实验一示波器的使用及实验仪的认识
一、实验目的
1、熟悉硬件实验注意事项
2、掌握示波器的使用方法
3、掌握数字实验仪的使用方法
二、验仪器
示波器、数字电路实验仪
三、示波器使用及实验仪使用注意事项
1、示波器亮度不要调的太大
2、示波器不要加入过大电压(一班低于30V)
3、实验仪不要短路
四、实验步骤
1、实验仪的熟悉
交流电压源、正弦波信号源、单脉冲、可调连续脉冲、固定连续
脉冲、电平指示、连续开关、面包板。
2、示波器使用说明
⑴ POWER:电源开关。
⑵ INTENSTY:辉度控制。
⑶ FOCUS:聚焦控制。
⑷ CH1 CH2:信号输入端。
⑸ AC-GND-DC:输入耦合开关,其中AC输入信号有交流通过;GND
输入端接地;DC输入信号直接通过。
⑹ VOLTS/DIV:伏/度选择开关,用于垂直幅度因数,用*10探头连
于示波器输入端时,读数乘十。
⑺ DOSITION:调节输入信号垂直方向位移。
⑻ MODE:工作方式选择开关。
CH1,CH2:显示相应的通道信号
ALT:CH1,CH2通道信号交替显示
CHOP:CH1,CH2通道信号同时显示
ADD CH1,CH2通道信号代数和显示
⑼ TIME/DIV:扫描时间选择开关
⑽ SWPVAR:扫描微调开关
⑾ SOURCE:触发信号源选择
INT:内触发
LINE:取电源频率为触发源
EXT:外触发
3、用示波器测量基本波形练习
⑴测量实验板仪上的直流电压(5V,12V)
基本步骤:耦合开关置于GND,确定零电平,置开关于DC,调节VOLTS/DIV开关使波形清晰,大小适中,测量垂直格数。
⑵测量实验板仪上的交流电压频率(1000HZ)
基本步骤:耦合开关置于GND,确定零电平,置开关于AC,调节VOLTS/DIV开关及TIME/DIV开关使波形清晰,大小适中,测量水平格数。
4、实验报告上画出直流及交流的波形图及格数。
实验二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及示波器使用方法。
二、实验仪器及材料
1.双踪示波器
2.数字电路学习机
3.器件
74LS00 集成二输入端四与非门2片
74LS20 集成四输入端双与非门1片
74LS86 集成二输入端四异或门1片
三、预习要求
1.复习门电路工作原理及相应逻辑表达式;
2.熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途;
3.了解双踪示波器使用方法。
四、实验内容
实验前先检查学习机电源是否正常,然后选择实验用的集成电路,按自己设计的实验接线图接好连线,特别注意Vcc及地线不能接错,线接好后经实验指导教师检查无误后方可通电实验,实验中改动接线须先断开电源,接好后再通电实验。
1.测试门电路逻辑功能
(1)选四输入端双与非门74LS20一只,插入面包板,按图1.1接线,输入端接S1~S4(电平开关输入插口),输出端接电平显示发光二极管(D1~D8任意一个)。
(2)将电平开关按表1.1置位,分别测试输出电压及逻辑状态,将结果填入表中。
表1.1
2. 异或门逻辑功能测试
(1)选二输入四异或门电路74LS86,按图1.2接线,输入端1、2、4、5接电平开关,输出端A 、B 、Y 接电平显示发光二极管。
(2)将电平开关按表1.2置位,将测得结果填入表中。
表1.2
输 入 输 出 1 2 3 4 Y Y 电压(V ) H H H H
L H H H
L L H H
L L L H
L L L L
输 入
输 出
A B Y
Y 电压(V )
L L L L H L L L H H L L H H H L H H H H L H L H
3.逻辑电路的逻辑关系
(1)用74LS00按图1.3接线,将输入输出逻辑关系分别填入表1.3中;
表1.3
(2)写出电路的逻辑表达式。
4.利用与非门控制输出
用一片74LS00按图1.4接线,S接任一电平开关,用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用,加以说明。
输入输出A B Y L L
L H
H L
H H
五、实验报告
1.按步骤要求测试并填表。
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?
实验三 组合逻辑电路分析与设计-半加器及全加器
一、 实验目的
1. 掌握组合逻辑电路的功能测试、分析方法; 2. 设计实现半加器、全加器电路并验证其功能。
二、 实验仪器及材料
1. 数字电路学习机; 2. 示波器; 3. 器件:
(1)74LS00 二输入端四与非门 2片 (2)74LS86 二输入端四异或门 1片。
三、 预习要求
1. 预习组合逻辑电路的分析、设计方法;
2. 预习用与非门和异或门构成的半加器、全加器的工作原理:
(1) 半加器:
i
i i i i i B A C B A S ?=⊕=
(2) 全加器:i
i i i i i
i i i i i i i i i B A C B A B A C B A C C B A S ???⊕=?+?⊕=⊕⊕=---111
)()(
四、 实验内容
1. 组合逻辑电路功能测试、分析
(1) 用2片集成与非门74LS00 (1)和(2)组成图2.1所示
逻辑电路;
(2)图中A、B、C接电平开关,Y1,Y2接发光管电平显示;
(3)按表2.1要求,改变A、B、C的状态,填表并写出Y1、Y2的逻辑表达式;
输入输出
A B C Y1 Y2
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
(4)将运算结果与实验结果比较。
2.半加器设计及其逻辑功能验证
(1)用异或门和与非门构造实现半加器的逻辑电路,
所用的74LS00和74LS86芯片的引脚图如下,画出逻辑图;
(2)在学习机上实现半加器,其中Ai、Bi接电平开关,Si、Ci 接发光管电平显示;
(3)按表2.2要求改变Ai、Bi状态,填表。
输入端Ai 0 0 1 1 Bi 0 1 0 1
输出端Si Ci
3
(1)用异或门和与非门构造实现全加器的逻辑电路,
所用的74LS00和74LS86芯片的引脚图同上,画出逻辑图;
(2)在学习机上实现全加器,其中Ai、Bi、C i-1接电平开关,Si、Ci接发光管电平显示;
(3)按表2.3要求改变Ai、Bi、C i-1状态,填表。
输入输出
Ai Bi Ci-1Ci Si
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
五、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设计方法。
实验四 编码器、译码器
一、实验目的
1.掌握编码器、译码器的功能;
2.掌握编码器的设计方法;
3.掌握集成译码器的使用方法。
二、实验仪器及材料
1. 数字电路学习机;
2. 示波器;
3. 器件:
(1)74LS04 六倒相器 2片 (2)74LS20 四输入二与非门 2片 (3)74LS139 双2-4译码器 1片
三、预习要求
1. 编码器、译码器的一般的工作原理;
2. 译码器功能扩展的一般方法。
四、实验内容
1. 8线-3线二进制编码器的设计、测试、分析
(1) 结构框图及真值表;
(2) 根据真值表写出输入、输出逻辑表达式;
输入 输 出
Y 2 Y 1 Y 0 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1
(3)变换逻辑表达式,用非门和与非门实现逻辑电路图;
所用的74LS20和74LS04芯片的引脚图如下:
(4)按照所设计的逻辑图构造电路,验证、分析其8线-3线编码器
功能。
2. 译码器功能测试、功能扩展
(1) 将2—4线集成译码器74LS139按下图接线,按下表设置各个
输入电平,填写表中各个输出状态。
(2) 将双2-4线译码器扩展成3—8线译码器
1.画出转换电路图;
2.在学习机上接线并验证设计是否正确。
五、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.总结编码器、译码器的分析设计方法。
实验五 数值比较器、数据选择器
一、实验目的
1. 掌握数据选择器、数据比较器的功能;
2. 掌握1位数据比较器的设计方法;
3. 掌握集成数据选择器的使用方法。
二、实验仪器及材料
1. 数字电路学习机;
2. 示波器;
3. 器件:
(1)74LS04 六倒相器 1片 (2)74LS00 二输入四与非门 2片 (3)74LS153 双4选1集成数据选择器 1片
三、预习要求
1. 数据选择器、数据比较器的一般的工作原理。
2. 双4选1集成数据选择器74LS153的功能。
四、实验内容
1. 1位二进制比较器的设计、测试、分析
(1) 结构框图及真值表;
(2)根据真值表写出输入、输出逻辑表达式;
(3) 变换逻辑表达式,用非门和与非门实现逻辑电路图;
A B L (A>B ) Q(A=B ) M(A
所用的74LS04
和74LS00芯片的引脚图如下:
(4)按所设计的逻辑图构造电路,验证、分析1位数值比较逻辑功
能。
2. 数据选择器的测试及应用
(1) 将双4选1集成数据选择器74LS153参照下图接线,测试其功
能并填写功能表;
(2) 学习机脉冲信号源中固定连续脉冲4个不同频率的信号接到数据选择器4个数据输入端,改变选择端输入状态,在输出端分别观察4种不同频率脉冲信号。
(3)用双4选1集成数据选择器74LS153实现半加器的逻辑功能,画出逻辑图,在学习机上实现并验证逻辑功能。
五、实验报告
分析实验结果,总结数据比较器、数据选择器功能,给出使用体会。
选择端 B A 数据输入端 C0 C1 C2 C3 输出控制 G 输出 Y X X L L L L L H L H H L H L H H H H X X X X L X X X H X X X X L X X X H X X X X L X X X H X X X X L X X X H H L L L L L L L L
实验六奇偶发生/校验器一、实验目的
设计一个3位奇偶发生/校验器电路。
二、实验仪器及材料
1. 数字电路学习机;
2 器件:
(1)74ls86 2片
(2)74ls04 1片
三、预习要求
基本奇偶发生/校验器结构及工作原理。
四、实验内容
1.用74LS86设计一简单的奇偶发生/检验电路
(1)4位奇偶发生/校验器
1)[发送端] 奇偶发生电路
奇校验位→F EV 产生,偶校验位→F OD产生;
2)[接收端] 奇偶校验电路
偶校验输出→ F EV奇校验输出→F OD
若F EV、F OD为 1 ,则相应的校验正确Array
2.一个3位的偶校验数据传送系统
1)连接如图所示实验电路;2)对实验现象进行说明。
实验七触发器
一、实验目的
4.学习R-S、D、JK触发器的逻辑功能及特点;
5.掌握触发器控制端的作用
二、实验仪器及材料
1. 数字电路学习机;
2. 示波器;
3. 器件:
(1)74LS00 二输入四与非门1片
(2)74LS74 双D触发器1片
(3)74LS112 双J-K触发器1片
三、预习要求
1. 基本R-S触发器结构及工作原理;
2. 集成触发器74LS74、74LS112的功能。
四、实验内容
1. 基本R-S触发器功能测试
(1)构造如图所示基本R-S触发器;
(2)依照下表顺序在-S、-R端加信号,观察并记录Q、-Q端的状态,将结果填入下表,并说明在各种输入状态下,触
发器执行什么功能?
(3) 当-S 、-R 都接低电平时,观察Q 、-Q 端的状态。当-S 、-R
同时由低跳为高电平时,注意观察Q 、-Q 端的状态,重复3~5次观察Q 、-Q 的状态是否相同,以正确理解“不定”状态的含义。
2. 维持-阻塞型D 触发器功能测试
双D 型正边沿维持-阻塞型触发器74LS74的引脚及逻辑符号如下图所示,试按下面步骤做实验:
(1) 分别在-Sd 、-Rd 端加低电平,观察并记录Q 、-Q 端的状态。 (2) 令 -Sd 、-Rd 端为高电平,D 端分别接高、低电平,用点动
脉冲作为CP ,观察并记录当CP 为0、↑、1、↓时Q 端状态的变化情况。
(3) 当 –Sd = -Rd = 1、CP=0(或CP=1)时,改变D 端信号,观
察Q 端的状态是否变化?
整理上述实验数据,将结果填入下表中。
-S
-R Q -Q 逻辑功能 0
1
1
1
1 1 0 1
3. 负边沿
JK 触发器功能测试
双负边沿JK 触发器74LS112芯片的逻辑符号如下图所示,通过实验填写下表。 1
-Sd -Rd CP D Q n Q n+1
0 1 X X 0 1 1 0 X X 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 ↓ 0 0 1 1 1 ↓ 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 ↑ 0 0 1 1 1
↑
1
0 1