实验一 常用数字逻辑门电路的研究

一、实验目的1. 理解数字逻辑的基本概念和基本原理。

2. 掌握数字逻辑电路的基本分析方法，如真值表、逻辑表达式等。

3. 熟悉常用数字逻辑门电路的功能和应用。

4. 提高数字电路实验技能，培养动手能力和团队协作精神。

二、实验原理数字逻辑电路是现代电子技术的基础，它主要研究如何用数字逻辑门电路实现各种逻辑功能。

数字逻辑电路的基本元件包括与门、或门、非门、异或门等，这些元件可以通过组合和连接实现复杂的逻辑功能。

1. 与门：当所有输入端都为高电平时，输出端才为高电平。

2. 或门：当至少有一个输入端为高电平时，输出端为高电平。

3. 非门：将输入端的高电平变为低电平，低电平变为高电平。

4. 异或门：当输入端两个高电平或两个低电平时，输出端为低电平，否则输出端为高电平。

三、实验内容1. 实验一：基本逻辑门电路的识别与测试（1）认识实验仪器：数字电路实验箱、逻辑笔、示波器等。

（2）识别与测试与门、或门、非门、异或门。

（3）观察并记录实验现象，分析实验结果。

2. 实验二：组合逻辑电路的设计与分析（1）设计一个简单的组合逻辑电路，如加法器、减法器等。

（2）根据真值表列出输入输出关系，画出逻辑电路图。

（3）利用逻辑门电路搭建电路，进行实验验证。

（4）观察并记录实验现象，分析实验结果。

3. 实验三：时序逻辑电路的设计与分析（1）设计一个简单的时序逻辑电路，如触发器、计数器等。

（2）根据电路功能，列出状态表和状态方程。

（3）利用触发器搭建电路，进行实验验证。

（4）观察并记录实验现象，分析实验结果。

四、实验步骤1. 实验一：（1）打开实验箱，检查各电路元件是否完好。

（2）根据电路图连接实验电路，包括与门、或门、非门、异或门等。

（3）使用逻辑笔和示波器测试各逻辑门电路的输出，观察并记录实验现象。

2. 实验二：（1）根据实验要求，设计组合逻辑电路。

（2）列出真值表，画出逻辑电路图。

（3）根据逻辑电路图连接实验电路，包括所需逻辑门电路等。

姓名：谭国榕班级：12电子卓越学号：201241301132实验一逻辑门电路的研究一、任务1．熟悉实验室环境及实验仪器、设备的使用方法。

2．掌握识别常用数字集成电路的型号、管脚排列等能力。

3．熟悉74 LS系列、CMOS 4000B系列芯片的典型参数、输入输出特性。

4．掌握常规数字集成电路的测试方法。

二、实验设备及芯片双踪示波器（DF4321C）1台信号发生器（DF1641B1）1台数字万用表（UT58B）一台数电实验箱1个（自制）芯片2个：74LS04 CD4069 。

三、实验内容1.查阅芯片的PDF文件资料，分清管脚名与逻辑功能的对应关系及对应的真值表。

74LS04：CD4069：2．静态测试验证6非门74LS04、4069逻辑功能是否正常，并用数字万用表测量空载输出的逻辑电平值（含高、低电平）。

结论：由表格可以看出，CD4069输出的高电平比74LS04高，输出的低电平比74LS04低，所以CD4069的噪声容限相对于74LS04来说较大，故其抗干扰能力强。

3．动态测试测逻辑门的传输延迟时间：将74LS04、4069中的6个非门分别串接起来，将函数发生器的输出调为方波，对称，幅度：0－5V，单极性，加至第一个门的输入端，并用示波器的通道1观察；用示波器的通道2观察最后一个非门的输出信号，对比输入输出波形以及信号延迟时间。

调节方波信号：74LS04输出延迟特性：CD4069输出延迟特性：输出延迟时间的实验数据表：结论：74LS04的输出延迟比CD4069的输出延迟要短，说明前者的工作速度比后者快。

4．观察电压传输特性用函数发生器的输出单极性的三角波，幅度控制在5伏，用示波器的X-Y 方式测量TTL 、CMOS 逻辑门的传输特性，记录波形并对TTL 、CMOS 两种类型电路的高电平输出电压、低电平输出电压以及噪声容限等作相应比较。

(1) 调节函数发生器的输出：单极性三角波，对称，幅度：5V ，频率：500Hz ，从函数发生 器的下部50Ω输出端输出信号； 如图：(2) 扫描方式改为X-Y ，CH1、CH2 接地，调光标使其处于左下角附近；(3) CH1 用 2.0V/DIV （DC ），接函数发生器输出（即非门的输入）；CH2 用 0.2V/DIV （DC ），接非门输出。

数字逻辑电路实验报告数字逻辑电路实验报告引言：数字逻辑电路是现代电子科技中的重要组成部分，它广泛应用于计算机、通信、控制系统等领域。

本实验旨在通过实际操作，加深对数字逻辑电路原理的理解，并通过实验结果验证其正确性和可靠性。

实验一：基本逻辑门的实验在本实验中，我们首先学习了数字逻辑电路的基本组成部分——逻辑门。

逻辑门是数字电路的基本构建单元，它能够根据输入信号的逻辑关系，产生相应的输出信号。

我们通过实验验证了与门、或门、非门、异或门的工作原理和真值表。

以与门为例，当且仅当所有输入信号都为高电平时，与门的输出信号才为高电平。

实验中，我们通过连接开关和LED灯，观察了与门的输出变化。

实验结果与预期相符，验证了与门的正确性。

实验二：多位加法器的设计与实验在本实验中，我们学习了多位加法器的设计和实现。

多位加法器是一种能够对多位二进制数进行加法运算的数字逻辑电路。

我们通过实验设计了一个4位全加器，它能够对两个4位二进制数进行相加，并给出正确的进位和和结果。

实验中，我们使用逻辑门和触发器等元件，按照电路图进行布线和连接。

通过输入不同的二进制数，观察了加法器的输出结果。

实验结果表明，多位加法器能够正确地进行二进制数相加，验证了其可靠性。

实验三：时序电路的实验在本实验中，我们学习了时序电路的设计和实验。

时序电路是一种能够根据输入信号的时间顺序产生相应输出信号的数字逻辑电路。

我们通过实验设计了一个简单的时序电路，它能够产生一个周期性的脉冲信号。

实验中，我们使用计数器和触发器等元件，按照电路图进行布线和连接。

通过改变计数器的计数值，观察了脉冲信号的频率和周期。

实验结果表明，时序电路能够按照设计要求产生周期性的脉冲信号，验证了其正确性。

实验四：存储器的设计与实验在本实验中，我们学习了存储器的设计和实现。

存储器是一种能够存储和读取数据的数字逻辑电路，它在计算机系统中起到重要的作用。

我们通过实验设计了一个简单的存储器，它能够存储和读取一个4位二进制数。

数字逻辑实验报告数字逻辑实验报告引言数字逻辑是计算机科学中的重要基础知识，通过对数字信号的处理和转换，实现了计算机的高效运算和各种复杂功能。

本实验旨在通过实际操作，加深对数字逻辑电路的理解和应用。

实验一：二进制加法器设计与实现在这个实验中，我们需要设计一个二进制加法器，实现两个二进制数的加法运算。

通过对二进制数的逐位相加，我们可以得到正确的结果。

首先，我们需要将两个二进制数输入到加法器中，然后通过逻辑门的组合，实现逐位相加的操作。

最后，将得到的结果输出。

实验二：数字比较器的应用在这个实验中，我们将学习数字比较器的应用。

数字比较器可以比较两个数字的大小，并输出比较结果。

通过使用数字比较器，我们可以实现各种判断和选择的功能。

比如，在一个电子秤中，通过将待测物品的重量与设定的标准重量进行比较，可以判断物品是否符合要求。

实验三：多路选择器的设计与实现在这个实验中，我们需要设计一个多路选择器，实现多个输入信号中的一路信号的选择输出。

通过使用多路选择器，我们可以实现多种条件下的信号选择，从而实现复杂的逻辑控制。

比如，在一个多功能遥控器中，通过选择不同的按钮，可以控制不同的家电设备。

实验四：时序电路的设计与实现在这个实验中，我们将学习时序电路的设计与实现。

时序电路是数字逻辑电路中的一种重要类型，通过控制时钟信号的输入和输出，实现对数据的存储和处理。

比如，在计数器中，通过时序电路的设计，可以实现对数字的逐位计数和显示。

实验五：状态机的设计与实现在这个实验中，我们将学习状态机的设计与实现。

状态机是一种特殊的时序电路，通过对输入信号和当前状态的判断，实现对输出信号和下一个状态的控制。

状态机广泛应用于各种自动控制系统中，比如电梯控制系统、交通信号灯控制系统等。

实验六：逻辑门电路的优化与设计在这个实验中，我们将学习逻辑门电路的优化与设计。

通过对逻辑门电路的布局和连接方式进行优化，可以减少电路的复杂性和功耗，提高电路的性能和可靠性。

实验一基本门电路（验证型）一、实验目的（1）熟悉常用门电路的逻辑功能；（2）学会利用门电路构成简单的逻辑电路。

二、实验器材数字电路实验箱 1台；74LS00、74LS02、74LS86各一块三、实验内容及步骤1、TTL与非门逻辑功能测试（1）将四2输入与非门74LS00插入数字电路实验箱面板的IC插座上，任选其中一与非门。

输入端分别输入不同的逻辑电平（由逻辑开关控制），输出端接至LED“电平显示”输入端。

观察LED亮灭，并记录对应的逻辑状态。

按图1－1接线，检查无误方可通电。

图1－1表1－1 74LS00逻辑功能表2、TTL或非门、异或门逻辑功能测试分别选取四2输入或非门74LS02、四2输入异或门74LS86中的任一门电路，测试其逻辑功能，功能表自拟。

3、若要实现Y=A′, 74LS00、74LS02、74LS86将如何连接，分别画出其实验连线图，并验证其逻辑功能。

4、用四2输入与非门74LS00实现与或门Y=AB+CD的功能。

画出实验连线图，并验证其逻辑功能。

四、思考题1.TTL与非门输入端悬空相当于输入什么电平？2.如何处理各种门电路的多余输入端？附：集成电路引出端功能图实验二组合逻辑电路（设计型）一、实验目的熟悉简单组合电路的设计和分析过程。

二、实验器材数字电路实验箱 1台，74LS00 三块，74LS02、74LS04、74LS08各一块三、实验内容及步骤1、设计一个能比较一位二进制A与 B大小的比较电路，用X1、X2、X3分别表示三种状态：A>B时，X1=1;A<B时X2=1;A=B时X3＝1。

(用74LS04、74LS08和74LS02实现）要求：（1）列出真值表；（2）写出函数逻辑表达式；（3) 画出逻辑电路图，并画出实验连线图；（4）验证电路设计的正确性。

2、测量组合电路的逻辑关系：（1）图3-2电路用3块74LS00组成。

按逻辑图接好实验电路，输入端A、B、C 分别接“逻辑电平”，输出端D、J接LED“电平显示”；图3-2 表3－2（2）按表3－2要求，将测得的输出状态和LED显示分别填入表内；（3）根据测得的逻辑电路真值表，写出电路的逻辑函数式，判断该电路的功能。

姓名：xxxxxxxxxxxxxxx学号：xxxxxxxxxx .学院：计算机与电子信息学院专业：计算机类.班级：xxxxxxxxxxxxxxxxxx时间：2019年10月18 日.指导教师：xxxxxxxx .实验名称：基本逻辑门实验一、实验目的1、掌握芯片的使用方法；2、学会使用万用表检测电路；3、熟悉数字电路实验箱及仿真软件的使用方法。

二、实验原理门电路是一种开关电路，它每组门电路具有一个或多个输入端，只有一个输出端，当一个或多个输入端有信号时其输出端才有信号，门电路在满足一定条件时，按照一定规律输出信号，起着开关作用。

基本门电路采用与门、或门和非门三种，也可以将其组合构成其它的门电路，如与非门、或非门等。

与非门的逻辑功能：当所有的输入端均为高电平时，输出为低电平；一个或一个以上的输入端为低电平时，输出为高电平。

对于74LS00的两个输入端口的与非门有4种输入情况（二进制00-11），实际上只要对输入的00，01，10，11，四种进行测试就可以判断其逻辑功能是否正常。

在测试时，为了方便起见，也可以将输入低电平端接地，输入高电平端悬空，但在复杂的数字电路系统中，当输入信号少于与非门的输入端信号的个数时，为了避免干扰，对于TTL电路而言，通常将多余的输入端接入高电平或与该门有信号的输入端并联使用。

三、实验设备及器件1、数字逻辑试验箱一个；2、万用表一个；3、元器件：74LS00、74LS20芯片各一个。

四、实验内容1、实验内容1：测试74LS00的输入与输出之前的逻辑关系，记录表1-1输出电压及逻辑状态。

2、实验内容2：测试74SL20的输入和输出之间的逻辑关系，记录表2-1输出电压及逻辑状态。

3、实验内容3：电压传输特性测试，电路按图3-1连接，按表3-1所列输入电压值，逐点的进行测量，各输入电压通过调节电位器W获得，将测试结果在表3-1中记录，并根据实测数据做出电压传输特性曲线。

五、实验过程1、实验内容1：测试74LS00的输入与输出之前的逻辑关系，记录表1-1输出电压及逻辑状态（1）实验设计思路：利用芯片74LS00测试与非门输入与输出之间的关系，其中通过控制两个芯片管脚的0-1状态确定输入电平，通过观察小灯泡是否发光判断输出的逻辑状态，最后通过万用表直接测出输出电压的值并记录。

目录实验1: 基本逻辑门电路 (2)EDA设计实验的基本步骤和注意事项 (4)实验2: 译码器及其应用 (10)实验3 触发器、移位寄存器的设计和应用 (15)实验4: 计数器 (18)实验5: 数字系统的设计 (19)实验报告格式和内容 (20)实验1: 基本逻辑门电路一、实验目的1: 掌握各种门电路的逻辑功能及测试方法。

2: 学习用与非门组成其它逻辑门电路。

二、实验用的仪器、仪表TEC —５实验箱 74LS00二输入四与非门 三态门74LS125三、实验原理与非门的逻辑功能是: 当输入端中有一个或一个以上低电平时, 输出端为高电平。

只有当输入端全为高电平时, 输出端才为低电平（即有“0”得“1”, 全“1”出“0”）。

三态输出门是一种特殊的门电路。

它与普通的逻辑门电路不同, 它的输出状态除了高、低电平两种状态（均为低阻状态）外, 还有第三种状态,即高阻态。

处于高阻态时, 电路与负载之间相当于开路。

三态门主要用途之一是实现总线传输。

三态输出门符号与功能表如下（此例以低有效的使能器件为例）。

四、实验内容 1: 测试二输入与非门的逻辑功能与非门的输入端接逻辑开关电平, 输出端接发光二极管。

按表1－2所示测试与非门, 并将测试结果填入表中。

B A F •= 表1－１AB2: 学习用二输入与非门构成其他逻辑电路的方法, 并测试。

与门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,所以用2个与非门即可实现与门逻辑功能。

输入A 、B 接逻辑开关, 输出端接发光二极管。

参考表1－１, 设计表格, 并将测试结果填入表中。

或门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,所以用3个与非门即可实现或门逻辑功能。

输入A 、B 接逻辑开关, 输出端接发光二极管。

参考表1－1, 设计表格, 并将测试结果填入表中。

异或门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,根跟据此异或逻辑表达式经过变换, 逻辑图如下, 请自行验证此逻辑图的正确性, 同时思考如果直接据逻辑表达式画逻辑图, 效果如何, 近而体会变换的作用。

计算机组成原理实验报告计算机组成原理实验报告引言：计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要课程之一，通过实验可以更好地理解和掌握计算机的组成原理。

本篇实验报告将介绍我们在计算机组成原理实验中所进行的实验内容和实验结果。

实验一：逻辑门电路设计在这个实验中，我们学习了逻辑门电路的设计和实现。

通过使用门电路，我们可以实现与门、或门、非门等基本逻辑运算。

我们首先学习了逻辑门电路的真值表和逻辑代数的基本运算规则，然后根据实验要求，使用逻辑门电路设计了一个简单的加法器电路，并通过仿真软件进行了验证。

实验结果表明，我们设计的加法器电路能够正确地进行二进制数的加法运算。

实验二：数字逻辑电路实现在这个实验中，我们进一步学习了数字逻辑电路的实现。

通过使用多路选择器、触发器等数字逻辑元件，我们可以实现更复杂的逻辑功能。

我们首先学习了多路选择器的原理和使用方法，然后根据实验要求，设计了一个4位二进制加法器电路，并通过数字逻辑实验板进行了搭建和测试。

实验结果表明，我们设计的4位二进制加法器能够正确地进行二进制数的加法运算。

实验三：存储器设计与实现在这个实验中，我们学习了存储器的设计和实现。

存储器是计算机中用于存储和读取数据的重要组成部分。

我们首先学习了存储器的基本原理和组成结构，然后根据实验要求，设计了一个简单的8位存储器电路，并通过实验板进行了搭建和测试。

实验结果表明，我们设计的8位存储器能够正确地存储和读取数据。

实验四：计算机硬件系统设计与实现在这个实验中，我们学习了计算机硬件系统的设计和实现。

计算机硬件系统是计算机的核心部分，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等。

我们首先学习了计算机硬件系统的基本原理和组成结构，然后根据实验要求，设计了一个简单的计算机硬件系统，并通过实验板进行了搭建和测试。

实验结果表明，我们设计的计算机硬件系统能够正确地进行指令的执行和数据的处理。

结论：通过这些实验，我们深入学习了计算机组成原理的相关知识，并通过实践掌握了计算机组成原理的基本原理和实现方法。