数字电子技术-数电设计性实验

装……订……线组合逻辑电路设计一、实验目的1、掌握用基本门电路实现组合电路的设计方法。

2、掌握实现组合电路的连接及调试方法。

通过功能验证锻炼解决实际问题的能力。

二、实验内容（一）概论设计电路的一般过程：实际逻辑问题→抽象逻辑问题→列真值表→画卡诺图→图形化简→简化表达式→画出逻辑图设计中应该注意的问题：卡诺图或公式化简是实现组合电路设计的关键步骤。

为使电路简单，使用器件最少，往往要对不同的化简方法进行比较，得到一个合理的电路。

对于多输出实现组合电路，为了使得总的逻辑电路最简，在各个输出函数化简时不能孤立地考虑各个输出函数如何化简，而应注意尽可能找出多个输出函数的同类项，使总体设计最简。

（二）实践实验题目实验要求：从实验内容所列的题目中选择一个题目进行设计，设计方法和方案不限。

要求首先进行计算机仿真，实现题目功能。

然后在数字实验系统中完成实际操作。

自行设计测试表格，完成实际电路的测试。

（三）实验设计（1）设计一个四人表决电路要求：四人表决（用电平开关表决，当开关为高电平时表示同意，当开关为低电平时表示反对）时，当多数人通过时（三个以上开关为高电平）用发光二极管显示有效，否则发光二极管显示无效。

试用基本逻辑门设计该电路。

具体电路形式不限。

并在实验台上进行调试及验证。

（2）器材：数字试验系统一台，TTL型集成电路与门74LS11，或门74LS32各一块。

（3）电路设计过程根据设计任务要求建立输入、输出变量，并列出真值表：A、B、C、D为表决输入信号，Q为输出显示信号。

装……订……线三、实验步骤1、选好芯片，并连线布线图2、测试结果真值表根据真值表写出逻辑表达式Q=ABCD+ ABC’D+AB’CD+A’BCD+ABCD=ABC+ABD+ACD+BCD′用逻辑表达式化简法简化逻辑表达式Q=ABC+ABD+ACD+BCD=AB(C+D)+CD(A+B)=ABC′D′+A′B′CD四、实验总结本次实验总体效果较为满意，通过做表决器实验，了解到了芯片的用途，与书本相结合。

数电设计实验报告
《数电设计实验报告》
实验目的：通过本次实验，掌握数字电路设计的基本原理和方法，提高学生对数字电路设计的理论和实践能力。

实验内容：本次实验是基于数电设计的实践操作，通过实验板和相关器件进行数字电路设计与调试。

实验内容包括逻辑门电路设计、计数器设计、状态机设计等。

实验步骤：
1. 熟悉实验板和相关器件，了解数字电路设计的基本原理和方法；
2. 根据实验要求，设计逻辑门电路并进行仿真验证；
3. 设计并搭建计数器电路，测试其功能和性能；
4. 进行状态机设计，并对其进行调试和优化；
5. 总结实验过程中遇到的问题和解决方法，对实验结果进行分析和讨论。

实验结果：通过本次实验，我们成功设计并调试了一系列数字电路，包括逻辑门电路、计数器和状态机。

实验结果表明，我们掌握了数字电路设计的基本原理和方法，提高了对数字电路设计的理论和实践能力。

实验结论：本次实验使我们深入理解了数字电路设计的原理和方法，提高了我们的实践能力和创新意识。

通过实验，我们不仅学会了数字电路设计的基本技能，还培养了我们的团队合作和问题解决能力。

这些都为我们未来的学习和工作打下了坚实的基础。

总结：通过本次实验，我们深刻体会到了实践是检验理论的最好方法。

只有通过实际操作，我们才能真正理解数字电路设计的原理和方法，提高我们的实践
能力和创新意识。

希望通过今后的实验学习，我们能不断提高自己的技能和能力，为将来的学习和工作打下坚实的基础。

目录1. 课程设计任务书 (1)2. 课程设计方案论证 (2)3. 课程设计电路原理图 (5)4. 课程设计电路原理图的调试 (8)5. 课程设计的心得体会 (8)6. 参考文献 (9)附录1原件清单 (9)《数字电子技术》课程设计任务书一、设计题目：多功能数字钟的设计二、设计任务与要求：1. 时钟显示功能，能够以十进制显示“时”、“分”。

其中时为24进制，分为60进制。

三、设计内容与步骤：1. 查阅相关资料；2. 完成设计方案；3. 芯片选定及各单元功能电路分析；4. 画出整体电路原理图（实验）；5. 调试电路确认电路可行性后方可焊接电路；6. 完成设计报告。

四、设计计划与进度安排：1. 查阅相关资料；2. 完成设计方案及单元电路；3. 完成整体电路原理图（实验）；4. 并完成设计报告。

五、设计材料与成果要求：1.完成整体电路设计；2. 提交设计报告。

六、设计考核要求：课程成绩分优秀、良好、中等、及格、不及格。

由设计报告结合实验考核。

七、设计参考书目：《数字电子技术基础》第五版阎石编著高等教育出版社 2006年成绩评定表课程设计方案论证一.振动器电路方案一：由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源，如图①所示为555构成的多谐振荡器。

图①方案二：选用石英晶体构成振荡器电路，产生时间标准信号，如图②所示为石英晶体构成的振荡器电路。

图②方案三：由集成逻辑门与RC 组成的时钟源振荡器。

如图③所示为逻辑门与RC 构成的振动器。

图③本课程设计采用的是方案一，由555与RC 组成多谐振荡器。

二．分频器电路通常，数字钟的振荡器输出频率较高，为了得到1Hz 信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。

方案一：可选用14级二进制串行计数/分频器CD4060得到精确频率。

CD4060计数为1４级２进制计数器，可以将32768Ｈz 的信号分频为２Ｈz 。

欲得到1Hz 信号，还需要加入分频电路。

方案二：利用计数器级联，选用74LS90，每片为1/10分频器，三片级联正好能够得到1Hz 信号脉冲。

实验一 门电路本实验为验证性实验 一、实验目的熟悉门电路的逻辑功能。

二、实验原理TTL 集成与非门是数字电路中广泛使用的一种基本逻辑门。

使用时，必须对它的逻辑功能、主要参数和特性曲线进行测试，以确定其性能的好坏。

与非门逻辑功能测试的基本方法是按真值表逐项进行。

但有时按真值表测试显得有些多余。

根椐与非门的逻辑功能可知,当输入端全为高电平时，输出是低电平；当有一个或几个输入端为低电平时，输出为高电平。

可以化简逻辑函数或进行逻辑变换。

三、实验内容及步骤首先检查5V 电源是否正常，随后选择好实验用集成块，查清集成块的引脚及功能．然后根据自己的实验图接线， 特别注意Vcc 及地的接线不能接错(不能接反且不能短接)，待仔细检查后方可通电进行实验，以后所有实验均依此办理。

(一)、测与非门的逻辑功能1、选择双4输入正与非门74LS20，按图3_1_1接线；2、输入端、输出端接LG 电平开关、LG 电平显示元件盒上；集成块及逻辑电平开关、逻辑电平显示元件盒接上同一路5V 电源。

3、拨动电平开关，按表3_1_1中情况分别测出输出电平.(二)、测试与或非门的逻辑功能 l 、选两路四输入与或非门电路1个74LS55，按图3_1_2接线： ２、输入端接电平的输出插口，拨动开关当输入端为下表情614 Vcc图3_1_1图3_1_2况时分别测试输出端(8)的电位，将结果填入表3_1_2中： 表3_1_2(三)、测逻辑电路的逻辑关系用74LS00电路组成下列逻辑电路，按图3_1_3、图3_1_4接线，写出下列图的逻辑表达表并化简，将各种输入电压情况下的输出电压分别填入表3_1_3、表3_1_4中，验证化简的表达式。

表输 入 AB表3_1_4图3_1_4A BZ(四)、观察与非门对脉冲的控制作用选一块与非门74LS20按下面两组图3_1_5(a)、(b)接线，将一个输入端接连续脉冲用示波器观察两种电路的输出波形。

在做以上各个实验时,请特别注意集成块的插入位置与接线是否正确，每次必须在接线后经复核确定无误后方可通电实验，并要养成习惯。