15数字逻辑实验指导书1

实验一集成电路的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握Multisim软件的使用方法。

2、掌握集成逻辑门的逻辑功能。

3、掌握集成与非门的测试方法。

二、实验原理TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构,所以称作三极管、三极管逻辑电路(Transistor -Transistor Logic 简称TTL电路。

54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。

所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽,电源允许的范围也更大。

74 系列的工作环境温度规定为0—700C,电源电压工作范围为5V±5%V,而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C,电源电压工作范围为5V±10%V。

54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同,就像54 系列和74 系列的区别那样。

在不同系列的TTL 器件中,只要器件型号的后几位数码一样,则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。

TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广,特别对我们进行实验论证,选用TTL 电路比较合适。

因此,本实训教材大多采用74LS(或74系列TTL 集成电路,它的电源电压工作范围为5V±5%V,逻辑高电平为“1”时≥2.4V,低电平为“0”时≤0.4V。

它们的逻辑表达式分别为:图1.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。

图1.1 TTL 基本逻辑门电路与门的逻辑功能为“有0 则0,全1 则1”;或门的逻辑功能为“有1则1,全0 则0”;非门的逻辑功能为输出与输入相反;与非门的逻辑功能为“有0 则1,全1 则0”;或非门的逻辑功能为“有1 则0,全0 则1”;异或门的逻辑功能为“不同则1,相同则0”。

三、实验设备1、硬件:计算机2、软件:Multisim四、实验内容及实验步骤1、基本集成门逻辑电路测试 (1测试与门逻辑功能74LS08是四个2输入端与门集成电路(见附录1,请按下图搭建电路,再检测与门的逻辑功能,结果填入下表中。

《数字逻辑实验指导书》实验一组合逻辑电路分析与设计一、实验目的：1、掌握PLD实验箱的结构和使用；2、学习QuartusⅡ软件的基本操作；3、掌握数字电路逻辑功能测试方法；4、掌握实验的基本过程和实验报告的编写。

二、原理说明：组合电路的特点是任何时刻的输出信号仅取决于该时刻的输入信号，而与信号作用前电路的状态无关。

(一)组合电路的分析步骤：（二）组合逻辑电路的设计步骤首先根据给定的实际问题进行逻辑抽象，确定输入、输出变量，并进行状态赋值，再根据给定的因果关系，列出逻辑真值表。

然后用公式法或卡诺图法化简逻辑函数式，以得到最简表达式。

最后根据给定的器件画出逻辑图。

三、实验内容(一)组合逻辑电路分析：1.写出函数式，画出真值表；2.在QuartusⅡ环境下用原理图输入方式画出原理图，并完成波形仿真；3.将电路设计下载到实验箱并进行功能验证，说明其逻辑功能。

（必做）(二)1. 设计一个路灯的控制电路，要求在四个不同的路口都能独立地控制路灯的亮灭。

(用异或门实现)画出真值表，写出函数式，画出实验逻辑电路图。

在Quartus Ⅱ环境下实现设计，完成对波形的仿真，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。

（必做）要求：用四个按键开关作为四个输入变量；用一个LED 彩灯（发光二极管）来显示输出的状态，“灯亮”表示输出为“高电平”，“灯灭”表示输出为“低电平”。

2. 设计一个保密锁电路，保密锁上有三个键钮A 、B 、C 。

要求当三个键钮同时按下时，或A 、B 两个同时按下时，或按下A 、B 中的任一键钮时，锁就能被打开；而当不符合上列组合状态时，将使电铃发出报警响声。

试设计此电路，列出真值表，写出函数式，画出最简的实验电路。

(用最少的与非门实现)。

在Quartus Ⅱ环境下实现设计，完成对波形的仿真，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。

（选做）(注：取A 、B 、C 三个键钮状态为输入变量，开锁信号和报警信号为输出变量，分别用F 1用F 2表示。

-------------数字逻辑与数字系统实验指导书青岛大学信息工程学院实验中心巨春民2015年3月-------------实验报告要求本课程实验报告要求用电子版。

每位同学用自己的学号+班级+姓名建一个文件夹（如2014xxxxxxx计算机X班张三），再在其中以“实验x”作为子文件夹，子文件夹中包括WORD 文档实验报告（名称为“实验x实验报告”，格式为实验名称、实验目的、实验内容，实验内容中的电路图用Multisim中电路图复制粘贴）和实验中完成的各Multisim文件、VerilogHDL源文件、电路图和波形图（以其实验内容命名）。

实验一电子电路仿真方法与门电路实验一、实验目的1．熟悉电路仿真软件Multisim的安装与使用方法。

2．验证常用集成逻辑门电路的逻辑功能。

3．掌握各种门电路的逻辑符号。

4．了解集成电路的外引线排列及其使用方法。

5. 学会用Multisim设计子电路。

二、实验内容1．用逻辑门电路库中的集成逻辑门电路分别验证二输入与门、或非门、异或门和反相器的逻辑功能，将验证结果填入表1.1中。

注：与门型号7408，或门7432，与非门7400，或非门7402，异或门7486，反相器7404.2．用L=ABCDEFGH，写出逻辑表达式，给出逻辑电路图，并验证逻辑功能填入表1.2中。

()'三、实验总结四、心得与体会实验二门电路基础一、实验目的1. 掌握CMOS反相器、与非门、或非门的构成与工作原理。

2. 熟悉CMOS传输门的使用方法。

3. 了解漏极开路的门电路使用方法。

二、实验内容1. 用一个NMOS和一个PMOS构成一个CMOS反相器，实现Y=A’。

给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-1。

表2-1 CMOS反相器逻辑功能表2. 用2个NMOS和2个PMOS构成一个CMOS与非门，实现Y=(AB)’。

给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-2。

3. 用2个NMOS和2个PMOS构成一个CMOS或非门，实现Y=(A+B)’。

实验一 实验箱及小规模集成电路的使用一 实验目的1 掌握实验箱的功能及使用方法2 学会测试芯片的逻辑功能二 实验仪器及芯片1 实验箱2 芯片：74LS00 二输入端四与非门 1片74LS86 二输入端四异或门 1片 74LS04 六非门 1片三 实验内容1 测试芯片74LS00和74LS86的逻辑功能并完成下列表格。

（1） 74LS00的14脚接＋5V 电源，7脚接地；1、2、4、5、9、10、12、13脚接逻辑开关，3、6、8、11接发光二极管。

（可以将1、4、9、12接到一个逻辑开关上，2、5、10、13接到一个逻辑开关上。

）改变输入的状态，观察发光二极管。

74LS86的接法74LS00基本一样。

表 74LS00的功能测试表 74LS86的功能测试（2）分析74LS00和74LS86的四个门是否都是完好的。

2 用74LS00和74LS04组成异或门，要求画出逻辑图，列出异或关系的真值表。

（3）利用74LS00和74LS04设计一个异或门。

画出设计电路图。

实验二译码器和数据选择器一实验目的1继续熟悉实验箱的功能及使用方法2掌握译码器和数据选择器的逻辑功能二实验仪器及芯片1 实验箱2 芯片：74LS138 3线－8线译码器 1片74LS151 八选一数据选择器 1片74LS20 四输入与非门 1片三实验内容1 译码器功能测试（74LS138）芯片管脚图如图所示，按照表连接电路，并完成表格。

其中16脚接＋5V，8脚接地，1～6脚都接逻辑开关，7、9、10、11、12、13、14、15接发光二极管。

表2 数据选择器的测试（74LS151）按照表连接电路，并完成表格。

其中16脚接＋5V，8脚接地；9、10、11，为地址输入端，接逻辑开关；4、3、2、1、12、13、14、15为8个数据输入端，接逻辑开关；G为选通输入端，Y为输出端，接发光二极管。

表选通端地址输入端 数据输入端 输出 GA 2 A 1 A 0 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 Y 1 × × × × × × × × × × × 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 11111113 分别用74LS138（配合74LS20）和74LS151实现逻辑函数),,,(7421m m m m F ∑=,要求画出逻辑图。

实验一 逻辑门电路的功能及测试一．实验目的1．掌握了解TTL 系列门电路的外形及逻辑功能。

2. 熟悉集成电路的引脚排列，在实验箱上接线的方法及接线时的注意事项。

二、实验仪器及材料1.NJS-II 实验箱2.TTL 器件：74LS20 1 片、74LS86 1 片 、74LS02 1 片、74LS00 1片、74LS04 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．常用TTL 门电路功能和特点。

3．熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。

4. 画出各实验的电路图。

四．实验原理1． TTL 门电路基本结构门电路是最基本的逻辑元件，它能实现最基本的逻辑功能，即其输入与输出之间存在一定的逻辑关系。

TTL 集成门电路的工作电压为“5V ±10%”。

本实验中使用的TTL 集成门电路是双列直插型的集成电路，其管脚识别方法：将TTL 集成门电路正面（印有集成门电路型号标记）正对自己，有缺口或有圆点的一端置向左方，如图1-1，左下方第一管脚即为管脚“1”，按逆时针方向数，依次为1、2、3、4……。

注意不同的门电路管脚个数不一定相同。

2．图1—2为基本门电路各逻辑功能的测试方法。

图1-1图1-2五.实验内容及步骤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，线连接好后经检查无误方可通电。

1.TTL门电路的功能测试。

将TTL74LS20、74LS86、74LS02、74LS00、74LS04分别按图1-2连线：输入端接逻辑开关，输出端Ｙ接发光二极管，改变输入状态的高低电平，观察二极管的亮灭，并将相应状态变化列出真值表。

2. 利用“与非”门组成其它逻辑门电路，并验证。

（1）用2输入“与非”门组成“或”门(Y=A+B)。

（2）用2输入“与非”门组成“与”门（Y=A∙B）。

（3）用2输入“与非”门组成“同或”门（Y=A⊙B）。

（4）用2输入“与非”门组成“异或”门(Y=A⊕B)。

3. 选做：设计一个4位二进制数为密码的数字密码锁，功能框图见图1-3，如果A1、B1、C1、D1输入的密码与事先设置的密码A0、B0、C0、D0一样时，锁打开时开锁灯亮。

数字逻辑与数字系统实验指导书青岛大学信息工程学院实验中心巨春民2015年3月实验报告要求本课程实验报告要求用电子版。

每位同学用自己的学号+班级+姓名建一个文件夹（如2014xxxxxxx计算机X班张三），再在其中以“实验x”作为子文件夹，子文件夹中包括WORD 文档实验报告（名称为“实验x实验报告”，格式为实验名称、实验目的、实验内容，实验内容中的电路图用Multisim中电路图复制粘贴）和实验中完成的各Multisim文件、VerilogHDL源文件、电路图和波形图（以其实验内容命名）。

实验一电子电路仿真方法与门电路实验一、实验目的1．熟悉电路仿真软件Multisim的安装与使用方法。

2．验证常用集成逻辑门电路的逻辑功能。

3．掌握各种门电路的逻辑符号。

4．了解集成电路的外引线排列及其使用方法。

5. 学会用Multisim设计子电路。

二、实验内容1．用逻辑门电路库中的集成逻辑门电路分别验证二输入与门、或非门、异或门和反相器的逻辑功能，将验证结果填入表1.1中。

注：与门型号7408，或门7432，与非门7400，或非门7402，异或门7486，反相器7404.2．用L=ABCDEFGH，写出逻辑表达式，给出逻辑电路图，并验证逻辑功能填入表1.2中。

()'三、实验总结四、心得与体会实验二门电路基础一、实验目的1. 掌握CMOS反相器、与非门、或非门的构成与工作原理。

2. 熟悉CMOS传输门的使用方法。

3. 了解漏极开路的门电路使用方法。

二、实验内容1. 用一个NMOS和一个PMOS构成一个CMOS反相器，实现Y=A’。

给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-1。

表2-1 CMOS反相器逻辑功能表2. 用2个NMOS和2个PMOS构成一个CMOS与非门，实现Y=(AB)’。

给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-2。

3. 用2个NMOS和2个PMOS构成一个CMOS或非门，实现Y=(A+B)’。

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．熟悉数字电路学习机使用方法 二．实验仪器及材料１．DVCC-D2JH 通用数字电路实验箱 2．器件74LS00 二输入端四与非门 1片 74LS08 二输入端四与门 1片 74LS86 二输入端四异或门 1片 74LS32 二输入端四或门 1片2、按附录中引脚图接线，分别验证或门74LS32、与门74LS08、异或门74LS86的逻辑功能3、信号对门的控制作用利用与非门控制输出．用一片74LS00按图接线，Ｓ接任一电平开关，用发光二极管观察Ｓ对输出脉冲的控制作用．四．实验报告1．按各步聚要求填表。

２．回答问题：（１）怎样判断门电路逻辑功能是否正常？（２）与非门一端输入接连续脉冲，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？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二、实验器件74LS00 二输入端四与非门1片74LS86 二输入端四异或门1片74LS32 二输入端四或门1片74LS08 二输入端四与门1片三、实验内容１、测试用异或门(74LS86)和与非门组成的半加器的逻辑功能。

根据半加器的逻辑表达式可知，半加器Y是A、B的异或，而进位Z是A、B相与。

故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如右图（1）在学习机上用异或门和与门接成以上电路。

A、B接电平开关Y、Z接电平显示。

（2）按下表要求改变A、B状态，填表２、测试全加器的逻辑功能。

（1）按右图接线，A 、B 、C 接电平开关，SO 、C 接发光二极管（2）按下表要求改变A 、B 、C 状态，填表四、实验报告 （１）按要求填表（２）分析如何使用适当的门电路实现半加器与全加器的功能实验三 译码器、数据选择器和总线驱动器一、实验目的1、熟悉集成译码器。

2、了解集成译码器应用。

二、实验仪器及材料74LS138 3—8线译码器2片74LS153 双4选1数据选择器1片74LS244 单向三态数据缓冲器1片74LS245 双向三态数据缓冲器1片74LS20 四输入端二与门1片三、实验内容1、译码器功能测试图为3—8线74LS138引脚图。

目录实验1: 基本逻辑门电路 (2)EDA设计实验的基本步骤和注意事项 (4)实验2: 译码器及其应用 (10)实验3 触发器、移位寄存器的设计和应用 (15)实验4: 计数器 (18)实验5: 数字系统的设计 (19)实验报告格式和内容 (20)实验1: 基本逻辑门电路一、实验目的1: 掌握各种门电路的逻辑功能及测试方法。

2: 学习用与非门组成其它逻辑门电路。

二、实验用的仪器、仪表TEC —５实验箱 74LS00二输入四与非门 三态门74LS125三、实验原理与非门的逻辑功能是: 当输入端中有一个或一个以上低电平时, 输出端为高电平。

只有当输入端全为高电平时, 输出端才为低电平（即有“0”得“1”, 全“1”出“0”）。

三态输出门是一种特殊的门电路。

它与普通的逻辑门电路不同, 它的输出状态除了高、低电平两种状态（均为低阻状态）外, 还有第三种状态,即高阻态。

处于高阻态时, 电路与负载之间相当于开路。

三态门主要用途之一是实现总线传输。

三态输出门符号与功能表如下（此例以低有效的使能器件为例）。

四、实验内容 1: 测试二输入与非门的逻辑功能与非门的输入端接逻辑开关电平, 输出端接发光二极管。

按表1－2所示测试与非门, 并将测试结果填入表中。

B A F •= 表1－１AB2: 学习用二输入与非门构成其他逻辑电路的方法, 并测试。

与门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,所以用2个与非门即可实现与门逻辑功能。

输入A 、B 接逻辑开关, 输出端接发光二极管。

参考表1－１, 设计表格, 并将测试结果填入表中。

或门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,所以用3个与非门即可实现或门逻辑功能。

输入A 、B 接逻辑开关, 输出端接发光二极管。

参考表1－1, 设计表格, 并将测试结果填入表中。

异或门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,根跟据此异或逻辑表达式经过变换, 逻辑图如下, 请自行验证此逻辑图的正确性, 同时思考如果直接据逻辑表达式画逻辑图, 效果如何, 近而体会变换的作用。

目录第1章数字逻辑电路实验基础知识 (1)1.1 实验的基本过程 (1)1.1.1 实验预习 (1)1.1.2 实验数据记录 (1)1.2.3 实验报告 (2)1.2 实验操作规范和常见故障检查方法 (3)1.2.1 实验基本操作规程 (3)1.2.2 电路连接操作 (4)1.2.3 故障检查方法 (5)1.3 常用数字集成芯片的参数与主要性能 (6)1.3.1 集成电路的型号命名法 (6)1.3.2 数字集成电路的分类 (6)1.3.3 数字集成电路特点及使用须知 (9)1.4 数字逻辑电路的测试方法 (11)1.4.1组合逻辑电路的测试 (11)1.4.2时序逻辑电路的测试 (11)第2章数字逻辑实验基本技能 (12)2.1 实验基本目标要求 (12)2.2 实验技能基本要求 (12)2.3 实验内容基本要求 (14)第3章数字逻辑电路基本实验 (16)实验一：EDA软件QuartusII的使用 (16)实验二：实验仪器的使用及元器件测试 (16)实验三：组合电路险象观察与排除 (17)实验四：简单逻辑电路功能分析与变换 (18)实验五：运算器电路分析与设计 (18)实验六：状态监测电路设计 (19)实验七：符合判别电路设计 (20)实验八：多数表决器设计 (22)实验九：译码器测试实验 (22)实验十：数据选择器测试实验 (24)实验十一：逻辑函数发生器设计 (25)实验十二：二进制码∕BCD码变换器设计 (26)实验十三：格雷码变换器设计 (27)实验十四：BCD码加法器设计 (27)实验十五：触发器功能测试 (28)实验十六：四相时钟分配器设计 (29)实验十七：四位二进制计数器功能测试 (31)实验十八：异步十进制计数器设计 (32)实验十九：集成计数器测试实验 (33)实验二十：集成计数器应用设计 (34)实验二十一：数码显示电路实验 (35)第4章数字逻辑综合设计实验 (37)设计项目一：数字时钟设计 (37)设计项目二：出租车计价器设计 (40)设计项目三：交通灯控制器设计 (50)设计项目四：电子密码锁设计 (55)设计项目五：智力竞赛抢答器设计 (59)其他参考选择题目 (64)。

数字电路与逻辑设计实验指导2015年1月实验一集成电路的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握Multisim软件的使用方法。

2、掌握集成逻辑门的逻辑功能。

3、掌握集成与非门的测试方法。

二、实验原理TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构，所以称作三极管、三极管逻辑电路（Transistor -Transistor Logic ）简称TTL电路。

54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。

所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽，电源允许的范围也更大。

74 系列的工作环境温度规定为0—700C，电源电压工作范围为5V±5%V，而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C，电源电压工作范围为5V±10%V。

54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同，就像54 系列和74 系列的区别那样。

在不同系列的TTL 器件中，只要器件型号的后几位数码一样，则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。

TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广，特别对我们进行实验论证，选用TTL 电路比较合适。

因此，本实训教材大多采用74LS(或74)系列TTL 集成电路，它的电源电压工作范围为5V±5%V，逻辑高电平为“1”时≥2.4V，低电平为“0”时≤0.4V。

它们的逻辑表达式分别为：图1.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。

图1.1 TTL 基本逻辑门电路与门的逻辑功能为“有0 则0，全1 则1”；或门的逻辑功能为“有1则1，全0 则0”；非门的逻辑功能为输出与输入相反；与非门的逻辑功能为“有0 则1，全1 则0”；或非门的逻辑功能为“有1 则0，全0 则1”；异或门的逻辑功能为“不同则1，相同则0”。

三、实验设备1、硬件：计算机2、软件：Multisim四、实验内容及实验步骤1、基本集成门逻辑电路测试 （1）测试与门逻辑功能74LS08是四个2输入端与门集成电路（见附录1），请按下图搭建电路，再检测与门的逻辑功能，结果填入下表中。

数字逻辑实验要求随着大规模集成电路的迅速发展，数字电路技术已非常广泛地应用到各行各业之中。

数字系统的设计方法也发生了根本的变化由原来的标准集成电路，如从开始的TTL集成电路，到后来的GAL 编程芯片，再到现在迅速普及使用的ASIC专用集成电路和VHDL硬件描述语言的出现及系统级仿真和综合技术，成为电子设计自动化（EDA）技术向更高层次发展的重要因素，采用EDA技术可以极大的提高设计效率和设计精度。

其特点主要包括两个方面：1，采用可编程逻辑器件后对系统硬件的改造。

在各种大规模的高速数据采集和处理系统中，可编程逻辑部件可以高速、准确的完成一些控制算法，并且简化了系统结构。

2，改进了系统设计方案。

EDA环境下的系统设计一般都采用自上而下的设计方法，它采用概念输入模式，突破破了具体工艺的束缚。

对于模拟电路和数字电路的设计，EDA提供了丰富的参数优化工具及模型库和建模工具，其硬件描述语言（HDL）不依赖于特定的工艺和固定的设计方法。

并且能够提供统一的防真环境，使模拟电路、数字电路和硬件描述语言动态的连接起来，同步协调地运行。

系统的软硬、件还可以同时设计，从而有效解决设计中的瓶颈问题，缩短了设计时间。

同时，EDA技术可以对系统产生测试向量，进行故障仿真，从而可以大大降低实际系统的故障率。

因此，在我们的数字逻辑实验设计内容中，将按照上述几种典型的常用芯片进行设计，如TTL电路用EDA进行设计方法，GAL芯片使用方法，又必须了解掌握和使用新的数字系统的设计方法，如FPGA芯片的使用方法及用VHDL等硬件描述语言进行编程等。

目的就是让我校计算机系的本科学生了解掌握和使用先进的电路设计方法。

《数字逻辑电路设计》是计算机专业硬件设计必修基础课，是一门理论与实践紧密结合的课程，其目的在于切实加强学生数字电路技术的分析和应用。

与《数字逻辑电路设计》相配套的数字逻辑实验是一门实验性较强的课程，是教学中的一个非常重要环节，通过实验不仅可以使学生在消化、巩固、加深理解开拓课堂教学内容，培养学生严谨认真求实的科学态度，培养学生实际动手的实践技能，提高学生分析和解决问题的能力，还可以帮助学生了解多种常用芯片的特性，及使用方法，掌握计算机局部逻辑的设计和调试和验证过程。

实验一基本逻辑门实验一、实验目的1.熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。

2.熟悉数字电路实验箱的使用。

二、实验器材1.数字万用表1块2.数字电路实验箱1台3.二输入四与非门74LS001片4.二输入四或非门74LS02 1片5.二输入四异或门74LS86 1片6.六反相器74LS04 1片三、实验说明本实验采用的集成块引脚排列见图1-1所示：1.将被测器件插入实验箱上的14芯插座中。

2.将器件的引脚7与实验箱的“地（GND）”连接，引脚14与实验箱的“+5V”直流电源连接。

3.用实验箱的电平开关输出作为被测器件的输入。

拨动开关，则改变器件的输入电平。

4.将被测器件的输出引脚与实验箱上的电平指示灯连接。

指示灯亮表示输出电平为1，指示灯灭表示输出电平为0。

四、实验内容及步骤1.与非门逻辑功能测试按图1-2连接电路，输出结果记入表1-1中。

表1-12.异或门逻辑功能测试按图1-3连接电路，输出结果记入表1-2中。

表1-2按图1-4连接电路，输出结果记入表1-34.门电路输出控制分别按图1-5连接电路，S 为电平开关，一个输入端接连续脉冲，用示波器观察输出端波形，记入表1-4中。

74LS00D&R 300LEDA BA BY表1-4五、实验总结1.由表1-2和1-3写出逻辑表达式，指出电路逻辑功能。

2.说明与非门在什么情况下封锁信号，在什么情况下允许信号通过？3.若用异或门作为控制门，一端接电平开关S ，另一端接连续脉冲，情形会怎样？74LS00D&SY74LS02D>=1SY实验二数据选择器和译码器一、实验目的1.掌握译码器的逻辑功能及应用。

2.掌握数据选择器的逻辑功能及应用。

二、实验器材1.数字万用表1块2.数字电路实验箱1台3.数字存储示波器1台4.3线-8线译码器74LS138 1片5.八选一数据选择器74LS151 1片6.四输入二与非门74LS20 1片7.4线－七段译码器/驱动器4511 1片8.共阴极七段显示器1片三、实验说明1.74LS138、74LS151、74LS20和4511的引脚图如图2-1所示。

数字逻辑实验讲义实验一 基本逻辑门电路测试一．实验目的：1. 掌握TTL 与非门主要外部特性参数的测试方法。

2. 掌握TTL 与非门逻辑功能测试方法。

2. 熟悉数字电路实验箱、数字万用表的使用。

二．实验仪器及器件：1.数字电路实验箱 1台2.数字万用表 1块3.器件： 74LS00 四2输入与非门 1片 电阻：200Ω 1个三．实验预习：复习TTL 与非门的逻辑功能、主要参数及其测量方法和电压传输特性。

四．实验原理：TTL 与非门电路是目前较为普遍的一种集成门电路。

本实验采用四2输入与非门74LS00，即在一块集成块内含有四个互相独立的与非门,每个与非门有2个输入端。

其电路图、逻辑符号及引脚排列如图1(a)、(b)、(c)所示。

图1出0。

与非门的逻辑函数式：Y=AB 对于使用集成电路者来说，所关心的是集成门电路从导通到截止所需要的转Y A B (b)+ V (+5V) (c) 74LS00换条件其所表现出来的转换特性，诸如开门电平、输出高电平、输出低电平等这样一些静态参数，以及诸如平均传输延迟时间一类动态参数的测量，下图所示为与非门电路的转换特性（电压传输特性）曲线，它表示输入由低电平变到高电平时输出电平的相应变化，所有这些都是选择和设计电路所必须了解的。

五．实验内容：1.测试TTL 与非门的静态参数：（1）输入短路电流I IS 和输入漏电流I IH ： I IS （或I IL ）：指被测输入端接地，其余输入端和输出端悬空时，由被测输入端流出的电流。

也称低电平输入电流。

在由多级门构成的电路中，I IS 相当干前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流。

因此，I IS 关系到前级门的灌电流负载能力，I IS 越小，前级门带负载的个数就越多。

测试电路如图2（a ）所示。

I IH ：指被测输入端接高电平，其余输入端接地，输出端悬空时，流入被测输入端的电流。

也称高电平输入电流。

在由多级门构成的电路中，它相当于前级门输出高电平时，前级门的拉电流负载。

答案数字逻辑实验指导书（Multisim）答案本文档旨在为数字逻辑实验中使用Multisim软件的学生提供详细的步骤和答案解析。

以下是针对常见实验的答案。

实验一：简单门电路实验1. 题目描述设计一个两输入门电路，使用Multisim软件验证其功能。

2. 答案在Multisim软件中，选择“逻辑门”部分。

在工作区中拖动两个输入开关和一个输出指示灯到工作区。

在两个输入开关的属性设置中，将“初始状态”设置为1（ON）。

连接两个开关和输出指示灯，使电路完成。

3. 实验过程1.打开Multisim软件。

2.在组件库中找到“逻辑门”部分，并从中选择两个输入开关和一个输出指示灯。

3.拖动这些组件到工作区。

4.右键单击其中一个输入开关，选择属性编辑。

5.在属性编辑对话框中，将“初始状态”设置为1（ON），然后点击“确定”。

6.重复上一步，将另一个输入开关的属性也设置为1（ON）。

7.连接两个输入开关和输出指示灯，以完成电路。

8.在工具栏上点击“运行”按钮，观察输出指示灯的状态。

4. 实验结果在两个输入开关的状态均为1（ON）时，输出指示灯也将亮起。

实验二：组合逻辑电路实验1. 题目描述设计一个组合逻辑电路，使用Multisim软件验证其功能。

2. 答案在Multisim软件中，选择“逻辑门”部分。

在工作区中拖动两个输入开关和一个输出指示灯到工作区。

在两个输入开关的属性设置中，将“初始状态”设置为1（ON）。

连接两个开关和输出指示灯，使电路完成。

3. 实验过程1.打开Multisim软件。

2.在组件库中找到“逻辑门”部分，并从中选择两个输入开关和一个输出指示灯。

3.拖动这些组件到工作区。

4.右键单击其中一个输入开关，选择属性编辑。

5.在属性编辑对话框中，将“初始状态”设置为1（ON），然后点击“确定”。

6.重复上一步，将另一个输入开关的属性也设置为1（ON）。

7.连接两个输入开关和输出指示灯，以完成电路。

8.在工具栏上点击“运行”按钮，观察输出指示灯的状态。

《数字逻辑》实验指导书计算机科学与技术与学院二○一五年目录实验一集成门电路逻辑功能测试及逻辑变换 (1)实验二组合逻辑电路功能测试及应用电路设计 (5)实验三触发器的应用 (9)实验四计数器及其设计 (12)实验一集成门电路逻辑功能测试及逻辑变换【目的与要求】1、掌握TTL集成逻辑门电路的逻辑功能和测试方法。

2、掌握TTL器件的使用规则以及实现逻辑变换的方法。

3、学习查阅集成电路器件手册，熟悉集成电路封装与引脚。

4、熟悉数字电路实验装置的结构、基本功能和使用方法。

【实验仪器和器件】1、数字电路实验箱2、实验器件74LS00、74LS32、74LS86【实验原理】74LS00为二输入四与非门，即在一块集成芯片内含有四个互相独立的与非门，每个与非门有两个输入端。

与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平。

其逻辑表达式为：BAY⋅=。

74LS32为二输入四或门，即在一块集成芯片内含有四个互相独立的或门，每个或有两个输入端。

或门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是高电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为低电平时，输出端才是低电平。

其逻辑表达式为：Y=A+B。

74LS54是一个2-3-3-2输入与或非门，其逻辑功能为：JIHGFEDCBAY⋅+⋅⋅+⋅⋅+⋅=74LS86为二输入四异或门，即在一块集成芯片内含有四个互相独立的异或门，每个异或门有两个输入端。

异或门的逻辑功能是：当两个输入为相同的电平时，输出端为低电平；当两个输入为不同的电平时，输出端为高电平。

其逻辑表达式为：BAY⊕=。

【实验内容】1、集成逻辑门电路的功能测试（1）测试与非门74LS00的逻辑功能，给出测试电路及其真值表。

74LS00真值表（2）测试或门74LS54的逻辑功能，给出其真值表。

由于实验箱输入端个数的限制，所以为了在现有实验条件下测试其功能，对芯片与或非门74LS54做如下的连接并进行测试，结果填入下表。

Xuzhou Institute of Technology数字逻辑电路实验指导书使用班级：15级计算机专业2016年9月目录学生实验守则 (3)电工电子实验室安全制度 (4)实验报告要求 (5)实验一 THD-1数字电路箱的使用 (6)实验二 TTL集成门电路 (9)实验三组合逻辑电路设计 (13)实验四综合实验（组合电路）................. 错误!未定义书签。

实验五译码器、显示器....................... 错误!未定义书签。

实验六触发器 . (16)实验七计数器及其应用 (24)实验八 555定时器 (28)实验九移位寄存器 .......................... 错误!未定义书签。

实验十综合实验（时序电路）................. 错误!未定义书签。

附录1 V-252型双踪示波器.................... 错误!未定义书签。

附录2 EE1641B型函数信号发生器.............. 错误!未定义书签。

附录3 SX2172型交流毫伏表................... 错误!未定义书签。

附录4 VC9801+型数字万用表 (29)附录5 EWB电子仿真软件 (33)学生实验守则一、参加实验时应衣冠整洁。

进入实验室后应保持安静，不要大声喧哗和打闹，妨碍他人学习和实验。

不准吸烟，不准随地吐痰，不准乱扔纸屑及杂物。

二、进行实验时必须严格遵守实验室的规章制度和仪器操作规程。

爱护仪器设备，节约实验器材，未经许可不得乱动实验室的仪器设备。

三、注意人身安全和设备安全。

若仪器出现故障，要立即切断电源并立即向指导教师报告，以防故障扩大。

待查明原因、排除故障之后才可继续进行实验。

四、要以严格、认真的科学态度进行实验，结合所学理论，独立思考，分析研究实验现象和数据。

五、实验完毕后必须收拾整理好自己使用的仪器设备，保持实验台整洁，填写实验仪器使用记录。

实验一实验箱及小规模集成电路的使用一实验目的1掌握实验箱的功能及使用方法2学会测试芯片的逻辑功能 二实验仪器及芯片 1实验箱 2芯片：74LS00二输入端四与非门1片 74LS86二输入端四异或门 1片 74LS04六非门1片三实验容1测试芯片74LS00和74LS86的逻辑功能并完成下列表格。

(1) 74LS00的14脚接+ 5V 电源，7脚接地；1、2、4、5、9、10、12、13脚接逻辑开 关，3、6、& 11接发光二极管。

(可以将1、4、9、12接到一个逻辑开关上，2、5、10、 13接到一个逻辑开关上。

)改变输入的状态，观察发光二极管。

74LS86的接法74LS00基本一样。

输入输入输出1、 4、 9、 122、5、10、13368110 00 111 1表的功能测试输入输入输出1、 4、 9、 122、5、10、13368110 00 11 011(3)利用74LS00和74LS04设计一个异或门。

画出设计电路图。

(2)分析74LS00和74LS86的四个门是否都是完好的。

2用74LS00和74LS04组成异或门，要求画出逻辑图，列出异或关系的真值表。

实验二译码器和数据选择器实验目的1继续熟悉实验箱的功能及使用方法2掌握译码器和数据选择器的逻辑功能二实验仪器及芯片1实验箱2芯片：74LS138 3线—8线译码器1片74LS151八选一数据选择器1片74LS20 四输入与非门1片三实验容1译码器功能测试（74LS138）芯片管脚图如图2.1所示，按照表 2.1连接电路，并完成表格。

其中16 脚接+ 5V, 8 脚接地，1〜6脚都接逻辑开关，7、9、10、11、12、13、14、15接发光二极管。

表2.12数据选择器的测试（74LS151)按照表2.2连接电路，并完成表格。

其中16脚接+ 5V, 8脚接地；9、10、11,为地址输入端，接逻辑开关；4、3、2、1、12、13、14、15为8个数据输入端，接逻辑开关；G为选通输入端，Y为输出端，接发光二极管。