数字电子技术实验练习内容

8选1数据选择器74LS151简介74LS151是一种典型的集成电路数据选择器，为互补输出的8选1数据选择器，它有3个地址输入端CBA，可选择D0～D7 ８个数据源，具有两个互补输出端，同相输出端Ｙ和反相输出端Ｗ。

74LS151引脚图选择控制端（地址端）为C～A，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择一个需要的数据送到输出端Y，G为使能端，低电平有效。

（1）使能端G＝1时，不论C～A状态如何，均无输出（Y＝0，W＝1），多路开关被禁止。

（2）使能端G＝0时，多路开关正常工作，根据地址码C、B、A的状态选择D0～D7中某一个通道的数据输送到输出端Y。

如：CBA＝000，则选择D0数据到输出端，即Y＝D0。

如：CBA＝001，则选择D1数据到输出端,即Y＝D1，其余类推。

74LS151功能表数据选择器的应用数据选择器除实现有选择的传送数据外，还有其他用途，下面介绍几种典型应用。

（1）逻辑函数产生器从74LS151的逻辑图可以看出，当使能端G=0时，Y是C、B、A和输入数据D0～D7的与或函数。

式中mi是C、B、A构成的最小项。

显然。

当Di＝１时，其对应的最小项mi在与或表达式中出现，当Di＝0时，对应的最小项就不出现。

利用这一点，不难实现组合逻辑函数。

已知逻辑函数，利用数据选择器构成函数产生器的过程是，将函数变换成最小项表达式，根据最小项表达式确定各数据输入端的二元常量。

将数据选择器的地址信号C、B、A作为函数的输入变量，数据输入D0～D7，作为控制信号，控制各最小项在输出逻辑函数中是否出现，使能端Ｇ始终保持低电平，这样8选1数据选择器就成为一个3变量的函数产生器。

例1 试用8选1数据选择器74LS151产生逻辑函数解：把式变换成最小项表达式：显然D3、D5、D6、D7，都应该等于１，而式中没有出现的最小项m0，m1，m2，m4的控制变量D0、D1、D2、D4都应该等于０，由此可画出该逻辑函数产生器的逻辑图：、例2 试用与上例相同的8选1数据选择器产生从表中可以看出，凡使L值为1的那些最小项，其控制变量应该等于１，即D1、D2、D4、D7等于１（对应XYZ：001、010、100、111），其他控制变量均等于０。

实验一、常用电子仪器的使用一、实验目的1、学习电子技术实验中常用电子仪器的主要技术指标、性能和正确使用方法。

2、初步掌握用示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。

电路实验箱的结构、基本功能和使用方法。

二、实验原理在模拟电子电路实验中，要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以接线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局。

接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。

1．信号发生器信号发生器可以根据需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。

输出信号电压频率可以通过频率分挡开关、频率粗调和细调旋钮进行调节。

输出信号电压幅度可由输出幅度调节旋钮进行连续调节。

操作要领：1）按下电源开关。

2）根据需要选定一个波形输出开关按下。

3）根据所需频率，选择频率范围（选定一个频率分挡开关按下）、分别调节频率粗调和细调旋钮，在频率显示屏上显示所需频率即可。

4）调节幅度调节旋钮，用交流毫伏表测出所需信号电压值。

注意：信号发生器的输出端不允许短路。

2．交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率范围内，用来测量300伏以下正弦交流电压的有效值。

操作要领：1）为了防止过载损坏仪表，在开机前和测量前（即在输入端开路情况下）应先将量程开关置于较大量程处，待输入端接入电路开始测量时，再逐档减小量程到适当位置。

2）读数：当量程开关旋到左边首位数为“1”的任一挡位时，应读取0～10标度尺上的示数。

当量程开关旋到左边首位数为“3”的任一挡位时，应读取0～3标度尺上的示数。

3）仪表使用完后，先将量程开关置于较大量程位置后，才能拆线或关机。

3．双踪示波器示波器是用来观察和测量信号的波形及参数的设备。

双踪示波器可以同时对两个输入信号进行观测和比较。

操作要领：1）时基线位置的调节开机数秒钟后，适当调节垂直（↑↓）和水平（←→）位移旋钮，将时基线移至适当的位置。

2）清晰度的调节适当调节亮度和聚焦旋钮，使时基线越细越好（亮度不能太亮，一般能看清楚即可）。

《数字电子技术基础实验》实验报告学院：学号：姓名：专业：实验时间：实验地点：2016 年12 月Figure 5.51 n位移位寄存器一、实验目的及要求编写testbench 验证Figure 5.51源代码功能，实现n位移位寄存器。

了解并熟悉移位寄存器的工作原理功能；熟悉n位移位寄存器的逻辑功能。

所需功能：实现所需功能需要R，Clock，L，w，Q，5个变量，其中参数n 设为缺省值16，以定义触发器的个数。

当时钟信号Clock从0变为1时刻，正边沿触发器做出响应：当L=0时，对输出结果Q进行向右移位，将w的值赋给Q的最高位，实现移位；当L=1时，将输入R的值寄存在Q中；所需EDA工具及要求：Modelsim：1、在Modelsim中建立工程，编写Figure 5.51 模块的源码；2、编写Figure 5.51 的测试模块源码，对Figure 5.51 进行仿真、测试，观察仿真波形图并进行分析等；Synplify Pro：1、使用Synplify Pro对Figure 5.51 进行综合，得到RTL View、Technology View、综合报表等，进行观察、分析等；二、实验内容与步骤1、在Modelsim中建立工程，编写Figure 5.51 模块的源码；本题实现的是一个n位移位寄存器，触发器对时钟信号Clock敏感，为正边沿敏感型。

L实现对Q的控制，若L=1，则将R寄存到Q中；若L=0，则对Q向右移位。

如下图是一个4位移位寄存器图表说明了该四位移位寄存器的移位过程module shiftn (R, L, w, Clock, Q);parameter n = 16;input [n-1:0] R;input L, w, Clock;output reg [n-1:0] Q;integer k;always @(posedge Clock)if (L)Q <= R;elsebeginfor (k = 0; k < n-1; k = k+1)Q[k] <= Q[k+1];Q[n-1] <= w;endendmodule这是可用于表示任意位宽的移位寄存器的代码，其中参数n设为缺省值16，以定义触发器的个数。

数字电子技术实验试题（B卷）班级：学号：姓名：台号：成绩：说明：1 ．本卷请在90分钟内完成，包括整理仪器、设备。

2 ．实验数据、波形、结论和问题解答等请直接写在试卷上，否则无效。

一、判断题：请在你认为陈述正确的题目前圆括号内打“√”认为错误的打“×”（每题 1 分，共 10 分）1.（） CMOS 电路比 TTL 电路功耗大。

2.（）数字示波器TDS－2002垂直灵敏度设置过高时，峰峰值测量结果带“？”。

3.（）寄存器、计数器都属于组合电路；编码器、译码器属于时序电路。

4.（）单稳态触发器无需外加触发脉冲就能产生周期性脉冲信号。

5.（） EPROM 存储器属于只读存储器，当掉电后其存储的信息不会消失。

6.（）模拟示波器具有平均值采样功能7.（）二进制计数器既可实现计数也可用于分频。

8. （）同步计数器的计数速度比异步计数器快。

9. （）数码管有共阳和共阴两种，选用要根据译码器的类型而定。

10. （）将几个 D 触发器进行串接，前一级触发器的输出与后一级触发器的输入连接起来，就构成了移位寄存器。

二、解答下列问题（共 20 分）1．简述扫描测试法测量TTL与非门V TH的步骤（7分）2．右下图电路具备什么功能？用于何处？S为单刀双掷开关，Q为电路输出端。

（6分）3．四位二进制同步计数器74LS161 “同步”的含义是指什么？计数器的连接如下图，当工作稳定后，请画出输出端QA 、QB 、QC 、QD 的波形。

三、实验设计（70分）用JK 触发器设计一个计数器输出4位2进制数Q4 Q3 Q2 Q1按以下规律变化：设计一控制电路，将计数器的输出作为输入，当Q4Q3Q1Q1为1001、1010时 输出Y 为0；其余六个状态输出Y 为1，要求器件数量最少。

1．计数器、控制电路完整地理论推导，画出实验电路原理图。

（25分）可用器材包括：四位二进制计数器74LS161一片，双 J-K 触发器74LS73两片、四2输入与非门74LS00两片；四2输入与非门CD4011一片、四2输入或非门74LS02一片、四2输入与门74LS08一片、四2输入或门74LS32一片、异或门74LS86一片。

《数字电子技术实践》练习题参考答案说明：本参考答案并不是唯一答案或不一定是最好答案，仅供参考。

单元 1 数字电路基础知识 边学边练1.11、 （1）12位，每位数需要一个4位BCD 码。

（2）0001 0100 01112、（1）最大为FFFH ；最小为000H 。

（2）为4096。

3、(1) 5(2) 000C7H (3) 000F9H 边学边练1.2指示灯用L 表示，亮为1，不亮为0；驾驶员到位与否用D 表示，到位为1，不到位为0；安全带扣环用B 表示，扣上为1，未扣为0；点火开关用S 表示，闭合为1，断开为0。

逻辑表达式：S B D L真值表综合练习1、 C B A D B A C B A F ⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅=2、DC BD A H D C B A D C B A D C B A D C B A G DC B AD C A B A F DC B A E ⋅⋅+⋅=⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅=⋅⋅⋅+⋅⋅+⋅=⋅⋅⋅=3、设逻辑变量A 、B 、C 、D 分别表示占有40%、30%、20%、10%股份的四个股东，各变量取值为1表示该股东投赞成票；F 表示表决结果，F =1表示表决通过。

F =AB +AC +BCD4、设A 、B 开关接至上方为1，接至下方为0；F 灯亮为1，灯灭为0。

F =A ⊙B5、设10kW 、15kW 、25kW 三台用电设备分别为A 、B 、C ，设15kW 和25kW 两台发电机组分别为Y 和Z ，且均用“0”表示不工作，用“1”表示工作。

CAB Z B A B A Y ⋅=⋅=6、 真值表逻辑函数式为：F =A +BD +BC7、输入为余3码，用A 、B 、C 、D 表示，输出为8421BCD 码，用Y 0、Y 1、Y 2、Y 3表示。

DC A B A Y C BD C B D B Y DC Y DY ⋅⋅+⋅=⋅+⋅⋅+⋅=⊕==32108、设红、绿、黄灯分别用A 、B 、C 表示，灯亮时为1，灯灭时为0；输出用F 表示，灯正常工作时为0，灯出现故障时为1。

1、检测74LS00,74LS86逻辑功能。

（报告中要画出检测电路图）………………………………………………………………………………………….2、用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）设计一个一位全加器。

（要求写清楚设计过程）…………………………………………………………………………………………….3、在一个射击游戏中，每人可打三枪，一枪打鸟(A)，一枪打鸡（B），一枪打兔子（C）。

规则是：打中两枪并且其中有一枪必须是打中鸟者得奖（Z）。

试用与非门设计判断得奖的电路。

（请按照设计步骤独立完成之，要求写清楚设计过程）…………………………………………………………………………….4、测试74LSl39中一个2—4译码器的逻辑功能。

……………………………………………………………………………………………………..5、利用使能端将两个2线-4线译码器组合成一个3线-8线译码器(设计性内容)6、验证数据选择器74LS153的功能。

………………………………………………………………………………………………….7、用数据选择器74LS153设计1位全加器。

…………………………………………………………………………………………………….8、用74LS00构成基本RS触发器并验证触发器功能。

9、用74LS74验证D触发器的功能。

10、用74LS112验证JK触发器的功能。

11、用74ls74构成二进制计数器（分频器），电路图如下图所示Q0 Q1 Q2 Q312、用74ls162十进制同步计数器构成十进制计数器。

（1）实现复位（2）实现预置（3）实现计数13、用 1 片 74LS162 和l片74LSOO 采用复位法构成一个模 7 计数器。

14、用 1 片 74LS162 和l片74LSOO 采用置位法构成一个模 7 计数器。