数字电路实验流程

实验二门电路逻辑变换一.实验目的1 学会门电路逻辑变换的基本方法。

2 掌握虚拟实验逻辑转换器的使用方法。

二.实验设备安装有Multsim10软件的个人电脑。

三.实验原理图2 1是门电路逻辑变换实验原理图。

3个与非门和1个与门按图中的连接，表达为同或门的逻辑功能。

图2—1四.实验步骤1 打开电脑Multsim10操作平台。

从元件库中取出与非门3个、与门1个，以及双刀开关两个、电阻器、电源等，连接组成图2 -2的实验电路。

2 打开工作开关，电路工作正常后，依次拨动开关J1与J2，观察探针的变化。

开关J1与J2转接电源端为H_接地端为L；探针发亮为H_熄灭为L，将观察结果填入表2- 1。

表2-1J1 J2 探针L L HL H LH L LH H H图2—21）J1接电源，J2接地2）J1接地，J2接电源3）J1接地，J2接地4）J1接电源，J2接电源3将表2- 1变换为如下表2-2的真值表。

开关J1为A，J2为B，H为“1”，L为“0”；探针x1为F发亮为“1”，熄灭为“0”。

表2-2A B F0 0 10 1 01 0 01 1 14 按上述图2-2写出逻辑表达式为BAF，根据真值表及=BA∙+∙逻辑表达式判断，它是一个同或门电路。

5 逻辑转换器的使用重新设置Multisim仿真工作界面，运用逻辑转换器，转换出逻辑表达式为BF+=的门电路逻辑图，然后配置开关、探针等，并将电ABA路仿真运转验证，列出实验验证结果(例如上述表2-1)。

应注意，在逻辑转换器中，逻辑表达式有不同，要用“’”表示求反，例如用A’来表示A的求反即A，其它类似。

1）点击simulate-----instruments------logic converter，打开逻辑转换仪。

2）设计出逻辑函数表达式为：B=，如图1所示。

F+ABA3）点击右边第五个图标，把逻辑表达式转换为与，或非门电路，如图2所示。

4）点击右边第六个图标，把逻辑表达式转换为与非门电路，如图3所示。

绪论数字逻辑电路是高等学校计算机科学技术专业中的一门主要的技术基础课程，它是为培养计算机科学技术专业人才的需要而设置的，它为计算机组成原理、微型机与其应用等后续课程打下牢固的硬件基础。

数字逻辑电路是一门理论性和实践性均较强的专业基础课，实验是数字逻辑电路课程中极其重要的实践环节。

通过数字逻辑电路实验可以使学生真正掌握本课程的基本知识和基本理论，加强对课本知识的理解，有利于培养各方面的能力；有利于实践技能的提高；有利于严谨的科学作风的形成。

一、常用电子仪器的使用1、示波器2、THD—4型数字电路实验箱3、万用表二、实验课的程序1．实验预习由于实验课的时间有限，因此，每次实验前要作好预习，写好预习报告。

预习的要求：a．理解实验原理，包括所用元器件的功能。

b．粗略了解实验具体过程。

c．根据实验要求，画好实验线路与数据表格。

2．实验操作每次测量后，应立即将数据记录下来，并由实验老师签字。

实验操作一般步骤：（1）在连接实验线路之前，必须保证“数字电路实验箱”所有电源关闭；（2）按所画的实验线路图连接实验线路，所用短路线必须事先用万用表检查，以减少故障点；（3）实验线路连接完成后，必须仔细检查实验线路，以保证实验线路连接无误；（4）实验线路连接正确后，接通电源，进行具体实验。

（5）如变动实验线路，必须从（1）重新进行。

故障检查方法与处理：（1）检查元器件的接入电源是否正确；（2）使实验线路处于静态，用万用表“直流电压挡”，从输入级向输出级逐级检查逻辑电平，确定故障点；（3）关闭“数字电路实验箱”电源，用万用表“欧姆挡”，检查实验线路连接是否正确，确定故障点；（4）关闭“数字电路实验箱”电源，按实验操作一般步骤（2）（3）（4）将故障排除。

3．实验报告写实验报告应有如下项目：（1）实验目的（2）实验内容（3）实验设备与元器件（4）实验元器件引脚图（5）实验步骤、实验线路与实验记录等（6）实验结果与故障处理分析、讨论和体会等（7）“思考题”要求同学在完成基本实验内容的前提下去做，并将实验内容、实验所用器件、线路、结果与分析等做副页附在实验报告最后，其副页由实验老师签字确认。

实验一基本门电路（验证型）一、实验目的（1）熟悉常用门电路的逻辑功能；（2）学会利用门电路构成简单的逻辑电路。

二、实验器材数字电路实验箱 1台；74LS00、74LS02、74LS86各一块三、实验内容及步骤1、TTL与非门逻辑功能测试（1）将四2输入与非门74LS00插入数字电路实验箱面板的IC插座上，任选其中一与非门。

输入端分别输入不同的逻辑电平（由逻辑开关控制），输出端接至LED“电平显示”输入端。

观察LED亮灭，并记录对应的逻辑状态。

按图1－1接线，检查无误方可通电。

图1－1表1－1 74LS00逻辑功能表2、TTL或非门、异或门逻辑功能测试分别选取四2输入或非门74LS02、四2输入异或门74LS86中的任一门电路，测试其逻辑功能，功能表自拟。

3、若要实现Y=A′, 74LS00、74LS02、74LS86将如何连接，分别画出其实验连线图，并验证其逻辑功能。

4、用四2输入与非门74LS00实现与或门Y=AB+CD的功能。

画出实验连线图，并验证其逻辑功能。

四、思考题1.TTL与非门输入端悬空相当于输入什么电平？2.如何处理各种门电路的多余输入端？附：集成电路引出端功能图实验二组合逻辑电路（设计型）一、实验目的熟悉简单组合电路的设计和分析过程。

二、实验器材数字电路实验箱 1台，74LS00 三块，74LS02、74LS04、74LS08各一块三、实验内容及步骤1、设计一个能比较一位二进制A与 B大小的比较电路，用X1、X2、X3分别表示三种状态：A>B时，X1=1;A<B时X2=1;A=B时X3＝1。

(用74LS04、74LS08和74LS02实现）要求：（1）列出真值表；（2）写出函数逻辑表达式；（3) 画出逻辑电路图，并画出实验连线图；（4）验证电路设计的正确性。

2、测量组合电路的逻辑关系：（1）图3-2电路用3块74LS00组成。

按逻辑图接好实验电路，输入端A、B、C 分别接“逻辑电平”，输出端D、J接LED“电平显示”；图3-2 表3－2（2）按表3－2要求，将测得的输出状态和LED显示分别填入表内；（3）根据测得的逻辑电路真值表，写出电路的逻辑函数式，判断该电路的功能。

数字电路实验数字电路实验是电子工程相关专业的一门重要实践课程，旨在帮助学生掌握数字电路设计与实验的基本原理、方法和技能。

通过实验，学生可以加深对数字电路理论知识的理解，提升实践能力和创新思维，为将来从事电子工程领域的研究和实践奠定坚实的基础。

一、实验目的数字电路实验的目的是培养学生的实验操作技能，提高学生的动手实践能力，掌握数字电路设计和测试的方法。

通过实际操作，学生可以了解数字电路的基本原理、功能及其实验现象，加深对数字电路的理论知识的理解。

二、实验器材数字电路实验需要以下器材和设备：1. 实验箱：用于组装和连接数字电路实验电路。

2. 示波器：用于观察和测量电路中的信号波形。

3. 信号发生器：用于产生各种测试信号。

4. 计数器：用于计数和测量电路中的脉冲频率。

5. 多用途通用测试仪：用于电路测试和故障诊断。

三、实验内容数字电路实验的内容主要包括以下几个方面：1. 数字逻辑门电路实验：包括与门、或门、非门、与非门、异或门等的实验。

2. 组合逻辑电路实验：包括编码器、解码器、复用器、译码器等的实验。

3. 时序逻辑电路实验：包括时钟、触发器、时序逻辑门、计数器、寄存器等的实验。

4. 数字电路综合实验：通过综合实验，学生需自主设计数字电路，实践数字电路设计的基本方法和技巧。

四、实验步骤1. 根据实验内容和要求，选择适当的实验器材和设备。

2. 设计和搭建数字电路实验电路，注意连接的准确性和稳定性。

3. 使用示波器和信号发生器对电路进行测试和调试，观察和测量信号波形和频率。

4. 记录实验过程中的数据和现象，并进行数据分析和处理。

5. 总结实验结果，撰写实验报告，包括实验目的、原理、电路图、实验步骤、数据分析和结论等内容。

五、实验注意事项1. 实验前需充分了解实验原理和电路设计，做好实验准备工作。

2. 实验操作过程中要注意安全，遵守实验室的各项规定。

3. 实验过程中需认真记录数据和现象，保证实验结果的准确性和可靠性。

数字电路实验报告实验目的本实验的目的是通过对数字电路的实际操作，加深对数字电路原理和实验操作的理解。

通过实验，理论联系实际，加深学生对数字电路设计和实现的认识和理解。

实验内容本次实验的实验内容主要包括以下几个方面：1.数码管显示电路实验2.时序电路实验3.组合电路实验实验仪器和器材本次实验所使用的仪器和器材包括：•真空发光数字数码管•通用数字逻辑芯片•实验箱•数字电路设计软件•示波器数码管显示电路实验在数码管显示电路实验中，我们将使用真空发光数字数码管和逻辑芯片来实现数字数码管的显示功能。

具体的实验步骤如下：1.按照实验箱上的电路图，将逻辑芯片及其它所需器件正确连接。

2.通过数字电路设计软件，编写和下载逻辑芯片的程序。

3.观察数码管的显示效果，检查是否符合预期要求。

时序电路实验时序电路是数字电路中非常重要的一部分，通过时序电路可以实现各种各样的功能。

在时序电路实验中，我们将通过设计一个简单的计时器电路来学习时序电路的设计和实现。

具体的实验步骤如下：1.在实验箱上按照电路图连接逻辑芯片及其它所需器件。

2.通过数字电路设计软件，编写和下载逻辑芯片的程序。

3.通过示波器观察时序电路的波形，检查是否符合设计要求。

组合电路实验组合电路是由多个逻辑门组合而成的电路，可以实现各种逻辑功能。

在组合电路实验中，我们将使用逻辑芯片和其他器件，设计并实现一个简单的闹钟电路。

具体的实验步骤如下：1.在实验箱上按照电路图连接逻辑芯片及其它所需器件。

2.通过数字电路设计软件，编写和下载逻辑芯片的程序。

3.测试闹钟电路的功能和稳定性，检查是否符合设计要求。

实验结果与分析通过以上的实验，我们成功地实现了数码管显示、时序电路和组合电路的设计和实现。

实验结果表明，在正确连接逻辑芯片和其他器件，并编写正确的程序的情况下，我们可以实现各种各样的数字电路功能。

通过实验过程中的观察和测试，我们也发现了一些问题和改进的空间。

例如，在时序电路实验中，我们发现时序电路的波形不够稳定，可能需要进一步优化。

实验一秒表计数器的设计实验目的:本实验通过设计四种频率可选的数字时钟系统, 以达到熟悉VHDL 语言编程语法、设计思路和熟练掌握Quartus II 开发软件的目的。

二、实验内容:该数字时钟的显示格式如下所示: HH: MM: SS, 其中HH表示时计数的两位, MM表示分计数的两位, SS表示秒计数的两位。

本系统输入信号分别为复位信号rst(高有效)、sel(两位信号, 分别可以选择2分频、4分频8分频和16分频)、clk_in(时钟信号)、8位时输出、8位分输出、8位秒输出(其中高4为表示对应的高半字节、低4位表示的低半字节, 譬如当时间为08:59:30时, 时输出为”0000_1000”,分输出为”0101_1001”,秒输出为”0011_0000”)。

该时钟系统可以通过Sel信号时钟运行的快慢。

三、实验流程:通过对实验内容的分析: 可以考虑时钟系统的可由三部分组成: 1.分频器:分频器为时序电路并且通过《数字电路》理论课程的学习可知由计数器来实现, 同学可以回想一下实验1中是如何实现计数器电路的设计）, 该模块主要产生2.4.8、16分频的时钟信号；2.多路选择器:在VHDL中多路选择器为组合逻辑, 可以有多种实现方法, 在这里主要选用了case语句来实现。

该模块的作用是从分频器中根据Sel信号选择适当的时钟信号；3.时钟控制器:该模块比较复杂, 主要实现功能是实现一个24小时的计时。

当时间为00:00:59的时候下一个时钟到来时状态的跳变为00:01:00, 计时中多数计数为加1操作, 有几个特殊状态需要重点考虑：当时间产生分进数时, 譬如上例。

当时间产生时进数时, 譬如00:01:59时刻的下一个状态为00:02:00;当时间产生时进数时, 譬如00:59:59是个的下一个状态为01:00：00。

当时间产生天进数时, 譬如23:59:59的下一个状态为00:00:00。

四、仿真要求:1、本次试验的结果全部采用功能仿真分析:在结果图中能够看到让复位信号rst为有效的情况下, 所有的输出为00:00:00；2.当频率选择输出分别为”00”、”01”、”10”、”11”时秒为的进数分别包含2.4.8、16倍clk_in的时钟周期；3.可以看到完整的计时周期00:00:00->23:59:59->00:00:00。

数字电路实验报告实验一、引言数字电路是计算机科学与工程学科的基础，它涵盖了数字信号的产生、传输、处理和存储等方面。

通过数字电路实验，我们可以深入了解数字电路的原理和设计，掌握数字电路的基本知识和实验技巧。

本报告旨在总结和分析我所进行的数字电路实验。

二、实验目的本次实验的目的是通过搭建和测试电路，验证数字电路的基本原理，掌握数字电路实验中常用的实验仪器和操作方法。

具体实验目的如下：1. 组装和测试基础门电路，包括与门、或门、非门等。

2. 理解和实践加法器电路，掌握准确的运算方法和设计技巧。

3. 探究时序电路的工作原理，深入了解时钟信号和触发器的应用。

三、实验装置和材料1. 模块化数字实验仪器套装2. 实验台3. 数字电路芯片（例如与门、或门、非门、加法器、触发器等）4. 连接线、电源、示波器等。

四、实验步骤及结果1. 实验一：组装和测试基础门电路在实验台上搭建与门、或门、非门电路，并连接电源。

通过连接线输入不同的信号，测试输出的结果是否与预期一致。

记录实验步骤和观察结果。

2. 实验二：实践加法器电路将加法器电路搭建在实验台上，并输入两个二进制数字，通过加法器电路计算它们的和。

验证求和结果是否正确。

记录实验步骤和观察结果。

3. 实验三：探究时序电路的工作原理将时序电路搭建在实验台上，并连接时钟信号和触发器。

观察触发器的状态变化，并记录不同时钟信号下的观察结果。

分析观察结果，总结时序电路的工作原理。

五、实验结果与分析1. 实验一的结果与分析：通过测试与门、或门、非门电路的输入和输出，我们可以观察到输出是否与预期一致。

若输出与预期一致，则说明基础门电路连接正确，电路工作正常；若输出与预期不一致，则需要检查电路连接是否错误，或者芯片损坏。

通过实验一，我们可以掌握基础门电路的搭建和测试方法。

2. 实验二的结果与分析：通过实践加法器电路，我们可以输入两个二进制数字，并观察加法器电路的运算结果。

如果加法器电路能正确计算出输入数字的和，则说明加法器电路工作正常。

数字电路实验实验⼀：数字实验箱的基本操作⼀、实验⽬的1、熟悉数字电路实验箱的结构、基本功能和使⽤⽅法。

2、理解数字电路及数字信号的特点。

3、掌握数字电路的基本搭建⽅法4、熟悉数字电路实验的操作要求和规范。

⼆、实验设备与仪器数字电路实验箱、数字式万⽤表。

三、实验原理1、七段显⽰译码器——CC4511引脚图如图1-1⽰。

V DD f g a b c d e图1-1 七段显⽰译码器——CC4511第8脚为负极，16脚为电源正极，A、B、C、D为BCD码输⼊端，a、b、c、d、e、f、g、h 为译码输出端，输出１有效，⽤于驱动共阴极LED数码管2、七段数码显⽰器（共阴极）结构图如下图所⽰。

四、实验内容及⽅法1、熟悉数字实验箱的组成和各部分的基本作⽤。

2、将实验箱中的四组拨码开关的输出A i、B i、C i、D i分别接⾄CC4511的对应输⼊⼝，接上+5V电源，然后按功能表的要求揿动四个数码的增减键和操作三个开关，观测盘上的四位数与LED数码管显⽰的对应数字是否⼀致，以及译码显⽰是否正常，记⼊表4.10。

五、实验思考题1．拨码开关的输出A i、B i、C i、D i的优先级别是怎么排列的，⽽CC4511的对应输⼊⼝A、B、C、D的优先级别⼜是怎么样的。

六、总结实验⼆、组合逻辑电路的设计与测试（1）（利⽤⼩规模集成芯⽚）⼀、实验⽬的1、掌握组合逻辑电路的分析和设计⽅法。

2、学习并掌握⼩规模芯⽚（SSI）的基本测试⽅法及实现各种组合逻辑电路的⽅法。

3、学习⽤仪器检测故障，排除故障。

⼆、实验设备与仪器数字电路实验箱、数字式万⽤表、74LS00⼀⽚（四2输⼊与⾮门）、74LS20（⼆4输⼊与⾮门）两⽚。

三、实验原理1．分析逻辑电路的⽅法：根据逻辑电路图---写出逻辑表达式---化简逻辑表达式（公式法、卡诺图法）---画出逻辑真值表---分析得出逻辑电路解决的实际问题（逻辑功能）。

2．设计组合电路的⼀般步骤如图2-1所⽰。

数字电路实验指导书江汉大学计科系计算机硬件教研室目录一实验的一般程序二实验台介绍三实验一逻辑门功能验证及应用电路实验四实验二组合电路功能验证及应用电路实验五实验三触发器功能验证及应用电路实验六实验四时序电路功能验证及应用电路实验七实验五串行加法器的设计八实验六汽车尾灯控制器的设计九实验七数字马表的设计十实验八数字密码锁电路的设计一．实验的一般程序数字电路是计算机专业的基础课之一，它的实践性较强。

通过实验，旨在巩固，加深和开拓课堂教学的内容，使学生加深理解数字系统（计算机系统是最常见的数字系统之一）基本组件的逻辑组成及其工作原理，掌握各基本组件的设计和调试方法，提高实践能力，逐步培养学生独立分析和解决问题的能力。

实验的一般程序可分为准备阶段，布线阶段，调试阶段以及实验完毕后书写实验报告等。

1准备阶段实验前做好充分的准备是必须的和有益的，每个实验者在实验前必须对实验目的，要求，内容，及其相关理论知识认真了解，做到心中有数，完成预习报告，预习报告是实验操作的依据。

预习报告没有固定的书写格式，只要实验者看懂就可以了。

一般要尽可能写得简洁，思路清楚，重点突出，一目了然。

其内容主要是画出实验所用的逻辑电路图和布线图，并附以简要的文字说明或注释，记录数据所用的表格，以及主要的注意事项。

2．布线阶段在布线前，必须校准集成电路组件两排引脚的距离，使之与实验台的插孔距相吻合，将集成电路组件插入时，用力要轻，均匀，开始不要插得太紧，待确定集成电路组件的引脚和插孔位置一致后，再用力将其插牢。

这样可避免集成电路组件引脚弯曲或折断。

布线最好有顺序地进行，不要随意接线，以免漏接。

布线时应首先将电源地线以及实验过程中始终不改变电平的输入端接好，然后接信号流向顺序依次布线。

布线时可考虑用不同颜色导线以区别不同信号，这样便于观察与察错。

布线用的导线不宜太长，且应尽量避免导线相互重叠，跨越集成电路组件的上空以及无规则的交错连接在空中搭成网状等现象。