仰恩大学电子工程系实验教材系列数字逻辑电路
实验指导书
电子工程系编
2011年1月
安全用电须知
安全用电是实验中始终需要注意的重要问题。为了做好实验，确保人身和设备的安全，实验时，必须严格遵守下列安全用电规则：
（1）接线、改接、拆线都必须在切断电源的情况下进行，即“先接线后通电，先断电再拆线”。
（2）在电路通电情况下，人体严禁接触电路不绝缘的金属导线或连接点等带电部位。万一遇到触电事故，应立即切断电源，进行必要的处理。
（3）实验中，特别是设备刚投入运行时，要随时注意仪器设备的运行情况，如发现有超量程、过热、异味、异声、冒烟、火花等，应立即断电，并请老师检查。
（4）实验时应精神集中，同组者必须密切配合，接通电源前须通知同组同学，以防止触电事故。
（5）电机转动时，防止导线、发辫、围巾等物品卷入。
（6）了解有关电器设备的规格、性能及使用方法，严格按额定值使用。注意仪表的种类、量程和连接使用方法，例如，不得用电流表或万用表的电阻档，电流档去测量电压；电流表、功率表的电流线圈不能并联在电路中等等。
（7）请穿绝缘胶鞋进入实验室。
目录
第一章MDL数字逻辑实验仪
1-1MDL 实验仪的组成---------------------------------------------------------------------------4 1-2MDL 实验仪面板功能和使用方法---------------------------------------------------------4 1-3MDL 实验仪实验方式和实验方法---------------------------------------------------------8 1-4实验调试过程-----------------------------------------------------------------------------------9
第二章组合逻辑电路部件实验
2-1 门电路--------------------------------------------------------------------------------------------10 实验一检测门电路---------------------------------------------------------------12 2-2 加法器--------------------------------------------------------------------------------------------14 实验二一位半加器---------------------------------------------------------------16 实验三一位全加器---------------------------------------------------------------17 2-3 编码器--------------------------------------------------------------------------------------------19 实验四8—3编码器--------------------------------------------------------------20 2-4 译码器--------------------------------------------------------------------------------------------21 实验五3—8译码器--------------------------------------------------------------24 实验六LED 译码器--------------------------------------------------------------25 2-5 奇偶校验电路-----------------------------------------------------------------------------------27 实验七奇偶校验------------------------------------------------------------------27 2-6 代码转换器--------------------------------------------------------------------------------------29 实验八二进制码– BCD 码---------------------------------------------------31 实验九BCD码–二进制码---------------------------------------------------32 实验十BCD码–余三码------------------------------------------------------33 实验十一BCD码–移位码------------------------------------------------------33 实验十二BCD码–格雷码------------------------------------------------------34 2-7 数据选择器与数据分配器--------------------------------------------------------------------36 实验十三数据选择器---------------------------------------------------------------37 实验十四数据分配器---------------------------------------------------------------38 2-8 数据比较器--------------------------------------------------------------------------------------40 实验十五二位数字比较器---------------------------------------------------------41
第三章时序逻辑电路部件实验
3-1 触发器-----------------------------------------------------------44 实验十六检测触发器--------------------------------------46 3-2 移位寄存器-----------------------------------------------------------------------------------48 实验十七四位多功能寄存器------------------------------------------------50 3-3 计数器-----------------------------------------------------------------------------------------51 实验十八四位二进制异步计数器------------------------------------------57 实验十九四位格雷码计数器------------------------------------------------59 实验二十五-十进制计数器--------------------------------------------------60 3-4 代码发生器-----------------------------------------------------------------------------------61 实验二十一代码110101发生器----------------------------------------------65 3-5单脉冲发生器--------------------------------------------------------------------------------66 实验二十二单脉冲发生器------------------------------------------------------68 3-6 时序脉冲发生电路--------------------------------------------------------------------------69 实验二十三时序脉冲启停电路------------------------------------------------72
第四章数字脉冲电路部件
4-1 振荡器-----------------------------------------------------------------------------------------73 实验二十四带RC的TTL环形振荡器--------------------------------------74 4-2 单稳态电路-----------------------------------------------------------------------------------74 实验二十五TTL单稳态电路---------------------------------------------------75 4-3 倍频电路-------------------------------------------------------------------------------------76 实验二十六倍频电路------------------------------------------------------------76
第五章可编程逻辑器件实验
5-1 PLD器件--------------------------------------------------------------------------------------77 5-2 isp LSI1016--------------------------------------------------------77 5-3 采用PLD器件的实验步骤----------------------------------------------------------------78 实验二十七四位全加器---------------------------------------------------------79 实验二十八LED译码器--------------------------------------------------------80 实验二十九八位左移寄存器---------------------------------------------------81 附录几种常用74系列的TTL集成电路----------------------------------------------82
第一章 MDL数字逻辑实验仪
MDL是一种智能多功能数字逻辑实验仪。它的内置单片机存储了大量示范实验软件。它可提供自动和非自动两类实验方式。选用自动实验方式时，它会自动输出并显示所选实验的输入信号和正确的输出信号。选用非自动方式实验时，实验信号由实验者设置，实验过程与传统实验相同。MDL可提供单拍和连续两种调试手段。MDL不仅支持采用TTL器件实验，还支持采用PLD（在线可编程逻辑器件）实验。
1-1 MDL实验仪组成
MDL多功能数字逻辑实验仪由电源、控制面板和实验模块组成。
直流稳压电源+5V，经专用连接线与面板的电源插座连接，再经控制面板CNO区的“+5V”、“GND”与实验芯片的管脚“+Vcc”、“GND”连接。
实验仪的右半部是控制面板。采用高性能的单片机进行控制，管理各指示灯的显示信息、产生实验信号、同步脉冲信号和异步脉冲信号、对开关产生的信号整形、监视控制键+、-和控制开关KC0~KC3的状态、接收输入命令、选择实验序号、调节实验信号周期、控制“单拍”或“连续”调试实验电路。
实验仪左半部是实验模块，设置多种芯片插座和管脚插孔。实验者使用适当的芯片构成各种实验电路。
1-2 MDL实验仪面板的功能和使用方法
一、DS0、DS1为示波器连接插座，通过专用连接电缆和双综示波器相连。实验时，若要用示波器观察某个信号，只要用导线把此信号接入该插座即可。
二、LED3~LED0为四个共阴极七段显示器，其用途如下：
1. KC2处于“停止”，KC0处于“序号”，LED3、LED2显示所选实验序号，LED1、LED0显示该实验对应方式。
2. KC2处于“停止”，KC0处于“周期”，LED3、LED2暗，LED1、LED0显示周期（16进制，单位10mS）。
三、LS7~LS0为8个发光二极管，显示信号源S7~S0的状态。
四、LR7~LR0为8个发光二极管，显示单片机给出的所选实验的正确结果（答案）。
五、LE7~LE0为8个发光二极管，显示实验结果状态E7~E0。
图1－1 MDL实验仪控制面板
表1-1
六、K7~K0为8个钮子开关，与CNO区插座K7~K0相连接。在方式0时，通过单片机接口将K7~K0状态输出至信号插座的S7~S0。
七、KC2~KC0为3个控制开关，KC2为“停止/运行”选择开关，KC1为“单拍/连续”选择开关。KC0为“序号/周期”选择开关。这三个开关选择组合及功能如表1-2：
表1-2
八、KC3为“常规/编程”选择开关。置“常规”时，可做常规TTL逻辑器件实验；置“编程”时，可做PLD可编程逻辑器件实验。
九、+、-件的作用和KC2、KC1、KC0状态有关，见表1-3。
十、信息插座CNO区。
S0~S7为8路实验信号，在方式0时，和开关K0~K7的状态一致；在其他方式中，由单片机根据实验自动产生，同时显示在LS0~LS7，1亮，0暗。
E0~E7为8路实验电路的输出信号，显示在LE0~LE7或LED1、LED0。
K0~K7为开关K0~K7的状态输出，作为辅助实验信号。
Sp为同步正脉冲，周期可调。
/Sp为同步负脉冲，周期可调。
Mp为异步连续脉冲，周期2s。
GND为接地。
十一、编程插座（PLD器件实验用）
通过专用电缆把编程插队座和PC机打印口连接起来，籍此把PC机上产生的熔丝图文件下载到实验仪上的在线可编程逻辑器件，然后进行相应的实验验证。
1-3 实验方式和实验方法
MDL提供四种实验方式，根据所选实验序号，自动设置实验方式。
一、方式0（非自动方式）
按动“+”和“-”键，使LED3、LED2显示“00”，此时便为实验方式0。它具有如下特点：
1、实验电路所需的输入信号S0~S7由实验者用开关S0~S7设定。
2、指示灯LS0~LS7显示开关K0~K7状态。
3、指示灯LR0~LR7暗。
4、实验电路的输出信号送到E0~E7，由指示灯LE0~LE7显示，正确与否由实验者做出判断。
二、方式1（自动方式1）
按动“+”和“-”键，使LED3、LED2显示实验序号，具有如下特点：
1、LED1、LED0显示当前的节拍号。
2、实验所需的输入信号S0~S7由实验仪内单片机根据所选实验序号自动产生，并由指示灯LS0~LS7显示。
3、实验电路的输出信号送到E0~E7，由指示灯LE0~LE7显示。
4、该实验序号的正确结果（答案），由实验仪内单片机自动产生，并由指示灯LR0~LR7显示。
三、方式2（自动方式2）
计数器等实验选用方式2,该方式有以下特点：
运行时,LED3、LED2显示实验序号；LED1、LED0显示实验结果（十六进制数）和LE7~LE0 状态相对应。其它与方式1相同。
四、方式3（自动方式3）
方式3运行时，LED3、LED2显示实验序号，LED1显示以正确结果为字型数据的符号LED0显示以实验结果为字型数据符号。方式3只用于LED译码器实验。
1-4 实验调试过程
一、准备
对于TTL器件实验，按实验内容在实验模块上插好器件，接好线路核对正确后，置KC3于“常规”，置KC2于“停止”，打开电源。
对于可编程逻辑器件实验，置KC2于“停止”，置KC3于“编程”，打开电源，将PC 机上产生的熔丝图文件（X。LED）下载到MDL中可编程器件（ispLSI1016或MACH221）内。
二、选择实验序号
开关KC2处于“停止”，KC0处于“序号”，按“+”键使实验序号递增，按“—”使实验序号递减,实验序号显示在LED3、LED2,相应实验方式显示在LED1、LED0上，直至选到所做实验序号为止。
三、调节实验信号周期
开关KC2处于“停止”，KC0处于“周期”LED1、LED0显示C8（相当是十进制200），按“+”键盘递增，按“—”键盘递减，直至选到合适周期为止。监控设定连续运行时信号周期为2秒（200×10mS）
四、单拍运行
开关KC1处于“单拍”,开关KC0处于“运行”，则处于单拍运行方式，每按一次“+”键运行一拍，即S0~S7变化一次。观察LS0~LS7、LR0~LR7、LE0~LE7变化。
五、连续运行
开关KC1处于“连续”，开关KC2处于“运行”，则处于连续运行方式。LS0~LS7按所选周期连续变化。观察LR0~LR7、LE0~LE7变化。
第二章组合逻辑电路部件实验
组合逻辑电路由于若干门电路组合而成，见图2-1。它的特点是任一时刻电路的输出仅仅是该电路输入状态的函数，即
Y i=F i[X1（t）,X2(t),……………,X n(t)] (i=1,2,3,…….m)
2-1 门电路
一、非门
能够实现逻辑非的基本单元电路叫做非门，其表达方式见下表：
二、与门与非门
能够实现逻辑与的基本单元电路叫做与门，其表达方式见下表：
＆
能够实现逻辑与再实现逻辑非的复合逻辑运算的单元电路叫做非门，其表达方式见下表：
三、或门和或非门
能够实现逻辑或的基本单元电路叫做或门，其表达方式见下表：
能够实现逻辑或与再实现逻辑非的复合逻辑运算的单元电路叫做或非门，其表达方式见下表：
四、异或门和同或门
能够实现异或逻辑的单元电路叫做异或门，其表达方式见先表：
能够实现逻辑异或与在实现逻辑非的复合逻辑运算的单元电路叫做同或门，其表达方式见下表
实验一检测门电路
[实验目的] 检测基本常用电路，列表表示其逻辑功能。
[实验器件] 7404（非门）一个，7408（与门）一个，7432（或门）一个，7486（异或门）。
7404是一种TTL器件,在同一芯片中集成6个非门,其管脚图见附录,可任选一个非门进行检测。
7408是一种TTL器件,在同一芯片中集成4个与门,其管脚图见附录,可任选一个与门进行检测。
7432是一种TTL器件,在同一芯片中集成4个或门,其管脚图见附录,可任选一个或门进行检测。
7486是一种TTL器件,在同一芯片中集成个异或门,其管脚图见附录,可任选一个异或门进行检测。
[实验原理]
检测非门7404连线如下图所示：
检测与非门连线如下图所示：
图中，与门7408的输入1A、1B（管脚号1、2）取自实验仪控制面板CNO区的S1、S0，输入1Y（管脚号3）送到非门7404的输入1A（管脚号1），非门的输出送到CNO区的E0。7404、7408的+Vcc（管脚号14）与CNO区的电源+5V连接，GND与CNO区的GND连接。
[实验步骤]
1、KCO置于“序号”，KC1和KC2任意，KC3置于“常规”。
2、接通电源。
3、按动“-”键，使LED3，LED2显示实验序号“00”，即选用0方式。门电路的输入取自S0~S7插孔，由LS0~LS7显示，拨动开对照各真值表关K0~K7可改变其值。输出接到E0~E7，由绿灯LE0~LE7显示结果。进行检测。
[实验结果]
根据本次实验写出芯片所对应的真值表
[思考]
如何熟练地使用芯片进行线路的设计
2-2 加法器
加法运算是计算机中最基本的运算。按进位是否加入，加法器分为半加器和全加器。
一、半加器
一位半加器有两个输入端、两个输出端，见图2-2。
图2-2
其真值表见表2-2-1
表2-2-1
据真值表可得到半加器的输出的函数表达式：
Hi= Ai ·Bi+Ai·Bi
Ci=Ai·Bi （2-2-1）
二全加器
计算机中的加法器一般就是全加器，它实现多位带进位加法。
一位全加器有三个输入端、两个输出端，见图2-3。
图2-3
图中“进位入”Ci是指低位的进位输出，“进位出”即是本位的进位输
出。一位全加器的真值表见表2-2-2。
表2-2-2
输入输出Ci-1 Bi Ai Si Ci
0 0 0 0 1 1 1 1 0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
根据表2-2-2作卡诺图，可得出输出表达试：
Si=Ai·Bi·Ci-1 + Ai·Bi·Ci-1 + Ai·Bi·Ci-1+ Ai·BI·Ci-1 或：
Ci=Ai·BI + Ai·Ci-1 + Bi·Ci-1 (2-2-2) 全加功能的硬件实现，有多种方法，例如，可以把全加和看作是Ai与Bi的半加和Hi与进位输入Ci-1的半加和，即：
（2-2-3）
实验二半加器
[实验目的] 构成并运行一个一位半加器
[实验器件] 7486一个，7408一个，7400二个。
[线路原理] 以下是根据表达试（2-2-1），实现半加器功能的两方案：方案一用一只7486和一只7408构成
方案二用一只7400和一只7404实现
与MDL的连接
输入的被加数A、加数B分别取自实验仪控制面板CN0区的S0、S1，由LS0、LS1显示；输出的本位和S、进位出C分别送到实验仪控制面板CN0区的E1、E0，由LE0、LE0显示。
[实验步骤]
1、KCO置于“序号”，KC1置于“单拍”，KC2置于“停止”，KC3置
于“常规”。
2、接通电源。
3、按动“+”或“–”按键，使LED3，LED2显示实验序号“01”。
4、KC2置于“运行”。开始以自动方式单拍运行，按动“+”（递增）或“-”（递减）按键，逐拍观察指示灯LS1、LS0；LR1、LR0；LE1、LE0的变化，并填入下表。
5、KC1改置于“连续”，观察指示灯LS1、LS0、；LR1、LR0；LE1、LE0的变化。
6、如果哪一拍实验结果由于答案不一致（即LR1、LR0、和LE1、LE0显示不一致），则应把KC2置于“停止”，进行逻辑分析，并检查纠正。
[实验结果]
节拍输入信号显示正确结果显示实验结果显示LS2 LS0
B A
LR1 LR0
S C
LE1 LE0
S C
1 2 3 4
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0
1 0
1 0
1 1
[思考]有无可能使用其他本次实验指定芯片外的其他芯片构成半加器
实验三全加器
[实验目的] 构成并实现一个全加器
[实验器件] 7404一个，7408一个，7411二个，7432二个，7486一个。
[实验原理] 分别根据逻辑表达试（2-2-2）和（2-2-3）式，构成全加器。画
出逻辑图，并对图中各器件引脚编号，经指导教师查后，在MDL实验仪的实验模
块板上接线。并按下图与MDL实验仪的控制面板连接。
输入的加数Ai、被加数Bi和进位入Ci-1和分别取自实验仪控制面板CN0
区的S0、S1、S2显示；由LS0、LS1、LS2显示；由实验模块送出的本位和Si
及进位出Ci分别接到实验仪控制面板CN0区的E1、E0，由LE1、LE0显示。
[实验步骤]
1、KC0置于“序号”，KC1置于“单拍”，KC2置于“停止”。KC3置于“常规”。
2、接通电源。
3、按动“+”或“-”按键，使LED3，LED2显示实验序号“02”。
4、KC2置于“运行”。开始以自动方式单拍运行，按动“+”（递增）或“-”
按键，逐拍观察指示灯LS2、LS0；LR1、LR0；LE1、LE0的变化，并填入下表。
5、KC1改置“连续”，观察LS1、LS0；LR1、LR0；LE1、LE0的变化。
6、如果哪一节拍实验结果与答案不一致（即LR1、LR0和LE1、LE0显示不一致），则应把KC2置于“停止”，进行逻辑分析，并检查纠正。
[实验结果]
节拍 输入信号显示 正确结果显示 实验结果显示 LS2 LS1 LS0 Ci-1 Bi Ai LR1 LR0
Si Ci LE1 LE0 Si Ci
1 2 3 4 5 6 7 8
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1
[思考]能够利用其他芯片构成全加器
2—3 编码器
编码器的功能是将一组信号表示为一组二进制码。编码器有m 个输入、 n 个输入，满足关系式m ≥2n 。m 个输入应该只有一个为1其余为0，或相 反。n 个输出的状态构成与输入对应的二进制编码。图2—4是4—2编码器的
逻辑示意图。表2-3-1是它的真值表。
图2-4
表2-3-1
（信号）输入
（编码）输出
X3 X2 X1 X0 Y1 Y0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1
1
1
实际设计编码器时，一般应考虑“优先级”问题，籍以处理输入不止一个有效的情况，通常以下标最大的输入为准。表2-3-2是考虑优先级后的4-2编码器的真值表，表中x 表示任意值（0或1），它是“1”优先的编码器。例如，当下标最大的x3为“1”（x2,x1为任意）时，编码输出为“11”。由此表可得到输出变量的表达式为：
实验一集成电路的逻辑功能测试 一、实验目的 1、掌握Multisim软件的使用方法。 2、掌握集成逻辑门的逻辑功能。 3、掌握集成与非门的测试方法。 二、实验原理 TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构,所以称作三极管、三极管逻辑电路(Transistor -Transistor Logic 简称TTL电路。54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽,电源允许的范围也更大。74 系列的工作环境温度规定为0—700C,电源电压工作范围为5V±5%V,而54 系列工作环境温度规定为-55— ±1250C,电源电压工作范围为5V±10%V。 54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同,就像54 系列和74 系列的区别那样。在不同系列的TTL 器件中,只要器件型号的后几位数码一样,则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。 TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广,特别对我们进行实验论证,选用TTL 电路比较合适。因此,本实训教材大多采用74LS(或74系列TTL 集成电路,它的电源电压工作范围为5V±5%V,逻辑高电平为“1”时≥2.4V,低电平为“0”时≤0.4V。 它们的逻辑表达式分别为:
图1.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。 图1.1 TTL 基本逻辑门电路 与门的逻辑功能为“有0 则0,全1 则1”;或门的逻辑功能为“有1则1,全0 则0”;非门的逻辑功能为输出与输入相反;与非门的逻辑功能为“有0 则1,全1 则0”;或非门的逻辑功能为“有1 则0,全0 则1”;异或门的逻辑功能为“不同则1,相同则0”。 三、实验设备
数字逻辑实验实验报告 脚分配、1）分析输入、输出，列出方程。根据方程和IP 核库判断需要使用的门电路以及个数。 2）创建新的工程，加载需要使用的IP 核。 3）创建BD 设计文件，添加你所需要的IP 核，进行端口设置和连线操作。 4）完成原理图设计后，生成顶层文件（Generate Output Products）和HDL 代码文件（Create HDL Wrapper）。 5）配置管脚约束（I/O PLANNING），为输入指定相应的拨码开关，为输出指定相应的led 灯显示。
6）综合、实现、生成bitstream。 7）仿真验证，依据真值表，在实验板验证试验结果。
实验报告说明 数字逻辑课程组 实验名称列入实验指导书相应的实验题目。 实验目的目的要明确，要抓住重点，可以从理论和实践两个方面考虑。可参考实验指导书的内容。在理论上，验证所学章节相关的真值表、逻辑表达式或逻辑图的实际应用，以使实验者获得深刻和系统的理解，在实践上，掌握使用软件平台及设计的技能技巧。一般需说明是验证型实验还是设计型实验，是创新型实验还是综合型实验。 实验环境实验用的软硬件环境（配置）。 实验内容（含电路原理图/Verilog程序、管脚分配、仿真结果等；扩展内容也列入本栏）这是实验报告极其重要的内容。这部分要写明经过哪几个步骤。可画出流程图，再配以相应的文字说明，这样既可以节省许多文字说明，又能使实验报告简明扼要，清楚明白。 实验结果分析数字逻辑的设计与实验结果的显示是否吻合，如出现异常，如何修正并得到正确的结果。 实验方案的缺陷及改进意见在实验过程中发现的问题，个人对问题的改进意见。 心得体会、问题讨论对本次实验的体会、思考和建议。
数字电路与数字逻辑 实验指导书
目录 实验一：Quartus II软件操作 (3) 实验二：数据选择器和译码器功能验证 (14) 实验三：数据选择器和译码器应用 (17) 实验四：触发器的应用 (19) 实验五：计数器的功能验证 (21) 实验六：计数器的应用 (22) 实验七：寄存器的功能验证 (23) 附录： (24)
实验一：Quartus II软件操作 实验目的和要求： 1、了解并掌握QuartusII软件的使用方法。 2、了解并掌握仿真（功能仿真及时序仿真）方法及验证设计正确性。 3、了解并掌握EDA QuartusII中的原理图设计方法。 实验内容： 本实验通过简单的例子介绍FPGA开发软件QuartusII的使用流程，包括图形输入法的设计步骤和仿真验证的使用以及最后的编程下载。 图形编辑输入法也称为原理图输入设计法。用Quartus II的原理图输入设计法进行数字系统设计时，不需要了解任何硬件描述语言知识，只要掌握数字逻辑电路基本知识，就能使用QuartusII提供的EDA平台设计数字电路或系统。 QuartusII的原理图输入设计法可以与传统的数字电路设计法接轨，即把传统方法得到的设计电路的原理图，用EDA平台完成设计电路的输入、仿真验证和综合，最后编程下载到可编程逻辑器件(FPGA/CPLD)或专用集成电路(ASIC)中。实验步骤： 在QuartusII中通过原理图的方法，使用与门和异或门实现半加器。 第1步：打开QuartusII软件。 第2步：新建一个空项目。 选择菜单File->New Project Wizard，进入新建项目向导。如下图所示，填入项目的名称“hadder”，默认项目保存路径在Quartus安装下，也可修改为其他地址，视具体情况而定。
专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 电气学院
实验一集成门电路逻辑功能测试 一、实验目的 1. 验证常用集成门电路的逻辑功能; 2. 熟悉各种门电路的逻辑符号; 3. 熟悉TTL集成电路的特点，使用规则和使用方法。 二、实验设备及器件 1. 数字电路实验箱 2. 万用表 3. 74LS00四2输入与非门1片74LS86四2输入异或门1片 74LS11三3输入与门1片74LS32四2输入或门1片 74LS04反相器1片 三、实验原理 集成逻辑门电路是最简单，最基本的数字集成元件，目前已有种类齐全集成门电路。TTL集成电路由于工作速度高，输出幅度大，种类多，不宜损坏等特点而得到广泛使用，特别对学生进行实验论证，选用TTL电路较合适，因此这里使用了74LS系列的TTL成路，它的电源电压为5V+10%,逻辑高电平“1”时＞2.4V，低电平“0”时＜0.4V。实验使用的集成电路都采用的是双列直插式封装形式，其管脚的识别方法为：将集成块的正面（印有集成电路型号标记面）对着使用者，集成电路上的标识凹口左，左下角第一脚为1脚，按逆时针方向顺序排布其管脚。 四、实验内容 ㈠根据接线图连接，测试各门电路逻辑功能 1. 利用Multisim画出以74LS11为测试器件的与门逻辑功能仿真图如下
按表1—1要求用开关改变输入端A,B,C的状态，借助指示灯观测各相应输出端F的状态，当电平指示灯亮时记为1，灭时记为0，把测试结果填入表1—1中。 表1-1 74LS11逻辑功能表 输入状态输出状态 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 悬空 1 1 1 悬空0 0 0 2. 利用Multisim画出以74LS32为测试器件的或门逻辑功能仿真图如下
数字逻辑电路 实验报告 指导老师: 班级: 学号: 姓名： 时间： 第一次试验一、实验名称：组合逻辑电路设计
二、试验目的： 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。 三、试验所用的器件和组件： 二输入四“与非”门组件3片，型号74LS00 四输入二“与非”门组件1片，型号74LS20 二输入四“异或”门组件1片，型号74LS86 四、实验设计方案及逻辑图： 1、设计一位全加/全减法器，如图所示： 电路做加法还是做减法是由M决定的，当M=0时做加法运算，当M=1时做减法运算。当作为全加法器时输入信号A、B和Cin分别为加数、被加数和低位来的进位，S 为和数，Co为向上的进位；当作为全减法时输入信号A、B和Cin分别为被减数，减数和低位来的借位，S为差，Co为向上位的借位。 （1）输入/输出观察表如下： （2）求逻辑函数的最简表达式 函数S的卡诺图如下：函数Co的卡诺如下： 化简后函数S的最简表达式为： Co的最简表达式为：
（3）逻辑电路图如下所示： 2、舍入与检测电路的设计： 用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路，该电路的输入为8421码，F1为“四舍五入”输出信号，F2为奇偶检测输出信号。当电路检测到输入的代码大于或等于5是，电路的输出F1=1;其他情况F1=0。当输入代码中含1的个数为奇数时，电路的输出F2=1，其他情况F2=0。该电路的框图如图所示： （1）输入/输出观察表如下： B8 B4 B2 B1 F2 F1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1
------------- 数字逻辑与数字系统实验指导书 青岛大学信息工程学院实验中心巨春民 2015年3月
------------- 实验报告要求 本课程实验报告要求用电子版。每位同学用自己的学号+班级+姓名建一个文件夹（如2014xxxxxxx计算机X班张三），再在其中以“实验x”作为子文件夹，子文件夹中包括WORD 文档实验报告（名称为“实验x实验报告”，格式为实验名称、实验目的、实验内容，实验内容中的电路图用Multisim中电路图复制粘贴）和实验中完成的各Multisim文件、VerilogHDL源文件、电路图和波形图（以其实验内容命名）。
实验一电子电路仿真方法与门电路实验 一、实验目的 1．熟悉电路仿真软件Multisim的安装与使用方法。 2．验证常用集成逻辑门电路的逻辑功能。 3．掌握各种门电路的逻辑符号。 4．了解集成电路的外引线排列及其使用方法。 5. 学会用Multisim设计子电路。 二、实验内容 1．用逻辑门电路库中的集成逻辑门电路分别验证二输入与门、或非门、异或门和反相器的逻辑功能，将验证结果填入表1.1中。 注：与门型号7408，或门7432，与非门7400，或非门7402，异或门7486，反相器7404. 2．用 L=ABCDEFGH，写出逻辑表达式，给出逻辑电路图，并验证逻辑功能填入表1.2中。 ()' 三、实验总结 四、心得与体会
实验二门电路基础 一、实验目的 1. 掌握CMOS反相器、与非门、或非门的构成与工作原理。 2. 熟悉CMOS传输门的使用方法。 3. 了解漏极开路的门电路使用方法。 二、实验内容 1. 用一个NMOS和一个PMOS构成一个CMOS反相器，实现Y=A’。给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-1。 表2-1 CMOS反相器逻辑功能表 2. 用2个NMOS和2个PMOS构成一个CMOS与非门，实现Y=(AB)’。给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-2。 3. 用2个NMOS和2个PMOS构成一个CMOS或非门，实现Y=(A+B)’。给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-3。 表2-3 CMOS或非门逻辑功能表 4. 用CMOS传输门和反相器构成异或门，实现Y=A B 。给出电路图，测试其逻辑功能填入表2-4。
***************************************************** ***************************************************** *********************************************** 数字电路 实验指导书 广东技术师范学院天河学院电气工程系
目录 实验系统概术 (3) 一、主要技术性能 (3) 二、数字电路实验系统基本组成 (4) 三、使用方法 (12) 四、故障排除 (13) 五、基本实验部分 (14) 实验一门电路逻辑功能及测试 (14) 实验二组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算） (18) 实验三译码器和数据选择器 (43) 实验四触发器（一）R-S，D，J-K (22) 实验五时序电路测试及研究 (28) 实验六集成计数器161（设计） (30) 实验七555时基电路(综合) (33) 实验八四路优先判决电路(综合) (43) 附录一DSG-5B型面板图 (45) 附录二DSG-5D3型面板图 (47) 附录三常用基本逻辑单元国际符号与非国际符号对照表 (48) 附录四半导体集成电路型号命名法 (51) 附录五集成电路引脚图 (54)
实验系统概述 本实验系统是根据目前我国“数字电子技术教学大纲”的要求，配合各理工科类大专院校学生学习有关“数字基础课程，而研发的新一代实验装置。”配上Lattice公司ispls1032E可完成对复杂逻辑电路进行设计，编译和下载，即可掌握现代数字电子系统的设计方法，跨入EDA 设计的大门。 一、主要技术性能 1、电源：采用高性能、高可靠开关型稳压电源、过载保护及自动恢复功能。 输入：AC220V±10% 输出：DC5V/2A DC±12V/0.5A 2、信号源： （1）单脉冲：有两路单脉冲电路采用消抖动的R-S电路，每按一次按钮开关产生正、负脉冲各一个。 （2）连续脉冲：10路固定频率的方波1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。 （3）一路连续可调频率的时钟，输出频率从1KHz~100KHz的可调方波信号。 （4）函数信号发生器 输出波形：方波、三角波、正弦波 频率范围：分四档室2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~2KHZ、2KHZ~20HZ。 3、16位逻辑电平开关（K0~K15）可输出“0”、“1”电平同时带有电平指示，当开关置“1”电平时，对应的指示灯亮，开关置“0”电平时，对应的指示灯灭，开关状态一目了然。 4、16位电平指示（L0~L15）由红、绿灯各16只LED及驱动电路组成。当正逻辑“1”电平输入时LED红灯点亮，反之LED绿灯点亮。
学生学号0121410870432实验成绩 学生实验报告书 实验课程名称逻辑与计算机设计基础 开课学院计算机科学与技术学院 指导教师姓名肖敏 学生姓名付天纯 学生专业班级物联网1403 2015--2016学年第一学期
译码器的设计与实现 【实验要求】： （1）理解译码器的工作原理，设计并实现n-2n译码器，要求能够正确地根据输入信号译码成输出信号。（2）要求实现2-4译码器、3-8译码器、4-16译码器、8-28译码器、16-216译码器、32-232译码器。 【实验目的】 （1）掌握译码器的工作原理； （2）掌握n-2n译码器的实现。 【实验环境】 ◆Basys3 FPGA开发板，69套。 ◆Vivado2014 集成开发环境。 ◆Verilog编程语言。 【实验步骤】 一·功能描述 输入由五个拨码开关控制，利用led灯输出32种显示 二·真值表
三·电路图和表达式
四·源代码 module decoder_5( input [4:0] a, output [15:0] d0 ); reg [15:0] d0; reg [15:0] d1; always @(a) begin case(a) 5'b00000 :{d1,d0}=32'b1000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00001 :{d1,d0}=32'b0100_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00010 :{d1,d0}=32'b0010_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00011 :{d1,d0}=32'b0001_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00100 :{d1,d0}=32'b0000_1000_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00101 :{d1,d0}=32'b0000_0100_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00110 :{d1,d0}=32'b0000_0010_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b00111 :{d1,d0}=32'b0000_0001_0000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b01000 :{d1,d0}=32'b0000_0000_1000_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b01001 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0100_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b01010 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0010_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b01011 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0001_0000_0000_0000_0000_0000; 5'b01100 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_1000_0000_0000_0000_0000; 5'b01101 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0100_0000_0000_0000_0000; 5'b01110 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0010_0000_0000_0000_0000; 5'b01111 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0001_0000_0000_0000_0000; 5'b10000 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_1000_0000_0000_0000; 5'b10001 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0100_0000_0000_0000; 5'b10010 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0010_0000_0000_0000; 5'b10011 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0001_0000_0000_0000; 5'b10100 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_1000_0000_0000; 5'b10101 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_0100_0000_0000; 5'b10110 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_0010_0000_0000; 5'b10111 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_0001_0000_0000; 5'b11000 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_0000_1000_0000; 5'b11001 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_0000_0100_0000; 5'b11010 :{d1,d0}=32'b0000_0000_0000_0000_0000_0000_0010_0000;
实验一 实验箱及小规模集成电路的使用 一 实验目的 1 掌握实验箱的功能及使用方法 2 学会测试芯片的逻辑功能 二 实验仪器及芯片 1 实验箱 2 芯片：74LS00 二输入端四与非门 1片 74LS86 二输入端四异或门 1片 74LS04 六非门 1片 三 实验内容 1 测试芯片74LS00和74LS86的逻辑功能并完成下列表格。 （1） 74LS00的14脚接＋5V 电源，7脚接地；1、2、4、5、9、10、12、13脚接逻辑开关，3、6、8、11接发光二极管。（可以将1、4、9、12接到一个逻辑开关上，2、5、10、13接到一个逻辑开关上。）改变输入的状态，观察发光二极管。74LS86的接法74LS00基本一样。 表 74LS00的功能测试 表 74LS86的功能测试 （2）分析74LS00和74LS86的四个门是否都是完好的。 2 用74LS00和74LS04组成异或门，要求画出逻辑图，列出异或关系的真值表。 （3）利用74LS00和74LS04设计一个异或门。画出设计电路图。
实验二译码器和数据选择器 一实验目的 1继续熟悉实验箱的功能及使用方法 2掌握译码器和数据选择器的逻辑功能 二实验仪器及芯片 1 实验箱 2 芯片：74LS138 3线－8线译码器 1片 74LS151 八选一数据选择器 1片 74LS20 四输入与非门 1片 三实验内容 1 译码器功能测试（74LS138） 芯片管脚图如图所示，按照表连接电路，并完成表格。其中16脚接＋5V，8脚接地，1～6脚都接逻辑开关，7、9、10、11、12、13、14、15接发光二极管。 表 2 数据选择器的测试（74LS151） 按照表连接电路，并完成表格。其中16脚接＋5V，8脚接地；9、10、11，为地址输入端，接逻辑开关；4、3、2、1、12、13、14、15为8个数据输入端，接逻辑开关；G为选通输入端，Y为输出端，接发光二极管。
数字电子技术实验指导书 （韶关学院自动化专业用） 自动化系 2014年1月10日 实验室：信工405
数字电子技术实验必读本实验指导书是根据本科教学大纲安排的，共计14学时。第一个实验为基础性实验，第二和第七个实验为设计性实验，其余为综合性实验。本实验采取一人一组，实验以班级为单位统一安排。 1．学生在每次实验前应认真预习，用自己的语言简要的写明实验目的、实验原理，编写预习报告，了解实验内容、仪器性能、使用方法以及注意事项等，同时画好必要的记录表格，以备实验时作原始记录。教师要检查学生的预习情况，未预习者不得进行实验。 2．学生上实验课不得迟到，对迟到者，教师可酌情停止其实验。 3．非本次实验用的仪器设备，未经老师许可不得任意动用。 4．实验时应听从教师指导。实验线路应简洁合理，线路接好后应反复检查，确认无误时才接通电源。 5．数据记录 记录实验的原始数据，实验期间当场提交。拒绝抄袭。 6．实验结束时，不要立即拆线，应先对实验记录进行仔细查阅，看看有无遗漏和错误，再提请指导教师查阅同意，然后才能拆线。 7．实验结束后，须将导线、仪器设备等整理好，恢复原位，并将原始数据填入正式表格中，经指导教师签名后，才能离开实验室。
目录实验1 TTL基本逻辑门功能测试 实验2 组合逻辑电路的设计 实验3 译码器及其应用 实验4 数码管显示电路及应用 实验5 数据选择器及其应用 实验6 同步时序逻辑电路分析 实验7 计数器及其应用
实验1 TTL基本逻辑门功能测试 一、实验目的 1、熟悉数字电路试验箱各部分电路的基本功能和使用方法 2、熟悉TTL集成逻辑门电路实验芯片的外形和引脚排列 3、掌握实验芯片门电路的逻辑功能 二、实验设备及材料 数字逻辑电路实验箱，集成芯片74LS00（四2输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS08(四2输入与门)、74LS10（三3输入与非门）、74LS20（二4输入与非门）和导线若干。 三、实验原理 1、数字电路基本逻辑单元的工作原理 数字电路工作过程是数字信号，而数字信号是一种在时间和数量上不连续的信号。 （1）反映事物逻辑关系的变量称为逻辑变量，通常用“0”和“1”两个基本符号表示两个对立的离散状态，反映电路上的高电平和低电平，称为二值信息。（2）数字电路中的二极管有导通和截止两种对立工作状态。三极管有饱和、截止两种对立的工作状态。它们都工作在开、关状态，分别用“1”和“0”来表示导通和断开的情况。 （3）在数字电路中，以逻辑代数作为数学工具，采用逻辑分析和设计的方法来研究电路输入状态和输出状态之间的逻辑关系，而不必关心具体的大小。 2、TTL集成与非门电路的逻辑功能的测试 TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门。实验采用二4输入与非门74LS20芯片，其内部有2个互相独立的与非门，每个与非门有4个输入端和1个输出端。74LS20芯片引脚排列和逻辑符号如图2-1所示。
课程名称：数字逻辑电路实验 指导书 课时：8学时
集成电路芯片 一、简介 数字电路实验中所用到的集成芯片都是双列直插式的，其引脚排列规则如图1－1所示。识别方法是：正对集成电路型号（如74LS20）或看标记（左边的缺口或小圆点标记），从左下角开始按逆时针方向以1，2，3，…依次排列到最后一脚（在左上角）。在标准形TTL集成电路中，电源端V 一般排在左上端，接地 CC ，7脚为GND。若集端GND一般排在右下端。如74LS20为14脚芯片，14脚为V CC 成芯片引脚上的功能标号为NC，则表示该引脚为空脚，与内部电路不连接。 二、TTL集成电路使用规则 1、接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。 2、电源电压使用范围为＋4.5V～＋5.5V之间，实验中要求使用Vcc＝＋5V。电源极性绝对不允许接错。 3、闲置输入端处理方法 (1) 悬空，相当于正逻辑“1”，对于一般小规模集成电路的数据输入端，实验时允许悬空处理。但易受外界干扰，导致电路的逻辑功能不正常。因此，对于接有长线的输入端，中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路，不允许悬空。 （也可以串入一只1～10KΩ的固定电阻）或接至某一 (2) 直接接电源电压V CC 固定电压(＋2.4≤V≤4.5V)的电源上，或与输入端为接地的多余与非门的输出端相接。 (3) 若前级驱动能力允许，可以与使用的输入端并联。 4、输入端通过电阻接地，电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。当R ≤680Ω时，输入端相当于逻辑“0”；当R≥4.7 KΩ时，输入端相当于逻辑“1”。对于不同系列的器件，要求的阻值不同。 5、输出端不允许并联使用（集电极开路门(OC)和三态输出门电路(3S)除外）。否则不仅会使电路逻辑功能混乱，并会导致器件损坏。 6、输出端不允许直接接地或直接接＋5V电源，否则将损坏器件，有时为了使后级电路获得较高的输出电平，允许输出端通过电阻R接至V ，一般取R＝3～ cc 5.1 KΩ。
数字逻辑电路 实验指导书 师大学计算机系 2017．10 . .
数字逻辑电路实验 Digital Logic Circuits Experiments 一、实验目的要求： 数字逻辑电路实验是计算机科学与技术专业的基础实验，与数字逻辑电路理论课程同步开设（不单独设课），是理论教学的深化和补充，同时又具有较强的实践性，其目的是通过若干实验项目的学习，使学生掌握数字电子技术实验的基本方法和实验技能，培养独立分析问题和解决问题的能力。 二、实验主要容： 教学容分为基础型、综合型，设计型和研究型，教学计划分为多个层次，学生根据其专业特点和自己的能力选择实验，1～2人一组。但每个学生必须选做基础型实验，综合型实验，基础型实验的目的主要是培养学生正确使用常用电子仪器，掌握数字电路的基本测试方法。按实验课题要求，掌握设计和装接电路，科学地设计实验方法，合理地安排实验步骤的能力。掌握运用理论知识及实践经验排除故障的能力。综合型实验的目的就是培养学生初步掌握利用EDA软件的能力，并以可编程器件应用为目的，培养学生对新技术的应用能力。初步具有撰写规技术文件能力。设计型实验的目的就是培养学生综合运用已经学过的电子技术基础课程和EDA软件进行电路仿真实验的能力，并设计出一些简单的综合型系统，同时在条件许可的情况下，可开设部分研究型实验，其目的是利用先进的EDA软件进行电路仿真，结合具体的题目，采用软、硬件结合 的方式，进行复杂的数字电子系统设计。 . .
数字逻辑电路实验 实验1 门电路逻辑功能测试 实验预习 1 仔细阅读实验指导书，了解实验容和步骤。 2 复习门电路的工作原理及相应逻辑表达式。 3 熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。 4 熟悉TTL门电路逻辑功能的测试。 5 了解数字逻辑综合实验装置的有关功能和使用方法。 实验目的 1 熟悉数字逻辑实验装置的有关功能和使用方法。 2 熟悉双踪示波器的有关功能和使用方法。 3 掌握门电路的逻辑功能，熟悉其外形和外引线排列。 4 学习门电路的测试方法。 实验仪器 1 综合实验装置一套 2 数字万用表一块 3 双踪示波器一台 4 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 两输入端四异或门1片 74LS04 六反相器1片 实验原理说明 数字电路主要研究电路的输出与输入之间的逻辑关系，这种逻辑关系是由门电路的组合来实现的。门电路是数字电路的基本单元电路。门电路的输出有三种类型：图腾柱输出（一般TTL门电路）、集电极开路（OC门）输出和三态（3S）输出。它们的类型、逻辑式、逻辑符号与参考型号见表1-0。门电路的输入与输出量均为1和0两种逻辑状态。我们在实验中可以用乒乓开关的两种位置表示输入1和0两种状态，当输入端为高电平时，相应的输入端处于1位置，当输入端为低电平时，相应的输入端处于0位置。我们也可以用发光二极管的两种状态表示输出1和0两种状态，当输出端为高电平时，相应的发光二极管亮，当输出端为低电平时，相应的发光二极管不亮。我们还可以用数字万用表直接测量输出端的电压值，当电压值为3.6V左右时为高电平，表示1状态；当电压值为0.3V以下时为低电平，表示0状态。在实验中，我们可以通过测试门电路输入与输出的逻辑关系，分析和验证门电路的逻辑功能。我们实验中的集成电路芯片主要以TTL集成电路为主。 . .
《数字逻辑实验指导书》 实验一组合逻辑电路分析与设计 一、实验目的： 1、掌握PLD实验箱的结构和使用； 2、学习QuartusⅡ软件的基本操作； 3、掌握数字电路逻辑功能测试方法； 4、掌握实验的基本过程和实验报告的编写。 二、原理说明： 组合电路的特点是任何时刻的输出信号仅取决于该时刻的输入信号，而与信号作用前电路的状态无关。 (一)组合电路的分析步骤： （二）组合逻辑电路的设计步骤 首先根据给定的实际问题进行逻辑抽象，确定输入、输出变量，并进行状态赋值，再根据给定的因果关系，列出逻辑真值表。然后用公式法或卡诺图法化简逻辑函数式，以得到最简表达式。最后根据给定的器件画出逻辑图。 三、实验内容 (一)组合逻辑电路分析： 1.写出函数式，画出真值表； 2.在QuartusⅡ环境下用原理图输入方式画出原理图，并完成波形仿真； 3.将电路设计下载到实验箱并进行功能验证，说明其逻辑功能。（必做）
(二)组合逻辑电路设计 1.设计一个路灯的控制电路，要求在四个不同的路口都能独立地控制路灯的亮灭。(用异或门实现) 画出真值表，写出函数式，画出实验逻辑电路图。在QuartusⅡ环境下实现设计，完成对波形的仿真，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。（必做） 要求：用四个按键开关作为四个输入变量；用一个LED彩灯（发光二极管）来显示输出的状态，“灯亮”表示输出为“高电平”，“灯灭”表示输出为“低电平”。 2.设计一个保密锁电路，保密锁上有三个键钮A、B、C。要求当三个键钮同时按下时，或A、B两 个同时按下时，或按下A、B中的任一键钮时，锁就能被打开；而当不符合上列组合状态时，将使电铃发出报警响声。试设计此电路，列出真值表，写出函数式，画出最简的实验电路。(用最少的与非门实现)。在QuartusⅡ环境下实现设计，完成对波形的仿真，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。（选做） (注：取A、B、C三个键钮状态为输入变量，开锁信号和报警信号为输出变量，分别用F1用F2表示。设键钮按下时为“1”，不按时为“0”；报警时为“1”，不报警时为“0”，A、B、C都不按时，应不开锁也不报警。) 三、予习要求： 1.复习组合电路的分析方法和设计方法。 2.预习利用QuartusⅡ和可编程器件（PLD）进行数字电路设计的基本设计方法。 3.画出实验用电路图和记录表格，填好理论值，注明管脚号码。 四、报告要求： 1.实验目的和要求 2.实验主要仪器和设备 3.实验原理 4.实验方案设计、实验方法 5.实验步骤
. .. 数字逻辑电路设计 --多功能数字钟 学院：计算机科学与通信工程 专业： ： 学号： 指导老师：
多功能数字钟 一、设计任务及要求 （1）拥有正常的时、分、秒计时功能。 （2）能利用实验板上的按键实现校时、校分及清零功能。 （3）能利用实验板上的扬声器做整点报时。 （4）闹钟功能 （5）在MAXPLUS II 中采用层次化设计方法进行设计。 （6）在完成全部电路设计后在实验板上下载，验证设计课题的正确性。 二、多功能数字钟的总体设计和顶层原理图 作为根据总体设计框图，可以将整个系统分为六个模块来实现，分别是计时模块、校时模块、整点报时模块、分频模块、动态显示模块及闹钟模块。
（1）计时模块 该模块使用74LS160构成的一个二十四进制和两个六十进制计数器级联，构成数字钟的基本框架。二十四进制计数器用于计时，六十进制计数器用于计分和秒。只要给秒计数器一个1HZ的时钟脉冲，则可以进行正常计时。分计数器以秒计数器的进位作为计数脉冲。 用两个74160连成24进制的计数器，原图及生成的器件如下： 生成的二十四进制计数器注： 利用使能端，时钟信号，清零以及预置数功能连成24进制。
用两个74160连成的60进制计数器，原图及生成的器件如下： 生成的六十进制计数器 （2）校时模块 校时模块设计要求实现校时，校分以及清零功能。 *按下校时键，小时计数器迅速递增以调至所需要的小时位。 *按下校分键，分计数器迅速递增以调至所需要的分位。 *按下清零键，将秒计数器清零。 注意事项：①在校分时，分计数器的计数不应对小时位产生影响，因而需要屏蔽此时分计数器的进位信号以防止小时计数器计数。 ②利用D触发器进行按键抖动的消除，因为D触发器是边沿触发，在除去时钟边沿到来前一瞬间之外的绝大部分时间都不接受输入，
实验一 门电路逻辑功能及测试 一．实验目的 1．熟悉门电路逻辑功能 2．熟悉数字电路学习机使用方法 二．实验仪器及材料 １．DVCC-D2JH 通用数字电路实验箱 2．器件 74LS00 二输入端四与非门 1片 74LS08 二输入端四与门 1片 74LS86 二输入端四异或门 1片 74LS32 二输入端四或门 1片 2、按附录中引脚图接线，分别验证或门74LS32、与门74LS08、异或门74LS86的逻辑功能 3、信号对门的控制作用 利用与非门控制输出．
用一片74LS00按图接线， Ｓ接任一电平开关，用发光二极管观察 Ｓ对输出脉冲的控制作用． 四．实验报告 1．按各步聚要求填表。 ２．回答问题： （１）怎样判断门电路逻辑功能是否正常？ （２）与非门一端输入接连续脉冲，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？ 实验二组合逻辑电路(半加器、全加器及逻辑运算) 一、实验目的 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 二、实验器件 74LS00 二输入端四与非门1片 74LS86 二输入端四异或门1片 74LS32 二输入端四或门1片 74LS08 二输入端四与门1片 三、实验内容 １、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右图 （1）在学习机上用异或门和与门接成以上电路。 A、B接电平开关Y、Z接电平显示。 （2）按下表要求改变A、B状态，填表
２、测试全加器的逻辑功能。 （1）按右图接线，A 、B 、C 接电平开关， SO 、C 接发光二极管 （2）按下表要求改变A 、B 、C 状态，填表 四、实验报告 （１）按要求填表 （２）分析如何使用适当的门电路实现半加器与全加器的功能 实验三 译码器、数据选择器和总线驱动器
《数字逻辑》实验指导 福建工程学院
电子技术实验室实验守则 一、实验课前：每个学生必须认真预习实验指导书和与本实验有关的教材内容，写出实验预习报告。明确实验目的和实验原理，了解实验内容与步骤，掌握仪器、仪表的使用方法，作好实验准备工作。 二、上实验课：学生必须认真听讲，接好线路后，需经指导教师复查批准，才准接通电源。 三、实验时，每个学生都应严肃认真，勤于动手、独立思考、细心操作，注意观察、如实作好记录。教师根据每个学生的实验技能，动手能力评定平时成绩。 四、实验过程中，如发现仪器设备有冒烟、焦味、异响、漏电等异常现象，应立即切断电源，保持现场，请指导教师检查处理。 五、实验完成后，需请指导教师检查预习报告和实验数据以及所使用的仪器设备，经教师检查签字后方可离开实验室。 六、学生因请假而需要补做实验者，应本人申请，经指导教师同意，并安排好时间补做。 七、每个学生必须爱护实验室的仪器设备，使用前，若发现故障及时请指导教师检查。与本实验无关的仪器设备不准动用，凡不听教师讲解，进行错误操作以致损坏设备者，按赔偿条例酌情处理。 八、实验室是教学场所，应保持整洁，安静，不得喧哗打闹，不准吸烟，不准随地吐痰，不准乱抛纸屑，不准在实验室内吃东西，不准在仪器设备上或桌面上涂写，穿拖鞋者一律不准进入实验室。 九、对违反上述规则又不听劝阻者，教师有权令其退出实验室
实验一门电路参数测试 一、实验目的 1. 了解 TTL 与非门电路的主要参数。 2. 掌握 TTL 与非门电路的主要参数和传输特性的测试方。 3. 熟悉 TTL 门电路的逻辑功能的测试方法。 二、实验器材 1、数字逻辑实验箱 2、万用表 3、74LS00芯片 三、实验原理 本实验采用四二输入“与 非门”74LS00，其引脚排列如 右图所示，它共有四组独立的 “与非”门，每组有两个输入 端，一个输出端。四与非门 74LS00 的主要参数有： 1.扇出系数ＮO：电路正常工作时能带动的同类门的数目称为扇出系数ＮO 。 2.输出高电平ＶOH：一般ＶOH≥2.4V. 3.输出低电平ＶOL：一般ＶOL≤0.4V. 4.高电平输入电流ＩIH：指当一个输入端接高电平，而其它输入端接地时从电源流过高电平输入端的电流。 5.低电平输入电流ＩIL（或输入短路电流ＩRD)：指当一个输入端接地，而其它输入端悬空时低电平输入端流向地的电流。 6.电压传输特性曲线和关门电平ＶOFF： 下图所表示的Ｖ ～ＶO关系 曲线称为电压传输特性曲线。使 输出电压刚刚达到低电平时的最 低输入电压称为开门电平ＶON 。 使输出电压刚刚达到规定高电平 时的最高输入电压称为关门电平 ＶOFF。 7.噪声容限：电路能够保持 正确的逻辑关系所允许的最大抗 干扰电压值，称为噪声电压容限。 输入低电平时的噪声容限为ＶOFF- ＶIL ，输入高电平时的噪声容
数字电路是一门对实践性要求很强的专业课程，数字电路实验是一门验证 理论、巩固所学知识、根据所学知识进行简单应用的课程。实验操作有助于对 课程理论的掌握和理解，要求学生完成本课程后，能基本上验证基本数字逻辑 电路及器件的功能，能够独立的分析和设计基本的电路。为了实现这一目的， 要求在课程学习期间完成6-8个实验，实验应与课堂教学同步完成，具体内容 和要求见正文。 为了突出软件学院的特点，我院学生实验以虚拟实验为主，实施电路实验 采用实验室开放验证的方式。使用的虚拟实验软件是海军航空工程学院青岛分 院开发的《电工电子网上虚拟实验室》。 在整编本讲义过程中，得到了杨发宝、杨建庭等老师的多处指正，但是由 于时间仓促的原因，本实验讲义还是较为粗糙，在科学性、内容、文字等方面 还有诸多不够完善之处，请读者在使用过程中指出，以便在下次印刷时更正。 参考资料： 《数字电子技术基础（第四版）》高等教育出版社阎石 《数字逻辑 PPT课件》西安交通大学毛文林 《电工电子网上虚拟实验室》海军航空工程学院青岛学院 冷洪勇 2006.3.28
实验一基本逻辑门电路的逻辑功能测试------------------------------3 实验二组合逻辑电路的分析与设计----------------------------------6 实验三集成触发器------------------------------------------------9 实验四计数译码显示电路------------------------------------------13 实验五数据选择器------------------------------------------------18 实验六自激多谐振荡器--------------------------------------------20 实验七单稳与史密特触发器----------------------------------------23 实验八数/模模/数转换------------------------------------------29 实验九 555型集成时基电路----------------------------------------33 附录一数字电路仿真实验环境的操作指南----------------------------38 附录二实验使用相关芯片管脚定义图及功能真值表--------------------41
数电逻辑门电路实验报告 篇一：组合逻辑电路实验报告 课程名称：数字电子技术基础实验指导老师：樊伟敏 实验名称：组合逻辑电路实验实验类型：设计类同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）五、实验数据记录和处理七、讨论、心得 一．实验目的 1.加深理解全加器和奇偶位判断电路等典型组合逻辑电路的工作原理。 2.熟悉74LS00、74LS11、74LS55等基本门电路的功能及其引脚。 3.掌握组合集成电路元件的功能检查方法。 4.掌握组合逻辑电路的功能测试方法及组合逻辑电路的设计方法。 二、主要仪器设备 74LS00（与非门） 74LS55（与或非门） 74LS11（与门）导线电源数电综合实验箱 三、实验内容和原理及结果 四、操作方法和实验步骤 六、实验结果与分析（必填）
实验报告 (一) 一位全加器 1.1 实验原理：全加器实现一位二进制数的加法，输入有被加数、加数和来自相邻低位的进位；输出有全加和与向高位的进位。 1.2 实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计一个一位全加器电路，并进行功能测试。 1.3 设计过程：首先列出真值表，画卡诺图，然后写出全加器的逻辑函数，函数如下： Si = Ai ?Bi?Ci-1 ；Ci = Ai Bi +(Ai?Bi)C i-1 异或门可通过Ai ?Bi?AB?AB,即一个与非门； （74LS00），一个与或非门（74LS55）来实现。Ci = Ai Bi +(Ai?Bi)C 再取非，即一个非门（ i-1 ?Ai Bi +(Ai?Bi)C i-1 ，通过一个与或非门Ai Bi +(Ai?Bi)C i-1 ，