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2014年数字逻辑电路指导书

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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3.1为3—8线74LS138引脚图。

表3.1为74LS138功能表，其中A2 、A1 、A0 为地址输入端，0Y～7Y为译码输出端，S1、2S、3S为使能端。

表3.1为74LS138功能表，当S1＝1，2S＋3S＝0时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为0）输出，其它所有输出端均无信号（全为1）输出。

当S1＝0，2S＋3S＝X时，或S1＝X，2S＋3S＝1时，译码器被禁止，所有输出同时为1。

表3.1２、用一片74LS138和适当的与非门实现全减器的功能 （1）写出全减器的真值表 （2）画出实现其功能的逻辑电路图3、用两片74LS138组合成一个4—16线译码器，理解3.2电路接线图，并进行实验验证逻辑功能4、数据选择器的测试及应用012Y Y 8Y 15Y（1）将双4选1数据选择器74LS153参照图3.3接线，测试其功能并填写功能表。

（2）用双4选1数据选择器74LS153实验全加器 a 写出设计过程 b 画出接线图 c 验证逻辑功能5、总线驱动器74LS244、74LS245逻辑功能测试74LS244是8路3态单向缓冲驱动,也叫做总线驱动门电路或线驱动。

它有8个三态驱动器,分成两组，分别由控制端1G 和2G 控制，可以增加信号的驱动能力，其引脚图与功能表如下：74LS245为双向三态数据缓冲器，可以双向传输数据，具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据，内部有16个三态驱动器，每个方向8个其中G 为控制端，DIR 端控制驱动方向。

当G =0时：DIR=1 数据方向从左到右（输出允许） DIR=0 数据方向从右到左（输入允许） 74LS245引脚图与功能表如下：四、实验报告 1．画出实验内容要求的接线图2．总结译码器和数据选择与总线驱动器的使用体会实验四 时序逻辑电路 触发器一、实验目的1、 熟悉并掌握R-S ，D 触发器的构成，工作原理和功能测试方法2、 学会用D 触发器构造寄存器、加1、减1计数器的方法。

二、实验器件74LS00 二输入端四与非门 1片74LS74 双D 触发器 1片 74LS112 双下降沿JK 触发器 1片 三、实验内容1、 基本R-S 功能测试：两个TTL 与非门首尾相接构成的基本R-S 的电路如图所示（1） 试按下面的顺序在Sd ，Rd 端加信号：观察并记录Q 、Q 端的状态。

将结果填入下表中，并说明其功能？Sd 0Sd 1Sd 1Sd 1====Rd 1Rd 1Rd 0Rd 1====(2) 当Sd ,Rd 都接低电平时，观察Q 、Q 端的状态。

当Rd ,Sd 同时由低电平跳为高电平时，注意观察Q 、Q 端的状态，重复3~5次看Q ，Q 端的状态是否相同，以正确理解“不定”状态的含义。

2、 维持——阻塞型D 触发器功能测试双D 型正边沿维持——阻塞型触发器74LS74的逻辑符号如图所示。

图中Sd ,Rd 端为异步置1端，置0端（或称异步置位，复位端）。

CP 为时钟脉冲端。

试按下面步骤做实验：按图接线，改变输入端Sd 、Rd 、CP 、D 端，观察并记录输出端nQ 、n-1Q的状态并填表。

＆ D 触发器逻辑符号３、负边沿J-k触发器功能测试双J-K负边沿触发器74LS112芯片的逻辑符号如图4.3所示。

自拟实验步骤测试其功能，并将结果填入表4.3中。

若令J=K=1时，CP端加连续脉冲，用双踪示波器观察Q~CP的波形，和DFF的Ｄ和Q端相连时观察到的Q端的波形相比较，有何异同点？表4.3４、触发器功能转换（１）分别将Ｄ触发器和J-K触发器转换成T触发器，列出逻辑表达式，画出实验电路图（２）接入连续脉冲，观察各触发器CP及Q端波形，比较两者关系。

四、实验报告１、整理实验数据并填表。

２、写出实验内容3、４的实验步骤及表达式３、画出实验4的电路图及相应表格。

实验五寄存器及其应用一、实验目的通过实验进一步熟悉寄存器的工作原理，熟悉和了解寄存器芯片的功能测试及其应用电路。

学会正确使用集成寄存器的电路。

二、实验仪器及材料74LS194 ４位双向移位寄存器 2片 74LS00 四２输入与非门 1片 74LS373 8D 型锁存器 1片 三、实验内容1、移位寄存器功能测试４位双向移位寄存器 74LS194芯片的逻辑符号如图5.1所示。

芯片具有下述功能： ．具有４位串入、并入与并出结构。

．脉冲上升沿触发；可完成同步并入，串入左移位、右移位和保持等四种功能。

．有直接清零端Cr图中D0~D3为并行输入端，Q0~Q3为并行输出端；Dsr,Dsl 为右移，左移串行输入端；Cr 为清零端；MB 、MA 为方式控制，作用如下：MBMA ＝00 保持 MBMA ＝01 右移操作 MBMA ＝10 左移操作 MBMA ＝11 并行送数熟悉各引脚的功能，完成芯片的接线，测试74LS194的功能，并将结果填入下表中。

2、移位寄存器的应用74LS194芯片构成的８位移位寄存器用两片74LS194芯片构成的８位移位寄存器电路如图所示.当M B M A 的取值分别为（00,01,10,11）时逐一检测电路的功能，结果列成功能表的形式。

3、验证8D 锁存器的逻辑功能74LS373是一种带输出三态门的8D 锁存器，其芯片引脚图如下图 其中：1D ～8D 为8个输入端； 1Q ～8Q 为8个输出端 G 为数据打入端：当G 为“1”是，锁存器输出状态（1Q ～8Q ）同输入状态（1D ～8D ）8位移位寄存器当G 由“1”变“0”，数据打入锁存器中。

OE 为输出允许端：当OE =0时，三态门打开； 当OE =1时，三态门关闭，输出呈高阻。

其功能表如下：实验六 计数器MSI 芯片的应用一、实验目的学会正确使用计数器芯片，熟悉和了解其应用电路。

二、实验仪器及材料TTL 芯片：74LS160/161 十进制／十六进制同步计数器 2片 74LS00 四2输入与非门 1片 74LS20 四输入双与非门 1片 三、实验内容１、计数器芯片74LS160/161功能测试 74LS160为同步十进制计数器，74LS161为同步十六进制计数器。

带直接清除端的同步可预置数的计数器74LS160/161的逻辑符号如图6.1所示：19置数端 LD 清零端CrS1S2 工作方式端 Qcc 进位信号 D0,D1,D2,D3 数据输入端 QD,QC,QB,QA 数据输出端 完成芯片的接线，测试74LS160或74LS161芯片的功能，将结果填入表6.1中3、 任意进制计数器设计方法采用脉冲反馈法（称复位法或置位法）。

可用74LS160/74LS161组成任意模（M ）计数器。

图A.B 是用74LS161实现模6计数器的两种方案。

图（A ）采用复位法。

即计数计到M 异步清0。

图（B ）采用置位法。

即计数计到M-1异步置0。

图A 图B当实现十以上进制计数器时可将多片级连使用。

图6.2是60进制计数的一种方案, 两片74LS160芯片构成的同步六十进制计数电路如图6.2所示。

(1) 按图接线。

用点动脉冲作为CP 的输入，74LS160(II)、(I)的输出端QD 、QC 、QB 、QA 分别接学习机上七段ＬＥＤ数码管的输入端。

观察在点动脉冲作用下，数码管显示的数字变化。

(2) 图6.2接线是否正确,若不正确如何改正,并分析为什么?”表6.1 74LS160/74LS161功能表3、除图6.2所示六十进制计数电路之外,请用两片74LS161芯片实现六十进制计数电路.试画出电路接线图,并用实验验证其功能。

附录Ⅰ DVCC-D2JH 数字电路实验箱① 电源：输入：AC 220V±10%输出：DC 5V/3A, DC ± 12V/0.5A② 单脉冲：有四路单脉冲电路，每路产生一个宽的正单脉冲和一个窄的正单脉冲，其中二路在产生正脉冲的同时还产生一个负脉冲。

宽单脉冲的和负脉冲的宽度与按下按键的时间 一致，窄单脉冲宽度与输入的时钟信号相等。

按下一个按键，能够在四个输出 上各产生一个窄单脉冲，四个单脉冲依次相差一个时钟周期。

③ 固定脉冲：有9路固定频率的方波1HZ 、10HZ 、100HZ 、1KHZ 、10KHZ 、50KHZ 、100KHZ 、500KHZ 、1MHZ④ 连续脉冲：可产生10HZ —10KHZ 连续可调方波。

⑤ 16位开关量输入区：可输出 “0”“1”电平，同时带有电平指示，当开关置“1”电平时，对应的指示灯亮，开关置“0”电平时，对应的指示灯灭，开关状态一目了然。

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2014第一章 概述 cpld

2014第一章 概述 cpld


考核方式
试卷成绩(70%)、平时成绩(10%)、实验成绩(20%)。
3
主要参考书目：

≪VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计≫ 侯伯亨 等 西安电子科技大学出版社 ≪ EDA技术及应用≫ 朱正伟 等 清华大学出版社 ≪ 可编程逻辑器件原理、开发与应用≫


赵曙光

等 西安电子科技大学出版社
≪数字系统设计与Verilog HDL ≫ 王金明 等 电子工业出版社出版
例如：用VHDL语言描述一个2输入与门电路。 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity and2 is port(a,b: in std_logic; c: out std_logic); end and2; architecture beha of and2 is begin c<=a and b; end beha;
电子系统设计自动化(EDA)阶段：以硬件描述语言、系统级仿真、逻
辑综合技为特征；提高了系统设计的效率，缩短产品研制周期；努 力消除各种软件界面的差别；扩展操作平台。

EDA与CAD:设计工具从CAD 技术发展到EDA技术，其辅助职能并未发 生本质变化， EDA刻画了CAD技术的最高理想境界。

EDA工具完成的主要工作（广义EDA）
17
例如：门级描述
library ieee; use ieee.std_logic_1164.all;
entity sample is port(ina,inb,inc,ind : in bit; q : out bit); end sample; architecture beha of sample is component and2 port(a,b : in bit; c: out bit); end component; signal u0_c,u1_c : bit; begin u0: port map (ina,inb,u0_c); u1: port map(inc,ind,u1_c); u2: port map(u0_c,u1_c,q); end beha;
数字电路实验指导书

数字电路实验指导书

实验一集成逻辑门电路逻辑功能的测试一、实验目的1．熟悉数字逻辑实验箱的结构、基本功能和使用方法。

2．掌握常用非门、与非门、或非门、与或非门、异或门的逻辑功能及其测试方法。

二、实验器材1．数字逻辑实验箱DSB-3 1台2. 万用表 1只3．元器件： 74LS00（T065） 74LS04 74LS55 74LS86 各一块导线若干三、实验说明1．数字逻辑实验箱提供5 V + 0.2 V的直流电源供用户使用。

2．连接导线时，为了便于区别，最好用不同颜色导线区分电源和地线，一般用红色导线接电源，用黑色导线接地。

3．实验箱操作板部分K0~K7提供8位逻辑电平开关，由8个钮子开关组成，开关往上拨时，对应的输出插孔输出高电平“1”，开关往下拨时，输出低电平“0”。

4．实验箱操作板部分L0~L7提供8位逻辑电平LED显示器，可用于测试门电路逻辑电平的高低，LED亮表示“1”，灭表示“0”。

四、实验内容和步骤1．测试74LS04六非门的逻辑功能将74LS04正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-1要求输入高、低电平信号，测出相应的输出逻辑电平。

表1-1 74LS04逻辑功能测试表2．测试74LS00四2输入端与非门逻辑功能将74LS00正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-2要求输入高、低电平信号，测出相应的输出逻辑电平。

3．测试74LS55 二路四输入与或非门逻辑功能将74LS55正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-3要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平，填入表中。

（表中仅列出供抽验逻辑功能用的部分数据）4．测试74LS86四异或门逻辑功能将74LS86正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-4要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平。

五、实验报告要求1．整理实验结果，填入相应表格中，并写出逻辑表达式。

2．小结实验心得体会。

3．回答思考题若测试74LS55的全部数据，所列测试表应有多少种输入取值组合？实验二集成逻辑门电路的参数测试一、实验目的1．掌握TTL和CMOS与非门主要参数的意义及测试方法。

数字逻辑实验指导书(multisim)(精)

数字逻辑实验指导书(multisim)(精)

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。

数字逻辑电路分析与设计实验指导书综述

数字逻辑电路分析与设计实验指导书综述

目录学生实验前注意事项 (2)实验报告要求 (3)实验一集成逻辑门测试及其应用 (4)实验二Multisim 在数字电路中的虚拟仿真（一） (9)实验三Multisim 在数字电路中的虚拟仿真（二） (17)实验四译码器和编码器 (23)实验五数据选择器及其应用 (29)实验六组合逻辑电路的设计 (34)实验七集成触发器及其应用 (38)实验八集成计数器及其应用 (43)实验九数字式秒表 (47)附录部分集成电路外部引脚排列和功能 (49)学生实验前注意事项一、实验前要完成指定的各项预习任务。

二、检查仪器设备能否满足实验要求。

三、熟悉准备调试的元件和器件的功能。

四、严格按实验要求连线，经仔细检查无误后方可通电。

五、实验过程中应仔细观察实验现象，认真做记录，实验完成后测试结果需经教师审查签字后再拆除线路。

六、发生事故时，应立即断开电源，保持现场，待找出并排除故障后，方可继续进行实验。

七、在变更实验内容或完成全部实验之后，必须先断开电源，再拆除实验线路。

八、培养踏实、严谨、实事求是的科学作风。

不抄袭他人作业。

九、爱护公共财产，当发生仪器设备损坏时，必须认真检查原因并按规定的条例处理。

十、保持实验室内安静、整洁和良好的秩序，实验后应将仪器整理后放好，并协助实验室老师搞好清洁卫生。

十一、不迟到、不早退、不无故缺席，按时交实验报告。

实验报告要求一、实验名称二、实验目的三、实验中实际使用的仪器型号和器材型号、数量等。

四、实验内容和步骤1、实验课题和方框图、状态图、真值表、逻辑图，对于设计性课题应有整个设计过程和关键的设计技巧和说明。

2、实验记录以及经过整理和处理的数据，曲线和波形图，其中曲线和波形图必须坐标纸画出，贴在相应的内容中。

3、实验结果的分析与讨论。

并得出结论，实验过程中遇到的故障及排除故障的方法。

4、完成实验报告中相应的思考题。

作为完整的实验文件，实验报告应附有实验记录，以备查阅，实验报告必须用统一的实验报告纸，其它纸张一律不能用，实验报告在下次做实验时交给实验教师，过期作迟交处理，若此次实验没来做者不给成绩，若实验来做而报告不交者只能得40分。