目录
一、设计要求 (1)
二、元件明细表 (1)
三、单元电路设计及工作原理 (2)
1.时钟电路设计.......................................................................错误！未定义书签。
2.数字计数器设计 (2)
3.交通灯设计...............错误！未定义书签。
（1）主要街道交通灯...............错误！未定义书签。
（2）次要街道交通灯..............错误！未定义书签。4
4.整个交通灯控制系统的布局 (5)
四、收获体会 (6)
五、附录 (6)
三、设计的电路及工作原理
1.时钟设计
图为555定时器组成的多谐振荡电路，采用如图所示接法，电容充放电电流流经不同路径，充电时电流只流经R1，放电时只流经R2，因此
电容充电时间 T1=(R1+R2)C ln2，
放电时间T2=R2C ln2
故得脉冲的占空比q=(R1+R2)/(R1+2R2)
相应的周期变为T=（R1+2R2）Cl n2，取C=4.7u F
为使输出波形稳定，且周期为1S，取R1=5.6K,R2=75K
2.计数器设计
如图所示，图为由74LS161芯片构成的计数器，采用了同步清零的方法设计十二进制计数器。
3.交通灯设计
交通灯的亮灭由逻辑电平“1”“0”控制，主要街道绿黄红灯分别为MG，MY，MR,次要街道绿黄红灯分别为CG，CY，CR，主要街道和次要街道的交通信号灯是同时工作的。这就需要将交通灯的工作状态与十二进制计数器的输出端用组合逻辑电路相连，交通灯真值表如图所示：
由真值表即可知各灯逻辑表达式。
（1）主要道街交通灯
M G=Q3’(Q1Q2)’
M Y=Q1Q2
M R=Q3
（2）次要街道交通灯
CG=Q3(Q0Q1)’
CY=Q0Q1Q2
CR=Q3’
4.数码显示部分
该部分的计数部分是两个74LS192构成的减法计数器，从而使数码管达到可以倒计时的效果，图中数码管显示为次要街道的计时，即次要街道红灯亮时，U8的14脚输入高电平，计数器始终清0，由于，主要街道的红灯与次要街道的红灯状态始终相反，故此时另一个减法计数
器工作，输出倒计时7到0，由于两条街道的红灯交替变换，故数码管上交替显示两个减法计数的输出，达到一个数码管同时显示一条街道不同颜色的交通灯的倒计时效果。
其原理图如图所示
5.整个交通灯制系统的布局
四、收获体会
通过这次课程设计，我确实学到了不少东西，我对仿真，电路的布局，焊接等都得到了更深一步的学习，也对所学的这门课程，及课程知有了更深一步的理解。个人感觉之前的学习过程中很多东西都是只局限于课本，对于实实在在的东西还是比较模糊。通过课程设计，我更深一步认识到之前学过的东西的重要性，同时也对其加深了理解，增加了学习的积极性，体会到了学习和成功的乐趣。
我们课程设计的第一步是仿真电路设计。刚开始用的是multisim,但是由于有些地方仿真不出来（貌似是软件确实有漏洞），后来改用Proteus，总算顺利完成。之前我只是会用multisim，课程设计过程中，我和我们组的小伙伴们一起商量学习用Proteus，直到最后和小伙伴们完成电路仿真。这个过程是收获最大的过程，我不仅懂了电路的原理，而且还浅浅的学会了用Proteus做仿真，我相信这会对以后有很大帮助。
电路的布局和焊接虽然不是最困难的过程，但却是最累最让人头疼的一件事。由于时间安排问题，整个焊电路的时间比较紧张，不得已选择了通宵，但是由于线路比较多，比较杂，最后焊完调试的时候还是出现了问题，于是就每个焊点都认真检查，大概由于是我焊的，没能检查出主要问题，总是出错，我都几乎快放弃了，多亏了小伙伴们充分发挥团队精神，齐心协力，最后他们又检查了好几遍，终于发现问题所在，是有一个芯片的焊点虚焊了，改正后电路就正常运行了，我和小伙伴们都高兴极了，这也不枉费我们通宵设计和焊接的辛苦。这也让我更加坚信，只要是对的东西，就不应该放弃，总能找到问题的所在。
最后还是不得说，也是最重要的，就是团队合作的重要性。整个过程，我们几个人几乎全部都参与了，而且也分工明确，各有侧重，最终目的就是发挥每个人最大的作用，而且让每个人学到更多的知识。比如说我这次就是第一次全权负责焊接，一次性焊这么多东西，最后成功的喜悦自然是溢于言表的。以后，我做事会更加严谨，力求稳中求快，提高自己水平，又增强团队意识。
五、附录
数字电子技术基础期末考试试卷 1.时序逻辑电路一般由和两分组成。 2.十进制数（56）10转换为二进制数为和十六进制数为。 3.串行进位加法器的缺点是，想速度高时应采用加法器。 4.多谐振荡器是一种波形电路，它没有稳态，只有两个。 5.用6个D 触发器设计一个计数器，则该计数器的最大模值M=。 123（1（24．T ，图1 5 时，6．D 触发器 的Q 和Q1的表达式，并画出其波形。 图 D=Q n+1=Q 1= 7.已知电路如图4所示，试写出: ①驱动方程； ②状态方程； ③输出方程； ④状态表；
⑤电路功能。图4 1．设计一个三变量偶检验逻辑电路。当三变量A 、B 、C 输入组合中的“1”的个数为偶数时F=1，否则F=0。选用8选1数选器或门电路实现该逻辑电路。 要求： （1）列出该电路F(A,B,C)的真值表和表达式； （2ABCF 2求： （1（21.3.4.产生5.32 10分，共 70分） 1．解： 2．证明：左边 3．解： （1）化简该 函数为最简与或式： 解： F 3()43A B C D E A B C D E AB AC A D E =++++--------------=?+++--------------=++-------------分 分 分 ()()33()(1)22BC D B C AD B BC D BAD CAD BC BC BC D BA CA =++++--------------=++++--------------=++++-----------------------分 分分分
填对卡诺图圈对卡诺图-----------2分 由卡诺图可得： F A B A C D A C D B C B D =++++------------------------------2分 （2）画出用两级与非门实现的最简与或式电路图： 则可得电路图如下：------------------------------------------------2分 4．T 1=0.7T=0.7f= T 1=q= 1T T 5．6． 方程： n n n Q Q K Q 0 0000=+ 1111110(n n n n Q J Q K Q Q X +=+=⊕（2分） ③输出方程：n n Q Q Y 01=-----------------------------------------（1分） ④状态表：--------------------------------------------------------------------（3分） ⑤从状态表可得：为受X 控制的可逆4进制值计数器。-----------------------------（2分） 1．解：（1）依题意得真值表如下:--------------------------3分 0102J J Q ⊕（分）
6.6 数字电路综合设计 6.6.1汽车尾灯控制电路 1. 要求：假设汽车尾部左右两侧各有三个指示灯(用发光二极管模拟)，要求汽车正常运行时指示灯全灭；右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；临时刹车时所有指示灯同时闪烁。2．电路设计： (1)列出尾灯和汽车运行状态表如表6.1所示 (2)总体框图：由于汽车左或右转弯时，三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯和各给定条件(S1、S0、CP、Q1、Q0)的关系，即逻辑功能表(如表6-2所示(表中0表示灯灭，1表示灯亮)。 由表6-2得总体框图如图6.6-1所示 图6.6-1汽车尾灯控制电路原理框图
(3)单元电路设计 三进制计数器电路可根据表6-2由双J—K触发器74LS76构成。 汽车尾灯控制电路如图6.6-2所示，其显示驱动电路由6个发光二极管构成；译码电路由3—8线译码器74LSl38和6个和门构成。74LSl38的三个输入端A2、A1、A0分别接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三进制计数器的输出端。当S1＝0，使能信号A=G=1，计数器的状态为00，01，10时，74LSl38对应的输出端 Y、１Y、２Y依次为0有效(３Y、４Y、５Y信号为“1” ０ 无效)，反相器G1—G3的输出端也依次为0，故指示灯D1→D2→D3按顺序点亮，示意汽车右转弯。若上述条件不变，而S1＝1，则74LSl38对应的输出端 Y、５Y、６Y依次为0有 ４ 效，即反相器G4～G6的输出端依次为0，故指示灯D4→D5→D6按顺序点亮，示意汽车左转弯。当G＝0，A=1时，74LSl38的输出端全为1，G6～G1的输出端也全为1，指示灯全灭；当G＝0，A＝CP时，指示灯随CP的频率闪烁。 对于开关控制电路，设74LSl38和显示驱动电路的使能
《数字电子技术》试卷 姓名：__ _______ 班级：__________ 考号：___________ 成绩：____________ 1. 有一数码10010011，作为自然二进制数时，它相当于十进制数（ ），作为8421BCD 码时，它相当于 十进制数（ ）。 2.三态门电路的输出有高电平、低电平和（ ）3种状态。 3．TTL 与非门多余的输入端应接（ ）。 4．TTL 集成JK 触发器正常工作时，其d R 和d S 端应接（ ）电平。 5. 已知某函数??? ??+??? ??++=D C AB D C A B F ，该函数的反函数F =（ ） 。 6. 如果对键盘上108个符号进行二进制编码，则至少要（ ）位二进制数码。 7. 典型的TTL 与非门电路使用的电路为电源电压为（ ）V ，其输出高电平为（ ）V ，输出低电平为（ ）V ， CMOS 电路的电源电压为（ ） V 。 8．74LS138是3线—8线译码器，译码为输出低电平有效，若输入为A 2A 1A 0=110时，输出 01234567Y Y Y Y Y Y Y Y 应为（ ）。 9．将一个包含有32768个基本存储单元的存储电路设计16位为一个字节的ROM 。该ROM 有（ ）根地址线，有（ ）根数据读出线。 10. 两片中规模集成电路10进制计数器串联后，最大计数容量为（ ）位。 11. ）；Y 3 ＝（ ）。
12. 某计数器的输出波形如图1所示，该计数器是（ ）进制计数器。 13．驱动共阳极七段数码管的译码器的输出电平为（ ）有效。 二、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分） （在每小题列出的四个备选项中只有一个是最符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。） 1. 函数F(A,B,C)=AB+BC+AC 的最小项表达式为( ) 。 A ．F(A,B,C)=∑m （0，2，4） B. (A,B,C)=∑m （3，5，6，7） C ．F(A,B,C)=∑m （0，2，3，4） D. F(A,B,C)=∑m （2，4，6，7） 2．8线—3线优先编码器的输入为I 0—I 7 ，当优先级别最高的I 7有效时，其输出012Y Y Y ??的值是（ ）。 A ．111 B. 010 C. 000 D. 101 3．十六路数据选择器的地址输入（选择控制）端有（ ）个。 A ．16 B.2 C.4 D.8 4. 有一个左移移位寄存器，当预先置入1011后，其串行输入固定接0，在4个移位脉冲CP 作用下，四位数据的移位过程是（ ）。 A. 1011--0110--1100--1000--0000 B. 1011--0101--0010--0001--0000 C. 1011--1100--1101--1110--1111 D. 1011--1010--1001--1000--0111 5．已知74LS138译码器的输入三个使能端（E 1=1， E 2A = E 2B =0）时，地址码A 2A 1A 0=011，则输出 Y 7 ～Y 0是( ) 。 A. 11111101 B. 10111111 C. 11110111 D. 11111111 6. 一只四输入端或非门，使其输出为1的输入变量取值组合有( )种。 A ．15 B ．8 C ．7 D ．1 7. 随机存取存储器具有( )功能。 A.读/写 B.无读/写 C.只读 D.只写 8．N 个触发器可以构成最大计数长度（进制数）为( )的计数器。
中山大学南方学院 电气与计算机工程学院 课程名称：数字电路与逻辑设计实验实验题目：译码显示电路
附：实验报告 专业：电子信息科学与技术年级：18 完成日期：2020年7月05日学号：182018010 姓名：叶健行成绩： 一、实验目的 （一）掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法。 （二）熟悉数码管的使用。 二、实验原理 （一）数码显示译码器 1、七段发光二极管(LED)数码管 LED数码管是目前最常用的数字显示器，图1 (a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。 一个LED数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。小型数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。 (a) 共阴连接（“1”电平驱动）(b) 共阳连接（“0”电平驱动）
(c) 符号及引脚功能 图1 LED 数码管 2、BCD 码七段译码驱动器 此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用74LS48 BCD 码锁存／七段译码／驱动器。驱动共阴极LED 数码管。图2为74LS48引脚排列。 其中 A 、B 、C 、D — BCD 码输入端 a 、 b 、 c 、 d 、 e 、 f 、 g — 译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED 数码管。 LT — 灯 测试输入端，LT ＝“0”时，译码输出全为“1” BI R — 灭 零 输入端，BI R ＝“0”时，不显示多余的零。 RBO /BI — 作为输入使用时，灭灯输入控制端； 作为输出端使用时，灭零输出端。 （二）扫描式显示 对多位数字显示采用扫描式显示可以节电，这一点在某些场合很重要。对于某些系统输出的的数据，应用扫描式译码显示，可使电路大为简化。有些系统，比如计算机，某些A/D 转换器，是以这样的形式输出数据的：由选通信号控制多路开关，先后送出（由高位到低位或由低位到高位）一位十进制的BCD 码,如图（三）所示。图中的Ds 称为选通信号，并假定系统按先高位后低位的顺序送出数据，当Ds1高电平送出千位数，Ds2高电平送出百位数，……一般Ds 的高电平相邻之间有一定的间隔，选通信号可用节拍发生器产生。 如图（四）所示，为这种系统的译码扫描显示的原理图。图中各片 LED
数字电子技术第三章(组合逻辑电路)作业及答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
第三章（组合逻辑电路）作业及答案 1、写出图3-1所示组合逻辑电路中输入输出的逻辑关系式和真值表。 图3-1：组合逻辑电路逻辑图 解：（1）C A A AC B A Y +=++=1 （2）D B C B A CD B A CD B A D BD CD A B A Y ++=++=+=++=）（ 2 2、试分析图3-2所示组合逻辑电路，写出其逻辑函数表达式。若设S 1﹑S 0为功能控制信号，A ﹑B 为输入信号，L 为输出，说明当S 1﹑S 0取不同信号值时，电路所实现的逻辑功能。 图3-2：组合逻辑电路逻辑图 3、试用与门、或门和非门，或者与门、或门和非门的组合来实现如下各逻辑函数关系，画出相应的逻辑电路图。 （1）1 Y AB BC =+ A B S 1 S 0 =1 =1 & =1
（2）2Y A C B =+（） （3）3Y ABC B EF G =++（） & & 1 ≥Y1. 1 A B C . & 1 ≥Y2 . 1 A B C & 1 ≥1 ≥& & 1 A B C . E F G .Y3 . . . 4、试用门电路设计4线-2线优先编码器，输入、输出信号都是高电平有效，要求任一按键按下时，G S 为1，否则G S =0；还要求没有按键按下时，E O 信号为1，否则为0。
5、试用逻辑门电路设计一个2选1数据选择器，输入信号为A、B，选择信号为S，输出信号为Y，要求写出真值表、逻辑函数表达式和画出逻辑电路图。 6、某公司3条装配线各需要100kW电力，采用两台发电动机供电，一台100kW，另外一台是200kW，3条装配线不同时开工，试设计一个发电动机控制电路，可以按照需求启动发电动机以达到节电的目的。
太原科技大学 数字电子技术 课程试卷 B 卷 一、单选题（20分，每小题1分）请将本题答案全部写在下表中 1、8421BCD 码10000001转化为十六进制数是( )。 A 、15 B 、51 C 、81 D 、18 2、n 位二进制数的反码或其原码，表示的十进制数是( )。 A 、21n - B 、2n C 、1 2n - D 、2n 3、TTL 与非门多余输入端的处理是( )。 A 、接低电平 B 、任意 C 、 通过 100W 电阻接地 D 、通过 100k W 电阻接地 4、OD 非门在输入为低电平（输出端悬空）情况下，输出为( )状态。 A 、高电平 B 、低电平 C 、开路 D 、不确定 5、与()Y A B A =e e 相等的逻辑函数为（ ）。 A 、Y B = B 、Y A = C 、Y A B =? D 、Y A B =e 6、下列(,,)F A B C 函数的真值表中1Y =最少的为( )。 A 、Y C = B 、Y AB C = C 、Y AB C =+ D 、Y BC C =+ 7、( )是组合逻辑电路的特点。 A 、输出仅取决于该时刻的输入 B 、后级门的输出连接前级门的输入 C 、具有存储功能 D 、由触发器构成 8、半加器的两个加数为A 和B ，（ ）是进位输出的表达式。 A 、AB B 、A B + C 、AB D 、AB 9、欲使JK 触发器1 n Q Q +=，J 和K 取值正确的是（ ）。 A 、,J Q K Q == B 、J K Q == C 、0J K == D 、,1J Q K == 10、字数为128的ROM 存储器存储容量为1204位，字长为（ ）位，地址线为（ ）根。 A 、8，8 B 、8，7 C 、4，7 D 、4，8 11、一个四位二进制减法计数器初始状态为0110，经过101个脉冲有效沿触发后，它的输出是 ( )。 A 、0000 B 、0001 C 、0011 D 、0010 12、要用1K×8的RAM 扩展成8K×16的RAM ，需选用( )译码器。 A 、 3线-8线 B 、2线-4线 C 、1线-2线 D 、4线-16线
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 。
数字电路复习题及答案
数字电路复习题 （注意：以下题目是作为练习和考试题型而设，不是考题，大家必须融会贯通，举一反三。）1、逻辑电路可以分为组合逻辑电路电路和时序逻辑电路电路。 2、数字电路的基本单元电路是门电路和触发器。 3、数字电路的分析工具是逻辑代数（布尔代数）。 4、（50.375）10 = （110010.011）2 = （32.6）16 5、3F4H = （0001000000010010 ）8421BCD 6、数字电路中的最基本的逻辑运算有与、或、非。 7、逻辑真值表是表示数字电路输入和输出之间逻辑关系的表格。 8、正逻辑的与门等效于负逻辑的或门。 9、表示逻辑函数的4种方法是真值表、表达式、卡诺图、逻辑电路图。 其中形式惟一的是真值表。 10、对于变量的一组取值，全体最小项之和为
1。 11、对于任意一个最小项，只有一组变量的取值 使其值为1，而在变量取其他各组值时 这个最小项的取值都是0。 12、对于变量的任一组取值，任意两个最小项之 积为0。 13、与最小项ABC相邻的最小项有C A。 AB、C B A、BC 14、组合逻辑电路的特点是输出端的状态只由同一时刻输入端的状态所决定，而与先前的状态没有关系（或输出与输入之间没有反馈延迟通路；电路中不含记忆元件）。 15、按电路的功能分，触发器可以分为RS、JK、 D、T、 T’。 16、时序电路可分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路两种工作方式。 17、描述时序电路逻辑功能的方法有逻辑方程组（含驱动方程、输出方程、 状态方程）、状态图、状态表、时序图。 18、（251）10 =（11111011）2 =（FB）16 19、全体最小项之和为 1 。 20、按照使用功能来分，半导体存储器可分为
数字电路与逻辑设计实验报告实验七计数器的设计 ：黄文轩 学号：17310031 班级：光电一班
一、实验目的 熟悉J-K触发器的逻辑功能，掌握J-K触发器构成异步计数器和同步计数器。 二、实验器件 1.数字电路实验箱、数字万用表、示波器。 2.虚拟器件: 74LS73，74LS00, 74LS08, 74LS20 三、实验预习 1. 复习时序逻辑电路设计方法 ①根据设计要求获得真值表 ②画出卡诺图或使用其他方式确定状态转换的规律 ③求出各触发器的驱动方程 ④根据已有方程画出电路图。 2. 按实验内容设计逻辑电路画出逻辑图 Ⅰ、16进制异步计数器的设计 异步计数器的设计思路是将上一级触发器的Q输出作为下一级触发器的时钟信号，置所有触发器的J-K为1，这样每次到达时钟下降沿都发生一次计数，每次前一级 触发器从1变化到0都使得后一级触发器反转，即引发进位操作。 画出由J-K触发器组成的异步计数器电路如下图所示：
使用Multisim仿真验证电路正确性，仿真图中波形从上到下依次是从低位到高位 触发器的输出，以及时钟信号。： 可以看出电路正常执行16进制计数器的功能。 Ⅱ、16进制同步计数器的设计 较异步计数器而言，同步计数器要求电路的每一位信号的变化都发生在相同的时间点。
因此同步计数器各触发器的时钟脉冲必须是同一个时钟信号，这样进位信息就要放置在J-K 输入端，我们可以把J-K端口接在一起，当时钟下降沿到来时，如果满足进位条件(前几位触发器输出都为1)则使JK为1，发生反转实现进位。 画出由J-K触发器和门电路组成的同步计数器电路如下图所示 使用Multisim仿真验证电路正确性，仿真图中波形从上到下依次是从低位到高位触发器的输出，计数器进位输出，以及时钟信号。：
数字电路课程设计 一、概述 任务：通过解决一两个实际问题，巩固和加深在课程教学中所学到的知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。为毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。 设计环节：根据题目拟定性能指标，电路的预设计，实验，修改设计。 衡量设计的标准：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的裕量；电路简单、成本低；功耗低；所采用的元器件的品种少、体积小并且货源充足；便于生产、测试和维修。 二、常用的电子电路的一般设计方法 常用的电子电路的一般设计方法是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。 1．总体方案的选择 设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。 由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。 2．单元电路的设计 在确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。 （1）根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标，应注意各单元电路的相互配合，要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。
D C B A D C A B ++《数字电子技术》试卷 姓名：__ _______ 班级：__________ 考号：___________ 成绩：____________ 1.?有一数码10010011，作为自然二进制数时，它相当于十进制数（147），作为8421BCD 码时，它相当于十进制数（93 ）。 2.三态门电路的输出有高电平、低电平和（高阻）3种状态。 3．TTL 与非门多余的输入端应接（高电平或悬空）。 4．TTL 集成JK 触发器正常工作时，其d R 和d S 端应接（高）电平。 5. 已知某函数?? ? ??+??? ??++=D C AB D C A B F ，该函数的反函数F = （ ）。 6. 如果对键盘上108个符号进行二进制编码，则至少要（ 7）位二进制数码。 7. 典型的TTL 与非门电路使用的电路为电源电压为（5 ）V ，其输出高电平为（3.6）V ，输出低电平为（0.35）V ， CMOS 电路的电源电压为（ 3--18） V 。 8．74LS138是3线—8线译码器，译码为输出低电平有效，若输入为A 2A 1A 0=110时，输出 01234567Y Y Y Y Y Y Y Y 应为（ ）。 9．将一个包含有32768个基本存储单元的存储电路设计16位为一个字节的ROM 。该ROM 有（ 11）根地址线，有（16）根数据读出线。 10. 两片中规模集成电路10进制计数器串联后，最大计数容量为（ 100）位。 11. ＝（AB ）。 12. 13 二、分） 1.?函数 A ．F(A,B,C)=∑m （0，2，4） B. (A,B,C)=∑m （3，5，6，7） C ．F(A,B,C)=∑m （0，2，3，4） D. F(A,B,C)=∑m （2，4，6，7） 2．8线—3线优先编码器的输入为I 0—I 7 ，当优先级别最高的I 7有效时，其输出012Y Y Y ??的值是（ C ）。 A ．111 B. 010 C. 000 D. 101 3．十六路数据选择器的地址输入（选择控制）端有（ C ）个。 A ．16 B.2 C.4 D.8
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
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。
数字电路模拟题（答案附后） 注：此为上次考试模拟卷和答案，与本次模拟卷题目相同，但顺序不同，以此卷做参考。 一、 1、数制转换（其中B表示二进制，D表示十进制，H表示十六进制） （1）（10110）B=( )D （2）（0.1011）B=( )D （3）（3B）H=( )D (4) (0.35) H=（）D (5) (0.34)D=（）H=( )B (6) (1011.101) B=( )D (7) (3F) H =( )D (8) (0.8125) D=( )B (9) (173) D=( )H (10) (0101.0110)B=( )D (11) (8FA.C6)=( )B (12) (0.35 )H = ( )D (13) (73)D =( )H 2、利用逻辑代数的基本公式和常用公式化减下列各式 3、指出下列存储系统各具有多少个存储单元，至少需要几根地址线和数据线？ 4、设存储器的起始地址为全0，试指出下列存储系统的最高地址为多少？ 二、如图所示为由NMOS管构成的逻辑电路。试写出其逻辑表达式并说明它是什么逻辑电路？ 三、双互补对与反相器引出端如图所示，试连接成3输入端或非门。
四、试分析如图所示逻辑电路的功能，写出逻辑表达式和真值表。 1、 2、 3、 五、1、试用三个3输入端与门，一个或门和非门实现语句“A>B”,A和B均为两位二进制数。 2、试用三个3输入端与门，一个或门和数个非门实现语句“A>B”,A和B均为两位二进制数。 3、分别写出同步RS、T触发器的特性表和特性方程。 4、用2输入与非门和反相器设计一个三位的奇偶校验器，即当3位数中有奇数个1时输出为1，否则输出为0。 六、电路如图所示，写出驱动方程、状态方程、列出状态表、画出状态图，并确定逻辑功能。 1、
第二次实验是Quartus11原理图输入法设计，由于是第一次使用Quartus11软 件，实验中遇到了不少问题，总结起来主要有以下几个： （1）在创建工程并且编译通过之后得不到仿真波形 解决方法：经过仔细检查，发现在创建符号文件时，未对其重新命名，使得符号文件名与顶层文件的实体名一样。在改变符号文件名之后成功的得到了仿真波形。 （2)得到的仿真波形过于紧密不便于观察 解决方法：重新对仿真域的时间进行设定，并且对输入信号的周期做相应的调整，最终得到了疏密有致的仿真波形。 实验总结及心得体会 通过本次实验我初步掌握了Quartus11的使用方法，并且熟悉了电路板的使用。在实验具体操作的过程中，对理论知识（半加器和全加器）也有了更近一步的理解，真正达到了理论指导实践，实践检验理论的目的。 实验操作中应特别注意的几点： （1）刚开始创建工程时选择的目标芯片一定要与实验板上的芯片相对应。 （2）连接电路时要注意保证线与端口连接好，并且注意不要画到器件图形符号的虚线框里面。 （3）顶层文件的实体名只能有一个，而且注意符号文件不能与顶层文件的实体名相同。 （4）保存波形文件时，注意文件名必须与工程名一致，因为在多次为一个工程建立波形文件时，一定要注意保存时文件名要与工程名一致，否则不能得到正确的仿真结果。 （5）仿真时间区域的设定与输入波形周期的设定一定要协调，否则得到波形可能不便于观察或发生错误。 心得体会：刚接触使用一个新的软件，实验前一定要做好预习工作，在具体的实验操作过程中一定要细心，比如在引脚设定时一定要做到“对号入座”，曾经自己由于这一点没做好耗费了很多时间。实验中遇到的各种大小问题基本都是自己独立排查解决的，这对于自己独立解决问题的能力也是一个极大地提高和锻炼，总之这次实验我获益匪浅。 第三次实验是用VHDL语言设计组合逻辑电路和时序逻辑电路，由于Quartus11软件在之前已经使用过，所以本实验的主要任务就是编写与实验要求相对应的VHDL程序。 总体来说此次实验比较顺利，基本没有遇到什么问题，但有几点需要特别注意。首先是要区分实体名称和结构体名，这一点是程序编写的关键。其次在时序逻辑电路的设计实验中时钟的设置很关键，设置不当的话仿真波形可能不正确。 通过本次实验我初步学会用VHDL语言编写一些简单的程序，同时也进一步熟悉了Quartus11软件的使用。 实验八彩灯控制电路设计与实现 一、实验目的 1、进一步了解时序电路设计方法
第四章组合逻辑电路 4.1概述 1、数字电路种类：逻辑电路根据输岀信号对输入信号响应的不同分为两类：一类是组合逻辑电路，简称组合电路;另一类是时序逻辑电路，简称时序电路。 2、组合逻辑电路定义：某一时刻电路的输出状态仅由该时刻电路的输入信号决定，而与该电路在此输入信号之前所具有的状态无关。从电路结构上来看，组合逻辑电路的输出端和输入端之间没有反馈回路。 3、电路结构框图 组合电路的一般电路结构如右图所示。可用如下表达式裏示： X n-P X n） 点. | i 1）电路由逻辑门构成，不含记忆元件. 2）输出卷反馈到输入的回路（不含反馈元 件）所以输出与电路原来状态无关时序电路（以 后祥细讨论）某一时刻电路的输岀状态不仅取决 于该时刻电路的输入信号,还与该电路在此输入 信号之前所具有的状态有关。组逻电合辑路 X千― n-1 X n 组合电路有两类问题：7?给定电路，分析其功能。
4.2组合逻辑电路的分析方法与设计方法 421组合电路的分析方法 一、分析步骤： 1、由已知的逻辑图，写出相应的逻辑函数式； 2、对函数式进行化简； 3、根据化简后的函数式列真值表； 4、找出其逻辑功能； 5、评价与改进。（评价给定的逻辑电路是否经济、合理。）设计步骤用框图表示如下:
A?B (A^)C i+AB C (A^B)C f +AB = (A^B)C i +AB 一位二进制加法器。 A 为被加数， B 为加数, C,为低位的进位数。 S 为本位之和， C 。是本位向高位的进 位数。 ? 真值表 A^B 0 0 7 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 s (A?B)C Z 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 A?B?C. AB T" 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 Co P 0 0
一．选择题 1十进制数3.625的二进制数和8421BCD 码分别为（D ） A 、11.11和11.001 B 、11.101和11.101 C 、11.01和11.011000100101 D 、11.101和0011.011000100101 2、逻辑函数F1、F2、F3的卡诺图如图所示，他们之间的逻辑关系是（B ） A 、F3=F 1·F2 B 、F3=F1+F2 C 、F2=F1·F3 D 、F2=F1+F3 00 01 11 10 0 1 1 1 1 1 F1 F2 F3 3 、和TTL 电路相比，CMOS 电路最突出的有点在于（C ） A 、可靠性高 B 、抗干扰能力强 C 、功耗低 D 、速度快 4、用1K ×4的DRAM 设计4K ×8位的存储器的系统需要的芯片数和地址线的根数是（C ） A 、16片 10根 B 、8片 10根 C 、8片 12根 D 、16片 12根 5、在图2中用555定时器组成的施密特触发电路中，它的回差电压等于（A ） A 、2V B 、3V C 、 4V D 、5V 图2 图3 6、为将D 触发器转换为T 触发器，图3所示电路的虚线框内应是（D ） A 、或非门 B 、与非门 C 、异或门 D 、同或门 7、在下列逻辑部件中，不属于组合逻辑部件的是（A ） A ．寄存器 B 、编码器 C 、全加器 D 、译码器 8、某10位D/A 转换器，当输入为D=010*******B 时，输出电压为1.6V 。当输入D=1000010000B 时，输出电压为（B ） A 、3.15V B 、3.30V C 、3.60V D 、都不是 二．填空题 1、逻辑函数F=A ·（B+C ）·1的反函数F =_____0+?+C B A ___________ 2、四选一数据选择器，AB 为地址信号，D 0=D 3=1，D 1=C ，D 2=c ，当AB=10时，输出F=__C__ 3、将模拟信号转化为数字信号，需要采用A/D 转换器。实现A/D 转换一般要经过采样、保持、量化和编码等4个过程。 00 01 11 10 0 1 1 1 1 00 01 11 10 0 1 1 1 1 1 1
北京邮电大学电路实验中心<数字电路与逻辑设计实验（上）> 实 验 报 告 班级： xxxx 学院： xxx 实验室： xxx 审阅教师：姓名（班内序号）： xxx 学号： xxx 实验时间： xxx 评定成绩：
目录 实验1 Quartus II 原理图输入法设计与实现 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验所用器材 (3) 三、实验任务要求 (3) 四、实验原理图 (3) 五、实验仿真波形图及分析 (4) 实验2 用VHDL 设计与实现组合逻辑电路 (5) 一、实验目的 (5) 二、实验所用器材 (5) 三、实验任务要求 (5) 四、VHDL代码 (5) 五、实验仿真波形图及分析 (7) 实验3 用VHDL 设计与实现时序逻辑电路 (8) 一、实验目的 (8) 二、实验所用器材 (8) 三、实验任务要求 (8) 四、模块端口说明及连接图 (8) 五、VHDL代码 (9) 六、实验仿真波形图及分析 (10) 实验4 用VHDL 设计与实现数码管动态扫描控制器 (10) 一、实验目的 (10) 二、实验所用器材 (11) 三、实验任务要求 (11) 四、模块端口说明及连接图 (11) 五、VHDL代码 (11) 六、实验仿真波形图及分析 (15) 故障及问题分析 (16) 总结和结论 (17)
实验1 Quartus II 原理图输入法设计与实现 一、实验目的 （1）熟悉用Quartus II原理图输入法进行电路设计和仿真； （2）掌握Quartus II 图形模块单元的生成与调用； （3）熟悉实验板的使用。 二、实验所用器材 （1）计算机； （2）直流稳压电源； （3）数字系统与逻辑设计实验开发板。 三、实验任务要求 （1）用逻辑门设计实现一个半加器，仿真验证其功能，并生成新的半加器图形模块单元。 （2）用（1）中生成的半加器模块和逻辑门设计实现一个全加器，仿真验证其功能，并下载到实验板测试，要求用拨码开关设定输入信号，发光二极管显示输出信号。 （3）用3线-8线译码器（74LS138）和逻辑门设计实现函数+CBA，仿真验证其功能，并下载到实验板测试。要求用拨码开关设定输入信号，发光二极管显示输出信号。 四、实验原理图 （1）半加器原理图 （2）全加器原理图
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