数字电路实验讲义
课题：实验一门电路逻辑功能及测试课型：验证性实验
教学目标：熟悉门电路逻辑功能，熟悉数字电路实验箱及示波器使用方法
重点：熟悉门电路逻辑功能。
难点：用与非门组成其它门电路
教学手段、方法：演示及讲授
实验仪器：
1、示波器；
2、实验用元器件
74LS00 二输入端四与非门 2 片
74LS20 四输入端双与非门 1 片
74LS86 二输入端四异或门 1 片
74LS04 六反相器 1 片
实验内容：
1、测试门电路逻辑功能
（1）选用双四输入与非门74LS20 一只，插入面包板（注意集成电路应摆正放平），按图1.1接线，输入端接S1～S4(实验箱左下角的逻辑电平开关的输出插口)，输出端接实验箱上方的LED 电平指示二极管输入插口D1～D8 中的任意一个。
（2）将逻辑电平开关按表1.1 状态转换，测出输出逻辑状态值及电压值填表。
2、逻辑电路的逻辑关系
（1）用74LS00 双输入四与非门电路，按图1.2、图1.3 接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.2，表1.3 中。
（2）写出两个电路的逻辑表达式。
3、利用与非门控制输出
用一片74LS00 按图1.4 接线。S 分别接高、低电平开关，用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用。
4、用与非门组成其它门电路并测试验证。
（1）组成或非门：
用一片二输入端四与非门组成或非门B
=
=，画出电路图，测试并填
+
Y?
A
B
A
表1.4。
（2）组成异或门：
①将异或门表达式转化为与非门表达式；
②画出逻辑电路图；
③测试并填表1.5。
5、异或门逻辑功能测试
（1）选二输入四异或门电路74LS86，按图1.5 接线，输入端1、2、4、5 接电平开关输出插口，输出端A、B、Y 接电平显示发光二极管。
（2）将电平开关按表1.6 的状态转换，将结果填入表中。
6、逻辑门传输延迟时间的测量
用六反相器74LS04 逻辑电路按图1.6 接线，输入200Hz 连续脉冲（实验箱脉冲源），将输入脉冲和输出脉冲分别接入双踪示波器Y1、Y2 轴，观察输入、输出相位差。
实验报告
1、按步骤要求填表并画逻辑图
2、回答问题：
（1）怎样判断门电路逻辑功能是否正常？
（2）与非门一个输入接连续脉冲，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？
（3）异或门又称可控反相门，为什么？
课题：实验二组合逻辑电路( 2 学时 ) 课型：验证性实验
教学目标：
1、掌握组合逻辑电路的功能测试。
2、验证半加器和全加器的逻辑功能
3、学会二进制数的运算规律
重点：掌握组合逻辑电路的功能测试
难点：测试用异或、与或和非门组成的全加器的逻辑功能
教学手段、方法：讲授及演示
实验仪器：
74LS00 二输入端四与非门 3 片
74LS86 二输入端四异或门 1 片
74LS54 四组输入与或非们 1 片
实验内容
1、组合逻辑电路功能测试
⑴用2 片74LS00 组成图3.1 所示逻辑电路。为了便于接线和检查，按图中注明的芯片编号及引脚对应的标号接线。
⑵图中A、B、C 接电平开关，Y1、Y2 接发光管电平显示。
⑶按表3.1 要求，改变A、B、C 的状态填表并写出Y1、Y2 的逻辑表达式。
⑷比较逻辑表达式运算结果与实验是否一致。
2、测试用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器的逻辑功能
根据半加器的逻辑表达式可知，半加器Y 是A、B 的异或，而进位Z 是A、B 相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图3.2。
⑴在实验箱上用异或门和与非门接成以上电路。A、B 接电平开关S、Y、Z 接电平显示。
⑵按表3.2 要求改变A、B 状态，将实验结果填表。
3、测试全加器的逻辑功能。
⑴写出图3.3 电路的逻辑表达式；
⑵根据逻辑表达式列出真值表；
⑶根据真值表画出函数Si、Ci 的卡诺图。
⑷填写表3.3 各点状态。
⑸按照原理图选择与非门，接线进行测试。将结果记录在表3.4 中，并与表3.3 数据进行比较，看逻辑功能是否一致。
4、测试用异或、与或和非门组成的全加器的逻辑功能
⑴画出用异或门、与或非门和非门实现全加器的逻辑电路图，写出逻辑表达式。
⑵用上述三块逻辑电路器件按自己画出接线图。接线时注意与或非门中不用的与门输入端接地。
⑶输入端Ai、Bi、Ci-1 接电平开关输出插口（Si），输出端接电平显示发光二极管（Di）并将逻辑状态填入表3.5。
实验报告
1、整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论。
2、总结组合逻辑电路的分析方法。
课题触发器（一）R-S,D,J-K ( 2 学时 ) 课型：验证性实验
教学目标：
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。
重点：掌握R-S,D,J-K触发器的构成，工作原理和功能测试方法
难点：触发器功能转换
教学手段、方法：讲授及演示
实验仪器：
1、双踪示波器
2、实验用元器件
74LS00 二输入端四与非门 1 片
74LS74 双D 型触发器 1 片
74LS112 双J-K 触发器 1 片
实验内容：
1、基本R-SFF 功能测试
将两个TTL 与非门首尾相接构成基本R-SFF 电路如图4.1 所示。
(1) 按下面的顺序在输入端加信号：
观察并记录FF 的Q、端的状态，将结果填入表4.1 中，并说明在上述各种输入状态下，FF 执行的是什么功能？
序言 在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些点参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所需技术要求的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。信号发生器即由此而来，作为电子设计中常用仪器仪表，信号发生器又称信号源，可以用来产生被测电路所需特定参数的电测试信号。根据输出波形的不同，信号源可以分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。例如当要求进行系统的稳定性测量时，需使用振幅、波形、幅值等能在一定范围内进行精确调整，有很好的稳定性，有输出指示。基于信号发生器的广泛使用，对信号发生器设计的研究就显得非常有意义。 本课题是利用VHDL语言来实现计费功能的，VHDL具有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性,并且具有良好的电路行为描述和系统描述的能力,并在语言易读性和层次化、结构化设计方面,表现了强大的生命力和应用潜力,因此选用VHDL语言进行编程。 本次课程设计巩固和运用了所学课程，通过理论联系实际，提高了分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力，通过对一个函数信号发生器的设计，进一步加深了对计算机原理以及数字电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉了数字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤。进一步了解了计算机组成原理与系统结构，使自己对EDA技术的学习更深入，学会用VHDL语言去控制将会使我们对本专业知识可以更好地掌握。 现在的信号发生器设计有以下几种方法： (1) 模拟直接合成法。这种方法充分利用了乘法器、除法器、混频器、滤波器和快速开关构成合成信号发生器，但是它的缺点是带宽不够高，性能差，构成信号发生器的电路体积比较庞大，而且功耗较高。
实验三组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）
一、实验目的 1.掌握常用门电路的逻辑功能 2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法 3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法 二、实验设备与器材 Multisim 、74LS00 四输入2与非门、示波器、导线 三、实验原理 TTL集成逻辑电路种类繁多，使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查，保证实验的顺利进行。
测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。静态测试时，门电路输入端加固定的高（H）、低电平，用示波器、万用表、或发光二极管（LED）测出门电路的输出响应。动态测试时，门电路的输入端加脉冲信号，用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。 下面以74LS00为例，简述集成逻辑门功能测试的方法。74LS00为四输入2与非门，电路图如3-1所示。74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中，共有14条外引线。使用时必须保证在第14脚上加+5V电压，第7脚与底线接好。 整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。 表3-1 74LS00与非门真值表 1.门电路的静态逻辑功能测试 静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否。实验时，可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量，加高、低电平，观测输出电平是否符合74LS00的真值表（表3-1）描述功能。 测试电路如图3-2所示。试验中A、B输入高、低电平，由数字电路实验箱中逻辑电平产生电路产生，输入F可直接插至逻辑电平只是电路的某一路进行显示。
仿真示意 2.门电路的动态逻辑功能测试 动态测试用于数字系统运行中逻辑功能的检查，测试时，电路输入串行数字信号，用示波器比较输入与输出信号波形，以此来确定电路的功能。实验时，与非门输入端A加一频率为
数字电子技术实验 简要讲义 适用专业：电气专业 编写人：于云华、何进 中国石油大学胜利学院机械与控制工程学院 2015.3
目录 实验一：基本仪器熟悉使用和基本逻辑门电路功能测试 (3) 实验二：小规模组合逻辑电路设计 (4) 实验三：中规模组合逻辑电路设计 (5) 实验四：触发器的功能测试及其应用 (7) 实验五：计数器的功能测试及其应用 (8) 实验六：计数、译码与显示综合电路的设计 (9)
实验一：基本仪器熟悉使用和常用门电路逻辑功能测试 (建议实验学时：2学时) 一、实验目的： 1、熟悉实验仪器与设备，学会识别常用数字集成芯片的引脚分配； 2、掌握门电路的逻辑功能测试方法； 3、掌握简单组合逻辑电路的设计。 二、实验内容： 1、测试常用数字集成逻辑芯片的逻辑功能：74LS00，74LS02，74LS04，74LS08，74LS20，74LS32，74LS86等（预习时查出每个芯片的逻辑功能、内部结构以及管脚分配）。 2、采用两输入端与非门74LS00实现以下逻辑功能： ① F=ABC ② F=ABC③ F=A+B ④ F=A B+A B 三、实验步骤：（学生根据自己实验情况简要总结步骤和内容）主要包括： 1、实验电路设计原理图；如：实现F=A+B的电路原理图： 2、实验真值表； 3、实验测试结果记录。如： 输入输出 A B F3 00灭
四、实验总结： （学生根据自己实验情况，简要总结实验中遇到的问题及其解决办法）注：本实验室提供的数字集成芯片有： 74LS00, 74LS02,74LS04,74LS08,74LS20,74LS32,74LS74，74LS90,74LS112， 74LS138，74LS153, 74LS161 实验二：小规模组合逻辑电路设计 (建议实验学时：3学时) 一、实验目的： 1、学习使用基本门电路设计、实现小规模组合逻辑电路。 2、学会测试、调试小规模组合逻辑电路的输入、输出逻辑关系。 二、实验内容： 1、用最少的门电路设计三输入变量的奇偶校验电路：当三个输入端有奇数个1时，输出为高，否则为低。（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 2、用最少的门电路实现1位二进制全加器电路。（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 3、用门电路实现“判断输入者与受血者的血型符合规定的电路”，测试其功能。要求如下：人类由四种基本血型：A、B、AB、O 型。输血者与受血者的血型必须符合下述原则： O型血可以输给任意血型的人，但O型血的人只能接受O型血； AB型血只能输给AB型血的人，但AB血型的人能够接受所有血型的血； A 型血能给A型与AB型血的人；但A型血的人能够接受A型与O型血； B型血能给B型与AB型血的人，而B型血的人能够接受B型与O型血。 试设计一个检验输血者与受血者血型是否符合上述规定的逻辑电路，如果符合规定电路，输出高电平（提示：电路只需要四个输入端，它们组成一组二进制数码，每组数码代表一对输血与受血的血型对）。 约定“00”代表“O”型 “01”代表“A”型 “10”代表“B”型 “11”代表“AB”型（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 三、实验步骤：（学生根据自己实验情况简要总结步骤和内容），与实验一说明类似。
数字电路实验报告 姓名：张珂 班级：10级8班 学号：2010302540224
实验一：组合逻辑电路分析一．实验用集成电路引脚图 1．74LS00集成电路 2．74LS20集成电路 二、实验内容 1、组合逻辑电路分析 逻辑原理图如下：
U1A 74LS00N U2B 74LS00N U3C 74LS00N X1 2.5 V J1 Key = Space J2 Key = Space J3 Key = Space J4 Key = Space VCC 5V GND 图1.1组合逻辑电路分析 电路图说明：ABCD 按逻辑开关“1”表示高电平，“0”表示低电平； 逻辑指示灯：灯亮表示“1”，灯不亮表示“0”。 真值表如下： A B C D Y 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 表1.1 组合逻辑电路分析真值表 实验分析： 由实验逻辑电路图可知：输出X1=AB CD =AB+CD ，同样，由真值表也能推出此方程，说明此逻辑电路具有与或功能。 2、密码锁问题： 密码锁的开锁条件是：拨对密码，钥匙插入锁眼将电源接通，当两个条件同时满足时，开锁信号为“1”，将锁打开；否则，报警信号为“1”，则接通警铃。
试分析下图中密码锁的密码ABCD 是什么？ 密码锁逻辑原理图如下： U1A 74LS00N U2B 74LS00N U3C 74LS00N U4D 74LS00N U5D 74LS00N U6A 74LS00N U7A 74LS00N U8A 74LS20D GND VCC 5V J1 Key = Space J2 Key = Space J3 Key = Space J4 Key = Space VCC 5V X1 2.5 V X2 2.5 V 图 2 密码锁电路分析 实验真值表记录如下： 实验真值表 A B C D X1 X2 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 表1.2 密码锁电路分析真值表 实验分析： 由真值表（表1.2）可知：当ABCD 为1001时，灯X1亮，灯X2灭；其他情况下，灯X1灭，灯X2亮。由此可见，该密码锁的密码ABCD 为1001.因而，可以得到：X1=ABCD ，X2=1X 。
数字电路组合逻辑电路设 计实验报告 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
实验三组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）
一、实验目的 1.掌握常用门电路的逻辑功能 2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法 3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法 二、实验设备与器材 Multisim 、74LS00 四输入2与非门、示波器、导线 三、实验原理 TTL集成逻辑电路种类繁多，使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查，保证实验的顺利进行。 测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。静态测试时，门电路输入端加固定的高（H）、低电平，用示波器、万用表、或发光二极管（LED）测
出门电路的输出响应。动态测试时，门电路的输入端加脉冲信号，用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。 下面以74LS00为例，简述集成逻辑门功能测试的方法。74LS00为四输入2与非门，电路图如3-1所示。74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中，共有14条外引线。使用时必须保证在第14脚上加+5V电压，第7脚与底线接好。 整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。 表3-1 74LS00与非门真值表 1.门电路的静态逻辑功能测试 静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否。实验时，可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量，加高、低电平，观测输出电平是否符合74LS00的真值表（表3-1）描述功能。
数字电路综合实验报告 简易智能密码锁 一、实验课题及任务要求 设计并实现一个数字密码锁，密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键，密码输入正确，密码锁打开，密码输入错误进行警示。 基本要求： 1、密码设置：通过键盘进行4 位数字密码设定输入,在数码管上显示所输入数字。通过密码设置确定键（BTN 键）进行锁定。 2、开锁：在闭锁状态下，可以输入密码开锁，且每输入一位密码，在数码管上显示“-”，提示已输入密码的位数。输入四位核对密码后，按“开锁”键，若密码正确则系统开锁，若密码错误系统仍然处于闭锁状态，并用蜂鸣器或led 闪烁报警。 3、在开锁状态下，可以通过密码复位键（BTN 键）来清除密码，恢复初始密码“0000”。闭锁状态下不能清除密码。 4、用点阵显示开锁和闭锁状态。 提高要求： 1、输入密码数字由右向左依次显示，即：每输入一数字显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有数字向左移动一位。 2、密码锁的密码位数（4~6 位）可调。
3、自拟其它功能。 二、系统设计 2.1系统总体框图 2.2逻辑流程图
2.3MDS图 2.4分块说明 程序主要分为6个模块：键盘模块，数码管模块，点阵模块，报警模块，防抖模块，控制模块。以下进行详细介绍。 1.键盘模块 本模块主要完成是4×4键盘扫描，然后获取其键值，并对其进行编码，从而进行按键的识别，并将相应的按键值进行显示。 键盘扫描的实现过程如下：对于4×4键盘，通常连接为4行、4列，因此要识别按键，只需要知道是哪一行和哪一列即可，为了完成这一识别过程，我们的思想是，首先固定输出高电平，在读入输出的行值时，通常高电平会被低电平拉低，当当前位置为高电平“1”时，没有按键按下，否则，如果读入的4行有一位为低电平，那么对应的该行肯定有一个按键按下，这样便可以获取到按键的行值。同理，获取列值也是如此，先输出4列为高电平，然后在输出4行为低电平，再读入列值，如果其中有哪一位为低电平，那么肯定对应的那一列有按键按下。由此可确定按键位置。
数字电路实验讲义 课题：实验一门电路逻辑功能及测试课型：验证性实验 教学目标：熟悉门电路逻辑功能，熟悉数字电路实验箱及示波器使用方法 重点：熟悉门电路逻辑功能。 难点：用与非门组成其它门电路 教学手段、方法：演示及讲授 实验仪器： 1、示波器； 2、实验用元器件 74LS00 二输入端四与非门 2 片 74LS20 四输入端双与非门 1 片 74LS86 二输入端四异或门 1 片 74LS04 六反相器 1 片 实验内容： 1、测试门电路逻辑功能 （1）选用双四输入与非门74LS20 一只，插入面包板（注意集成电路应摆正放平），按图1.1接线，输入端接S1～S4(实验箱左下角的逻辑电平开关的输出插口)，输出端接实验箱上方的LED 电平指示二极管输入插口D1～D8 中的任意一个。 （2）将逻辑电平开关按表1.1 状态转换，测出输出逻辑状态值及电压值填表。
2、逻辑电路的逻辑关系 （1）用74LS00 双输入四与非门电路，按图1.2、图1.3 接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.2，表1.3 中。 （2）写出两个电路的逻辑表达式。 3、利用与非门控制输出 用一片74LS00 按图1.4 接线。S 分别接高、低电平开关，用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用。 4、用与非门组成其它门电路并测试验证。
（1）组成或非门：
用一片二输入端四与非门组成或非门B = =，画出电路图，测试并填 + Y? A B A 表1.4。 （2）组成异或门： ①将异或门表达式转化为与非门表达式； ②画出逻辑电路图； ③测试并填表1.5。 5、异或门逻辑功能测试 （1）选二输入四异或门电路74LS86，按图1.5 接线，输入端1、2、4、5 接电平开关输出插口，输出端A、B、Y 接电平显示发光二极管。 （2）将电平开关按表1.6 的状态转换，将结果填入表中。
数字电路实验 实验要求： 1. 遵守实验室规则，注意人身和仪器设备的安全。 2. 预习并按规范写好预习报告，否则不能参加实验。 3. 进入实验室后保持安静，对号入座， 4. 将预习报告置于实验桌右上角，待指导教师检查。 5. 完成实验任务后，保持实验现场，报请老师验收。验收时需清楚简练地向老师介绍实验情况、证明自己已完成了实验任务。 6.实验成绩由预习报告、实验效果与实验纪律、独立动手能力、实验报告等综合决定。 实验报告内容要求 1. 实验名称、实验者姓名、实验时间地点和指导教师等。 2. 实验目的与要求。 3. 实验用仪器仪表的名称和型号。 4. 实验电路和测试电路。包括实验所用的器件品种、数目和参数。 5. 实验内容、步骤，在这部分内容中，应用简明的语言或提纲给出实验的具体内容，步骤、记录实验中的原始数据，绘制出根据观察到的波形整理出的图表、曲线，反映在实验中遇到的问题及处理的经过。如对原实验方案进行了调整，则应写出调整方案的理由和调整情况。 6. 实验结果及分析。实验结果是对实验所得的原始数据进行分析计算后得出的结论。可以用数值或曲线表达，实验结果应满足实验任务的要求。 7. 实验小结。总结实验完成的情况，对实验方案和实验结果进行讨论，对实验中遇到的问题进行分析，简单叙述实验的收获、体会等。 8. 参考资料。记录实验进行前、后阅读的有关资料，为今后查阅提供方便。
实验一TTL与非门参数测试及使用 一、实验目的 1、学习TTL和CMOS门电路的逻辑功能测试方法，加深认识TTL与CMOS门电路的 电平差异。 2、通过测试TTL与非门的电压传输特性，进一步理解门电路的重要参数及其意义（包 括U OL、U OH、U ON、U OFF、U TH、U NL、U NH）。 3、了解一般的集成门电路器件的常用封装形式和引脚排列规律，掌握使用方法。 4、熟悉数字实验箱的结构和使用方法。 二、预习要求 1、TTL与CMOS门电路的逻辑功能及闲置输入端的处置方法。 2、电压传输特性曲线及其所表征的主要参数的意义。 3、设计实验数据纪录表格 三、实验内容 1、测试TTL与非门74LS00和CM0S或非门CC4001逻辑功能。 （1）识别72LS00和CC4001的封装及引脚排列。 （2）正确连接测试电路，特别注意直流工作电压的大小和极性。 （3）测试它们的真值表，要求纪录输入高低电平（U IL、U IH）和输出高低电平(U OL、U OH)。 （4）实验TTL和CMOS门电路的输入端悬空对门电路输出的影响。 2、测试TTL与非门电压传输特性。 （1）正确连接测试电路，特别注意实心电位器的连接，连接错误易损坏电位器。 （2）注意在特性曲线的转折处应适当增加测量点。 （3）正确读取数据并纪录。 四、实验报告 1、书写格式要规范，书写认真、字迹清晰。 2、实验报告内容要齐全 3、测试的原始数据要真实，不能随意修改原始数据。 4、绘制TTL门的传输特性曲线，并根据曲线标出U ON、U OFF、U TH及U NL、U NH。 5、实验结果分析与小结 实验二组合逻辑电路设计 一、实验目的 1、学习用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法，进一步掌握组合逻辑电路的 分析和设计方法。 2、学习用中规模集成电路实现组合逻辑函数的方法 3、学习数字电路实验中查找电路故障的一般方法。 二、预习要求 1、组合逻辑电路分析、设计的一般方法。 2、用译码器和数据选择器实现组合逻辑函数的方法。 3、画出用译码器74LS138实现半加器的电路图。 三、实验内容 1、用与非门实现半加器。
数字电子技术 实验报告 实验一门电路逻辑功能及测试 (1) 实验二数据选择器与应用 (4) 实验三触发器及其应用 (8) 实验四计数器及其应用 (11) 实验五数码管显示控制电路设计 (17) 实验六交通信号控制电路 (19) 实验七汽车尾灯电路设计 (25) 班级：08030801 学号：2008301787 2008301949 姓名：纪敏于潇
实验一 门电路逻辑功能及测试 一、实验目的： 1.加深了解TTL 逻辑门电路的参数意义。 2.掌握各种TTL 门电路的逻辑功能。 3.掌握验证逻辑门电路功能的方法。 4.掌握空闲输入端的处理方法。 二、实验设备： THD —4数字电路实验箱，数字双踪示波器，函数信号发射器， 74LS00二输入端四与非门，导线若干。 三、实验步骤及内容： 1.测试门电路逻辑功能。 选用双四输入与非门74LS00一只，按图接线，将输入电平按表置位，测输出电平 用与非门实现与逻辑、或逻辑和异或逻辑。用74LS00实现与逻辑。 用74LS00实现或逻辑。用74LS00实现异或逻辑。 2.按实验要求画出逻辑图，记录实验结果。 3.实验数据与结果 将74LS00二输入端输入信号分别设为信号A 、B 用74LS00实现与逻辑 1A B A B =? 逻辑电路如下：
12 3 74LS00AN 4 5 6 74LS00AN A B A 端输入TTL 门信号， B 端输入高电平，输出波形如下： A 端输入TTL 门信号， B 端输入低电平，输出波形如下： 1、 用74LS00实现或逻辑 11A B A B A B +=?=???逻辑电路如下
数字电路实验报告 班级：1403011 学号： 姓名：于梦鸽地点：EII-310 时间：第五批
实验一基本逻辑门电路实验 （一）实验目的 １.掌握TTL与非门、与或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。 ２.熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。 （二）实验所用器件 二输入四与非门74LS00 1片 （三）实验容 1、测试74LS00逻辑关系接线图 输 入输 出 引脚1引脚3 引脚2 K1 K2 23 LED0 L L L L H H H H 图1.1 测试74LS00逻辑关系接线图表1.1 74LS00真值表 2.用３个三输入端与非门IC芯片74LS10安装如图所示的电路 从实验台上的时钟脉冲输出端口选择两个不同频率（约 7khz和 14khz）的脉冲信号分别加到Ｘ0和Ｘ1端。对应Ｂ和Ｓ端数字信号的所有可能组合，观察并画出输出端的波形，并由此得出Ｓ和Ｂ（及/Ｂ）的功能。 （四）实验数据结果 1、测试74LS00的逻辑关系 ?逻辑关系连接图
? 真值表 2.测试74LS86的逻辑关系 ? 逻辑关系连接图 ? 真值表 3.测试74LS10的逻辑关系 ? 真值表 输 入 输出 引脚1 引脚2 引脚3 L L H L H H H L H H H L 输 入 输出 引脚1 引脚2 引脚3 L L H L H L H L L H H H S B Y L L 0 L H 0 H L X1 H H X0 LED K1 K2 LED K1 K2
实验二组合逻辑电路部件实验 （一）实验目的： 掌握逻辑电路设计的基本方法 掌握EDA工具MAX-PlusII的原理图输入方法 掌握MAX-PlusII的逻辑电路编译、波形仿真的方法 （二）实验容 1.逻辑单元电路的波形仿真 利用EDA工具的原理图输入法，分别输入74138图元符号；建立74138的仿真波形文件，并进行波形仿真，记录波形；分析74138逻辑关系。 3-8译码器74138的波形仿真 实验数据及结果 2.设计并实现一个3位二进制全加器 输入输出 E A1 A2 Q0 Q1 Q2 Q3 1 ΦΦ 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 E为允许使能输入线，A1、A2为译码器输入，Q0、Q1、Q2、Q3分别为输出。
目录 实验一TTL集成逻辑与非门参数的测试 (2) 实验二组合逻辑电路 (4) 实验三编码器和译码器 (6) 实验四触发器及其应用 (8) 实验五同步计数器测试与扩展 (10) 实验六任意进制计数器 (12) 实验七移位寄存器功能测试及应用 (14) 实验八555集成定时器及应用 (15)
实验一 TTL 集成逻辑与非门参数的测试 一 .实验目的 1、 了解TTL 与非门各参数的意义。 2、 掌握TTL 集成与非门主要参数的测试方法。 3、 掌握TTL 器件的使用规则。 二．实验设备与器材 1、数字逻辑实验箱 1台 2、万用电表 1台 3、集成四-2输入与非门74LS00 1只 三． 实验内容及步骤 1、验证与非门74LS00的逻辑功能 将与非门的两输入端分别接到数字逻辑实验箱的逻辑开关k 1和k 2上，输出端接逻辑指示灯和万用电表上。按表1逐项验证其逻辑功能，测量结果填入表1–1中。 表1 与非门逻辑功能的测试 2、电压传输特性测试 按下图图1完成连线。调节RP,改变Vi 值，按表2的要求逐个设定电压值，读出每个设定值对应的输出值，并描绘电压传输特性曲线。 图1 表2 与非门的电压传输特性 Rp 4.7K Vi (V)
3、测试与非门部分参数测试 4．实验思考题 （1）门电路的带负载能力是什么？ （2）测量扇出系数N O的原理是什么？
实验二 组合逻辑电路 一．实验目的 1、掌握用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。 2、用实验验证所设计电路的逻辑功能。 二、实验设备及器件 1、逻辑实验箱 1个 2、万用表 1个 3、集成芯片74LS283 、74LS00、74LS86 、74LS51 各1片 三、实验内容及步骤 1、集成全加器74LS283功能测试 按表1数据要求，记录测试结果 其中上图： 【1】 C 0与A 4A 3A 2A 1以及 B 4B 3B 2B 1分别接9个不同逻辑开关 【2】 C 4与输出端∑4∑3∑2∑1 分别接5个不同发光二极管 2、门电路74LS86、、74LS00组成半加器 图中A 、B 为数据输入端，S 、C 分别为求和信号、进位信号输出。 B1B2B3B4C0
常用数字仪表的使用 实验内容： 1.参考“仪器操作指南”之“DS1000操作演示”，熟悉示数字波器的使用。 2.测试示波器校正信号如下参数：（请注意该信号测试时将耦合方式设置为直流耦合。 峰峰值（Vpp），最大值（Vmax），最小值（Vmin）， 幅值（Vamp），周期（Prd），频率（Freq） 顶端值（Vtop），底端值（Vbase），过冲（Overshoot）, 预冲（Preshoot），平均值（Average），均方根值（Vrms），即有效值 上升时间（RiseTime），下降时间（FallTime），正脉宽（+Width）, 负脉宽（-Width），正占空比（+Duty），负占空比（-Duty）等参数。 3.TTL输出高电平>2.4V，输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低 电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V。 请采用函数信号发生器输出一个TTL信号，要求满足如下条件： ①输出高电平为3.5V，低电平为0V的一个方波信号； ②信号频率1000Hz； 在示波器上观测该信号并记录波形数据。
集成逻辑门测试（含4个实验项目） （本实验内容选作） 一、实验目的 （1）深刻理解集成逻辑门主要参数的含义和功能。 （2）熟悉TTL 与非门和CMOS 或非门主要参数的测试方法，并通过功能测试判断器件好坏。 二、实验设备与器件 本实验设备与器件分别是： 实验设备：自制数字实验平台、双踪示波器、直流稳压电源、数字频率计、数字万用表及工具； 实验器件：74LS20两片，CC4001一片，500Ω左右电阻和10k Ω左右电阻各一只。 三、实验项目 1．TTL 与非门逻辑功能测试 按表1-1的要求测74LS20逻辑功能，将测试结果填入与非门功能测试表中（测试F=1、0时，V OH 与V OL 的值）。 2．TTL 与非门直流参数的测试 测试时取电源电压V CC =5V ；注意电流表档次，所选量程应大于器件电参数规范值。 （1）导通电源电流I CCL 。测试条件：输入端均悬空，输出端空载。测试电路按图1-1（a ）连接。 （2）低电平输入电流I iL 。测试条件：被测输入端通过电流表接地，其余输入端悬空，输出空载。测试电路按图1-1（b ）连接。 （3）高电平输入电流I iH 。测试条件：被测输入端通过电流表接电源（电压V CC ），其余输入端均接地，输出空载。测试电路按图1-1（c ）连接。 （4）电压传输特性。测试电路按图1-2连接。按表1-2所列各输入电压值逐点进行测量，各输入电压值通过调节电位器W 取得。将测试结果在表1-2中记录，并根据实测数据，做出电压传输特性曲线。然后，从曲线上读出V OH ，V OL ，V on ，V off 和V T ，并计算V NH ，V NL 等参数。 表1-1 与非门功能测试表
实验一KHD-2型数字电路实验装置的使用和 集成门电路逻辑功能的测试 一、实验目的 1．熟悉和掌握KHD-2型数字电路实验装置的使用。 2．熟悉74LS20和74LS00集成门电路的外形和管脚引线。 3．掌握与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门逻辑功能的测试。 二、实验器材及设备 1．KHD-2数字电路实验台 2．4输入2与非门74LS20（1块） 3．2输入4与非门74LS00或CC4011（1块） 三、实验原理 （一）KHD-2型数字电路实验台 KHD-2型数字电路实验台由实验控制屏与实验桌组成。实验控制屏主要由两块单面敷铜印刷线路板与相应电源、仪器仪表等组成。控制屏由两块相同的数电实验功能板组成，其控制屏两侧均装有交流电压220V的单相三芯电源插座。每块实验功能板上均包含以下各部分内容： 1．实验板上装有一只电源总开关及一只熔断器（额定电流为1A）作为短路保护用。 2．实验板上共装有600多个高可靠的自锁紧式、防转、叠插式插座。它们与集成电路插座、镀银针管座以及其他固定器件、线路的连线已设计在印刷线路板上。板正面印有黑线条连接的器件，表示反面已装上器件并接通。 3．实验板上共装有200多根镀银长15mm的紫铜针管插座，供实验时接插小型电位器、电阻、电容、三极管及其他电子器件使用。 4．实验板上装有四路直流稳压电源（±5V、1A及两路0～18V、0.75A可调的直流稳 压电源）。实验板上标有处，是指实验时需用导线将直流电源+5V引入该处，是+5V 电源的输入插口。 5．高性能双列直插式圆集成电路插座18只（其中40P 1只、28P 1只、24P 1只、20P 1只、16P 5只、14P 6只、8P 2只、40P锁紧座1只）。 6．6位十六进制七段译码器与LED数码显示器：每一位译码器均采用可编程器件GAL 设计而成，具有十六进制全译码功能。显示器采用LED共阴极红色数码管（与译码器在反面已连接好），可显示四位BCD十六进制的全译码代号：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E和F。 使用时，只要用锁紧线将+5V在没有BCD码输入时六位译码器均显示“F”。 7．四位BCD码十进制拔码开关组：每一位的显示窗指示出0~9中的任一个十进制数字，在A、B、C、D四个输出插口处输出相对应的BCD码。每按动一次“+”或“ ”键，将顺序地进行加1计数或减1计数。 若将某位拔码开关的输出口A、B、C、D连接在“2”的一位译码显示的输入端口A、B、C、D处，当接通+5V电源时，数码管将点亮显示出与拔码开关所指示一致的数字。
数字电子技术实验练习内容 实验二TTL与非门的应用 一、实验内容 1.用五个二输入与非门设计一个半加器。 2.用二输入与非门设计一个三开关控制同一灯泡电路,要求三个开关能够独立控制灯泡的亮灭。 3.用一个四输入与非门与三个二输入与非门设计一个电路,实现函数 ∑ ,9,8,7,6,5,4( 10 , ) ABCD (m F。要求只有原变量输入、没有反变量输 , 14 =) 11 , 13 , 12 入。 4.用九个二输入与非门设计一个一位全加器。 二、思考题 1.TTL门电路的闲置输入端应如何处理？ 2.写出影响TTL与非门扇出系数的两个重要参数的概念。 3.TTL门电路的电压传输特点就是什么？ 实验三CMOS与非门的应用 一、实验内容 1.用CD4011与非门设计一个同或门电路与一个异或门电路。 2.利用一块CD4011设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯,使之在上楼前,用楼下开关打开电灯,上楼后,用楼上开关熄灭电灯;或者在下楼前,用楼上开关打开电灯,下楼后,用楼下开关熄灭电灯。 3.密码锁共有三个按钮,当三个按钮未按下或第一个按钮单独按下时,锁既不打开也不报警;只有当三个按钮同时按下、或者第一个第二个按钮同时按下、或者第一个第三个按钮同时按下时,锁才能被打开,当按下按钮不属于上述状况时,将发出报警信息。要求:用两块CD4011设计逻辑电路,使用的与非门数量最少,以达到最佳设计方案。 二、思考题 1.CMOS集成电路或门、或非门的闲置输入端如何处理？ 2.CMOS集成电路的电压传输特性有什么特点？ 3.CMOS集成与非门、与门的闲置输入端如何处理？ 实验五组合逻辑电路的设计 一、实验内容 1.用74LS86与74LS00设计四开关控制同一灯泡电路,要求四个开关能够独立控制灯泡的亮灭。 2.用74LS86、CD4081、CD4071设计一个一位全加器电路。 3.用异或门、与门设计一个半加器电路。 4.用异或门与与非门设计一个一位全加器电路。 二、思考题 1.74LS54与或非门的闲置端如何处理？
实验四简易数字钟下载 1、实验目的 1）学习掌握数字系统综合设计方法。 2）学习掌握层次设计方法。 3）学习掌握设计下载方法。 4）学习掌握实验系统使用方法。 2、实验原理 数字钟是对输入时基秒脉冲进行计数，依次输出秒数值、分数值、小时数值，从而确定时钟时间，其原理框图如下图所示。 Image 简易数字钟原理图 简易数字钟原理图 实际的数字钟设计中还需要增加年月日的功能，这里框图中
也省略了校时功能的结构。 3、实验内容 1）选择XC2S200PQ208器件建立一个新的工程。 2）在上述工程中，采用VHDL语言的方法设计上述简易数字钟。 3)参考实验系统使用说明，按下列要求锁定引脚。秒、分钟、小时由实验系统的J1、J2输出，显示输出的时分秒间隔一位数码管。时钟输入由J7的1脚输入。 4）下载编程并验证设计结果。 4、实验设备 1）清华同方PⅣ 2.4G\256M60G 2）ISE 6.2i—Windows软件系统 3）多功能EDA实验系统(V型) 5、实验步骤 1）写出简易数字钟的设计程序。 2）画出简易数字钟的仿真波形。 3）将程序下载到芯片中。 a.首先点击菜单Assignments->Device，选择Device family->Cyclone IV E，然后选择芯片型号Available device->EP4CE6F17C8。 b.进行管脚锁定，选择菜单Assignments->Pin Planner，在Location列下为输入\输出变量选择对应的管脚进行锁定。 c．选择快捷菜单进行编译Start Compilation，生成下载文件。 d．点击Tools->Programmer e.点击Add Device，在Device->Cyclone IVE中，选择Device
一、实验目的与要求 1．了解和正确使用MSI组合逻辑部件； 2．掌握一般组合逻辑电路的特点及分析、设计方法； 3. 学会对所设计的电路进行静态功能测试的方法； 4. 观察组合逻辑电路的竞争冒险现象。 预习要求： （1）复习组合逻辑电路的分析与设计方法； （2）根据任务要求设计电路，并拟定试验方法； （3）熟悉所用芯片的逻辑功能、引脚功能和参数； （4）了解组合逻辑电路中竞争冒险现象的原因及消除方法。 （5）二、实验说明 译码器是组合逻辑电路的一部分。所谓译码就是不代码的特定含义“翻译”出来的过程，而实现译码操作的电路称为译码器。译码器分成三类： 1．二进制译码器：把二进制代码的各种状态，按照其原意翻译成对应输出信号的电路。如中规模2线—4线译码器74LS139，3线—8线译码器74LS138等。 2.二—十进制译码器：把输入BCC码的十个代码译成十个高、低电平信号。 3．字符显示译码器：把数字、文字和符号的二进制编码翻译成人们习惯的形式并直观地显示出来的电路，如共阴极数码管译码驱动的74LS48（74LS248），共阳极数码管译码驱动的74LS49（74LS249）等。 三、实验设备 1．RXB-1B数字电路实验箱 2．器件 74LS00 四2输入与非门 74LS20 双4输入与非门 74LS138 3线—8线译码器 四、任务与步骤 任务一：测试3线—8线译码器74LS138逻辑功能 将一片3线—8线译码器74LS138插入RXB-1B数字电路实验箱的IC空插座中，按图3-15接线。A0、A1、A2、STA、STB、STC端是输入端，分别接至数字电路实验箱的任意6个电平开关。Y7、Y6、Y5、Y4、Y3、Y2、Y1、Y0输出端，分别接至数字电路实验箱的电平显示器的任意8个发光二极管的插孔8号引脚地接至RXB—IB型数字电路实验箱的电源“ ”，16号引脚+5V接至RXB-1B数字电路实验箱的电源“+5V”。按表3-2中输入值设置电平开关状态，观察发光二极管（简称LED）的状态，并将结果填入表中。 根据实验数据归纳出74LS138芯片的功能。 表3-2 3线－8线译码器74LS138功能表
数字电路实验讲义 目录 1 数字电路实验箱简介 2 实验一基本门电路和触发器的逻辑功能测试 3 实验二常用集成组合逻辑电路（MSI）的功能测试及应用 4 实验三常用中规模集成时序逻辑电路的功能及应用 5 实验四组合逻辑电路的设计 6 实验五时序逻辑电路的设计 7 实验六综合设计实验 8 附录功能常用芯片引脚图
数字电路实验箱简介 TPE系列数字电路实验箱是清华大学科教仪器厂的产品，该实验箱提供了数字电路实验所必需的基本条件。如电源，集成电路接线板，逻辑电平产生电路，单脉冲产生电路和逻辑电平测量显示电路，实验箱还为复杂实验提供了一些其他功能。 下面以JK触发器测试为例说明最典型的测试电路，图1为74LS112双JK触发器的测试电路。其中Sd、Rd 、J、K为电平有效的较入信号，由实验箱的逻辑电平产生电路提供。CP为边沿有效的触发信号，由单脉冲产生电路提供。Q和为电路的输出，接至逻辑电平测量显示电路，改变不同输入的组合和触发条件，记录对应的输出，即可测试该触发器的功能。 逻辑电平测量显示 图1. JK触发器测试电路
实验一 基本门电路和触发器的逻辑功能测试 一、 实验目的 1、掌握集成芯片管脚识别方法。 2、掌握门电路逻辑功能的测试方法。 3、掌握RS 触发器、JK 触发器的工作原理和功能测试方法。 二、实验设备与器件 1、数字电路实验箱 2、万用表 3、双列直插式组件 74LS00：四—2输入与非门 74LS86：四—2输入异或门 74LS112：双J-K 触发器 三、实验原理与内容 1、测试与非门的逻辑功能 74LS00为四—2输入与非门，在一个双列直插14引脚的芯片里封装了四个2输入与非门，引脚图见附录。14脚为电源端，工作时接5V,7脚为接地端，1A ，113和1Y 组成一个与非门， B A Y 111?=。剩余三个与非门类似。按图1—1连接实验电路。改变输信号，测量对应输出， 填入表1—1中，验证其逻辑功能。 测 量 显 示 逻 辑 电 平 图1—1 74LS00测试电路
北京邮电大学数字电路实验报告
北京邮电大学 数字电路与逻辑设计实验 实验报告 实验名称：QuartusII原理图输入 法设计与实现 学院：北京邮电大学 班级： 姓名： 学号：
一．实验名称和实验任务要求 实验名称：QuartusII原理图输入法设计与实现 实验目的：⑴熟悉用QuartusII原理图输入法进行电路设计和仿真。 ⑵掌握QuartusII图形模块单元的生成与调用； ⑶熟悉实验板的使用。 实验任务要求：⑴掌握QuartusII的基础上，利用QuartusII用逻辑 门设计实现一个半加器，生成新的半加器图像模 块。 ⑵用实验内容（1）中生成的半加器模块以及逻辑门 实现一个全加器，仿真验证其功能，并能下载到实 验板上进行测试，要求用拨码开关设定输入信号， 发光二级管显示输出信号。 ⑶用3线—8线译码器（74L138）和逻辑门实现要求 的函数：CBA F+ C + =,仿真验证其 + B C B A A A B C 功能，，并能下载到实验板上进行测试，要求用拨 码开关设定输入信号，发光二级管显示输出信号。二．设计思路和过程 半加器的设计实现过程：⑴半加器的应有两个输入值，两个输出值。 a表示加数，b表示被加数，s表示半加和， co表示向高位的进位。
⑵由数字电路与逻辑设计理论知识可知b a s ⊕=;b a co ?= 选择两个逻辑门：异或门和与门。a,b 为异或门和与门的输入，S 为异或门的输出，C 为与门的输出。 (3)利用QuartusII 仿真实现其逻辑功能，并生成新的半加器图形模块单元。 (4)下载到电路板，并检验是否正确。 全加器的设计实现过程：⑴全加器能够由两个半加器和一个或门构成。全加器有三个输入值a,b,ci ，两个输 出值s,co ：a 为被加数，b 为加数，ci 为低 位向高位的进位。 ⑵全加器的逻辑表 示式为： c b a s ⊕⊕= b a ci b a co ?+?⊕=)(
数字电子设计 客房呼叫器 学院：通化师范学院 专业班级：物理系11级二班 小组成员：黄琳杰呼永建王继洋马一剑周建伟刘启宇郑伟清李楠楠 指导老师：李东康 时间：2013年12月3日
前言 物理实验是人们根据科学研究的目的，利用仪器设备人为地控制模拟自然现象，排除干扰突出主要因素，在有利条件下观察研究自然规律的活动。 因此，物理实验可以简化纯化研究对象和过程，可以强化研究条件，可以控制或再现和重复物理过程。物理实验有多种类型在本次试验设计中，我们采取模拟试验的方式来用数字电路设计餐厅客房服务器。 设计目的与要求 1．选用十个开关模拟某餐厅的十个包房，应用数字电路设计一个客房呼叫器。 2．用数码管显示呼叫服务的客房编号。 发挥部分：试想一下，若存在十个以上包房应如何设计。
总体框图 设计想法 1. 整体设计思路：根据对设计要求的分析，可以将整个呼叫器的逻辑电路划分为编码器，代码转换电路和数码显示电路三个部分。 2. 整体设计流程： a 编码器将客房给出的开关输入编成对应的二进制代码 b 代码转换电路将编码器输出的编码转换为七段显示译码器在显示时所要求的输入代码。 c 用一个数码管显示呼叫信号的号码。
选择器件 74ls147优先编码器管脚图和功能真值表 优先编码器是当多个输入端同时有信号时，电路只对其中优先级别最高的输入信号进行编码，常用的集成优先编码器IC有10线-4线，8线-3线两种。10线-4线优先编码器常见的型号为54/74LS147,54/74147, 3线-8线优先编码器常见的型号为54/74148,54/74LS148. 下面我们以74ls147为例介绍优先编码器功能如图一所示 第九个脚NC为空74ls147优先编码器有九个输入端和四个输出端，某个输入端为0，代表输入某个十进制数当九个输入端全为1时，代表输入的十进制数为0. 74ls147优先编码器的输入端和输出端都是低电平有效即某一个输入端低电平0时，四个输出端就以低电平0的输出其对应的8421 BCD编码，当九个输入全为1时，4个输出也全为1呆比啊输入十进制数0的8421 BCD编码输出。