《数字电子技术基础》实验讲稿
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实验一 TTL/CMOS集成门电路的逻辑功能测试
一、实验目的
1 掌握查找集成门电路资料的方法。
2 掌握7种逻辑门电路的逻辑功能。
3 会用74LS00(四2输入与非门)实现其它逻辑功能。
4 初步用Multisim10进行数字电路的仿真。
二、实验设备和元器件
1 SAC-2电工电子实验台；SS-01数字实验模块。
2 DL-4330示波器；EM-1463函数信号发生器。
3 74LS04 74LS00 74LS02 74LS86
三、实验内容和步骤
1． 74LS04(六反相器)逻辑功能测试
将74LS04按图1.1连线。输入端A接逻辑开关，输出端接发光二极管。改变输入端的状态（即高、低电平），观察输出端发光二极管的亮灭。
2． 74LS00(四2输入与非门)逻辑功能测试
将74LS00按图1.2连线。输入端A、B接逻辑开关，输出端接发光二极管。改变输入端的状态（即高、低电平），观察输出端发光二极管的亮灭。
3．74LS02(四2输入或非门)逻辑功能测试
将74LS02按图1.3连线。输入端A、B接逻辑开关，输出端接发光二极管。改变输入端的状态（即高、低电平），观察输出端发光二极管的亮灭。 VCC5VU1A74LS04DJ1Key = AX1LEDU2电压表0.113V+-图1.1VCC5VJ2Key = AJ3Key = BU3A74LS00DX2LEDU4电压表4.424V+-图1.2
4．74LS86(四2输入异或门)逻辑功能测试
将74LS02按图1.4连线。输入端A、B接逻辑开关，输出端接发光二极管。改变输入端的状态（即高、低电平），观察输出端发光二极管的亮灭。
5. 用74LS00实现非、与、或、异或等逻辑功能（图1.5）
输入 输出
A B Y1 Y2 Y3 Y4
0 0
0 1
1 0
1 1
逻辑表达式
74LS00D74LS00D74LS00D5VAY1AY174LS00D5VABY2VCC5VU1A74LS02DJ1Key = AJ2Key = BX1LEDU2电压表4.424V+-图1.3VCC5VJ1Key = AJ2Key = BU1A74LS86DU2电压表0.113V+-X1LED图1.4
图1.5
6. 用74LS00实现与或非、或非的逻辑功能，写出逻辑表达式，画出逻辑电路图，测试其功能。总结用与非门实现其它逻辑功能的一般步骤。
7. 用Multisim10对以上实验内容进行仿真。
四、实验报告要求
1． 画出实际集成电路实验连接图。
2． 整理实验数据。
五、预习要求
1 熟悉所用集成逻辑门电路的逻辑功能和外部引脚排列及使用方法。
2 TTL门电路多余输入端如何处理？
3用与非门实现其它逻辑功能的一般步骤。
74LS00D74LS00D74LS00D5VABY374LS00D74LS00D74LS00D74LS00DABY4
ILI实验二 TTL集成门电路的主要参数测试
一、实验目的
1 深入学习集成门电路资料的内容。
2 掌握TTL门电路（74LS04）的主要参数及参数意义。
3 掌握TTL门电路（74LS04）的主要参数的测试方法。
3初步用Multisim10进行数字电路的仿真。
二、实验设备和元器件
1 SAC-2电工电子实验台；SS-01数字电路实验模块；DY-05电源模块。
2 74LS04
三、实验内容和步骤
1 静态电源电流ICC
集成门电路处于不同的工作状态时，电源提供的电流不同。它们的大小标志着器件静态功耗的大小。按图2.1连线。
2 低电平输入电流 , 高电平输入电流 。按图2.2连线。
低电平输入电流 是指被测输入端接地，由被测输入端流出的电流值。一般情况下希望 小些。
高电平输入电流 是指被测输入端接高电平，流入被测输入端的电流值。希望
小些。由于 较小，难于测量，一般免于测试。
VCC5VVCC5VVCC5VVCC5VU174LS04N1A1Y2A2Y3A3YGND4Y4A5Y5A6Y6AVCCU274LS04N1A1Y2A2Y3A3YGND4Y4A5Y5A6Y6AVCCJ1Key = AJ2Key = BLEDLED图 2.2电流表0.000A+-电流表0.000A+-
3 输出低电平电流OLI, 输出高电平电流OHI。按图2.3连线。
这两个参数主要反映门电路的输出特性。与ILI,IHI结合能反映集成门电路的带负载能力。
常用扇出系数ON表示。 VCC5VU174LS04N1A1Y2A2Y3A3YGND4Y4A5Y5A6Y6AVCCU274LS04N1A1Y2A2Y3A3YGND4Y4A5Y5A6Y6AVCCVCC5VVCC5VVCC5VJ1Key = AJ2Key = BLEDLED图 2.1电流表0.000A+-电流表0.000A+-IHIILIILIIHIIHIIHIVCC5VVCC5VR1200Ω1kΩKey=A90%电流表4.442mA+-电压表0.114V+-J1Key = SpaceR310kΩ电流表0.353mA+-U1A74LS04NVCC5V电压表3.527V+-J2Key = SpaceU8A74LS04N图2.3
4 电压传输特性曲线。按图2.4连线。
门电路的输出电压OU随输入电压IU而变化的曲线)(IOUfU称为门电路的电压传输特性。测试电路如图2.4所示，采用逐点测试法，即调节RW,逐点测得IU和OU，然后绘成曲线。
VCC5VU1A74LS04NR11kΩKey=A50%电压表0.000V+-电压表0.000V+-图2.4R21kΩ
5 平均传输延迟时间pdt
pdt是衡量门电路开关速度的参数，它是指输出波形边沿的mU5.0到输入波形边沿mU5.0的时间间隔,如图2.5所示。
图中的pdLt为导通延迟时间，pdHt为截止延迟时间，平均传输时间为)(21pdHpdLpdttt
pdt的测试电路如图所示，由于TTL门电路的延迟时间较小，直接测量时对信号发生器的性能要求较高，故实验采用测量由奇数个与非门组成的环形振荡器的振荡周期T来求得。其工作原理是：假设电路在接通电源后某一瞬间，电路中的A点为逻辑“1”，经过三级门的延迟后，使A点由原来的逻辑“1”变为逻辑“0”；再经过三级门的延迟后，A点电平又重新回到逻辑“1”。电路中其它各点电平也跟随变化。说明使A点电平发生一个周期的振荡，必须经过6级门的延迟时间。因此平均传输时间为tpd=T/6
四、实验报告要求
1 整理实验数据，分析实验结果。与厂家给出的资料数据对比。
2 画出实际集成电路实验连线图。
五、预习要求
1 熟悉TTL门电路的工作原理，主要参数。
2 熟悉实验用各集成电路外部引脚排列和使用方法。
3 用Multisim10仿真以上实验。
实验三 SSI组合逻辑电路（1）
一、实验目的
1、 掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。
2、 掌握常用中规模集成电路（MSI）的逻辑功能和使用方法。
3、 加深对七种基本门电路（SSI）使用的理解。 U1A74LS04NU1B74LS04NU1C74LS04NXSC1ABExt Trig++__+_图2.5A二、实验设备与器件
1、 SAC-DG2实验台（SS01L模块）。
2、 芯片74LS86、74LS20、74LS00、74LS04、74LS138
3、 万用表
三、实验原理、内容、步骤
（一）实验原理
1、组合逻辑电路的设计
组合逻辑电路（又称组合电路），是一类没有记忆功能的电路，它在任一时刻的输出仅取决于该时刻电路的输入，而与过去的输入状态无关。一旦输入消失，输出随之消失。
组合逻辑电路的设计是根据给出的实际逻辑问题，求出这一逻辑功能的最简逻辑电路，其设计步骤如图所示：
设计组合电路时，通常先根据具体的设计任务和要求列出真值表，将真值表转换为对应的逻辑函数式，再根据所选器件的类型，将函数式进行化简（小规模集成门电路SSI）或将函数式进行变换（MSI 组合电路或PLD 器件），最后根据化简或变换所得到的逻辑函数式，画出逻辑电路的连接图，至此，原理性的设计基本完成，最后用实验来验证设计的正确性。组合电路的冒险现象是一个重要的问题。在设计组合电路时，应该考虑可能产生的冒险现象，以便采取防护措施，保证电路的正常工作。
2、组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的分析与设计相反，其步骤如下：
(1)由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式。
(2)化简和变换各逻辑表达式。
(3)列出真值表。
(4)根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析验证，最后确定其功能。
（二）实验内容与步骤
1、分析原码/反码变换器的逻辑功能。
按图3－1连线。记录测试结果。
图中A、B、C、D为四位输入二进制码，E是控制信号。当E＝0时，X1、X2、X3、X4输出A、B、C、D的原码，因为任何变量与0的异或输出原变量；当E＝1时，X1、X2、X3、X4输出A、B、C、D的反码，因为任何变量与1的异或输出反变量。
2、用74LS00（四2输入与非门）、74LS20(二4输入与非门)设计一个三人多数表决器。
解：1、逻辑抽象 用A、B、C表示输入变量；Y表示输出变量。
2、确定输入、输出变量的状态。
3、列真值表
A B C Y
0 0 0 0
0 0 1 0 逻辑真值表 逻辑问题
抽象 选定器件类型 将函数式化简
逻辑电路图 逻辑表达式
将函数式变换
