数字电子技术实验-在线
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实验一门电路逻辑功能测试一、实验目的1.熟悉门电路的逻辑功能。
2.熟悉常用集成门电路的引脚排列及其使用。
二、实验设备和器件1.直流稳压电源、信号源、示波器、万用表、面包板2.74LS00 四2输入与非门74LS04 六反相器74LS86 四2输入异或门三、实验内容1.非门逻辑功能(1)熟悉74 LS04的引脚排列,如图1(a)所示,其内部有六个非门。
A F(a)引脚排列(b)实验电路图1 74 LS04引脚图与实验电路(2)取其中的一个非门按图1(b)所示接好电路。
(3)分别将输入端A接低电平和高电平,测试输出端F电压,并转换成逻辑状态填入表1。
表 1 非门逻辑功能2.与非门逻辑功能(1)熟悉74 LS00的引脚排列,如图2(a)所示,其内部有四个2输入端与非门。
AFB(a)引脚排列(b)实验电路图2 74 LS00引脚图与实验电路(2)取其中的一个与非门按图2(b )所示接好电路。
(3)分别将输入端A 、B 接低电平和高电平,测试输出端F 电压,并转换成逻辑状态填入表2。
表 2 与非门逻辑功能3(1)熟悉74 LS86的引脚排列,如图3(a )所示,其内部有四个2输入端异或门。
A FB(a)引脚排列(b )实验电路图3 74 LS86引脚图与实验电路(2)取其中的一个异或门按图3(b )所示接好电路。
(3)分别将输入端A 、B 接低电平和高电平,测试输出端F 电压,并转换成逻辑状态填入表3。
表 3 异或门逻辑功能4.与或非门逻辑功能(1)利用与非门和反相器可以构成与或非门,其原理图如图4所示。
AFB C D图4 与或非门原理图(2)按照原理图,将74 LS00和74 LS04接成与或非门。
(3)当输入端为表4中各组合时,测试输出端F 的结果并填入表4。
表 4 与或非门逻辑功能5.与非门对输出的控制(1)任取74 LS00中的一个与非门,按图5所示接好电路。
输入端A 接一连续脉冲,输入端B 分别接高电平和低电平。
电子技术实物实验第二部分 数字电子技术实物操作实验实验一 与非门逻辑功能及参数测试一、 实验目的(1) 熟悉TTL 与非门(74LS20及74LS00型)主要技术指标的实际测量方法。
(2) 掌握各种TTL 与非门的逻辑功能。
(3) 掌握验证逻辑门电路功能的测试方法。
(4) 掌握门电路闲置输入端的处理方法。
二、 实验仪器及器件数字逻辑实验箱,万用表,双踪示波器,74LS00、74LS20与非门。
三、 实验内容 1. 认识元件及管脚观察芯片的外形、引脚排列及各引脚的位置和功能。
芯片管脚号码排列:芯片型号上的字头朝上,一般左边有个半圆形的缺口,缺口下面的管脚为1号管脚,沿着逆时针方向,依次为2,3,4…。
如果是14管脚的芯片,下面一排管脚依次为1~7号(从左到右),上面一排依次为8~14号(从右往左),如图2-1所示。
实验提供两种集成与非门:TTL 集成与非门74LS20(4输入端两与非门)、74LS00(2输入端四与非门),其引脚分配及内部电路图如图2-1所示。
图2-1 74LS00、74LS20引脚及内部电路图2. 主要指标的测量(1) 空载导通电流1CC I 及空载导通功耗on P空载导通功耗on P ,是指当与非门空载(输入端悬空)并且输出为低电平时,产生的功耗。
120on CC CC P V I mW =⨯< (2-1)实测 on P =( mW )测试电路如图2-2所示。
图2-2 ON P 测试电路 图2-3 off P 测试电路 (2) 空载截止电源电流2CC I 及空载截止功耗off P ,测试电路如图2-3所示。
空载截止电源电流2CC I 是指与非门至少有一个输入端接低电平,输出端开路时电源提供的电流。
空载截止功耗off P 为空载截止时电源电流2CC I 与电源电压之积,即2off CC CC on P V I P =⨯< (2-2)实测 2CC I =( mA ) (3) 输入短路电流IS I指“与非门”任一输入端经mA表接地,其余输入端和输出端均开路时,该mA 表的显示值即为输入短路电流IS I ,此值应小于0.4mA 。
实验成绩实验日期指导教师批阅日期实验名称编码译码与显示1、实验目的掌握编码器、译码器与显示器的工作原理、测试方法以及应用。
2、实验原理编码器、译码器是数字系统中常用的逻辑部件,而且是一种组合逻辑电路。
1.编码器把状态或指令等转换为与其对应的二进制代码叫编码,例如可以用四位二进制所组成的编码表示十进制数0~9,把十进制数的0编成二进制数码0000,把十进制数的5编成二进制数码0101等。
完成编码工作的电路.通称为编码器。
2.译码器译码是编码的逆过程。
译码器的作用是将输入代码的原意“翻译”出来。
译码器的种类较多,如:最小项译码器(3线/8线、4线/16线译码器等)b、七段字形译码器等。
七段字形译码器,其作用是将输入的四位BCD码D、C、B、A翻译成与其对应的七段字形输出信号,用于显示字形。
常用的七段字形译码器有TTL的:T338(OC输出),74LS48、74LS248(内部带有上拉电阻)CMOS的:CD4511、MC14543、MC14547等。
3.显示器(1)发光二极管(LED)。
把电能转换成可见光(光能)的一种特殊半导体器件,其构造与普通PN 结二极管相同。
(2)LED显示器。
用LED构成数字显示器件时,需将若干个LED按照数字显示的要求集成- -个图案,就构成LED显示器(俗称“数码管”)。
3、实验步骤(1)按图连线,按表顺序给8线/3线优先编码器CD4532的信号输入端送入相应电平,将结果填入表中,与CD4532的功能表相对照,检查是否符合优先顺序以及编码结果是否正确。
注意:输入由逻辑开关给定。
输出连接逻辑电平指示。
(2)根据CD4532和CD4511的管脚图和功能表,自行设计连线,将编码器CD4532的输出端接到译码器CD4511的数据输入端,将CD4511的输出接七段显示数码管。
检查编码器与数字显示是否一致,若不一致,分析原因,检查故障并排除之,将结果填表。
(3)将十进制计数器/脉冲分配器CD4017接成八进制,用单次脉冲或1Hz脉冲信号检查CD4017的逻辑功能是否正常。
深圳大学实验报告课程名称:数字电子技术实验项目名称:实验三三态门实验学院:光电工程专业:光电信息指导教师:报告人:刘恩源学号:2012170042 班级:2 实验时间:实验报告提交时间:一、实验目的与要求:1、掌握三态门逻辑功能和使用方法。
2、掌握三态门构成总线的特点和方法。
3、初步学会用示波器测量简单的数字波形。
二、实验仪器1、四2输入与非门74LS00 1片2、三态输出的四总线缓冲门74LS125 1片3、万用表4、示波器三、实验内容与步骤:1、74LS125三态门的输出负载为74LS00一个与非门输入端。
74LS00同一个与非门的另一个输入端接低电平,测试74LS125三态门三态输出、高电平输出、低电平输出的电压值。
同时测试74LS125三态输出时74LS00输出值。
2、74LS125三态输出负载为74LS00一个与非门输入端。
74LS00同一个与非门的另一个输入端接高电平,测试74LS125三态门三态输出、高电平输出、低电平输出的电压值。
同时测试74LS125三态输出时74LS00输出值。
3、用74LS125两个三态门输出构成一条总线。
使两个控制端一个为低电平,另一个为高电平。
一个三态门的输入接100kH Z信号,另一个三态门的输入接10kH Z信号。
用示波器观察三态门的输出。
PS:1、三态门74LS125的控制端EN为低电平有效。
2、用实验板上的逻辑开关输出作为被测器件作为被测器件的输入。
按入或弹出开关,则改变器件的输入电平。
四、实验接线图和实验结果1、实验内容1和内容2接线图图3.1 实验内容1和内容2接线图图中K1、K2和K3是逻辑开关输出,电压表指示电压测量点。
按入或弹出逻辑开关K3、K2、K1,则改变74LS00一个与非门输入端、74LS125三态门控制端、三态门输入端的电平。
2、当74LS00引脚2为低电平时,测试74LS125引脚3和74LS00引脚3,结果如下:3、当74LS00引脚2为高电平时,测试74LS125引脚3和74LS00引脚3,结果如下:4、用三态门构成总线接线图图3.2 三态门构成总线结果:123UA74LS125456UB74LS125K2K1CP1CP2OUT五、数据处理:1、将实验数据与真值表比较,确认三态门特性功能。
数字电子技术实验报告学号:姓名:班级:实验一组合逻辑电路分析一、实验用集成电路引脚图74LS00集成电路:74LS20集成电路:二、实验内容1.ABCD接逻辑开关,“1”表示高电平,“0”表示低电平。
电路图如下:A=B=C=D=1时(注:逻辑指示灯:灯亮表示“1”,灯不亮表示“0”。
)表格记录:结果分析:由表中结果可得该电路所实现功能的逻辑表达式为:F=AB+CD。
在multisim软件里运用逻辑分析仪分析,可得出同样结果:2.密码锁的开锁条件是:拨对密码,钥匙插入锁眼将电源接通,当两个条件同时满足时,开锁信号为”1”,将锁打开。
否则,报警信号为”1”,则接通警铃。
试分析密码锁的密码ABCD是什么?电路图如下:A=B=C=D=1时A=B= D=1,C=0时2.5 VA= D=1,B=C=0时记录表格:结果分析:由表可知,只有当A=D=1,B=C=0时,开锁灯亮;其它情况下,都是报警灯亮。
因此,可知开锁密码是1001。
三、实验体会与非门电路可以实现多种逻辑函数的功能模拟,在使用芯片LS7400和LS7420时,始终应该注意其14脚接高电平,8脚接地,否则与非门无法正常工作。
利用单刀双掷开关,可以实现输入端输入高/低电平的转换;利用LED灯可以指示输出端的高低电平。
实验二组合逻辑实验(一)半加器和全加器一、实验目的熟悉用门电路设计组合电路的原理和方法步骤。
二、预习内容1.预习用门电路设计组合逻辑电路的原理和方法步骤。
2.复习二进制数的运算。
①用与非门设计半加器的逻辑图。
②完成用异或门、与非门、与或非门设计全加器的逻辑图。
③完成用异或门设计的三变量判奇电路的原理图。
三、参考元件74LS283: 74LS00:74LS51: 74LS136:四、实验内容1.用与非门组成半加器,用异或门、与或非门、与非门组成全加器。
实验结果填入表中。
(1)与非门组成的半加器。
电路图如下(J1、J2分别代表Ai、Bi,图示为Ai、Bi分别取不同的电平时的仿真结果):2.5 V2.5 V2.5 V记录表格:(2)异或门、与或非门、与非门组成的全加器。
数字电子技术实验报告五实验名称:数字电子技术实验五实验目的:1. 掌握数字逻辑电路的设计和测试方法。
2. 学习使用逻辑分析仪和数字示波器进行信号分析。
3. 理解数字电路的时序特性和稳定性。
实验原理:数字电子技术是利用数字逻辑电路对信号进行处理的技术。
本次实验主要涉及组合逻辑电路的设计和测试,以及时序逻辑电路的分析。
通过实验,学生将学习到如何根据给定的逻辑功能设计电路,以及如何使用现代测试设备对电路进行性能测试。
实验设备与材料:1. 数字逻辑电路实验板2. 逻辑分析仪3. 数字示波器4. 逻辑门芯片(如74LS00, 74LS04等)5. 电阻、电容、导线等辅助材料实验步骤:1. 根据实验要求设计电路图,使用逻辑门芯片实现所需的逻辑功能。
2. 在实验板上搭建电路,确保所有连接正确无误。
3. 使用逻辑分析仪输入测试信号,观察并记录电路的输出结果。
4. 使用数字示波器观察信号的波形,分析电路的时序特性。
5. 根据测试结果调整电路,确保电路能够稳定工作并满足设计要求。
实验结果:在本次实验中,我们设计并测试了一个简单的组合逻辑电路。
通过逻辑分析仪和数字示波器的测试,我们得到了电路的输出波形,并验证了电路的逻辑功能。
实验结果表明,设计的电路能够按照预期工作,满足设计要求。
实验分析:在实验过程中,我们注意到电路的输出信号在某些情况下会出现不稳定的现象。
通过分析,我们认为这可能是由于电路中存在竞争冒险现象。
为了解决这一问题,我们对电路进行了适当的修改,增加了去冒险逻辑,从而提高了电路的稳定性。
实验结论:通过本次实验,我们成功设计并测试了一个数字逻辑电路,验证了其逻辑功能和时序特性。
实验过程中,我们学习到了如何使用现代测试设备进行电路测试,并掌握了解决电路设计中可能遇到的问题的方法。
通过本次实验,我们对数字电子技术有了更深入的理解。
实验心得:在本次实验中,我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。
通过亲自动手设计和测试电路,我对数字逻辑电路的工作原理和设计方法有了更加直观的认识。
数字电子技术综合实验指导书
实验一门电路功能测试及应用
一.实验目的
1.掌握了解TTL系列、CMOS系列外形及逻辑功能。
2.熟悉各种门电路参数的测试方法。
3. 熟悉集成电路的引脚排列
二、实验仪器及材料
a)东南大学在线实验平台-SEU远程实境实验平台数字逻辑电路实验
三.预习要求
1)复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。
2)常用TTL门电路和CMOS门电路的功能、特点。
3)熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。
四、实验原理及芯片外引线图、逻辑符号及逻辑图
1.TTL门电路
TTL门电路是数字电路中应用最广泛的门电路,基本门有与门、或门和非门。
复合门有与非门、或非门、与或非门和异或门等。
这种电路的电源电压为+5V,电源电压允许变化范围比较窄,一般在 4.5~5.5V 之间。
高电平的典型值是3.6V(高电平≥2.4V合格),低电平的典型值是0.3V(低电平≤0.45V合格)。
对门电路的多余输入端,最好不要悬空,虽然对TTL门电路来说,悬空相当于逻辑1,并不影响与门、与非门的逻辑关系,但悬空容易接受干扰,有时会造成电路的误动作。
不同的逻辑门,其多余输入端的处理有不同的方法。
⑴TTL与门、与非门多余输入端的处理
TTL与门、与非门多余输入端的处理方法是:把多余的输入端与有用的输入端并联使用;把多余输入端接高电平或通过串接限流电阻(大于或等于1KΩ)接V CC。
实际使用中多采用把多余的输入端通过串接限流电阻接V CC的方法。
其处理方法如图5-1所示。
(a) (b) (c)
图5-1 TTL与门与非门多余输入端的处理方法
⑵TTL或门、或非门多余输入端的处理
TTL或门、或非门多余输入端的处理方法是:把多余的输入端与有用的输入端并联使用;把多余的输入端接低电平或接地。
2.CMOS门电路
CMOS门电路具有输入电阻高、功耗小、制造工艺简单、集成度高、电源电压变化范围大(3~18V)、输出电压摆幅大和噪声容限高等优点,因而在数字电路中得到了广泛的应用。
高电平的典型值是电源电压V DD,低电平的典型值是0V。
由于CMOS门电路的输入电阻很高,容易受静电感应而造成击穿,使其损坏,因此使用时应注意以下几点:
后去掉电源。
⑵源电压V DD,V SS首先要避免超过极限电压,其次要注意电源电压的高低影响电路的工作频率,绝对不允
许接反。
⑶禁止在电源接通的情况下,装拆线路或器件。
⑷对门电路多余输入端,不能悬空,对不同的逻辑门,其多余输入端的处理有不同的方法。
处理方法同前所述TTL电路的处理。
3.集成芯片管脚图、逻辑符号及逻辑图
(1)四2输入与非门74LS00
(2)四2输入异或门74LS86
(3)四2输入或门74LS32
(4)四2输入与非门74LS20
1A1B1Y2A2B2Y GND
148
17
74LS00
4A
4B4Y
3A
3B3Y
1A
1B1Y
2A
2B2Y
&
&
A
B
Y
&
A
B
Y 1A1B1Y2A2B2Y GND
Vcc4A
4B4Y3A
3B3Y
148
17
74LS86
4A
4B4Y
3A
3B3Y
1A
1B1Y
2A
2B2Y
=A
B
Y
1=1 1A1B1Y2A2B2Y GND
148
17
74LS32
4A
4B4Y
3A
3B3Y
1A
1B1Y
2A
2B2Y
1A
B
Y
1
五、实验内容及步骤
(一)基本门电路
实验记录表中输出栏“电平”用万用表V档测取电压值,逻辑状态高电平用“1”表示,低电平用“0”表示。
(发光二极管亮为高电平,灭为低电平)。
1. 与非门逻辑功能测试(74LS00)
与非门逻辑图
2.或门逻辑功能测试(74LS32)
或门逻辑图
3.异或门逻辑功能测试(74LS86)
异或门逻辑图
4.六非门逻辑功能测试(74LS04)
门逻辑图
5.四输入与非门功能测试(74LS20)输入端输出端Y
A B 电平逻辑状态
0 0
0 1
1 0
1 1
输入端输出端Y
A B 电平逻辑状态
0 0
0 1
1 0
1 1
输入端输出端Y
A B 电平逻辑状态
0 0
0 1
1 0
1 1
A 电平逻辑状态
1
&
A
B
Y
1
A
B
Y
1
A
B
Y
输入端输出端Y
A B C D 电平逻辑状
态
1 1 1 1
(二)TTL门电路多余输入端的处理方法:
1.将74LS08和74LS32按下图连线后,A输入端分别接地、高电平、悬空、与B端并接,观察当B端输入信号分别为高、低电平时,相应输出端的状态,并填表
输入输出
A B 74LS08Y1 74LS32Y2
接地0
1
高电平0
1
悬空0
1
A、B并接0
1
(三)逻辑门功能转换
1.用两输入与非门实现或非门功能,写出逻辑表达式,画出逻辑电路图,测试并将结果填入表中。
输入输出
A B Y
0 0
0 1
1 0
1 1
六、课后作业题:
1、按要求完成实验内容,画出所有实验的逻辑电路图,写出对应的逻辑表达式,完成所有表格。
2、用与非门实现其他逻辑功能的方法步骤是什么?
3、CMOS门和TTL门的多余输入端的处理方法有哪些?。