数字电子技术实验指导书(答案)课件

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。

数字电子技术实验指导书信息学院2013年2月目录第一部分基础实验实验一门电路逻辑功能测试┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1 实验二组合逻辑电路（逻辑运算及全加器）┄┄┄┄┄┄┄6 实验三组合逻辑功能器件的应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄10 实验四多路选择器(E D A)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄14 实验五集成触发器的逻辑功能测试┈┈┈┄┄┈┈┈┈┈16 实验六计数、译码、显示综合实验┄┄┄┄┄┈┈┈┈┈┈┄19 实验七555时基电路的应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄21 实验八D/A、A/D转换器┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄22第二部分选做实验实验九CMOS门电路测试┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄33 实验十门电路的驱动能力测试┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄35 实验十一竞争冒险┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄37 实验十二数字定时器┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄40 实验十三路优先判决电路┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄42第二部分设计性实验题目 1 编码译码显示电路的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄44 题目2奇/偶校验电路的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄44 题目3巡回检测电路┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄45 题目 4 声控开关的设计与制作┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄45 题目 5 篮球竞赛24秒定时电路┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄46 题目 6 电子密码锁┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄46 题目7 简易频率计的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄47 题目8 多功能数字钟┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄47附录一设计性实验报告格式┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄49 附录二常用集成块管脚排列图及部分真值┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄50数字电路实验注意事项1．每次实验前，必须预习，并自行设计实验原始记录表格，提交预习报告。

2．每次实验完毕，须做好实验原始记录；关闭所有仪器的电源，关闭电源插座板上的开关；整理实验台，并在学生实验记录本上签名，并记录仪器使用情况。

数字电子技术实验指导书电气与电子工程学院实验一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. 熟悉数字电路实验仪及示波器使用方法二、实验仪器及材料1. 双踪示波器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、实验内容1.测试门电路逻辑功能（1）.选用双四输入与非门74LS20一只，插入14P锁& 紧插座上按图1.1接线、输入端接K1-K16（电平开关输出插口），输出端接电平显示发光二极管（L1-L16任意一个）（2）.将电平开关按表1.1置位，分别测输出电压及逻辑状态。

表 1.1输出输出1 2 4 5 Y 电压（V）H H H HL H H HL L H HL L L HL L L L2．异或门逻辑功能测试（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1.2置位拨动，将输出结果填入表中。

表 1.2输入输出A B Y Y电压L L L LH L L LH H L LH H H LH H H HL H L H3、逻辑电路的逻辑关系（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，表1.3输入输出A B YL LL HH LH H表1.4输入输出A B Y ZL LL HH LH H（2）.写出上面两个电路逻辑表达式。

五、实验报告1.按各步骤要求填表并画逻辑图。

2.回答问题：（1）怎样判断门电路逻辑功能是否正常？（2）与非门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？实验二组合逻辑电路（半加器、全加器）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。

实验箱简介一、实验箱的组成及特点1．实验箱的供电实验箱的后方设有带保险丝管（0.5A）的220V单相交流三芯电源插座（配有三芯插头电源线一根）。

箱内设有一只降压变压器，供直流稳压电源。

2．两块大型（433 mm×323mm）单面散敷铜印刷线路板，正面丝印有清晰的各部件、元器件的图形、线条和字符；反面则是装接其相应的实际元器件。

该板上包含着以下各部分内容：（1）左下角装有带灯电源总开关一只。

（2）高性能双列直插式圆脚集成电路插座41只（其中40P 3只，28P 2只，24P，2只，20P 4只，16P 17只，14P 9只，8P 4只）。

（3）900多只高可靠的自锁紧式、防转、叠插式插座。

它们与集成电路插座、镀银针管座以及其它固定器件，线路等已在印制板面连接好。

正面板上有黑线条连接的地方，表示内部（反面）已接好。

采用高性弹性插件，这类插件，其插头与插座之间的导电接触面很大，接触电阻极其微小（接触电阻＜Ω,使用寿命＞10000次以上），而且插头之间可以叠插，从而可形成一个立体布线空间，使用起来极为方便。

（4）90多根镀银长（15mm）紫铜针管插座，供实验接插小型电位器、电阻、电容等分立元件之用（它们与相应的锁紧插座已在印刷面连通）。

（5）2只无译码LED数码管，其中“共阴”，“共阳”各一只。

￥八个显示段的管脚均已与相应的锁紧插座相连。

（6）6位十六进制七段译码器与LED数码显示器每一位译码器均采用可编程器件GAL设计而成，具有十六进制全译码功能。

显示器采用LED共阴极红色数码管（与译码器在反面已连接好），可显示四位BCD码十六进制的全译码代号：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。

（7）4位BCD码十进制码拔码开关组每一位的显示窗指示出0～9中的一个十进制数字，在A、B、C、D四个输出插口处输出相对应的BCD 码。

每按一次“+”或“-”键，将顺序地进行加1计数或减1计数。

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.614 Vcc7地 图3_1_1表3_1_1输入端输出端1２４５６电位(V)逻辑状态1l l lO111O O1l0001O0O O(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输入端输出端1２ 3４10111213 8电位(V)逻辑状态l111000Ol1110001000O1l l 11O O01l110O O l O0O l0O O O O O O0(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，写出下列图图3_1_2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。

实验一 门电路逻辑功能测试及简单设计一、实验目的1．熟悉数字万用表、示波器和数字电路基础实验箱的使用；2．掌握TTL 和CMOS 与门主要参数的测试方法；3．了解门电路的电压传输特性的测试方法；4．掌握74LS00与非门、74LS02或非门、74LS86异或门、74LS125三态门和CC4011门电路的逻辑功能；5．掌握三态门的逻辑功能。

6．掌握利用门电路设计数字电路的方法。

二、预习要求1．了解TTL 和CMOS 与非门主要参数的定义和意义。

2．熟悉各测试电路，了解测试原理及测试方法。

3．熟悉74LS00、74LS02、74LS86、74LS125和CC4011的外引线排列。

4．画实验电路和实验数据表格。

三、实验原理与参考电路1、TTL 与非门的主要参数TTL 与非门具有较高的工作速度、较强的抗干扰能力、较大的输出幅度和负载能力等优点烟而得到了广泛的应用。

（1）输出高电平OH V ：输出高电平是指与非门有一个以上输入端接地或接低电平时的输出电平值。

空载时，OH V 必须大于标准高电平（V V SH 4.2=），接有拉电流负载时，OH V 将下降。

测试OH V 的电路如图1.1所示。

（2）输出低电平OL V ： 输出低电平是指与非门的所有输入端都接高电平时的输出电平值。

空载时，OL V 必须低于标准电平（V V SL 4.0=），接有灌电流负载时，OL V 将上升。

测试OL V 的电路如图1.2所示。

图1.1 V OH 的测试电路 图1.2 V OL 的测试电路（3）输入短路电流IS I ：输入短路电流IS I 是指被测输入端接地，其余输入端悬空时，由被测输入端流出的电流。

前级输出低电平时，后级门的IS I 就是前级的灌电流负载。

一般IS I ＜1.6mA 。

测试IS I 的电路见图1.3。

（4）扇出系数N ：扇出系数N 是指能驱动同类门电路的数目，用以衡量带负载的能力。

图1.4所示电路能测试输出为低电平时，最大允许负载电流OL I ，然后求得ISOL I I N 。

《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。