数字电路实验报告
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一、实验目的1. 熟悉数字电路的基本组成和基本逻辑门电路的功能。
2. 掌握组合逻辑电路的设计方法,包括逻辑表达式化简、逻辑电路设计等。
3. 提高动手实践能力,培养独立思考和解决问题的能力。
4. 理解数字电路在实际应用中的重要性。
二、实验原理数字电路是一种用数字信号表示和处理信息的电路,其基本组成单元是逻辑门电路。
逻辑门电路有与门、或门、非门、异或门等,它们通过输入信号的逻辑运算,输出相应的逻辑结果。
组合逻辑电路是由逻辑门电路组成的,其输出仅与当前输入信号有关,与电路的过去状态无关。
本实验将设计一个简单的组合逻辑电路,实现特定功能。
三、实验仪器与设备1. 数字电路实验箱2. 逻辑门电路(如与非门、或非门、异或门等)3. 逻辑电平测试仪4. 线路板5. 电源四、实验内容1. 组合逻辑电路设计(1)设计一个三人表决电路三人表决电路的输入信号为三个人的投票结果,输出信号为最终的表决结果。
根据题意,当至少有两人的投票结果相同时,输出为“通过”;否则,输出为“不通过”。
(2)设计一个4选1数据选择器4选1数据选择器有4个数据输入端、2个选择输入端和1个输出端。
根据选择输入端的不同,将4个数据输入端中的一个输出到输出端。
2. 组合逻辑电路搭建与测试(1)搭建三人表决电路根据电路设计,将三个与门、一个或门和一个异或门连接起来,构成三人表决电路。
(2)搭建4选1数据选择器根据电路设计,将四个或非门、一个与非门和一个与门连接起来,构成4选1数据选择器。
(3)测试电路使用逻辑电平测试仪,测试搭建好的电路在不同输入信号下的输出结果,验证电路的正确性。
3. 实验结果与分析(1)三人表决电路测试结果当输入信号为(1,0,0)、(0,1,0)、(0,0,1)时,输出为“通过”;当输入信号为(1,1,0)、(0,1,1)、(1,0,1)时,输出为“不通过”。
测试结果符合设计要求。
(2)4选1数据选择器测试结果当选择输入端为(0,0)时,输出为输入端A的信号;当选择输入端为(0,1)时,输出为输入端B的信号;当选择输入端为(1,0)时,输出为输入端C的信号;当选择输入端为(1,1)时,输出为输入端D的信号。
数字逻辑电路实验报告总结一、实验心路历程哎呀,数字逻辑电路实验可真是一段超级有趣又有点小折磨的经历呢!我刚接触这个实验的时候,就像走进了一个神秘的电路世界。
那些电路元件就像是一群小怪兽,我得想办法让它们乖乖听话。
我还记得刚开始的时候,我看着那些电路图,脑袋里就像一团乱麻。
但是我可没有被吓倒哦,我就一点点地去研究每个元件的功能,就像在探索一个个小秘密。
我拿着那些电路板,感觉自己就像是一个电路魔法师,要把这些小零件组合成一个神奇的电路。
二、实验内容与操作在实验过程中,有好多不同的电路要搭建呢。
比如说那个计数器电路,我得把那些触发器按照正确的顺序连接起来。
我一边看着电路图,一边小心翼翼地把元件插到电路板上,就怕插错了一个小地方,整个电路就罢工了。
还有那个译码器电路,要确保输入和输出的关系正确,我就反复地检查线路的连接,眼睛都快看花了。
每次给电路通电的时候,心里都超级紧张,就像在等待一场大惊喜或者大惊吓。
当电路正常工作的时候,那种成就感简直无法形容,就像是我创造了一个小奇迹一样。
三、实验中的困难与解决当然啦,实验也不是一帆风顺的。
我就遇到过电路怎么都不工作的情况。
我当时都快急死了,就像热锅上的蚂蚁。
我把电路检查了一遍又一遍,怀疑这个元件坏了,那个线路断了。
后来我突然发现,原来是有一个引脚没有接好,就这么一个小失误,就导致整个电路瘫痪。
找到问题之后,我赶紧把引脚接好,再通电的时候,电路就正常工作了。
这让我明白了,在做这种实验的时候,一定要超级细心,不能放过任何一个小细节。
四、实验收获通过这个数字逻辑电路实验,我可学到了不少东西呢。
我不仅对数字逻辑电路的原理有了更深刻的理解,还学会了如何耐心地去排查电路故障。
而且我的动手能力也大大提高了,以前我看到那些电路元件就发怵,现在我能熟练地把它们组合起来,做出各种有趣的电路。
这个实验就像是一个小挑战,我成功地战胜了它,感觉自己变得更强大了呢。
《数字电路》实验报告项目一逻辑状态测试笔的制作一、项目描述本项目制作的逻辑状态测试笔,由集成门电路芯片74HC00、发光二极管、电阻等元器件组成,项目相关知识点有:基本逻辑运算、基本门电路、集成逻辑门电路等;技能训练有:集成逻辑二、项目要求用集成门电路74HC00制作简易逻辑状态测试笔。
要求测试逻辑高电平时,红色发光二极管亮,测试逻辑低电平时绿色发光二极管亮。
三、原理框图四、主要部分的实现方案当测试探针A测得高电平时,VD1导通,三级管V发射级输出高电平,经G1反相后,输出低电平,发光二级管LED1导通发红光。
又因VD2截止,相当于G1输入端开路,呈高电平,输出低电平,G3输出高电平,绿色发光二级管LED2截止而不发光。
五、实验过程中遇到的问题及解决方法(1)LED灯不能亮:检查硬件电路有无接错;LED有无接反;LED有无烧坏。
(2)不能产生中断或中断效果:检查硬件电路有无接错;程序中有无中断入口或中断子程序。
(3)输入电压没有反应:数据原理图有没有连接正确,检查显示部分电路有无接错;4011逻辑门的输入端有无浮空。
六、心得体会第一次做的数字逻辑试验是逻辑状态测试笔,那时什么都还不太了解,听老师讲解完了之后也还不知道从何下手,看到前面的人都起先着手做了,心里很焦急可就是毫无头绪。
老师说要复制一些文件协助我们做试验(例如:试验报告模板、试验操作步骤、引脚等与试验有关的文件),还让我们先画原理图。
这时,关于试验要做什么心里才有了一个模糊的框架。
看到别人在拷贝文件自己又没有U盘只好等着借别人的用,当然在等的时候我也画完了逻辑测试笔的实操图。
后面几次都没有过,但最后真的发觉试验的次数多了,娴熟了,知道自己要做的是什么,明确了目标,了解了方向,其实也没有想象中那么困难。
七、元器件一逻辑状态测试笔电路八、附实物图项目二多数表决器电路设计与制作一、项目描述本项目是以组合逻辑电路的设计方法,用基本门电路的组合来完成具有多数表决功能的电路。
数字电路实验目录实验一组合逻辑电路分析 (1)实验二组合逻辑实验(一) (5)实验三组合逻辑实验(三) (9)实验四触发器和计数器 (16)实验五数字电路综合实验 (20)实验六555集成定时器 (22)实验七数字秒表 (25)实验一组合逻辑电路分析一、参考元件1、74LS00(四2输入与非门)2、74LS20(双4输入与非门)二、实验内容1、组合逻辑电路分析A B C DX15 V图1.1 组合逻辑电路分析电路图说明:ABCD按逻辑开关“1”表示高电平,“0”表示低电平;逻辑指示灯:灯亮表示“1”,灯不亮表示“0”。
实验表格记录如下:表1.1 实验分析:由实验逻辑电路图可知:输出X1=AB CD •=AB+CD ,同样,由真值表也能推出此方程,说明此逻辑电路具有与或功能。
2、密码锁问题:密码锁的开锁条件是:拨对密码,钥匙插入锁眼将电源接通,当两个条件同时满足时,开锁信号为“1”,将锁打开;否则,报警信号为“1”,则接通警铃。
试分析下图中密码锁的密码ABCD 是什么?X1X25 VABCD图1.2 密码锁电路分析实验真值表记录如下:表1.2 实验分析:由真值表(表1.2)可知:当ABCD 为1001时,灯X1亮,灯X2灭;其他情况下,灯X1灭,灯X2亮。
由此可见,该密码锁的密码ABCD 为1001.因而,可以得到:X1=ABCD ,X2=1X 。
实验二 组合逻辑实验(一)半加器和全加器 一、实验目的熟悉用门电路设计组合电路的原理和方法步骤。
二、预习内容1、复习用门电路设计组合逻辑电路的原理和方法步骤。
2、复习二进制数的运算①用“与非”门设计半加器的逻辑图 ②完成用“异或”门、“与或非”门、“与非”门设计全加器的逻辑图 ③完成用“异或”门设计三变量判奇电路的原理图 三、参考元件1、74LS283(集成超前4位进位加法器)2、74LS00(四2输入与非门)3、74LS51(双与或非门)4、74LS136(四2输入异或门) 四、实验内容1、用与非门组成半加器 由理论课知识可知:i S =i i A B ⊕=i i i i AB A B +=i i i i i i A B A A B B ••• i C =i i A B =i i A B根据上式,设计如下电路图:AiBi SiCi图2.1与非门设计半加器电路图得到如下实验结果:表2.1 半加器实验结果记录表格2、用异或门、与或非门、与非门组成全加器 由理论课知识可知:i S =1i i i A B C -⊕⊕ i C =1()i i i i i A B A B C -+⊕根据上式,设计如下电路:Ai BiCi-1SiCi图2.2 用异或门、与或非门、与非门设计的全加器表2.2 3、用异或门设计3变量判奇电路,要求变量中1的个数为奇数时,输出为1,否则为0. 根据题目要求可知:输出L=ABC ABC ABC ABC A B C +++=⊕⊕ 则可以设计出如下电路:74LS136NA B CL图2.3 用异或门设计的3变量判奇电路根据上图,可以得到如下实验数据表格:表2.3 4、用“74LS283”全加器逻辑功能测试U174LS283NS U M _410S U M _313S U M _14S U M _21C 49B 411A 412B 315A 314B 22A 23B 16A 15C 07图2.4 元件74LS283利用74LS283进行如下表格中的测试:表2.4 “74LS283实验三 组合逻辑实验(三)数据选择器和译码器的应用 一、实验目的熟悉数据选择器和数据分配器的逻辑功能和掌握其使用方法。
实验名称:数字电路基础实验实验目的:1. 熟悉数字电路的基本原理和基本分析方法。
2. 掌握数字电路实验设备的使用方法。
3. 培养动手实践能力和分析问题、解决问题的能力。
实验时间:2023年X月X日实验地点:实验室XX室实验仪器:1. 数字电路实验箱2. 万用表3. 双踪示波器4. 数字信号发生器5. 短路线实验内容:一、实验一:基本逻辑门电路实验1. 实验目的- 熟悉与门、或门、非门的基本原理和特性。
- 学习逻辑门电路的测试方法。
2. 实验步骤- 连接实验箱,设置输入端。
- 使用万用表测量输出端电压。
- 记录不同输入组合下的输出结果。
- 分析实验结果,验证逻辑门电路的特性。
3. 实验结果与分析- 实验结果与理论预期一致,验证了与门、或门、非门的基本原理。
- 通过实验,加深了对逻辑门电路特性的理解。
二、实验二:组合逻辑电路实验1. 实验目的- 理解组合逻辑电路的设计方法。
- 学习使用逻辑门电路实现组合逻辑电路。
2. 实验步骤- 根据设计要求,绘制组合逻辑电路图。
- 连接实验箱,设置输入端。
- 测量输出端电压。
- 记录不同输入组合下的输出结果。
- 分析实验结果,验证组合逻辑电路的功能。
3. 实验结果与分析- 实验结果符合设计要求,验证了组合逻辑电路的功能。
- 通过实验,掌握了组合逻辑电路的设计方法。
三、实验三:时序逻辑电路实验1. 实验目的- 理解时序逻辑电路的基本原理和特性。
- 学习使用触发器实现时序逻辑电路。
2. 实验步骤- 根据设计要求,绘制时序逻辑电路图。
- 连接实验箱,设置输入端和时钟信号。
- 使用示波器观察输出波形。
- 记录不同输入组合和时钟信号下的输出结果。
- 分析实验结果,验证时序逻辑电路的功能。
3. 实验结果与分析- 实验结果符合设计要求,验证了时序逻辑电路的功能。
- 通过实验,加深了对时序逻辑电路特性的理解。
四、实验四:数字电路仿真实验1. 实验目的- 学习使用数字电路仿真软件进行电路设计。
数字电路设计实验报告实验目的:通过数字电路设计实验,掌握数字电路的基本原理和设计方法,提高学生的实际动手能力和创新能力。
实验内容:1. 半加器的设计与测试2. 全加器的设计与测试3. 4位全加器的设计与测试实验步骤:1. 半加器的设计与测试半加器是最简单的加法器件,由XOR门和AND门构成。
首先根据半加器的真值表,设计出电路原理图,并使用Multisim软件进行模拟验证。
接着,搭建实际电路,连接信号发生器和示波器,输入不同的输入信号,观察输出结果,并记录实验数据。
2. 全加器的设计与测试全加器是实现多位数相加必不可少的组件,由两个半加器和一个OR门构成。
根据全加器的真值表,设计电路原理图,并进行Multisim 模拟验证。
接着,搭建实际电路,连接信号发生器和示波器,输入不同的输入信号组合,观察输出结果,记录实验数据。
3. 4位全加器的设计与测试利用已经设计好的全加器单元,进行4位数相加的实验。
将4个全加器连接起来,形成4位全加器电路,输入两个4位二进制数,观察输出结果。
通过实验验证4位全加器的正确性,并记录实验数据。
实验结果分析:经过实验验证,半加器、全加器和4位全加器电路均能正确实现加法运算,输出结果符合预期。
通过实验,加深了对数字电路原理的理解,掌握了数字电路设计的基本方法。
这对于今后的学习和工作都具有重要意义。
结论:通过本次数字电路设计实验,我深入了解了数字电路的原理和设计方法,提高了实际动手能力和创新能力。
数字电路设计是电子信息类专业的重要实践环节,通过不断的实践和探索,相信我能够更加扎实地掌握数字电路设计知识,为将来的研究和工作打下坚实基础。
愿未来的路上能够越走越宽广,越走越稳健。
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。
VHDL数字电路课程实验报告实验一8分频器一、实验要求:分别用信号量和变量实现八分频器二、实验过程:1、代码:8分频器vhdlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity freq_divider isport(clk: in std_logic;out1, out2: buffer bit);end freq_divider;architecture example of freq_divider issignal count1: integer range 0 to 7;beginprocess(clk)variable count2: integer range 0 to 7;beginif(clk'event and clk='1') thencount1<=count1+1;count2:=count2+1;if(count1=3) thenout1<=not out1;count1<=0;end if;if(count2=4) thenout2<=not out2;count2:=0;end if;end if;end process;end example;八分频器tbLIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;ENTITY fd_tb isEND fd_tb;architecture behavior of fd_tb iscomponent freq_dividerport(clk:IN STD_LOGIC;out1, out2: buffer bit);end component;signal clk:std_logic;signal out1,out2:bit;beginu1: freq_divider port map(clk,out1,out2);processbeginclk<='0';wait for 50 ns;loopclk<=not clk;wait for 25 ns;end loop;end process;end behavior;2、结果图:实验二实现例8.6一、实验要求:电路只有一个输入时钟信号,输出信号在适中的两个边沿都会发生变化二、实验内容:1、代码信号发生器vhdENTITY signal_gen ISPORT (clk: IN BIT;outp: OUT BIT);END signal_gen;ARCHITECTURE fsm OF signal_gen ISTYPE state IS (one, two, three);SIGNAL pr_state1, nx_state1: state;SIGNAL pr_state2, nx_state2: state;SIGNAL out1, out2: BIT;BEGINPROCESS(clk)BEGINIF (clk'EVENT AND clk = '1') THENpr_state1 <= nx_state1;END IF;END PROCESS;PROCESS (clk)BEGINIF (clk'EVENT AND clk = '0') THENpr_state2 <= nx_state2;END IF;END PROCESS;PROCESS (pr_state1)BEGINCASE pr_state1 ISWHEN one =>out1 <= '0';nx_state1 <= two;WHEN two =>out1 <= '1';nx_state1 <= three;WHEN three =>out1 <= '1';nx_state1 <= one;END CASE;END PROCESS;PROCESS (pr_state2)BEGINCASE pr_state2 ISWHEN one =>out2 <= '1';nx_state2 <= two;WHEN two =>out2 <= '0';nx_state2 <= three;WHEN three =>out2 <= '1';nx_state2 <= one;END CASE;END PROCESS;outp <= out1 AND out2;END fsm;信号发生器tbentity tb_fsm isend tb_fsm;architecture behavior of tb_fsm is component signal_gen isport( clk: in bit;outp: out bit);end component;signal clk,outp:bit;beginu1: signal_gen port map(clk,outp); processbeginclk<='0';wait for 20 ns;loopclk<=not clk;wait for 10 ns;end loop;end process;end behavior;2、结果图实验三常数比较器一、实验要求常数比较器,用于比较的变量位宽应大于等于常数二、实验内容1、代码常数比较器vhdLIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;entity compare isport(b: in integer range 0 to 15;x1,x2,x3: out std_logic);end compare;architecture compare of compare isconstant a: integer:=10;beginx1<='1' when a>b else '0';x2<='1' when a=b else '0';x3<='1' when a<b else '0';end compare;常数比较器tbLIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;entity tb_compare isend tb_compare;architecture behavior of tb_compare iscomponent compareport(b: in integer range 0 to 15;x1,x2,x3: out std_logic);end component;signal b: integer;signal x1,x2,x3: std_logic;beginu1: compare port map(b, x1,x2,x3);processbeginb<=5; wait for 10 ns;b<=8; wait for 10 ns;b<=10; wait for 10 ns;b<=13; wait for 10 ns; b<=10; wait for 10 ns; b<=3; wait for 10 ns; end process;end behavior;2、结果图实验四序列检测器一、实验要求序列检测’1001’弱检测到,输出‘1‘,否则输出’0‘二、实验内容1、状态图2、代码序列检测器vhdlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity string_detector isport(datain,clk: in bit;q: out bit);end string_detector;architecture sd of string_detector istype state is (zero, one, two, three, four);signal pr_state, nx_state: state;beginprocess(clk)beginif(clk'event and clk='1') thenpr_state<=nx_state;end if;end process;process(datain, pr_state)begincase pr_state iswhen zero=>q<='0';if(datain='1') then nx_state<=one;else nx_state<=zero;end if;when one=>q<='0';if(datain='0') then nx_state<=two;else nx_state<=zero;end if;when two=>q<='0';if(datain='0') then nx_state<=three;else nx_state<=zero;end if;when three=>q<='0';if(datain='1') then nx_state<=four;else nx_state<=zero;end if;when four=>q<='1';nx_state<=zero;end case;end process;end sd;序列检测器tb------------------------------------------------------------------ library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;------------------------------------------------------------------ entity testBench isend testBench;------------------------------------------------------------------architecture test of testBench iscomponent string_detector isport(datain,clk: in bit;q: out bit);end component;signal datain,clk:bit;signal q:bit;beginSD: string_detector port map(datain,clk,q);processbeginfor i in 0 to 100 loopclk<='0';wait for 10 ns;clk<='1';wait for 10 ns;end loop;end process;processbegindin<='1';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;din<='1';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;din<='1';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;din<='1';wait for 20ns;din<='0';wait for 20ns;end process;end test;3、结果图。
一、实验目的1. 理解数字电路的基本组成和基本原理。
2. 掌握常用数字电路的分析和设计方法。
3. 提高动手实践能力,加深对数字电路理论知识的理解。
二、实验内容本次实验主要包含以下内容:1. 数字电路基础实验2. 组合逻辑电路实验3. 时序逻辑电路实验三、实验仪器与设备1. 数字电路实验箱2. 数字信号发生器3. 示波器4. 计算器5. 实验指导书四、实验原理1. 数字电路基础实验:通过实验了解数字电路的基本组成和基本原理,包括逻辑门、编码器、译码器等。
2. 组合逻辑电路实验:通过实验掌握组合逻辑电路的分析和设计方法,包括加法器、编码器、译码器、数据选择器等。
3. 时序逻辑电路实验:通过实验掌握时序逻辑电路的分析和设计方法,包括触发器、计数器、寄存器等。
五、实验步骤1. 数字电路基础实验- 连接实验箱,检查电路连接是否正确。
- 按照实验指导书的要求,进行逻辑门、编码器、译码器等电路的实验。
- 观察实验结果,分析实验现象,并记录实验数据。
2. 组合逻辑电路实验- 连接实验箱,检查电路连接是否正确。
- 按照实验指导书的要求,进行加法器、编码器、译码器、数据选择器等电路的实验。
- 观察实验结果,分析实验现象,并记录实验数据。
3. 时序逻辑电路实验- 连接实验箱,检查电路连接是否正确。
- 按照实验指导书的要求,进行触发器、计数器、寄存器等电路的实验。
- 观察实验结果,分析实验现象,并记录实验数据。
六、实验结果与分析1. 数字电路基础实验- 通过实验,验证了逻辑门、编码器、译码器等电路的基本原理和功能。
- 实验结果符合理论预期,验证了数字电路的基本组成和基本原理。
2. 组合逻辑电路实验- 通过实验,掌握了组合逻辑电路的分析和设计方法。
- 实验结果符合理论预期,验证了组合逻辑电路的基本原理。
3. 时序逻辑电路实验- 通过实验,掌握了时序逻辑电路的分析和设计方法。
- 实验结果符合理论预期,验证了时序逻辑电路的基本原理。
实验报告
姓名:
学号:
学院:信息学院
专业:计算机科学与技术
指导教师:
2011年 11 月 13 日
实验一常用仪器仪表使用
一实验内容:
1、数字万用表测电压
2、数字万用表测电阻
二实验目的:
学会如何用数字万用表测电压,电阻
三实验元器件:
数字电路实验箱、数字万用表
四实验原理分析:
(一)观察和了解数字万用表的结构
1 熟悉数字万用表
数字万用表的表头是灵敏电流计。
表头上的表盘印有多种符号,刻度线和数值。
符号A一V 一Ω表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的多用表。
表盘上印有多条刻度线,其中右端标有“Ω”的是电阻刻度线,其右端为零,左端为∞,刻度值分布是不均匀的。
符号“-”或“DC”表示直流,“~”或“AC”表示交流,“~”表示交流和直流共用的刻度线。
刻度线下的几行数字是与选择开关的不同档位相对应的刻度值。
表头上还设有机械零位调整旋钮,用以校正指针在左端指零位。
2 选择开关
万用表的选择开关是一个多档位的旋转开关。
用来选择测量项目和量程。
(如图3一4(B))。
一般的万用表测量项目包括:“mA”;直流电流、“V”:直流电压、“V”:交流电压、“Ω”:电阻。
每个测量项目又划分为几个不同的量程以供选择。
3 表笔和表笔插孔
表笔分为红、黑二只。
使用时应将红色表笔插入标有“+”号的插孔,黑色表笔插入标有“-”号的插孔。
(二)万用表的使用方法
1 应检查表针是否停在表盘左端的零位。
如有偏离,可用小螺丝刀轻轻转动表头上的机械零位调整旋钮,使表针指零
2 将表笔按上面要求插入表笔插孔
3 将选择开关旋到相应的项目和量程上就可以使用了
(三)测试结果
五实验总结:
通过本次实验,我们熟练掌握了万用表的用法,了解了数字电路实验过程中需要注意的问题。
学习了数字万用表测量电压、电流、电阻的接法。
测量某个元件引脚两端电压时,万用表使用电压档和该元件并联,测量电路电流时,万用表使用电流档串联在电路中,测量电阻时,使用欧姆档。
在测量上述数据时,万用表档位均需要大于估测值,防止电压过大损坏万用表的情况。
课上老师还讲解了数字实验箱的使用方法和各部分功能。
实验二门电路功能测试
一实验内容:
●与非门逻辑功能测试
●与非门电压传输特性
二实验目的:
(1)理解TTL和CMOS普通门电路的参数含义
(2)掌握TTL和CMOS普通门电路的使用方法
(3)掌握分析普通门电路逻辑功能的一般方法
(4)理解TTL和CMOS普通门电路参数的一般分析方法
三实验元器件:
●四双输入与非门74LS00 ×1片
●电阻100Ω×1只
●电子电路实验箱1个
●数字万用表1个
四实验原理分析:
1 与非门逻辑功能测试
(1)实验电路图
(2) 实验芯片
74LS00芯片
(3)实验过程
◆参照与非门逻辑功能分析电路图,一只74LS00芯片中含有四个相同的双输入与非
门
◆按照电路图,将线连接正确,确保电路无误后可通电
◆变换单刀双掷开关的状态,用直流电压表测试电路的输出电压
(4)测试结果
2 与非门电压传输特性
(1)实验电路图
(2)实验过程
按照电路,在0~5V 间逐步调整输入的电流电压,将随之变化的数据记入测试结果表
(3)测试结果
五实验总结:
(1)在与非门逻辑功能测试实验中,通过对两个输入电压的改变,得到不同输出电压值,从而得出逻辑值,从中分析得出与非门的逻辑功能:有0即为1,全1才为0。
(2)在与非门电压传输特性实验中,在0~5V之间逐步调整输入的直流电压,得到一系列变化的输出电压值。
从得到的实验数据分析可知,当输入电压不断变小时,输出电压开始保持不变,当
输入电压降低到一定值时,输出电压会突然跳变,之后会随输入电压的减小输出电压不断增大。
实验三组合电路设计
一实验内容:
1 、三个开关控制一盏灯
2 、三位表决电路
二实验目的:
1、掌握SSI组合电路的基本设计方法
2、掌握SSI组合电路的基本分析方法
3、了解排除组合电路故障的一般方法
三实验元器件:
四异或们74LS86×1片
四2输入与非门74LS00×1片
三3输入与非门74LS10×1片
电子实验电路箱1个
数字万用表1个
四实验原理分析:
1设计方法
组合逻辑电路的基本设计步骤,首先需要针对实际逻辑问题进行逻辑抽象,即根据问题发生的因果关系确定电路输入和输出变量的数目和名称,并为它们的逻辑状态赋值,从而得到问题的逻辑真值表然后借助逻辑代数或者卡诺图进行逻辑化简,从而画出所用硬件资源较少的逻辑电路,最后依据逻辑电路图搭建实际逻辑电路。
并对其进行逻辑检测,若逻辑检测的结果不符合逻辑设计的要求,则需要对上述过程进行重新调整。
2分析方法
分析组合电路即为检测电路的逻辑能能,是设计电路必不可少的基本过程,电路只有经过合理的检测,才能分析其设计结果的正确性,分析组合电路的方法有很多,可以借助计算机仿真软件,可以进行硬件电路检测,也可以通过设计电路的逆过程得到逻辑真值表进而获得电路的基本功能。
五实验任务:
1 3个开关控制一盏灯
(1)实验电路图
(2) 实验芯片
74LS86芯片
(3)实验过程
●依据实验图连接实验电路
●选用两个异或门
●检查集成电路的电源和地线连接无误时,通电实验(4)真值表
(5)测试结果
按照真值表进行观察,看发光二极管的状态
2 3位表决电路(与非门实现)
(1)实验电路图
(2) 实验芯片
●74LS00芯片
●74LS10芯片
(3)实验过程
依据实验图连接实验电路
检查集成电路的电源和地线连接无误时,通电实验
(4)测试结果
当三个人中的大多数对被表决事件表示同意时,“三位表决”电路的指示灯被点亮
六实验总结:
通过本次实验的学习,我们练习了“三个开关控制一盏灯”和“三位表决电路”两个实验。
这两个实验实现的功能都是现实生活中非常常见的。
这次实验课拉近了数字电路实验与现实生活的联系。
“三个开关控制一盏灯”使用2个异或门实现,三位表决电路使用三个2输入与非门和一个3输入与非门实现。
通过这次实验也使我了解了组合电路的设计流程。
实验四译码器
一实验内容:
●3-8译码器逻辑功能测试
●数字显示译码器
二实验目的:
(1)掌握译码器的基本功能
(2)掌握译码器的基本分析方法
(3)了解排除译码电路故障的一般方法
(4)掌握显示译码器的基本功能
(5)掌握显示译码器的使用方法
三实验元器件:
3线-8线译码器74LS138
3线-7线译码器74LS47
共阳LED七段显示器1只
电子电路实验箱1个
四实验原理分析:
1 原理:3线-8线译码器是有3位输入数据信号,具有8种不同的组合,因此,需要8条输出线与之唯一的对应。
2 输出逻辑表达式
3 3位二进制译码器的真值表
芯片管脚图74LS47引脚描述
输出逻辑表达式七段数码管引脚说明
五实验任务:
13-8译码器逻辑功能测试
(1)实验电路图
(2) 实验芯片
74LS138芯片
(3)实验过程
依据实验图连接实验电路
检查集成电路的电源和地线连接无误时,通电实验
(4)测试结果
当按照真值表输入时,发光二极管测试结果与真值表一致
2数字显示译码器
(1)实验电路图
(2) 实验芯片
74LS47芯片
(3)实验过程
依据实验图连接实验电路
检查集成电路的电源和地线连接无误时,通电实验
(4)测试结果
当输入二进制代码时,在数字显示译码器上显示相应的数字
五实验总结:
1)在3-8译码器逻辑功能测试实验中,使用74LS138译码器实现逻辑函数。
通过对开关的控制,观察发光二级管的状态,验证逻辑功能的实现。
(2)在数字显示译码器实验中,使用74LS47实现电路,通过对开关的控制,观察监控数码管的显示效果,从而验证数字显示译码器的电路功能。
实验五74LS138脉冲分配仿真电路设计
一、实验名称:74LS138脉冲分配仿真电路设计
二、实验目的:
(1)进一步掌握译码器的基本功能和基本分析方法。
(2)了解排除显示电路故障的一般方法。
(3)进一步掌握对74LS138芯片中各引脚的作用与使用
三、实验仪器:UT58C电子电路实验箱、一个3线-8线译码器(74LS138芯片)、一块面包板、
示波器
四、实验内容:
图74LS138脉冲分配仿真电路
五、实验步骤:将实验箱中的逻辑电平开关的输出分别接至显示器对应输入口A、B、C,使能
端4,5两个引脚接地,6接+5V,随便挑一个输出口接到示波器上。
六、实验结果:
图波形图
七、实验总结和心得:
在此次实验中,使用74LS138实现电路,通过对开关的控制,观察示波器中显示的效果,从而实现数据或脉冲分配的电路功能。