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数字电子技术实验讲义

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- 1 -

预备实验 门电路逻辑功能及测试

一、 实验目的

1. 熟悉门电路逻辑功能。

2. 熟悉示波器使用方法。

二、实验仪器及材料

双踪示波器

74LS00 四2输入与非门 2片

74LS20 二4输入与非门 1片

74LS86 四2输入异或门 1片

三、 预习要求

1. 复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。

2. 熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。

3. 了解双踪示波器使用方法。

四、 实验内容

实验前先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成电路，按自己的实验接线图接好连线，特别注意Vcc及地线不能接错。先接好后经实验指导教师检查无误后可通电实验。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

1) 选用74LS20按图0-1接线输入端接S1-S4（电平开关输出插口），输出端接电平显示发光二极管（D1-D8任意一个）。

2) 将电平开关按表0-1置位，分别测出电压及逻辑状态。

表0-1

输 入 输 出

1 2 3 4 Y 电压（V）

H H H H

L H H H

L L H H

L L L H

L L L L

图0-1 - 2 - 2. 异或门逻辑功能测试

1) 选74LS86按图0-2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0-2置位，将结果填入表中。

表0-2

输 入 输 出

A B Y

L L L L

H L L L

H H L L

H H H L

H H H H

L H L H

3. 逻辑电路的逻辑关系

1) 用74LS00按图 0-3，0-4接线，将输入输出逻辑关系分别填入表0-3，0-4中。

2) 写出上面两个电路逻辑表达式。

表0-3

输 入 输 出

A B Y

Z

L L

L H

H L

H H

表0-4

输 入 输 出

A B Y Z

L L

L H

H L

H H

图0-2

图 0-3

图 0-4 - 3 - 4. 利用与非门控制输出

用74LS00按图0-5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。

5. 用与非门组成其它门电路并测试验证

1) 组成或非门：用一片四2输入与非门组成或非门，画出电路图，测试并填表0-5。

2) 组成异或门：将异或门表达式转化为与非门表达式后，画出逻辑电路图，测试并填表0-6。

表0-5

输 入 输 出

A B Y

0 0

0 1

1 0

1 1

五、 实验报告

1. 按各步骤要求填表并画出逻辑图。

2. 思考题

1) 怎样判断门电路逻辑功能是否正常？

2) 与非门的一个输入接连续脉冲，其余端什么状态时允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过？

3) 异或门又称可控反相门，为什么？ 表0-6

输 入 输 出

A B Y

0 0

0 1

1 0

1 1

图 0-5 - 4 - 实验一 TTL与非门主要参数测试

一、 实验目的

掌握TTL与非门电路主要参数的意义及测试方法。

二、 实验仪器及材料

双踪示波器 1台

直流稳压电源 1台

直流表（μA/mA） 各1只

万用表 1只

三、 实验内容

测试表所列TTL与非门的各项参数，记录测试结果。

待测参数

符号

测试条件

测试电路

测试结果

输入短路电流

SEI

待测输入接地，其余开路，空载

0.22

输入交叉漏电流

REI

待测输入接+5V，其余接地，空载

X - 5 -

输出

高电平

OHV

待测输入接地，其余开路。

4.37

输出

低电平

OLV

待测输入接+1.8V，其余开路，负载接380Ω。

0.37

开门电平

ONV

待测输入端接可变电源，输出接等效负载，VVOL35.0时

1.28

关门电平

offV

待测输入端接可变电源，输出VVOH7.2时

1.07 - 6 -

扇出系数

ON

待测输入接+1.8V，调LR，保证输出电压VVOL35.0，SEOMAXOIIN

10ma

空载通导功耗

ONP

输入端全部开路，输出空载

1ma

空载截止功耗

ofP

待测输入端短路，输出空载

同上

平均传输延迟时间

pdt

X

注：平均延迟时间及其测试原理

平均延迟时间2pdHpdLpdttt

- 7 -

图1-1 平均传输延迟时间

如图1-1所示，pdLt是输出脉冲下降到0.5mV相对于输入脉冲上升到0.5mV的延迟，叫做导通延迟时间。pdHt是输入脉冲上升到0.5mV相对于输出脉冲下降到0.5mV的延迟，叫做截止延迟时间。测试pdt可用环形振荡器法，电路如图1-2（a）所示。这种方法是用奇数个与非门组成环形振荡器。图1-2（a）是用三个与非门组成环形振荡器，1-2（b）是各点的波形，由波形图可见，由三个与非门组成的环形振荡器的输出波形（图中3点波形）的周期，正好是三个与非门的平均延迟时间的2倍，即pdpdpdHpdLttttT623)(3，6Ttpd其中T由示波器测定。

四、 实验报告

1. 记录TTL与非门的各项参数的测试结果。

2. 思考题

1) 根据测得的开门电平和关门电平分别求出电路的高电平噪声容限NHV和低电平噪声容限NLV。

2) 为什么一个与非门的扇出系数仅由输出为低电平时的扇出系数来决定？

3) 能否将两个TTL与非门的输出端并接在一起工作？为什么？

- 8 -

（a）tpd测试电路

图1-2 环形振荡器及各点波形 - 9 -

实验二 组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算）

一、 实验目的

1. 掌握组合逻辑电路的功能测试。

2. 验证半加器和全加器的逻辑功能。

3. 学会二进制数的运算规律。

二、 实验仪器及材料

74LS00 四2输入与非门 3片

74LS86 四2输入异或门 1片

74LS54 四组输入与或非门 1片

三、 预习要求

1. 预习组合逻辑电路的分析方法。

2. 预习用与非门和异或门构成的半加器、全加器的工作原理。

3. 预习二进制数的运算。

四、 实验内容

1. 组合逻辑电路功能测试。

图2-1 74LS00逻辑电路功能测试

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数字电子技术基础复习材料

数字电子技术基础复习材料

明德厚学 爱国荣校 核工程与核技术10202101班 数字电子技术基础 考点复习资料 进

- 1 - 第二章 逻辑代数基础

1、逻辑函数的表示方法

逻辑真值表、逻辑函数表达式、逻辑图、波形图、卡诺图和硬件描述语言等。其中真值表、卡诺图具有唯一性

2、真值表写出逻辑函数式

1、找出真值表中使 Y=1 的输入变量取值组合。

2、每组输入变量取值对应一个乘积项，其中取值为1的写原变量，取值为0的写反变量。

3、将这些变量相加即得 Y。

3、最小项m定义

• m是乘积项

• 包含n个因子

• n个变量均以原变量和反变量的形式在m中出现一次

4、最小项的性质

• 在输入变量任一取值下，有且仅有一个最小项的值为1。

• 全体最小项之和为1 。

• 任何两个最小项之积为0 。

• 两个相邻的最小项之和可以合并，消去一对因子，只留下公共因子。

------相邻：仅一个变量不同的最小项

如

5、最大项的定义

• M是相加项；

• 包含n个因子。

• n个变量均以原变量和反变量的形式在M中出现一次

6、最大项的性质

• 在输入变量任一取值下，有且仅有一个最大项的值为0；

• 全体最大项之积为0；

• 任何两个最大项之和为1；

• 只有一个变量不同的最大项的乘积等于各相同变量之和。如：(A+B+C)(A+B+C′)=A+B

7、例题：逻辑函数最小项之和的形式

8、逻辑函数的卡诺图表示法

• 实质：将逻辑函数的最小项之和的以图形的方式表示出来

• 以2n个小方块分别代表 n 变量的所有最小项，并将它们排列成矩阵，而且使几何位置相邻的两个最小项在逻辑上也是相邻的（只有一个变量不同），就得到表示n变量全部最小项的卡诺图。

9、用卡诺图合并最小项的原则： BACCBABCACBABCACBA)(与DCBAACDBAADCBCDBDDCBDBCAADCBACBDBCDCBADCBAY)()(..........................................................................)()(),,,(明德厚学 爱国荣校 核工程与核技术10202101班 数字电子技术基础 考点复习资料 进

学生数字电子技术—实验指导书-新实验箱.

学生数字电子技术—实验指导书-新实验箱.

数字电子技术

实 验 指 导 书

天津农学院机电工程系

1 目 录

实验一 门电路逻辑功能的测试 ............................................................................... 1

实验二 组合逻辑电路实验 ....................................................................................... 4

实验三 组合逻辑电路的设计 ................................................................................... 6

实验四 译码器功能的测试 ....................................................................................... 8

实验五 计数器测试与设计 ..................................................................................... 11

实验六 四位双向移位寄存器的功能测试 ............................................................. 13

实验七 555定时器及其应用 .................................................................................. 15

常用TTL集成电路引出端功能图 ............................................................................ 18 1 实验一 门电路逻辑功能的测试

数字电子技术基础实验

数字电子技术基础实验

汽车尾灯控制器的设计

一、设计题目的任务和要求

1设计一个汽车尾灯控制电路，实现对汽车尾灯显示状态的控制。汽车尾灯分左、右两侧，分别用三个指示灯表示，根据汽车的运行情况，指示灯有四种不同的状态：

1．汽车正常行驶指示灯全灭;

2．左转弯时左侧3个指示灯按左循环顺序点亮;

3．右转弯时右侧3个指示灯按右循环顺序点亮。

4．临时刹车时，所有指示灯同时处于闪烁状态。

2设计要求：

1．拟定设计方案，写出必要的设计步骤，画出原理框图；

2．设计单元电路，画出总的逻辑电路图；

3．利用Multisim仿真平台，构建逻辑电路图，检验、修正电路的设计方案，记录实验现象并加以分析；

4. 仿真通过后，学生即用领取的元器件等材料，在面包板上组装、调试电路，使之达到设计指标要求；

5．撰写设计报告。

附加功能：

1．汽车倒车时，尾部两侧的指示灯全亮；

2．右转弯刹车时，右侧指示灯顺序亮，左侧指示灯全亮；

3．左转弯刹车时，左侧指示灯顺序亮，右侧指示灯全亮。

二.设计框图及电路系统概述

1.设计框图

2.电路系统概述

用555定时器芯片产生周期矩形信号，在模式控制电路与74ls194芯片组成的移序电路组合下进行尾灯的状态显示。

三.各单元电路的设计方案及原理应用、参数计算

1.555脉冲波形产生电路

原理应用书中由555定时器芯片组成的多谐振荡器电路，产生100Hz的矩形波。

2.74X194构成的环形计数器

原理应用书中环形计数器的逻辑电路图，在模式控制电路的控制下两组各可以产生顺序点亮与全亮全灭三种状态。

在clk处接上时钟信号cp，开关A=1时置位，在A=0时就能在Qa,Qb,Qc,Qd产生环形点亮的情形。

四.测试过程及结果分析

1.测试过程 用multisim12做模拟实验，A接触上端时不闪烁，此时Z可以控制全亮全灭，A接下时三个发光探针顺序点亮，右边三个同理用s,x键控制。

数字电子技术实验指导

数字电子技术实验指导

自动化系《数字电子技术》实验指导

- - 1

《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

自动化系《数字电子技术》实验指导

- - 2

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

自动化系《数字电子技术》实验指导

- - 3 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1-1

1、检查集成门电路的好坏，将测试的逻辑值填入表1中。

表1

2、TTL与非门的主要参数测试：

（1）低电平输出电源电流ICCL= 。 自动化系《数字电子技术》实验指导

- - 4 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ICCH= 。

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IIL= 。

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IIH= 免测（无微安表） 。