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数字电子技术实验报告册

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2014-2015（1）学期数字电子技术实验报告册班级学号姓名北京信息科技大学电子信息与控制实验教学中心数字电子技术课程组目录实验一门电路的功能测试 (3)实验二组合逻辑电路的设计...................................................... 错误!未定义书签。

实验三计数、译码、显示电路的设计 ...................................... 错误!未定义书签。

实验四555定时器设计电路....................................................... 错误!未定义书签。

实验五基于FPGA的分频器的设计...................................... 错误!未定义书签。

实验六基于FPGA的跑马灯的设计.......................................... 错误!未定义书签。

实验一门电路的功能测试一、实验目的(1)熟悉数字电路实验装置，能正确使用装置上的资源设计实验方案；(2)熟悉双列直插式集成电路的引脚排列及使用方法；(3)熟悉并验证典型集成门电路逻辑功能。

(4)了解数字集成电路数据手册的使用。

二、实验器材与仪器(1)数字电路实验装置1台；(2)数字万用表1块；(3)双列直插集成电路芯片74LS00、74LS86、74LS125各1片，导线若干。

三、实验内容及步骤使用数字电路实验装置，将相应的集成芯片插入IC插座，并使用导线将门电路输入端接实验箱的逻辑电平开关或脉冲，输出端接发光二极管LED或数码显示、蜂鸣器等，测试与非门、异或门、三态同相输出缓冲器的逻辑功能以及应用电路逻辑功能。

(1)验证与非门的逻辑功能a)按照图1.1连接电路；b)电路通电运行，验证不同输入信号下，输出信号的逻辑状态；实验测试数据见表1.1所示；c)通过分析实验数据，归纳总结与非门逻辑功能如下。

(2)与非门的应用一a)按照图1.2连接电路；选择74LS00集成电路芯片中的另一个与非门，将两个输入端短接，当一个输入端用。

b)电路通电运行，拨动开关S3，观察输出信号逻辑状态随输入的变化，实验数据见表1.2。

c)通过分析实验现象，现归纳总结实验结果如下。

d)分析表1.1的测试结果，除了图1.2所示第一种用与非门实现反相器（非门）的接线方案以外，第二种接线方案如图1.3所示。

其主要特点是两个输入端的处理如下：图1.3(3)与非门的应用二a)将上两步实验电路中的第一个与非门输出端与第二个反相器的输入端相连，连线如图1.4所示。

使用逻辑开关输入、LED灯逻辑电平显示输出资源进行功能验证，实验数据见表1.3。

VCC图1.4b)合理选择数字电路实验装置中的输入、输出资源模块，设计实验方案，实现对图1.5所示输入、输出信号的验证测试。

ABY图1.5i.实验方案按照图1.4连接电路，使用实验装置中的资源配置输入信号和输出信号如下输入信号接线方案：输出信号接线方案：实验现象及效果是：ii.通过分析实验现象及图1.5所示输入、输出信号波形，说明该电路的功能描述如下。

(4) 验证异或门的逻辑功能。

a)选择74LS86集成电路芯片中的一个异或门，进行异或门逻辑功能验证。

实验电路如图1.6所示。

图1.6b)电路通电运行，上、下拨动相应输入开关，观察不同输入信号下输出信号的逻辑状态，选择合适的万用表电压档位进行量测。

测量开关信号上下拨动时的高、低电平值，测量在开关电平输入信号激励下异或门输出信号的高、低电平值，实验数据见表1.4。

c)通过分析实验数据，归纳总结异或门逻辑功能如下。

e)分析表1.4，将异或门的一个输入端分别接0或接1应用情况，说明这种应用下异或门实现的输入、输出之间的逻辑变换功能如下。

（5）三态门功能验证a)74LS125是一个内部集成了4个三态同相缓冲器的集成电路芯片，选择74LS125集成电路芯片中的1个三态同相缓冲器，按照图1.7连接电路。

图1.7b)电路通电运行，首先，拨动开关S1至“H”，随后上、下拨动开关S2，观察并记录LED灯的逻辑状态;然后，将开关S1拨至“L”，随后上、下拨动开关S2，观察并记录LED灯的逻辑状态。

实验数据见表1.5。

c)总结归纳三态同相缓冲器的三个输出状态以及同相输出的含义。

（6）三态门应用a)使用一片74LS125内部的3个三态门接成图1.8所示电路。

3个三态门的控制端分别由是S1、S2、S3控制，数据输入端分别接连续脉冲信号、+VCC(+5V)以及接地，将3个三态门输出端短接为一个输出端。

b)根据三个开关不同状态观察指示灯的变化，实验数据见表1.6。

c)分析实验数据，总结归纳三态门输出短接正常应用时S1、S2、S3控制信号的组合情况如下。

图1.8四、实验过程中出现的问题及注意事项五、思考题（1）74LS00、74LS86、74LS125等TTL集成电路是否需要供电电源？若需要，电源电压V CC应该为多少？答:（2）双列直插式集成电路芯片的管脚顺序如何排列？以74LS00为例，说明管脚排列顺序及特点。

答：（3）如果与非门的一个输入端接连续脉冲，那么：(a)其余输入端是什么状态时，允许脉冲通过?脉冲通过时，输出端波形与输入端波形有何差别?(b)其余输入端是什么状态时，不允许脉冲通过?这种情况下与非门输出是什么状态?答：（4）几个三态门的输出端是否允许短接?有没有条件限制?应注意什么问题?答：（5）几个TTL与非门的输出端是否允许短接?答：（6）要使一个异或门实现非逻辑，电路将如何连接，为什么说异或门是可控反相器？答：实验报告得分指导教师实验室地点实验室日期六、实验过程记录表1.1 与非门电路逻辑功能测试表输入与非门输出Q=(AB), A（S1）B（S2）LED灯（ D0 ）状态逻辑值(0或1) 用文字说明0（ L ） 0（ L ）0（）1（）1（）0（）1（）1（）表1.2 与非门实现反相器（非门）电路逻辑功能测试表输入反相器输出Q=(A),A=B（S3）LED灯（ D1 ）状态逻辑值(0或1) 用文字说明0（）1（）表1.3 与非门应用二电路逻辑功能测试表输入输出Q=((AB)’)’=ABA（S1）B（S2） LED灯显示状态逻辑值(0或1) 说明0（） 0（）0（）1（）1（）0（）1（）1（）表1.4 异或门电路逻辑功能测试表输入异或门输出Q=A BA（S1电平）B（S2电平）逻辑值(0或1) 电平值（单位）说明0（） 0（）0（）1（）1（）0（）1（）1（）测试中万用表电压测量量程档位：表1.5 三态同相输出缓冲器逻辑功能测试表输入输出QA（S1）B（S2）LED灯（ D0 ）状态逻辑值(0或1) 说明1（H ） 0（ L ）1（ H ）0（ L ）0（ L ）1（ H ）实验二组合逻辑电路的设计一、实验目的(1)熟练使用数字电路实验装置设计；(2)掌握用实现组合电路的设计方法。

(3)掌握实现组合逻辑电路的方法。

二、实验器材与仪器(1)数字电路实验装置1台；(2)双列直插集成芯片各1片，导线若干。

三、实验内容及步骤(1)用与非门设计实现“异或”逻辑功能。

a)按照组合逻辑电路的设计方法，两输入“异或”逻辑函数的真值表如表2-1所示。

最简与或式为：与非-与非式为：用与非门实现的逻辑电路图为：b)使用集成电路芯片74LS10和74LS20中的与非门，按照所设计的逻辑电路图连接电路。

电路连线图如下：（参考讲义中图2-4所示画法）c)选择使用数字电路实验装置中的逻辑电平输入开关和逻辑电平输出LED指示灯，设计实验测试方案如下：d)记录并分析实验数据参考表2-2，说明所设计的电路是否实现预计的异或逻辑功能。

答：。

(2)用与非门设计实现“同或”逻辑功能。

a)最简与或式为：与非-与非式为：用与非门实现的逻辑电路图为：b)使用集成电路芯片74LS10和74LS20中的与非门，按照所设计的逻辑电路图连接电路。

电路连线图如下：（参考讲义中图2-4所示画法）c)选择使用数字电路实验装置中的逻辑电平输入开关和逻辑电平输出LED指示灯，设计实验测试方案如下：d)记录并分析实验数据参考表2-3，说明所设计的电路是否实现预计的“同或”逻辑功能。

答：。

(3)用与非门设计实现下述逻辑功能。

a)实验题目：。

b)真值表为：c)卡诺图化简如下：d)最简与或式为：e)与非-与非式为：f)用与非门实现的逻辑电路图为：g)使用集成电路芯片74LS10和74LS20中的与非门，按照所设计的逻辑电路图连接电路。

电路连线图如下：（参考讲义中图2-4所示画法）h)选择使用数字电路实验装置中的逻辑电平输入开关和逻辑电平输出LED指示灯，设计实验测试方案如下：i)实验分析及测试结论：四、实验过程中出现的问题及注意事项五、思考题（1）TTL或非门多余的信号输入端如何处理？答：（2）异或逻辑的标准与或式是什么？答：（3）同或逻辑的标准与或式是什么？答：（4）逻辑原理电路图与接线图有什么不同？答：七、实验预习及过程记录（1）74LS10及74LS20管脚排列图如下：（2异或逻辑的最简与或式：异或逻辑的与非-与非式：用与非门实现的逻辑电路图：与非门实现异或逻辑功能测试：见表2-2输入输出Q=A B= A（S1电平）B（S2电平）逻辑值(0或1) 0（） 0（）0（）1（）1（）0（）1（）1（）（3同或逻辑的最简与或式： 同或逻辑的与非-与非式： 用与非门实现的逻辑电路图：用与非门实现同或逻辑功能测试表见表2-4输入 输出==B A Q ⊙ A （S1电平） B （S2电平） 逻辑值(0或1)0（ ） 0（ ） 0（ ） 1（ ） 1（ ） 0（ ） 1（ ） 1（ ）（4）用与非门设计实现下述逻辑功能，实验项目： 。

逻辑函数最简与或式： 与非-与非式： 用与非门实现的逻辑电路图：实验报告得分 指导教师实验室地点 实验日期。

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数字电子技术实验报告册20141018(学生版)

数字电子技术实验报告册20141018(学生版)

2014-2015（1）学期数字电子技术实验报告册班级学号姓名北京信息科技大学电子信息与控制实验教学中心数字电子技术课程组目录实验一门电路的功能测试 (3)实验二组合逻辑电路的设计................................................... 错误！未定义书签。

实验三计数、译码、显示电路的设计 ................................... 错误！未定义书签。

实验四555定时器设计电路.................................................... 错误！未定义书签。

实验五基于FPGA的分频器的设计 ................................... 错误！未定义书签。

实验六基于FPGA的跑马灯的设计....................................... 错误！未定义书签。

实验一门电路的功能测试一、实验目的(1)熟悉数字电路实验装置，能正确使用装置上的资源设计；(2)熟悉双列直插式集成电路的；(3)熟悉并验证典型集成门电路。

(4)了解数字集成电路数据手册的使用。

二、实验器材与仪器(1)数字电路实验装置1台；(2)数字万用表1块；(3)双列直插集成电路芯片、、各1片，导线若干。

三、实验内容及步骤使用数字电路实验装置，将相应的集成芯片插入IC插座，并使用导线将门电路输入端接实验箱的或脉冲，输出端接或数码显示、蜂鸣器等，测试、、的逻辑功能以及应用电路逻辑功能。

(1)验证与非门的逻辑功能a)按照图1.1连接电路；b)电路通电运行，验证不同输入信号下，输出信号的逻辑状态；实验测试数据见表1.1所示；c)通过分析实验数据，归纳总结与非门逻辑功能如下。

(2)与非门的应用一a)按照图1.2连接电路；选择74LS00集成电路芯片中的另一个与非门，将两个输入端短接，当一个输入端用。

数字电子技术试验

数字电子技术试验


实验二 三态门和OC门的研究
一、实验目的
(1) 熟悉两种特殊的门电路：三态门和OC门；
(2) 了解“总线”结构的工作原理。
二、实验原理
数字系统中，有时需把两个或两个以上集成逻辑门的输出端连接起来，完成一定的
辑 功 能 。 普 通 TTL门 电 路 的 输 出 端 是 不 允 许 直 接 连 接 的 。 图 2_1示 出 了 两 个 TTL门 输 出 短
低电平两种输出状态外，还有第三种输出状态——高阻态。处于高阻态时，电路与负载
之间相当于开路。图( a ) 是使能端高电平有效的三态与非门，当使能端EN =1时，电为正
常的工作状态，与普通的与非门一样，实现y =
；当EN =0时，为禁止工作
状态，y输出呈高阻状态。图(b)是使能端低电平有效的三态与非门，当
图3_2_7 三态门总线传输方式
表3_2_1 单向总线逻辑功能
表3_2_2 双向总线逻辑功能
三、预习要求 (1)根据设计任务的要求，画出逻辑电路图，并注明管脚号。 (2)拟出记录测量结果的表格。 (3)完成第七项中的思考题1、2、3。
四、实验内容图3_2_8 设计要求框图 1、用三态门实现三路信号分时传送的总线结构。框图如图3_2_8所示，功能如表 3_2_3所示。
Rc值 的 大 小 会 影 响 输 出 波 形 的 边 沿 时 间 ， 在 工 作 速 度 较 高 时 ，Rc的 取 值 应 接 近
Rc(min)。
2．三态门
三态门，简称TSL(Three-state Logic)门，是在普通门电路的基础上，附加使能控和
控制电路构成的。图3_2_6所示为三态门的结构和逻辑符号。三态门除了通常的高电和
图1.2
表1.2
数电实验报告

数电实验报告

《数字电子技术》实验报告姓名：***班级：****888学号：2014*******8指导老师：****编制时间：2016.06.10北京联合大学实验一基本集成逻辑门电路功能分析一、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。

二、实验元器件双四输入与非门 74LS00×1片六反相器 74LS04×1片电阻 300Ω×1只三、实验内容（一）TTL双四输入与非门74LS00功能分析（1）逻辑功能分析参考图1.1连接电路。

一只74LS00芯片中含有四个相同的2输入与非门，可以随意选用，此处选用的是第一个门电路。

检查电路无误时方可通电。

图1.1 与非门逻辑功能测试电路变换单刀双掷开关J1和J2的状态，用直流电压表测试电路的输出电压，将测试结果记入表1.1中。

表1.1（2）电压传输特性分析依照图1.3编辑电路。

在0～5V间逐步调整输入的直流电压，将随之变化的输出电压记入表1.2中。

U1A图1.3 分析与非门电压传输特性仿真电路表1.2实验二组合逻辑电路分析与设计一、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。

二、实验元器件四异或门 74LS86×1片双四输入与非门 74LS00×1片六反相器 74LS04×1片电阻 300Ω×4只发光二极管 4只三、实验内容（一）分析“三个开关控制一盏灯”电路根据图2.1所示的引脚接线图连接实验电路。

74LS86中有四个异或门，此处可随意选用其中的两个。

为了便于连接实验电路，降低接线的错误率，图中标注了被选中门电路和芯片电源VCC、地线GND的引脚编号。

发光二极管的导通压降一般有1.5～2V，导通电流可高于10mA，考虑到门电路的带载能力，在门电路与发光二极管间串入了一只300欧电阻，用于限压限流。

数字电子技术 实验报告

数字电子技术 实验报告

实验一组合逻辑电路设计与分析1.实验目的（1）学会组合逻辑电路的特点；（2）利用逻辑转换仪对组合逻辑电路进行分析与设计。

2.实验原理组合逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路：特点是任何时刻的输出仅仅取决于同一时刻输入信号的取值组合。

根据电路确定功能，是分析组合逻辑电路的过程，一般按图1-1所示步骤进行分析。

图1-1 组合逻辑电路的分析步骤根据要求求解电路，是设计组合逻辑电路的过程，一般按图1-2所示步骤进行设计。

图1-2 组合逻辑电路的设计步骤3.实验电路及步骤（1）利用逻辑转换仪对已知逻辑电路进行分析。

a.按图1-3所示连接电路。

b.在逻辑转换仪面板上单击由逻辑电路转换为真值表的按钮和由真值表导出简化表达式后，得到如图1-4所示结果。

观察真值表，我们发现：当四个输入变量A,B,C,D中1的个数为奇数时，输出为0，而当四个输入变量A,B,C,D 中1的个数为偶数时，输出为1。

因此这是一个四位输入信号的奇偶校验电路。

图1-4 经分析得到的真值表和表达式（2）根据要求利用逻辑转换仪进行逻辑电路的设计。

a.问题提出：有一火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外线三种类型不同的火灾探测器。

为了防止误报警，只有当其中有两种或两种以上的探测器发出火灾探测信号时，报警系统才产生报警控制信号，试设计报警控制信号的电路。

b.在逻辑转换仪面板上根据下列分析出真值表如图1-5所示：由于探测器发出的火灾探测信号也只有两种可能，一种是高电平（1），表示有火灾报警；一种是低电平（0），表示正常无火灾报警。

因此，令A、B、C分别表示烟感、温感、紫外线三种探测器的探测输出信号，为报警控制电路的输入、令F 为报警控制电路的输出。

图1-5 经分析得到的真值表（3）在逻辑转换仪面板上单击由真值表到处简化表达式的按钮后得到最简化表达式AC+AB+BC。

4.实验心得通过本次实验的学习，我们复习了数电课本关于组合逻辑电路分析与设计的相关知识，掌握了逻辑转换仪的功能及其使用方法。