数字电子技术基础实验指导书
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《电子技术基础》实验指导书电子技术课组编信息与通信工程学院实验三基本门电路逻辑功能的测试一 . 实验类型——验证性 +设计二 . 实验目的1. 熟悉主要门电路的逻辑功能;2. 掌握基本门电路逻辑功能的测试方法;3. 会用小规模集成电路设计组合逻辑电路。
三 . 实验原理1. 集成电路芯片介绍数字电路实验中所用到的集成芯片多为双列直插式, 其引脚排列规则如图 1-1。
其识别方法是:正对集成电路型号或看标记 (左边的缺口或小圆点标记 , 从左下角开始按逆时针方向以1, 2, 3…依次排列到最后一脚。
在标准形 TTL 集成电路中,电源端 Vcc 一般排在左上端,接地端(GND 一般排在右下端, 如 74LS00。
若集成芯片引脚上的功能标号为 NC ,则表示该引脚为空脚,与内部电路不连接。
本实验采用的芯片是 74LS00二输入四与非门、 74LS20四输入二与非门、 74LS02二输入四或非门、 74LS04六非门,逻辑图及外引线排列图见图 1-1。
图 1-1 逻辑图及外引线排列2.逻辑表达式 : 非门1-12输入端与非门1-24输入端与非门1-3或非门1-4对于与非门 , 其输入中任一个为低电平“ 0”时,输出便为高电平“ 1”。
只有当所有输入都为高电平“ 1”时,输出才为低电平“ 0”。
对于 TTL 逻辑电路,输入端如果悬空可看做;逻辑 1,但为防止干扰信号引入,一般不悬空, 可将多余的输入端接高电平或者和一个有用输入端连在一起。
对 MOS 电路输入端不允许悬空。
对于或非门,闲置输入端应接地或低电平。
四 . 实验内容及步骤 1. 逻辑功能测试①与非门逻辑功能的测试:* 将 74LS20插入实验台 14P 插座,注意集成块上的标记,不要插错。
* 将集成块Vcc 端与电源 +5V相连, GND 与电源“地”相连。
* 选择其中一个与非门,将其 4个输入端 A 、 B 、 C 、 D 分别与四个逻辑开关相连,输出端 Y 与逻辑笔或逻辑电平显示器相连,如图 1-2。
实验一:测量集成门电路的传输延迟时间( 2学时) (1)实验二:组合逻辑电路设计—译码显示电路设计(2学时) (3)实验三:触发器及键盘消抖电路设计(2学时) (5)实验四: 现代数字电路设计——熟悉开发环境和基本语法训练(2学时) (8)实验五: 基于Verilog HDL及FPGA的组合逻辑电路设计——显示译码(2学时) (15)实验六:基于Verilog HDL及FPGA的时序逻辑电路设计——十进制计数器设计(4学时) (20)实验七: 基于Verilog HDL及FPGA的时序逻辑电路设计——移位寄存器设计(4学时) 29实验一:测量集成门电路的传输延迟时间( 2学时)一、实验目的了解集成门电路的传输延时的基本概念,掌握示波器的使用,学会使用示波器测量电路参数的基本方法。
二、实验仪器设备面包板、芯片(74LS00)、导线、示波器、直流电源、信号源三、实验要求1.熟悉数字示波器的使用2.熟悉面包板的使用3.熟悉集成门电路器件手册的查找及使用方法4.测量74LS00芯片的四级集成门传输延时5.根据测量得到的延迟计算一级门传输延迟时间6.多测量几次计算平均延迟时间7.实验前写出预习报告,画出实验必须的原理图和连线图。
四、实验原理TTL门电路的主要参数涉及电路的工作速度、功耗、抗干扰能力和驱动能力等。
这些参数对我们合理、安全地应用器件是很重要的。
本次实验基本要求是集成门电路传输延迟时间的测量。
传输延时t pd是指与非门输出波形相对于输入波形的延时,见下图。
可以看出:对应输入,输出波形不仅反了一个相,而且还发生了延时。
我们把输入波形上升沿的50%起至输出波形反相至下降沿的50%止的这段时间叫导通延时,用t pHL表示;把输入波形下降沿的50%起至输出波形反相至上升沿的50%止的这段时间叫关闭延时,用t pLH表示。
导通延时和关闭延时的平均值叫做平均传输延时,简称传输延时,用t pd表示t pd =(t pHL+t pLH)/2影响传输延时的主要因素是晶体管的开关特性、电路结构和电路中各电阻的阻值,tpd 的大小反映了电路的工作速度。
数字电子技术实验指导书数字实验部分实验一 TTL、CMOS门电路逻辑功能测试一、实验目的1、熟悉TTL、CMOS门电路的外型和管脚排列。
2、了解TTL、CMOS门电路的原理、性能和使用方法。
3、学习逻辑门电路功能测试方法,并测“与非”、“或非”、“与或非”门及传输门电路的逻辑功能,验证门电路逻辑功能。
4、初步学会DLB-6型数字逻辑实验箱的结构和使用方法。
二、实验内容说明组成数字逻辑电路的基本单元有两大部分,一部分是门电路,另一部分是触发器。
门电路实际上是一种条件开关电路,只有在输入信号满足一定的逻辑条件时,开关电路才允许信号通过,否则信号就不能通过,即门电路的输出信号与输入信号之间存在着一定的逻辑关系,故又称之为逻辑门电路。
最基本的逻辑门路有“与”门、“或”门及“非”门电路,但常用的则是“与非”门、“或非”门、“与或非”门以及“异或”门等具有复合逻辑功能的门电路。
以前逻辑电路都是用分立元件组成,现在大量使用的则是集成门电路,若按电路中晶体管导电类型分,集成门电路可分为双极型和单极型两大类。
双极型中应用最多的是晶体管——晶体管逻辑门电路,即TTL门电路。
单极型的有金属——氧化物——半导体互补对称逻辑门电路,即CMOS门电路。
图图1-1 图1-21、TTL“与非”门电路。
图1-1a所示为TTL集成“与非”门的典型电路,图b为其逻辑符号。
电路中V1称为多发射极晶体管,其等效电路如图1-2所示,相当于一个“与门”电路;V2起放大及电平转移作用;V5起反相作用,用于实现逻辑“非”运算;V3和V4组成两级射极输出器,用以改善门电路的输出特性。
其逻辑表达为:F=C·A·B2、TTL“或非”门电路。
图1-3所示为其典型电路及逻辑符号。
电路中V3和V4采用并接方式,只要其中有一只管子饱和导通,都将使饱和导通,V5和VD截止。
其逻辑表达为:F=BA+图1-3 图1-43、TTL“与或非”门电路。
数字电子技术基础实验指导书(第四版本)答案实验一:二进制和十进制数转换实验目的通过本实验,学生应能够掌握以下内容:•理解二进制和十进制数的定义;•掌握二进制和十进制数之间的相互转换方法;•了解计算机中数字的表示方式。
实验器材•D型正相触发器74LS74;•全加器IC 74LS83N;•BCD码转十进制码芯片74LS85N;•多路数据选择器74LS139;•Logisim仿真软件。
实验原理在本实验中,我们将学习如何将二进制数转换为十进制数,以及如何将十进制数转换为二进制数。
二进制数转换为十进制数二进制数是一种由0和1组成的数制。
要将二进制数转换为十进制数,我们将按照以下步骤进行:1.从二进制数的最低位开始,将每个位上的数字乘以2的幂,幂的值从0开始,并以1递增。
2.计算结果得到的数值将二进制数转换为十进制数。
例如,将二进制数1101转换为十进制数的过程如下:(1 × 2^3) + (1 × 2^2) + (0 × 2^1) + (1 × 2^0)= 13十进制数转换为二进制数十进制数是一种由0到9组成的数制。
要将十进制数转换为二进制数,我们将按照以下步骤进行:1.将十进制数除以2,得到商和余数。
2.将商除以2,得到新的商和余数,重复此步骤,直到商为0。
3.将每个余数按从下到上的顺序排列,得到二进制数的表示。
例如,将十进制数13转换为二进制数的过程如下:13 ÷ 2 = 6 余 16 ÷ 2 = 3 余 03 ÷ 2 = 1 余 11 ÷2 = 0 余 1余数从下到上排列为1101,即为二进制数13的表示。
实验步骤1.将电路搭建如图所示:实验电路图实验电路图2.打开Logisim仿真软件,导入上述电路图。
3.分别输入二进制数和十进制数,并进行转换。
4.验证转换结果的正确性。
实验结果分析我们使用Logisim仿真软件进行实验,输入了二进制数1101和十进制数13,进行转换。
数字电子技术根底实验指导书实验一、认识实验一、实验目的:1、熟悉面包板的结构2、进一步掌握与非门、或非门、异或门的功能3、初步尝试在面包板上连接逻辑电路二、实验用仪器:面包板一块74LS00一块74LS20一块74LS02〔四二输入或非门〕一块、74LS86〔四二输入异或门〕一块万用表一块导线假设干稳压电源一台三、面包板和4LS00、74LS20、74LS02、74LS86的介绍:1面包板上的小孔每5个为一组,其内部有导线相连。
横排小孔是4、3、4〔3、4、3〕的结构,即每5*4〔5*3〕、5*3〔5*4〕、5*4〔5*3〕组横排小孔内部有导线相连。
用到的双列直插式集成块跨接在凹槽两边,管脚插入小孔。
通常用面包板的上横排小孔接电源,用下横排小孔接地。
2、74LS00的内部结构示意图:74LS00的管脚排列如上图所示,为双列直插式14管脚集成块,是四集成二输入与非门。
74LS20是二四输入与非门。
1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 1A 1B NC 1C 1D 1Y GND74LS00 74LS201Y 1A 1B 2Y 2A 2B GND 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND四、实验内容与步骤:1、测试面包板的内部结构情况:用两根导线插入小孔,用万用表的电阻挡分别测试小孔组与组之间的导通情况,并记录下来。
2、验证与非门的逻辑功能:1〕将4LS00插入面包板,并接通电源和地。
2〕选择其中的一个与非门,进行功能验证。
3〕、将验证结果填入表1: 表1其中,A 、B 1”时,输入端接电源;Y 是输出端,用万用表〔或发光二极管〕测得在不同输入取值组合情况下的输出,并将结果填入表中。
5〕分析测得的结果是否符合“与非〞的关系。
*3、以同样的方法验证四输入“与非门〞、“或非〞门、“异或〞门的功能。
4、用TTL 与非门实现“或〞逻辑Y=A+B 1〕将Y=A+B 变成与非表达式2〕利用“与非〞门实现逻辑电路,并验证逻辑功能是否正确,将验证结果填入表2。
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。
数字电子技术基础实验指导书(第四版本)数字电子技术基础实验指导书第四稿(内部资料)电子信息工程教研室编杭州师范大学钱江学院理工分院二O一四年十月目录实验一门电路逻辑功能与测试 (1)实验二组合逻辑电路(半加器、全加器) (9)实验三组合逻辑电路设计与应用 (15)实验四译码器和数据选择器 (19)实验五 MSI组合器件的测试与应用 (25)阶段测试1:学期中期知识点测试项目 (29)实验六触发器: (34)实验七时序电路的分析与设计 (40)实验八计数器MSI芯片的测试及应用 (50)实验九计数器 (55)实验十综合实验 (61)实验十一拔河游戏机——综合性实验 (63)实验十二交通灯——综合性实验 (68)实验十三数字秒表的设计 (74)实验十四四路优先判决电路—智力竞赛抢答器设计 (80)附录常用TTL集成电路引出端功能图 (85)实验一门电路逻辑功能与测试一、实验目的:1.了解与熟悉基本门电路逻辑功能;2.掌握门电路逻辑功能的测试方法,验证与加深对门电路逻辑功能的认识;3.熟悉门电路的外形和管脚排列,以及其使用方法。
二、实验仪器、设备、元器件:1.数字逻辑电路实验仪 1台2.四2输入与门74LS08芯片 1片3.四2输入或门74LS32芯片 1片4.六反向器74LS04芯片 1片5.四2输入与非门74LS00芯片 1片6.四2输入或非门74LS02芯片 1片7.四2输入异或门74LS86芯片 1片8.示波器或万用表9.导线若干三、预习要求:1.了解数字电路实验箱的结构和使用方法;2.复习门电路工作原理及相应逻辑表达式;3.熟悉所用门电路的管脚排列几相应管脚的功能;4.熟悉示波器和数字万用表的使用方法四、实验内容和步骤:实验前按实验仪使用说明检查实验仪是否正常。
然后选择实验用的IC,按设计的实验接线图接好线,特别注意Vcc及地线不能接错。
线接好后仔细检查无误后方可通电实验。
实验中需要改动接线时,必须先断开电源,接好后再通电实验。
数字电子技术基础实验指导书数字电子技术是现代电子技术领域中的一块重要分支,其研究涉及数字电路、逻辑电路、计算机组成原理、数字信号处理等多个方面。
随着数码电子科技的快速发展,数字电子技术的应用场景也越来越广泛,如计算机、通信、网络、娱乐等领域。
因此,在数字电子技术的学习过程中,实验是不可或缺的一环,可以帮助学生更全面地理解数字电子技术的原理和应用。
数字电子技术基础实验指导书是一本针对数字电子技术实验教学的配套教材,主要目的是为学生提供实验过程中的基本操作和实验原理,帮助学生掌握数字电子技术的相关知识和技能。
本指导书基于数字电子技术的基本理论,涵盖了数字电路设计、数字逻辑电路设计、计算机组成原理、数字信号处理等方面的实验内容。
数字电子技术基础实验指导书的内容分为两个部分,第一个部分是实验原理和实验操作,第二个部分是实验报告。
在第一个部分,学生能够找到实验的基本原理,理解不同数字电路的工作原理和作用,掌握数字电路的组成和设计方法,以及学会使用数字电路仿真软件和实验设备进行实验。
每个实验都包括实验目的、实验原理、实验操作、实验分析等部分,让学生在实验过程中更好地理解和掌握相关知识。
实验报告作为第二个部分,对于学生来说是非常重要的。
一方面,它帮助学生总结归纳实验过程中遇到的问题以及解决方法,另一方面,也帮助学生理解和证实实验原理。
实验报告包括实验目的、实验内容、实验结果分析以及实验心得等部分,还要求学生对实验过程中发现的问题进行分析和解决方案的探讨。
数字电子技术基础实验指导书的使用方法包括理论讲解、创新思维和实验操作三个环节。
在理论讲解环节,教师讲解每个实验的基本理论和概念,让学生有足够的理论准备。
在创新思维环节,教师可以提供一些拓展的实验题目,让学生在实验中发现问题、思考解决方法,培养其创新意识。
实验操作环节考验学生的实际操作能力,让学生在实践中掌握数字电子技术的基本原理和应用技能。
总之,数字电子技术基础实验指导书是数字电子技术教学中不可或缺的一部分。
《数字电子技术基础》实验指导书广东海洋大学信息学院二0一五年二月目录实验一TTL集成与非门的逻辑功能与参数测试 (3)实验二74LS138译码器逻辑功能测试及应用 (7)实验三触发器逻辑功能测试及应用 (11)实验四计数器逻辑功能测试及应用 (14)附录《数字电子技术基础》实验报告的撰写格式与要求 (18)实验一TTL集成与非门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1.掌握TTL与非门逻辑功能;2.掌握TTL与非门逻辑功能和主要参数的测试方法。
二、实验内容及步骤被测与非门74LS20电路图如图1-1所示。
图1-11、检查集成门电路的好坏,将测试的逻辑值填入表1中。
表12、TTL与非门的主要参数测试:(1)低电平输出电源电流I CCL= 。
测试条件:VCC=5V,输入端悬空,输出空载,如图1-2(a)所示。
(2)高电平输出电源电流I CCH= 。
测试条件:VCC=5V,两输入端悬空,两输入端接地,输出空载,如图1-2(b)所示。
(3)低电平输入电流I IL= 。
测试条件:VCC=5V,被测输入端通过电流表接地,其余输入端悬空,输出空载,如图1-2(c)所示。
(4)高电平输入电流I IH= 免测(无微安表)。
测试条件:VCC =5V,被测输入端通过电流表接VCC,其余输入端接地,输出空载,如图1-2(d)所示,每个输入端都测一下。
图1-23、(1)测试与非门74LS20的输出端允许灌入的最大负载电流I OL=。
测试方法:如图1-3所示,V CC=5V,门的输入端全部悬空,输出端接灌电流负载R L,调节R L,使I OL增大,V OL随之增高,当V OL达到V OLm(0.4V)时的I OL就是允许灌入的最大负载电流。
图1-3(2)根据实验中测得的I OL 和I IL求出TTL与非门的扇出系数N O 。
4、TTL与非门电压传输特性:(1)按图1-4接线,调节电位器R,使V i从0V向高电平变化,逐点测量V i和V o的对应值,记入表2中。
《数字电子技术》实验指导书目录第一部分实验基础知识一.实验的基本过程二.实验操作规范和故障检查方法三.数字集成电路概述、特点及使用须知四.数字逻辑电路的测试方法第二部分基础性实验实验一集成逻辑门电路逻辑功能的测试实验二集成逻辑门电路的参数测试实验三组合逻辑电路的实验分析实验四数据选择器实验五触发器实验六计数器实验七中规模集成电路计数器的应用实验八计数、译码、显示综合实验实验九利用TTL集成逻辑门构成脉冲电路实验十555时基电路第三部分设计性实验实验一简易数字控制电路实验二简易数字计时电路实验三电梯楼层显示电路实验四循环灯电路实验五数字电子技术课程设计-数字钟的设计第一部分实验基础知识随着科学技术的发展,脉冲与数字技术在各个科学领域中都得到了广泛的应用,它是一门实践性很强的技术基础课,在学习中不仅要掌握基本原理和基本方法,更重要的是学会灵活应用。
因此,需要配有一定数量的实验,才能掌握这门课程的基本内容,熟悉各单元电路的工作原理,各集成器件的逻辑功能和使用方法,从而有效地培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力,树立科学的工作作风。
一.实验的基本过程实验的基本过程,应包括确定实验内容,选定最佳的实验方法和实验线路,拟出较好的实验步骤,合理选择仪器设备和元器件,进行连接安装和调试,最后写出完整的实验报告。
在进行数字电路实验时,充分掌握和正确利用集成元件及其构成的数字电路独有的特点和规律,可以收到事半功倍的效果,对于完成每一个实验,应做好实验预习,实验记录和实验报告等环节。
(一)实验预习认真预习是做好实验的关键,预习好坏,不仅关系到实验能否顺利进行,而且直接影响实验效果,预习应按本教材的实验预习要求进行,在每次实验前首先要认真复习有关实验的基本原理,掌握有关器件使用方法,对如何着手实验做到心中有数,通过预习还应做好实验前的准备,写出一份预习报告,其内容包括:1.绘出设计好的实验电路图,该图应该是逻辑图和连线图的混合,既便于连接线,又反映电路原理,并在图上标出器件型号、使用的引脚号及元件数值,必要时还须用文字说明。
『数字电子技术基础实验指导书』实验一实验设备认识及门电路一、目的:1、掌握门电路逻辑功能测试方法;2、熟悉示波器及数字电路学习机的使用方法;3、了解TTL器件和CMOS器件的使用特点。
二、实验原理门电路的静态特性。
三、实验设备与器件设备1、电路学习机一台2、万用表两快器件1、74LS00 一片(四2输入与非门)2、74LS04 一片(六反向器)3、CD4001 一片(四2输入或非门)四、实验内容和步骤1、测试74LS04的电压传输特性。
按图1—1连好线路。
调节电位器,使VI在0~+3V间变化,记录相应的输入电压V1和输入电压V的值。
至少记录五组数据,画出电压传输特性。
2、测试四二输入与非门74LS00的输入负载特性。
测试电路如图1—2所示。
请用万用表测试,将VI 和VO随RI变化的值填入表1—1中,画出曲线。
表1-13、测试与非门的逻辑功能。
测量74LS00二输入与非门的真值表:将测量结果填入表1—2中。
表1—24、测量CD4001二输入或非门的真值表,将测量结果填入表1-2中。
注意CMOS 电路的使用特点:应先加入电源电压,再接入输入信号;断电时则相反,应先测输入信号,再断电源电压。
另外,CMOS 电路的多余输入端不得悬空。
五、预习要求1、阅读实验指导书,了解学习机的结构;2、了解所有器件(74LS00,74LS04,CD4001)的引脚结构;3、TTL 电路和CMOS 电路的使用注意事项。
图1-1 图1-2300V O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TTL与非门和反向器实现“用三个开关控制一个灯的电路。
”要求改变任一开关状态都能控制灯由亮到灭或由灭到亮。
试用双四输入与非门74LS20和六反向器74LS04和开关实现。
测试其功能。
2、用CMOS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。
《数字电子技术》实验指导书一、实验目的数字逻辑是一门实践性、工程性很强的技术基础课。
因此,不仅要重视理论教学,更要注重实践技能的培养和训练。
实验是本课程的重要组成部分,通过实验,使学生学会查阅产品手册、拟定实验方案、选择与配置实验设备、查明与排除故障和分析实验现象等。
从而巩固、加深和拓宽学生对课程内容的理解,培养分析、设计和调试数字系统的能力。
二、实验程序通过逻辑设计实验,可验证设计思想,测试和调整电路的输入、输出关系,进一步完善电路的逻辑功能。
实验的一般程序是:1.实验准备实践证明,实验前的准备工作做得越充分,则实验成功的可能性就越大。
因此,不可忽视实验前的准备,实验前应做好如下工作。
①实验者应根据实验目的、要求及内容,认真复习有关的理论知识,并写出满足实验内容要求的逻辑函数表达式。
②根据实验所提供的集成电路组件,将输出函数表达式转换成适当的形式。
③写实验预习报告。
实验预习报告是实验操作的依据,要求报告尽可能写得简洁,思路清楚,一目了然。
实验预习报告以实验逻辑图为主,附以简要的文字说明,并拟定好实验步骤以及记录实验结果的有关表格。
2.布线实验准备工作完毕后,就要动手将逻辑电路图变为实际电路。
在布线前,必须校准集成电路组件两排引脚的距离,使之与实验台的通用逻辑测试板上的插孔行距相等。
将集成电路组件插入测试板时,用力要轻、均匀,开始不要插得太紧,待确定集成电路组件的引脚和插孔位置一致后,再用力将其插牢。
这样可避免集成电路组件引脚弯曲或折断。
布线所用导线最好选用不同颜色,以便区别不同用途。
例如,接地导线用黑色,电源线用红色,输入信号线统一用黄色,输出信号线统一用白色等。
布线最好有顺序地进行,不要随意接线,以免漏接。
布线时应首先将电源、地线及实验过程中始终不改变电平的输入端接好,然后按信号流向顺序依次布线。
布线用的导线不宜太长,并且应尽量避免导线相互重叠、跨越集成电路组件的上空及无规则的交错连接在空中搭成网状等现象。
《数字电子技术》实验指导书《数字电子技术》实验指导书主编黑龙江农业工程职业学院《数字电子技术》实验指导书主编专业班级姓名实验一:楼梯照明电路的设计设计一个楼梯照明电路,装在一、二、三楼上的开关都能对楼梯上的同一个电灯进行开关控制。
合理选择器件完成设计。
1.实验目的(1)学会组合逻辑电路的设计方法。
(2)熟悉74系列通用逻辑芯片的功能。
(3)学会数字电路的调试方法。
(4)学会数字实验箱的使用。
2.实验前准备(1)复习组合逻辑电路的设计方法。
(2)熟悉逻辑门电路的种类和功能。
(3)实验器材准备:数字电路实验箱、导线若干。
3.实验内容1)分析设计要求,列出真值表。
设A、B、C分别代表装在一、二、三楼的三个开关,规定开关向上为1,开关向下为0;照明灯用Y 代表,灯亮为1,灯暗为0。
根据题意列出真值表如表1所示。
表1照明电路真值表输入输出 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 2)根据真值表,写出逻辑函数表达式。
3)将输出逻辑函数表达式化简或转化形式。
4)根据输出逻辑函数画出逻辑图。
如图1所示。
图1照明电路逻辑图5)实验箱上搭建电路。
将输入变量A、B、C分别接到数字逻辑开关k1(对应信号灯LED1)、k2(对应信号灯LED2)、k3(对应信号灯LED3)接线端上,输出端Y接到“电位显示”接线端上。
将面包板的Ucc和“地”分别接到实验箱的+5V与“地”的接线柱上。
检查无误后接通电源。
6)将输入变量A、B、C的状态按表2-19所示的要求变化,观察“电位显示”输出端的变化,并将结果记录到表2中。
表2照明电路实验结果输入输出 LED1 LED2 LED3 电位输出暗暗暗暗暗亮暗亮暗暗亮亮亮暗暗亮暗亮亮亮暗亮亮亮 4.实验报告(1)写出设计过程(2)整理实验记录表,分析实验结果(3)画出用与非门、或非门和非门实现该电路的逻辑图实验二:三人表决器的设计设计一个三人(用A、B、C代表)表决电路。
数字电子技术基础实验指导书(第四版本)答案注:以下为数字电子技术基础实验指导书(第四版本)的答案部分,仅供参考。
实验一:数字逻辑门基础实验实验目的:通过本实验,学生能够掌握数字逻辑门电路的基本概念和实验操作技能。
同时,能够熟悉数字逻辑门的真值表、逻辑符号和逻辑运算。
实验要求:1.构建数字逻辑门电路的真值表。
2.使用逻辑门芯片构建数字逻辑电路。
3.测试电路的功能和逻辑正确性,并验证真值表的准确性。
实验步骤:1. 构建真值表A B AND OR NOT A XOR0000100101111001011111002. 搭建电路使用与门(AND),或门(OR),非门(NOT)和异或门(XOR)芯片进行电路搭建。
3. 验证电路功能使用开关模拟输入信号,通过LED灯模拟输出信号。
或使用数字逻辑分析仪验证电路的正确性。
实验结果分析与总结:通过本实验,我掌握了数字逻辑门电路的基本概念和操作技能。
尤其是熟悉了真值表的构建和逻辑电路的搭建方法。
在测试电路功能时,我通过使用开关和LED灯模拟输入和输出信号,验证了电路的正确性。
此外,我还学会了使用数字逻辑分析仪来验证电路的功能和准确性。
实验二:计数器电路设计实验实验目的:通过本实验,学生能够熟悉计数器电路的设计和实验操作技巧。
并能够了解计数器的工作原理和应用。
实验要求:1.设计并搭建二进制计数器电路。
2.使用开关模拟时钟信号输入,并使用LED灯显示计数结果。
3.观察计数器的计数过程并记录实验数据。
实验步骤:1. 设计计数器电路根据设计要求,设计二进制计数器电路的逻辑图。
2. 搭建电路根据设计电路的逻辑图,使用数字逻辑门芯片搭建计数器电路。
3. 测试电路功能使用开关模拟时钟信号输入,观察LED灯显示的计数过程。
实验结果分析与总结:通过本实验,我掌握了计数器电路的设计和实验操作技巧。
通过搭建二进制计数器电路,我成功实现了使用开关模拟输入时钟信号,并通过LED灯显示计数结果。
数字电子技术基础实验指导书实验一实验设备认识及门电路一、目的:1、掌握门电路逻辑功能测试方法;2、熟悉示波器及数字电路学习机的使用方法;3、熟悉TTL器件与CMOS器件的使用特点。
二、实验原理门电路的静态特性。
三、实验设备与器件设备1、电路学习机一台2、万用表两快器件1、74LS00 一片(四2输入与非门)2、74LS04 一片(六反向器)3、CD4001 一片(四2输入或者非门)四、实验内容与步骤1、测试74LS04的电压传输特性。
按图1—1连好线路。
调节电位器,使VI在0~+3V间变化,记录相应的输入电压V1与输入电压V的值。
至少记录五组数据,画出电压传输特性。
2、测试四二输入与非门74LS00的输入负载特性。
测试电路如图1—2所示。
请用万用表测试,将VI 与VO随RI变化的值填入表1—1中,画出曲线。
表1-13、测试与非门的逻辑功能。
测量74LS00二输入与非门的真值表:将测量结果填入表1—2中。
表1—24、测量CD4001二输入或者非门的真值表,将测量结果填入表1-2中。
注意CMOS 电路的使用特点:应先加入电源电压,再接入输入信号;断电时则相反,应先测输入信号,再断电源电压。
另外,CMOS 电路的多余输入端不得悬空。
五、预习要求1、阅读实验指导书,熟悉学习机的结构;2、熟悉所有器件(74LS00,74LS04,CD4001)的引脚结构;3、TTL 电路与CMOS 电路的使用注意事项。
图1-1 图1-2300V O一、实验目的1、学习并掌握小规模芯片(SSI)实现各类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TTL与非门与反向器实现“用三个开关操纵一个灯的电路。
”要求改变任一开关状态都能操纵灯由亮到灭或者由灭到亮。
试用双四输入与非门74LS20与六反向器74LS04与开关实现。
测试其功能。
2、用CMOS与非门实现“推断输入者与受血者的血型符合规定的电路”,测试其功能。
《电子技术基础》实验指导书电子技术课组编信息与通信工程学院实验三基本门电路逻辑功能的测试一.实验类型——验证性+设计二.实验目的1.熟悉主要门电路的逻辑功能;2.掌握基本门电路逻辑功能的测试方法;3.会用小规模集成电路设计组合逻辑电路。
三.实验原理1.集成电路芯片介绍数字电路实验中所用到的集成芯片多为双列直插式,其引脚排列规则如图1-1。
其识别方法是:正对集成电路型号或看标记(左边的缺口或小圆点标记),从左下角开始按逆时针方向以1,2,3…依次排列到最后一脚。
在标准形TTL 集成电路中,电源端Vcc一般排在左上端,接地端(GND)一般排在右下端,如74LS00。
若集成芯片引脚上的功能标号为NC,则表示该引脚为空脚,与内部电路不连接。
本实验采用的芯片是74LS00二输入四与非门、74LS20四输入二与非门、74LS02二输入四或非门、74LS04六非门,逻辑图及外引线排列图见图1-1。
图1-1 逻辑图及外引线排列2.逻辑表达式: 非门1-12输入端与非门1-24输入端与非门1-3或非门1-4对于与非门,其输入中任一个为低电平“0”时,输出便为高电平“1”。
只有当所有输入都为高电平“1”时,输出才为低电平“0”。
对于TTL 逻辑电路,输入端如果悬空可看做;逻辑1,但为防止干扰信号引入,一般不悬空,可将多余的输入端接高电平或者和一个有用输入端连在一起。
对MOS 电路输入端不允许悬空。
对于或非门,闲置输入端应接地或低电平。
四.实验内容及步骤 1.逻辑功能测试①与非门逻辑功能的测试:* 将74LS20插入实验台14P 插座,注意集成块上的标记,不要插错。
* 将集成块Vcc 端与电源+5V 相连,GND 与电源“地”相连。
* 选择其中一个与非门,将其4个输入端A 、B 、C 、D 分别与四个逻辑开关相连,输出端Y 与逻辑笔或逻辑电平显示器相连,如图1-2。
根据表1-1中输入端的不同状态组合,分别测出输出端的相应状态,并将结果填入其中。
②或非门逻辑功能的测试:表1-1将74LS02集成芯片按照上述方法插入实验台的14P 插座,选择其中一个或非门,将其输入端与逻辑电平相连,输出端与逻辑笔相连,如图1-3。
根据表1-2中输入端的不同状态组合,分别测出输出端的相应状态,并将结果填入其中。
表1-2图1-3③用上述同样的方法测试74LS00、74JS04的逻辑功能。
2.传输性能和控制功能的测试逻辑电平示波器参照图1-4,从74LS00芯片中选取一个2输入与非门,A 输入端接频率为1KHz 的脉冲信号,B 输入端接逻辑电平开关,输出端Y 接示波器。
用双踪示波器同时观察A 输入端的脉冲波形和输出端Y 的波形,并注意两者之间的相位关系。
按表1-3的要求测试,并将结果填入表中。
3.用4个与非门设计一个异或门。
五.实验报告及要求1.画出规范的测试电路图及各个表格。
2.记录测试所得数据,并对结果进行分析。
3.简述与非门、或非门闲置脚的和处理办法。
实验四译码器及其应用实验类型:设计一、实验目的1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法2、熟悉数码管的使用二、实验原理译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。
它的作用是把给定的代码进行“翻译”,变成相应的状态,使输出通道中相应的一路有信号输出。
译码器在数字系统中有广泛的用途,不仅用于代码的转换、终端的数字显示,还用于数据分配,存贮器寻址和组合控制信号等。
不同的功能可选用不同种类的译码器。
译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。
前者又分为变量译码器和代码变换译码器。
1、变量译码器(又称二进制译码器),用以表示输入变量的状态,如2线-4线、3线-8线和4线-16线译码器。
若有n个输入变量,则有2n个不同的组合状态,就有2n个输出端供其使用。
而每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。
以3线-8线译码器74LS138为例进行分析,图1(a)、(b)分别为其逻辑图及引脚排列。
其中 A2、A1、A0为地址输入端,0Y~7Y为译码输出端,S1、2S、3S为使能端。
表6-1为74LS138功能表当S1=1,2S+3S=0时,器件使能,地址码所指定的输出端有信号(为0)输出,其它所有输出端均无信号(全为1)输出。
当S1=0,2S+3S=X时,或 S1=X,2S+3S=1时,译码器被禁止,所有输出同时为1。
(a) (b)图1 3-8线译码器74LS138逻辑图及引脚排列表1二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。
若利用使能端中的一个输入端输入数据信息,器件就成为一个数据分配器(又称多路分配器),如图6-2所示。
若在S1输入端输入数据信息,2S =3S =0,地址码所对应的输出是S 1数据信息的反码;若从2S 端输入数据信息,令S 1=1、3=0,地址码所对应的输出就是2S 端数据信息的原码。
若数据信息是时钟脉冲,则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。
根据输入地址的不同组合译出唯一地址,故可用作地址译码器。
接成多路分配器,可将一个信号源的数据信息传输到不同的地点。
二进制译码器还能方便地实现逻辑函数,如图6-3所示,实现的逻辑函数是 Z =C B A C B A C B A +++ABC图2 作数据分配器 图3 实现逻辑函数利用使能端能方便地将两个 3/8译码器组合成一个4/16译码器,如图6-4所示。
图4 用两片74LS138组合成4/16译码器2、数码显示译码器a 、七段发光二极管(LED)数码管LED数码管是目前最常用的数字显示器,图5(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路,(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。
一个LED数码管可用来显示一位0~9十进制数和一个小数点。
小型数码管(0.5寸和0.36寸)每段发光二极管的正向压降,随显示光(通常为红、绿、黄、橙色)的颜色不同略有差别,通常约为2~2.5V,每个发光二极管的点亮电流在5~10mA。
LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器,该译码器不但要完成译码功能,还要有相当的驱动能力。
(a) 共阴连接(“1”电平驱动) (b) 共阳连接(“0”电平驱动)(c) 符号及引脚功能图 5 LED数码管b、BCD码七段译码驱动器此类译码器型号有74LS47(共阳),74LS48(共阴),CC4511(共阴)等,本实验系采用CC4511 BCD码锁存/七段译码/驱动器。
驱动共阴极LED数码管。
三、实验设备与器件1、+5V直流电源2、双踪示波器3、连续脉冲源4、逻辑电平开关5、逻辑电平显示器6、拨码开关组8、译码显示器9、74LS138×2 CC4511四、实验内容1、用74LS138构成时序脉冲分配器Y⋅⋅⋅的参照图2和实验原理说明,时钟脉冲CP频率约为1Hz,要求分配器输出端70Y信号与CP输入信号同相。
画出分配器的实验电路,观察和记录在地址端A2、A1、A0分别取000~111 8种不同状Y⋅⋅⋅端的输出波形,注意输出波形与CP输入波形之间的相位关系。
态时70Y2、用74LS138设计并验证全加器的功能。
写出设计过程,画出逻辑电路图,并实验验证。
五、实验预习要求1、复习有关译码器和分配器的原理。
2、根据实验任务,画出所需的实验线路及记录表格。
六、实验报告1、画出实验线路,把观察到的波形画在坐标纸上,并标上对应的地址码。
2、对实验结果进行分析、讨论。
实验五计数器电路的设计一.实验类型——设计性二.实验目的1.熟悉中规模集成电路计数器的逻辑功能、使用方法及应用2.掌握用中规模集成电路计数器设计任意进制计数器的设计方法。
三.实验内容设计1:用74161设计下图所示的计数器(CBA-000-001-010-100-000-……),画出电路设计原理图,写出功能真值表。
CBA图6-1 电路输出波形图设计1:用74LS90、74LS48及七段显示器设计一个电子钟的24进制计数器,要求当十位数字为0时,十位显示器灭灯。
设计2:用74LS90和74LS138构成一个可以产生5个节拍脉冲的时序脉冲发生器。
四.实验要求1.根据所提供的器件和设计的电路图进行安装、调试及测试。
2.排除实验过程中的故障。
3.记录实验数据。
4.分析总结实验结果五.参考器件74161,74LS90,门电路(也可用译码器74138或139),数码管。
六.预习要求1.复习有关译码器、计数器、数码管等电路的逻辑功能。
2.根据任务要求写出设计步骤,选定相应器件,查找引脚图。
3.根据所选器件画出设计电路图。
4.写出实验步骤和测试方法,设计实验记录表格。
七.实验报告要求1.绘制实验接线图和整理实验数据、表格。
2.记录调试过程。
3.总结设计方法八.思考题74LS161有无进位输出端?它是如何实现两级计数器的级联的?。