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数电实验指导书50

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数字电子技术实验指导书电子信息工程学院二0一二年三月目录实验要求 (1)实验一门电路逻辑功能及测试（1） (2)实验二门电路逻辑功能及测试（2） (5)实验三译码器 (9)实验四数据选择器 (12)实验五全加器功能测试 (15)实验六锁存器功能测试 (17)实验七触发器功能测试 (19)实验八集成计数器 (22)实验九组合逻辑电路的应用（选做） (26)实验十时序逻辑电路的应用（选做） (28)实验十一555集成芯片的应用（选做） (29)实验十二A/D、D/A转换电路（选做） (33)实验十三交通信号灯的控制（设计）（选做） (37)实验十四综合性实验——智力竞赛抢答器（选做） (39)实验十五数字锁设计（选做） (41)附录常用TTL集成电路引出端功能图 (42)实验要求1．实验前必须充分预习，完成指定的预习任务，预习要求如下：（1）认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理。

（2）熟悉各实验中相关的理论知识内容。

（3）熟悉实验任务。

（4）熟悉实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。

2．使用仪器和实验箱前必须了解其性能，操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。

3．实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。

4．预先在电路图上把引脚标上，以便实验时顺利连线。

5．实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟，发烫或有异味）应立即断开电源，保持现场，报告指导老师。

找出原因，排除故障，经指导老师同意后再继续实验。

6．实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。

7．实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果（数据、波形、现象）。

所记录的实验结果经指导老师审阅签字后再拆除实验线路。

8．实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头、并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。

9．实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告实验一门电路逻辑功能及测试（1）一、实验目的1、熟悉器件外形和管脚引线排列。

2.、熟悉与、或、非门电路的逻辑功能。

3.、熟悉数字电路实验箱的使用方法。

二、实验器件四2输入与门74LS08芯片 1片四2输入或门74LS32芯片 1片六反相器74LS04芯片 1片芯片引脚图如下所示：四2输入与门74LS08芯片四2输入或门74LS32芯片六反相器74LS04芯片三、预习要求1、复习与、或、非门电路的工作原理。

2、熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。

四、实验内容及步骤实验前先检查实验箱电源是否正常。

然后对所选实验用的集成电路进行连线，特别注意Vcc及地线不能接错。

实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电源。

1、按图1所示要求连接电路，输入端接逻辑开关A、B，输出端接指示器。

改变输入状态的高低电平，将A、B输入端依次接成0-0，0-1，1-0，1-1状态，观察输出端电平指示器的显示状态（亮为“1”，灭为“0”），并填写实验结果。

实验结果填入表1的逻辑真值表中，并写出输出端Y的逻辑表达式和电路的逻辑功能。

图1表1 逻辑真值表输入输出A B Y0 00 11 01 1逻辑表达式Y =___________________逻辑功能：______________________2、按图2所示要求连接电路，将A、B输入端依次接成0-0，0-1，1-0，1-1状态，观察输出端电平指示器的显示状态（亮为“1”，灭为“0”），实验结果填入表2的逻辑真值表中，并写出输出端Y的逻辑表达式和电路的逻辑功能。

图2表2 逻辑真值表输入输出A B Y0 00 11 01 1逻辑表达式Y = ___________________逻辑功能： ______________________3、按图3所示要求连接电路，将A输入端接逻辑开关A，依次为0、1时，观察输出端电平指示器的显示状态（亮为“1”，灭为“0”），实验结果填入表3的逻辑真值表中，并写出输出端Y的逻辑表达式和电路的逻辑功能。

图3表3 逻辑真值表输入输出A Y1逻辑表达式Y =__________________逻辑功能：_____________________五、实验报告1、按各步骤要求填表。

2、回答问题：怎样判断门电路逻辑功能是否正常？实验二门电路逻辑功能及测试（2）一、实验目的1、熟悉器件外形和管脚引线排列。

2、熟悉与非、异或门电路逻辑功能。

3、设计用与非门组成其它门电路并测试验证。

二、实验器件74LS86 四二输入端异或门1片74LS00 四二输入端与非门2片74LS20 四输入端双与非门1片芯片引脚图如下所示：74LS86 四二输入端异或门74LS00 四二输入端与非门74LS20 四输入端双与非门三、预习要求1、复习与非、异或门电路工作原理。

2、熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。

四、实验内容及步骤实验前先检查实验箱电源是否正常。

然后对所选实验用的集成电路进行连线，特别注意Vcc及地线不能接错。

实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电源。

1、测试门电路逻辑功能（1）选用四输入端双与非门74LS20一只，插入设计板，按图1接线，输入端a、b、c、d 接S1—S4(电平开关输出插口)，输出端L接电平显示发光二极管（D1—D8任意一个）。

图1.1(2) 将电平开关按表1置位，分别测出输出逻辑状态。

将输出结果填入表1中。

表1.1输入输出a b c d L1 1 1 10 1 1 10 0 1 10 0 0 10 0 0 02、异或门逻辑功能测试（1）选四二输入端异或门74LS86，按图2接线，输入端a、b、c、d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2置位拨动，将输出结果填入表2中。

图2表23、分析并验证逻辑电路的逻辑关系（1）用74LS00按图3、图4接线，将输入输出关系分别填入表3、表4中。

（2）写出上面两个电路的逻辑表达式。

图3图4表3输入 输出 A B Y 0 0 0 1 1输 入输 出 a b c d L 1 L 2 L 3 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0111 1表4输入输出A B Y Z0 00 11 01 14、用与非门组成其它门电路并测试验证。

（1）组成或非门: 用一片二输入端四与非门74LS00组成或非门。

a) 将或非门表达式转化为与非门表达式。

b) 画出逻辑电路图c) 测试并填表5表5输入输出A B Y0 00 11 01 1（2）组成异或门: 用一片二输入端四与非门74LS00组成异或门。

a）将异或门表达式转化为与非门表达式。

b）画出逻辑电路图。

c）测试并填表6表6输入输出A B Y0 00 11 01 1五、实验报告1、按各步骤要求填表。

2、回答问题：（1）与非门一个输入端连接连续脉冲，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？（2）异或门又称可控反相门，为什么？实验三译码器一、实验目的熟悉集成译码器，掌握译码器电路的功能、特点及其测试方法。

掌握译码器的级联方法。

二、实验器件74LS139 双2—4译码器1片74LS20 四输入端二与非门1片74LS138 3-8译码器1片74LS04 六反相器 1片芯片引脚图如下所示：74LS139 双2—4译码器74LS138 3—8译码器74LS04 六反相器74LS20 四输入端双与非门三、实验内容及步骤1、译码器功能测试74LS139双2线—4线译码器如图1所示。

图（a）为逻辑电路图，图（b）为实验测试连线图。

输入端D0、D1接逻辑开关A、B，输出Y----0~ Y----3接电平指示器。

改变输入信号D0、D1的状态，观察输出，写出Y----0~ Y----3的数值（表1）及其表达式。

图1表1 功能表输入输出S----D1D0Y------3Y------2Y------1Y------00 0 00 0 10 1 00 1 1Y------3=_____________ Y------2= ________________Y------1=_______________ Y------0= ________________2、将双2—4译码器扩展成3—8译码器用双2线—4线译码器74LS139组成的3线—8线译码器电路如图2所示，按图连线。

输入端D0~ D2接逻辑开关0、1、2，输出Y------0~ Y------7接电平指示器。

改变输入信号D0~ D2的状态，观察输出，写出Y------0~ Y------7的数值（表2）及其表达式。

图2表2输入输出D2D1D0Y----7Y------6Y------5Y------4Y------3Y------2Y------1Y------00 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1Y------7 =_____________ Y------6 =________________ Y------5 =_____________ Y------4 = _______________ Y------3 =_____________ Y------2 = _______________ Y-------1 =_____________ Y------0 = _______________四、实验报告1、按各步骤要求填表。

2、试用两片3线—8线译码器74LS138构成4线—16线译码器，画出逻辑电路图。

实验四数据选择器一、实验目的掌握四选一数据选择器的逻辑功能及测试方法。

掌握数据选择器的级联方法及测试方法。

二、实验器件74LS253 双四选一数据选择器1片74LS04 六反相器1片74LS32 四2输入或门1片芯片引脚图如下所示：74LS253 双四选一数据选择器74LS32 四2输入或门74LS04 六反相器三、实验内容及步骤1、将双四选一数据选择器74253按图1所示连线，信号输入端DCBA=0101, 分别接逻辑开关，地址码输入端A1、A0分别接逻辑开关，输出Y接电平指示器。

改变地址码输入端A1A0的状态，观察输出Y，并填写表1图1表1使能端地址码四路数据输入输出G A1A0D（D3）C(D2) B（D1）A(D0) Y0 0 0 0 1 0 10 0 1 0 1 0 10 1 0 0 1 0 10 1 1 0 1 0 1逻辑表达式Y = _________________________2、将双四选一多路数据选择器74LS253接成八选一数据选择器。

电路如图2所示，按测试图连线，选通输入A2、A1、A0信号分别接逻辑开关，D7—D0分别为01100011，输出Y接电平指示器。

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数字电子技术实验指导

数字电子技术实验指导

30
100
300
1000
输出电压VO
理论估算(mV)
实测值(mV)
误差
4、差分比例放大电路
KF
1
100K
R1IQK
q、1 ■I■__.
\ 11•11
R2 WK
A~
L»Vq
\'12•1i-t-—
R
7
J100K
按表4.4要求实验并测量记录。
表4.4
Vii (V)
1
2
0.2
Vi2 (V)
0.5
1.8
-0.2
2）交流电压的测量。表笔插孔与直流电压的测量一样，不过应该将旋钮打 到交流档“V〜”处所需的量程即可。 交流电压无正负之分， 测量方法跟前面相 同。无论测交流还是直流电压，都要注意人身安全，不要随便用手触摸表笔的 金属部分。
电流的测量
1）直流电流的测量。先将黑表笔插入“COM”孔。若测量大于200mA的
1将JK触发器转化成D触发器。
2将JK触发器转化成T触发器。
3将JK触发器转化成T'触发器。
四、实验报告
1、画出设计好的电路图。
2、根据电路图写出真值表。
Vo(V)
四、实验报告
1、总结本实验中4种运算电路的特点及性能。
2、分析理论计算与实验结果误差的原因。
实验五组合逻辑电路
一、实验目的
1、掌握组合逻辑电路的功能侧试。
2、验证半加器和全加器的逻辑功能。
3、学会二进制数的运算规律。
二、实验仪器及元器件
74LS00二输入端四与非门3片
74LS86二输入端四异或门1片
(1)在学习机上用异或门和与门接成以上电路。A、B接电平开关S。Y、Z接 电平显示。
《数字电子技术》实验指导

《数字电子技术》实验指导

『数字电路实验指导书』实验一 基本门电路实验一、 目的1、掌握门电路逻辑功能；2、熟悉集成电路芯片；二、实验原理门电路的逻辑功能。

三、实验设备与器件设备1、数电实验箱 一台器件1、74LS00 一片（四2输入与非门）2、74LS32 一片（四二输入或门）3、 74LS86 一片（四二输入异或门）4、74LS04 一片（六非门）四、实验内容和步骤1、或门：B A Y +=按下图所示的电路连接，输入引脚分别接实验台上的数据开关，输出引脚接试验台上的显示灯，改变拨动开关，观察输出的状态，并将结果填入下表中。

如没有74LS32芯片，自行设计用74LS00和74LS04来实现。

2、异或门：B A Y ⊕=按下图所示的电路连线，实验步骤同或门。

3、逻辑函数的“与非”门的实现。

将逻辑函数B A B A F +=用与非门实现，画出电路图，将实验结果填入真值表。

五、预习要求1、阅读实验指导书，了解实验箱的结构；2、了解所有器件（74LS00，74LS04，74LS32、74LS86）的引脚结构；实验二用小规模芯片设计组合电路一、实验目的1、学习并掌握小规模芯片（SSI）实现各种组合逻辑电路的方法；2、学习用仪器检测故障，排除故障。

二、实验原理用门电路设计组合逻辑电路的方法。

三、实验内容及要求1、用所给集成电路组件设计一个多输出逻辑电路。

该电路的输入是一个8421BCD码，当电路检测到输入的代码大于或等于（3）10时，电路的输出F1=1,其它情况F1=0；当输入的代码小于（7）10时，电路的另一个输出F2=1，其它情况F2=02、用与非门实现“判断输入者与受血者的血型符合规定的电路”，测试其功能。

要求如下：人类由四种基本血型— A、B、AB、O型。

输血者与受血者的血型必须符合下述原则；O 型血可以输给任意血型的人，但O型血的人只能接受O型血；AB型血只能输给AB型血的人，但AB血型的人能够接受所有血型的血；A型血能给A型与AB型血的人；而A型血的人能够接受A型与O型血；B型血能给B型与AB型血的人，而B型血的人能够接受B型与O型血。

数字电子技术试验指导书

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实验一 晶体管开关特性、限幅器与钳位器一、实验目的1、观察晶体二极管、三极管的开关特性，了解外电路参数变化对晶体管开关特性的影响。

2、掌握限幅器和钳位器的基本工作原理。

二、实验原理1、晶体二极管的开关特性由于晶体二极管具有单向导电性，故其开关特性表现在正向导通与反向截止两种不同状态的转换过程。

如图1－1电路，输入端施加一方波激励信号v i ，由于二极管结电容的存在，因而有充电、放电和存贮电荷的建立与消散的过程。

因此当加在二极管上的电压突然由正向偏置(+V 1)变为反向偏置(-V 2)时，二极管并不立即截止，而是出现一个较大的反向电流RV 2，并维持一段时间t s （称为存贮时间）后，电流才开始减小，再经t f （称为下降时间）后，反向电流才等于静态特性上的反向电流I 0，将t rr ＝t s ＋t f 叫做反向恢复时间，t rr 与二极管的结构有关，PN 结面积小，结电容小，存贮电荷就少，t s 就短，同时也与正向导通电流和反向电流有关。

当管子选定后，减小正向导通电流和增大反向驱动电流，可加速电路的转换过程。

2、晶体三极管的开关特性晶体三极管的开关特性是指它从截止到饱和导通，或从饱和导通到截止的转换过程，而且这种转换都需要一定的时间才能完成。

如图1－2电路的输入端，施加一个足够幅度（在－V 2和+V 1之间变化）的矩形脉冲电压v i 激励信号，就能使晶体管从截止状态进入饱和导通，再从饱和进入截止。

可见晶体管T 的集电极电流 i c 和输出电压v o 的波形已不是一个理想的矩形波，其起始部分和平顶部分都延迟了一段时间，其上升沿和下降沿都变得缓慢了，如图1－2 波形所示，从v i 开始跃升到i C 上升到0.1I CS ，所需时间定义为延迟时间t d ，而i C 从0.1I C S 增长到0.9I C S 的时间为上升时间t r ，从v i 开始跃降到i C 下降到0.9I C S 的时间为存贮时间 t S ,而i C 从0.9I C S 下降到0.1I CS 的时间为下降时间t f ，通常称t on ＝t d ＋t r 为三极管开关的“接通时间”，t of f ＝t S ＋t f 称为“断开时间”，形成上述开关特性的主要原因乃是晶体管结电容之故。

数字电路系统实验任务指导书

数字电路系统实验任务指导书

“数字电路”系统实验任务指导书一、性质、目的“数字电路”系统实验是在学习“数字电路”课程以后，对该课程进行综合训练的一次实践过程，它是今后学习计算机硬件知识的主要基础。

学生运用理论教学的知识，通过选题，查阅资料、电路设计，安装调试和总结整理资料等环节。

既可以加深对基础知识的理解，提高分析问题和解决问题的能力，又能培养起实践技能和科技学风，为毕业设计和今后从事电子电路设计、研制电子产品打下良好的基础。

二、基本要求：通过对一个系统设计实验的全过程，使学生达到以下要求：１、巩固和加深数电课程理论知识的理解，运用课程中所学的电路分析和设计方法解决课程中的实际问题。

２、熟悉常用电子仪器，设备的使用方法。

３、熟悉常用电子元器件的种类、特性并合理选用。

４、根据课程需要，培养学生初具选学参考书籍和查阅资料手册的自学能力。

5、熟悉用常用EDA工具（EWB软件）设计、分析电路的方法。

6、具备搭建、调试简单数字电路的基本能力。

7、通过课题设计、制作的全过程，使学生树立严肃认真的工作作风和实事求是的科学态度。

三、设计课题及要求：1．用中小规模集成电路设计一个60进制计数器、24进制计数器。

2．用中小规模集成电路设计一个有“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示功能的电子钟。

3．出框图和逻辑电路图、写出设计、实验总结报告。

四、实验内容及步骤1、数字电子钟基本原理数字电子钟的逻辑框如图所示：它由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路组成，石英晶体振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。

A、石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率调整。

如果精度要求不高，可采用集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器。

B、分频电路的功能主要有两个:一是产生标准秒脉冲信号，二是可提供功能扩展电路所需要的信号。

C、显示“时”、“分”、“秒”需要6片中规模计数器。