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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。
电子技术实验考试方案
考试时间：第15周周二下午，每场60分钟
考试地点：实验室
考试方案：实际操作和报告两部分。
题目：
1、使用74LS138和必要门电路实现一位全加器。
2、使用74LS138和必要门电路实现一位全减器。
3、使用74LS253和必要门电路实现一位全加器。
4、使用74LS253和必要门电路实现一位全减器。
5、使用74LS160和必要门电路实现36进制计数器，
要求显示0-35。
6、使用74LS160和必要门电路实现36进制计数器，
要求显示1-36。
7、使用74LS160和必要门电路实现72进制计数器，
要求显示0-71。
8、使用74LS160和必要门电路实现72进制计数器，
要求显示1-72。
每个同学从8个题目中现场抽取一个，同一试验台的两个同学一个做组合电路，一个做时序电路。
实验报告：
做完实验，待老师验收后，方可写实验报告。
实验报告必须包括：实验任务；所选用的芯片以及数量；所设计的电路图（组合电路要有真值表）及简单工作原理三部分内容。
可以带书，电路图等资料，自备尺子、橡皮等文具。
成绩评定：考试占50%，平时成绩50%。
《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。
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。
数字电子技术实验报告开课实验室 指导教师 班级 学号 姓名 日期实验项目 实验一 TTL 逻辑门电路 和组合逻辑电路一、实验目的1．掌握TTL “与非”门的逻辑功能.2．学会用“与非”门构成其他常用门电路的方法。
3．掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法。
4．学习组合逻辑电路的设计方法并用实验来验证.二、预习内容1．用74LS00验证“与非”门的逻辑功能Y 1=AB 2．用“与非"门(74LS00）构成其他常用门电路Y 2=A Y 3=A+B=B A Y 4=AB B AB A实验前画出Y 1——Y 4的逻辑电路图,并根据集成片的引脚排列分配好各引脚。
3.画出用“异或”门和“与非”门组成的全加器电路。
(参照实验指导书P 。
75 图3—2-2）并根据集成片的引脚排列分配好各引脚。
4．设计一个电动机报警信号电路.要求用“与非”门来构成逻辑电路。
设有三台电动机，A 、B 、C 。
今要求：⑴A 开机，则B 必须开机；⑵B 开机，则C 必须开机；⑶如果不同时满足上述条件，则必须发出报警信号。
实验前设计好电动机报警信号电路。
设开机为“1”,停机为“0”；报警为“1”，不报警为“0”。
(写出化简后的逻辑式，画出逻辑图及引脚分配)三、实验步骤1． 逻辑门的各输入端接逻辑开关输出插口,门的输出端接由发光二极管组成的显示插口。
逐个测试逻辑门Y 1-Y 4的逻辑功能，填入表1-1表1-12． 用74LS00和74LS86集成片按全加器线路接线，并测试逻辑功能。
将测试结果填入表 1—2.判断测试是否正确。
图中A i 、B i 为加数，C i —1为来自低位的进位；S i 为本位和,C i 为向高位的进位信号.表1—23.根据设计好的电动机报警信号电路用74LS00集成片按图接线，并经实验验证.将测试结果填入表1—3。
表1-3四、简答题1．Y4具有何种逻辑功能？2．在实际应用中若用74LS20来实现Y=AB时，多余的输入端应接高电平还是低电平? 3．在全加器电路中,当A i=0,S i＊=1，C i=1时C i—1=？数字电子技术实验报告开课实验室 指导教师 班级 学号 姓名 日期 实验项目 实验二 组合逻辑电路的设计一、实验目的1．掌握用3线- 8线译码器74LS138设计组合逻辑电路。
《数字电子技术》实验报告实验序号：01 实验项目名称：门电路逻辑功能及测试学号姓名专业、班级实验地点物联网实验室指导教师时间2016.9.19一、实验目的1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。
2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。
3、学会检测基本门电路的方法。
二、实验仪器及材料1、仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱2. 器件：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片三、预习要求1. 预习门电路相应的逻辑表达式。
2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。
四、实验内容及步骤实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的IC座，按自己设计的实验接线图接好连线。
注意集成块芯片不能插反。
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.与非门电路逻辑功能的测试（1）选用双四输入与非门74LS20一片，插入数字电路实验箱中对应的IC座，按图1.1接线、输入端1、2、4、5、分别接到K1~K4的逻辑开关输出插口，输出端接电平显图 1.1示发光二极管D1~D4任意一个。
（2）将逻辑开关按表1.1的状态，分别测输出电压及逻辑状态。
表1.1输入输出1(k1) 2(k2) 4(k3) 5(k4) Y 电压值（v）H H H H 0 0L H H H 1 1L L H H 1 1L L L H 1 1L L L L 1 12. 异或门逻辑功能的测试图 1.2（1）选二输入四异或门电路74LS86，按图1.2接线，输入端1、2、4、5接逻辑开关(K1~K4)，输出端A、B、Y接电平显示发光二极管。
（2）将逻辑开关按表1.2的状态，将结果填入表中。
表1.2输入输出1(K1) 2(K2) 4(K35(K4) A B Y 电压（V）L H H H H L LLHHHHLLLHHLLLLLHH111111113. 逻辑电路的逻辑关系测试（1）用74LS00、按图1.3，1.4接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.3、表1.4中。
数字电子技术实验练习内容
实验二 TTL与非门的应用
一、实验内容
1．用五个二输入与非门设计一个半加器。
2．用二输入与非门设计一个三开关控制同一灯泡电路，要求三个开关能够独立控制灯泡的亮灭。
3．用一个四输入与非门和三个二输入与非门设计一个电路，实现函数∑
,9,8,7,6,5,4(
10
,
)
ABCD
(m
F。
要求只有原变量输入、没有反变量输
,
14
=)
11
,
13
,
12
入。
4．用九个二输入与非门设计一个一位全加器。
二、思考题
1．TTL门电路的闲置输入端应如何处理？
2．写出影响TTL与非门扇出系数的两个重要参数的概念。
3．TTL门电路的电压传输特点是什么？
实验三 CMOS与非门的应用
一、实验内容
1．用CD4011与非门设计一个同或门电路和一个异或门电路。
2．利用一块CD4011设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯，使之在上楼前，用楼下开关打开电灯，上楼后，用楼上开关熄灭电灯；或者在下楼前，用楼上开关打开电灯，下楼后，用楼下开关熄灭电灯。
3．密码锁共有三个按钮，当三个按钮未按下或第一个按钮单独按下时，锁既不打开也不报警；只有当三个按钮同时按下、或者第一个第二个按钮同时按下、或者第一个第三个按钮同时按下时，锁才能被打开，当按下按钮不属于上述状况时，将发出报警信息。
要求：用两块CD4011设计逻辑电路，使用的与非门数量最少，以达到最佳设计方案。
二、思考题
1．CMOS集成电路或门、或非门的闲置输入端如何处理？
2．CMOS集成电路的电压传输特性有什么特点？
3．CMOS集成与非门、与门的闲置输入端如何处理？
实验五组合逻辑电路的设计
一、实验内容
1．用74LS86和74LS00设计四开关控制同一灯泡电路，要求四个开关能够独立控制灯泡的亮灭。
2．用74LS86、CD4081、CD4071设计一个一位全加器电路。
3．用异或门、与门设计一个半加器电路。
4．用异或门和与非门设计一个一位全加器电路。
二、思考题
1．74LS54与或非门的闲置端如何处理？
2．写出下列逻辑电路的输出逻辑表达式并化简为最简与或式，说明电路的功能
实验六 译码器的应用
一、实验内容
1．用74LS138和74LS20设计一个半加器电路。
2．用74LS138和74LS20设计一个一位全加器电路。
3．用74LS138和74LS20设计一个电路，控制由红、黄、绿三个指示灯表示三台设备的工作状况。
要求：红灯发光表示有一台设备工作不正常；黄灯发光表示有两台设备工作不正常；红、黄灯均发光表示三台工作不正常；绿灯发光表示三台工作正常。
4．用74LS138和74LS20设计一个电路，实现逻辑函数C B C A B A Y ++=
二、思考题
1．复习74LS138的功能表。
2．复习CD4511的功能表。
3．复习共阴、共阳数码管的电平驱动。
实验七 数据选择器的应用
一、实验内容
1．用74LS151设计三输入多数表决电路。
2．用74LS151设计四输入多数表决电路。
3．用74LS151和74LS00设计一个照灯控制电路，要求在4个不同的地点都能独立地开灯和关灯
4．用74LS153和非门设计一个全减器电路。
二、思考题
1．用数据选择器实现函数，当函数输入变量数小于或大于数据选择器的地址端时，如何处理？
2．分析下面电路，写出真值表和其相应的函数。
实验八触发器的应用
一、实验内容
1．用74LS74设计一个八进制异步加法计数器。
2．用74LS74设计一个八进制异步减法计数器。
3．JK触发器转换成D触发器。
4．JK触发器转换成T触发器。
二、思考题
1．说明你所设计电路的工作原理。
2．触发器d R、d S端的功能作用是什么？
3．如何计数器清零或将计数器初始状态置1？
实验九计数器的应用
一、实验内容
1．用两块CD40192和一块74LS00，设计一个二十八进制加法计数器，写出工作原理；
2．用两块CD40192和一块74LS20，设计一个三十五进制加法计数器，写出工作原理；
3．用两块CD40192和一块74LS20，设计一个二十八进制减法计数器，写出工作原理；
4．利用复位法将一块CD40192设计成九进制加法计数器，写出工作原理；5．用一块CD40192和74LS00设计一个七进制加、减法计数器，写出工作原理；
二、思考题
1．同步、异步计数器的概念。
2．CD40192功能表中执行加法、减法计数功能的条件。
3．复位法设计N进制计数器的方法。
4．所设计的计数器的工作原理。
实验十移位寄存器的应用
一、实验内容
1．用CD40194设计右移环形计数器；
2．用CD40194设计左移环形计数器；
二、思考题
1．移位寄存器CD40194实现清零、送数、左移、右移的条件；
2．说明右移、左移环形计数器的工作原理。
3．右移、左移环形计数器的有效状态及无效状态。
说明：
上述实验内容同学们可以通过仿真实验来设计并测试，无需到实验室复习。
（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。
）。
