数字电路电实验8

实验8移位寄存器逻辑功能测试及应用一、实验目的1.了解移位寄存器的基本原理及逻辑功能。

2.掌握移位寄存器的逻辑功能测试方法。

3.学会使用移位寄存器进行逻辑功能的实际应用。

二、实验器材数字逻辑实验箱、示波器、连接线。

三、实验原理移位寄存器是一种能够存储和移动数据的逻辑电路。

它由多个触发器组成，每个触发器都与相邻的触发器连接，形成环形结构。

移位寄存器中的数据可以通过输入口输入，通过时钟信号控制触发器的状态变化，从而实现数据的移动。

移位寄存器有三种基本的逻辑功能：1.移动功能：数据可以向左或向右移动一个位置。

2.并行转移功能：数据可以从一个移位寄存器转移到另一个移位寄存器。

3.并行加载功能：可以将数据同时加载到多个触发器中。

四、实验步骤1.按照实验电路图连接实验电路。

将四个LED灯分别连接到74LS194寄存器的Q0、Q1、Q2、Q3输出端，将四个开关分别连接到74LS194寄存器的A、B、C、D输入端。

将实验箱提供的方波电压输入到74LS194寄存器的CP时钟输入端。

2.打开示波器，并将示波器的探头连接到74LS194寄存器的CP时钟输入端。

3.调整示波器的时间基准，使波形在示波器的显示屏上能够清晰可见。

调整示波器的垂直放大倍数，使波形的幅度适中。

4.分别将开关1、2、3、4打开或关闭，观察LED灯的亮灭情况，并观察示波器上的波形变化。

五、实验结果分析根据实验步骤中的操作，可以得到如下运行结果：1.当开关1打开时，移位寄存器内的数据向右移动一个位置，即Q3→Q2→Q1→Q0→Q3、LED灯的亮灭情况和示波器上的波形变化均符合预期，实验成功。

2.当开关2打开时，移位寄存器内的数据向左移动一个位置，即Q0→Q3→Q2→Q1→Q0。

LED灯的亮灭情况和示波器上的波形变化均符合预期，实验成功。

3.当开关3打开时，移位寄存器内的数据从最右端向左移动一个位置，即Q3→Q3→Q2→Q1→Q0。

LED灯的亮灭情况和示波器上的波形变化均符合预期，实验成功。

八进制加减法计数器实验引言八进制加减法计数器是数字电路中常见的一个实验，通过使用八进制进行加减法运算，可以学习和掌握数字电路设计与原理。

本文将深入探讨八进制加减法计数器的原理、设计以及实验步骤。

八进制简介在计算机科学中，八进制是一种表示数字的方式，基数为8。

在八进制中，使用0-7来表示数值。

我们可以将八进制数与十进制和二进制相互转换，八进制数每一位的权值是2的三次方的幂。

八进制加法八进制加法的原理与十进制加法类似，不同的是八进制相加时，当某一位相加的结果大于7时，需要进位到高位。

以下是八进制加法的规则：1.当两个八进制数的相应位相加为0-7时，结果直接写下，并不需要进位。

2.当两个八进制数的相应位相加结果为8-15时，需要向高位进1，并将低三位写下。

3.当两个八进制数的相应位相加结果为16-23时，同样需要向高位进1，并将低三位写下。

4.以此类推，直到最高位为止。

以下是一个八进制加法的例子：56+ 27-----125八进制减法八进制减法的规则和十进制减法类似，不同的是八进制减法时，当被减数的某一位小于减数的对应位时，需要向高位借位。

以下是八进制减法的规则：1.当被减数的某一位大于减数的相应位时，直接相减得到结果。

2.当被减数的某一位小于减数的相应位时，需要向高位借位。

3.向高位借位时，高位的数字需要减1，并且向低位借三个单位。

4.向低位借位时，如果低位为0，则继续借位直到不为0为止。

以下是一个八进制减法的例子：37- 12-----25八进制加减法计数器设计八进制加减法计数器可以由数字电路实现。

根据八进制加减法的原理，我们可以设计一个基于触发器的加减法计数器。

八进制加减法计数器的设计主要包括以下几个步骤：1.确定输入和输出信号的位数，例如我们可以使用3位八进制数进行计算。

2.设计触发器电路，并将其连接为串行进位加法器。

3.根据加减法的规则，设计电路实现进位和借位的功能。

4.使用逻辑门实现8位并行进位加法器。

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。

数字电子技术实验报告实验一门电路逻辑功能及测试 (1)实验二数据选择器与应用 (4)实验三触发器及其应用 (8)实验四计数器及其应用 (11)实验五数码管显示控制电路设计 (17)实验六交通信号控制电路 (19)实验七汽车尾灯电路设计 (25)班级：08030801学号：2008301787 2008301949姓名：纪敏于潇实验一 门电路逻辑功能及测试一、实验目的：1.加深了解TTL 逻辑门电路的参数意义。

2.掌握各种TTL 门电路的逻辑功能。

3.掌握验证逻辑门电路功能的方法。

4.掌握空闲输入端的处理方法。

二、实验设备：THD —4数字电路实验箱，数字双踪示波器，函数信号发射器， 74LS00二输入端四与非门，导线若干。

三、实验步骤及内容： 1.测试门电路逻辑功能。

选用双四输入与非门74LS00一只，按图接线，将输入电平按表置位，测输出电平用与非门实现与逻辑、或逻辑和异或逻辑。

用74LS00实现与逻辑。

用74LS00实现或逻辑。

用74LS00实现异或逻辑。

2.按实验要求画出逻辑图，记录实验结果。

3.实验数据与结果将74LS00二输入端输入信号分别设为信号A 、B用74LS00实现与逻辑 1A B A B =∙ 逻辑电路如下：12374LS00AN45674LS00ANA BA 端输入TTL 门信号，B 端输入高电平，输出波形如下：A 端输入TTL 门信号，B 端输入低电平，输出波形如下：1、 用74LS00实现或逻辑11A B A B A B +=∙=∙∙∙逻辑电路如下12374LS00AN45674LS00AN910874LS00ANcU1A BA 端输入TTL 门信号，B 端输入高电平，输出波形如下：A 端输入TTL 门信号，B 端输入低电平，输出波形如下：2、 用74LS00实现异或逻辑 A B AB BA AB BA ABB ABA ⊕=+=∙=∙逻辑电路如下：A 端输入TTL 门信号，B 端输入高电平，输出波形如下：A 端输入TTL 门信号，B 端输入低电平，输出波形如下：实验二数据选择器及其应用一、实验目的1.通过实验的方法学习数据选择器的电路结构和特点。

电路实验教材1实验八门电路逻辑功能及测试［实验目的］1熟悉门电路逻辑功能。

2了解数字电路实验模块及示波器的使用方法。

［实验仪器及材料］1双踪示波器2集成芯片74LS00二输入端四与非门2片74LS20四输入端双与非门1片74LS86二输入端四异或门1片74LS04六反相器1片［实验内容］选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc及地线不能接错。

线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。

实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。

1测试门电路逻辑功能双四输入与非门74LS20一只，按图8.1接线、输S1~S4电平开关，输出插口），出端接电平显示发（D1~D8任意一个）图8.1（2）将电平开关按表8.1置位，分别测输出电压及逻辑状态。

表8.1输入输出1234Y电压（V）HHHHLHHH（1）选用入端接2LLHH3LLLHLLLL2.异或门逻辑功能测试(1)选二输入四异或门电路74LS86，按图8.2接线，输入端1、2、4、5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8.2置位，将结果填入表中。

表8.2输入输出ABYY电压(V)LLHLHHHHHHLHLLLLLLHLHHLH3逻辑电路的逻辑关系(1)用74LS00按图8.3,8.4接线，将输入输出逻辑关系分别填入表8.3和表8.4中。

图8.34表8.3输入输出ABYLLLHHLHH图8.4表8.4输入输出ABYZLLLHHLHH(2)写出上面两个电路逻辑表达式。

4逻辑门传输延迟时间的测量。

用六反相器(非门)按图8.5接线，输入200KHZ连续脉冲，用双踪示波器测输入，输出相位差，计算每个门的平均传输延迟时间的tpd值。

55利用与非门控制输出。

用一片74LS00按图8.6接线，S接任一电平开关，用示波器观察S对输出脉冲的控制作用。

6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组成或非门画出电路图，测试并填表8.5表8.5输入输出ABY00011011表8.6ABY000110_n_n_SBSKHz图8.5j-Ln_图8.66(2)组成异或门(a)将异或门表达式转化为与非门表达式。

《数字电路》实验报告项目一逻辑状态测试笔的制作一、项目描述本项目制作的逻辑状态测试笔，由集成门电路芯片74HC00、发光二极管、电阻等元器件组成，项目相关知识点有：基本逻辑运算、基本门电路、集成逻辑门电路等；技能训练有：集成逻辑二、项目要求用集成门电路74HC00制作简易逻辑状态测试笔。

要求测试逻辑高电平时，红色发光二极管亮，测试逻辑低电平时绿色发光二极管亮。

三、原理框图四、主要部分的实现方案当测试探针A测得高电平时，VD1导通，三级管V发射级输出高电平，经G1反相后，输出低电平，发光二级管LED1导通发红光。

又因VD2截止，相当于G1输入端开路，呈高电平，输出低电平，G3输出高电平，绿色发光二级管LED2截止而不发光。

五、实验过程中遇到的问题及解决方法（1）LED灯不能亮：检查硬件电路有无接错；LED有无接反；LED有无烧坏。

（2）不能产生中断或中断效果：检查硬件电路有无接错；程序中有无中断入口或中断子程序。

（3）输入电压没有反应：数据原理图有没有连接正确，检查显示部分电路有无接错；4011逻辑门的输入端有无浮空。

六、心得体会第一次做的数字逻辑试验是逻辑状态测试笔，那时什么都还不太了解，听老师讲解完了之后也还不知道从何下手，看到前面的人都起先着手做了，心里很焦急可就是毫无头绪。

老师说要复制一些文件协助我们做试验（例如：试验报告模板、试验操作步骤、引脚等与试验有关的文件），还让我们先画原理图。

这时，关于试验要做什么心里才有了一个模糊的框架。

看到别人在拷贝文件自己又没有U盘只好等着借别人的用，当然在等的时候我也画完了逻辑测试笔的实操图。

后面几次都没有过，但最后真的发觉试验的次数多了，娴熟了，知道自己要做的是什么，明确了目标，了解了方向，其实也没有想象中那么困难。

七、元器件一逻辑状态测试笔电路八、附实物图项目二多数表决器电路设计与制作一、项目描述本项目是以组合逻辑电路的设计方法，用基本门电路的组合来完成具有多数表决功能的电路。

数字电⼦技术基础实验-8选1数据选择器74LS1518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。

实验八：数码管显示控制电路设计一、设计任务与要求：能自动循环显示数字0、1、2、3、4、0、3、0、3、4。

二、实验设备：1、数字电路实验箱；2、函数信号发生器；3、8421数码管；4、74LS00、74LS90。

三、实验原理图和实验结果：1、逻辑电路设计及实验原理推导：将0、1、2、3、4、0、3、0、3、4用8421码表示出来，如下表：表一用8421码表示设想用5421码来实现8421码表示的0、1、2、3、4、0、3、0、3、4，故将0、1、2、3、4、5、6、7、8、9用5421码表示出来以与上表做对比：表二 用5421码表示：观察表一，首先可得到最高位全为0，故译码器的“8”直接接低电平即可；对比表一和表二得，“4”位上的数字两表表示的数字是一样的，故“4”直接与5421码的“4”输出相连即可，即译码器的“4”连74LS90的“Q 3”端；数码管的“2”对应的无明显规律，列卡诺图如下:可得F2=1020Q Q Q Q ;最后一位与5421的“1”相同，故74LS90的Q1直接接数码管的“1”。

至此，实验原理图即可画出了.2、实验原理图：3、实验结果：编码器上依次显示0、1、2、3、4、0、3、0、3、4。

四、实验结果分析：实验结果为编码器上依次显示0、1、2、3、4、0、3、0、3、4，满足实验设计要求。

五、实验心得：在实验之前我用仿真软件，使用同样的实验器件仿真了序列0、1、2、3、4、1、3、0、2、4，已经把利用74LS90产生序列的原理掌握了，所以在实验时老师布置了本次的实验目的之后，我很快的设计出了如何连接电路，但是实验过程却没有想象的那么简单，实验电路板和仿真软件毕竟不同，实验中可能出现插线不紧或者松动的现象，函数发生器的相关参数的设置，偏移量的设置等等问题都会出现。

这就给实验的进行造成了很大的麻烦，查了几遍连线完全没有错误，但就是出不来想要的序列，最后重新安了一遍线，保证插线完好，并用了输出比较稳定的函数发生器产生序列，终于调出来了。

第一章实验目的 (1)第二章设计要求与内容 (2)第三章设计及原理 (3)3.1总体方案设计 (3)3.1.1设计思路 (3)3.1.2总电路框图 (3)3.2各模块设计方案及原理说明 (4)3.2.1抢答电路 (4)3.2.2倒计时电路 (8)第四章电路仿真 (10)4.1抢答电路 (10)4.2倒计时电路 (11)第五章实验结果及分析 (13)第六章收获、体会和建议 (16)附录 (18)1.总电路图 (18)2.元件引脚图 (20)3.元器件清单 (22)第一章实验目的通过八路数字抢答器的设计实验，要求学生回顾所学数字电子技术的基础理论和基础实验，掌握组合电路、时序电路、编程器件和任意集成电路的综合使用及设计方法，熟悉掌握优先编码器、触发器、计数器、单脉冲触发器、555电路、译码/驱动电路的应用方法，熟悉掌握时序电路的设计方法。

达到数字实验课程大纲所要求掌握的基本内容。

第二章设计要求与内容〖基本要求〗利用数字电路设计—八路抢答器，要求：1）允许八路参加，并且有锁定功能，用LED实现最先抢答的队员号码，系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。

2）数字显示功能：数字抢答器定时为30S，启动开启键以后要求I）定时开始；II）扬声器要短暂报警；III）发光二极管亮灯；如果在30S内抢答有效，计时结束，30S内抢答无效，系统短暂报警，发光二极管灯灭〖提高要求〗1）按钮到控制中心距离20M2）计分显示。

可以进行加/减分第三章设计及原理3.1总体方案设计3.1.1设计思路①本题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。

实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等。

在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无效。

同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。

②当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二极管直接指示出组别。