基电路应用

三、实验原理

图4-70555构成的多谐振荡器电路图及波形图T=Tw1+Tw2，Tw1=0.7（R1+R2）C，Tw2=0.7R2C实验4.8555时基电路应用

三、实验原理

图4-71555构成的施密特触发器图4-72波形变换图

图4-73电压传输特性实验4.8555时基电路应用

三、实验原理

四、计算机仿真实验内容图4-76

单稳态触发器仿真电路图图4-77

单稳态触发器仿真波形图实验4.8555时基电路应用

图4-78

多谐振荡器仿真电路图图4-79

多谐振荡器仿真波形图实验4.8555时基电路应用

四、计算机仿真实验内容

图4-80

施密特触发器仿真电路图图4-82

施密特触发器波形图图4-83施密特触发器传输特性曲线实验4.8555时基电路应用

四、计算机仿真实验内容四、实验室操作实验内容施密特触发器：R=100K，C=47μF，单次脉冲；R=1K，C=0.1μF，1KHz的连续脉冲多谐振荡器单稳态触发器：间接测量；直接测量实验4.8555时基电路应用

一、实验目的

实验4.9D-A转换器1．了解D-A转换器的基本工作原理和基本结构。2．掌握大规模集成D-A转换器的功能及其典型应用。二、实验设备及材料实验4.9D-A转换器1．装有Multisim14的计算机。2．数字电路实验箱。3．数字万用表。4．DAC0832、µA741、二极管1N4148×2、电位器15k。三、实验原理实验4.9D-A转换器1．D-A转换（1）分辨率（2）转换误差（3）转换速度2．D-A转换器DAC0832图4-84DAC0832引脚排列图4-85倒T形电阻网络D-A转换电路运算放大器的输出电压为四、计算机仿真实验内容实验4.9D-A转换器1．DAC仿真实验图4-87调用D