数字电子技术实验指导书.docx
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数字电子技术实验指导书
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实验一数字电路实验箱的使用与TTL门电路逻辑功能的测试
一、实验目的:
本实验要求学生掌握数字电路实验箱的使用方法。
学会测量小规模集成电路逻辑功能。
二、实验设备及器件
1、SAC-DS4数字逻辑试验箱1个
2、万用表1块
3器件:
74LS20双四输入与非门1片
74LS00四二输入与非门2片
74LS86四二输入异或门1片
三、实验内容与步骤
1、与非门逻辑功能测试
(1)用74LS20双四输入与非门进行实验,按图1-1接线测试。
(2)按表1-1要求用开关改变输入端A、B、C、D的状态,借助指示灯和万用表,将测试结果填入表中。
表1-1
输入
输出电压(V)
输出逻辑状态
ABCD
0000
0001
0011
0111
1111
图1-1
2、异或门逻辑功能测试
(1)用74LS86双四输入异或门进行实验,按图1-2接线测试。
(2)按表1-2要求用开关改变输入端A、B的状态,借助指示灯和万用表,将测试结果填入表中。
表1-2
输入
输出电压(V)
输出逻辑状态
AB
00
01
10
11
3、与非门逻辑功能测试
(1)用74LS00双四输入与非门进行实验,按图1-3接线测试。
(2)按表1-3要求用开关改变输入端A、B的状态,借助指示灯和万用表,将测试结果填入表中。
表1-3
1
&3
2
输入
输出电压(V)
输出逻辑状态
AB
00
01
10
11
图1-3
4、用与非门74LS00实现“或逻辑”和“异或逻辑”,要求写出逻辑表达式与真值表,画出逻辑图并验证。
四、预习要求
复习TTL逻辑门的有关内存。
熟悉与非门集成电路74LS00等引脚排列及使用规则,画出实验中所用的测试表格。
五、实验报告要求
(1)按实验内容的要求画出实验测试图.分析处理实验结果.并写出实验结论。
(2)与非门一个输入端接连续脉冲,其余是何状态允许脉冲通过?
是何状态禁止脉冲通过?
(3)为什么异或门又称可控反相器?
(4)实验中出现过什么问题.你是如何解决的?
(5)讨论TTL与非门闲置输入端的处理方法。
实验二译码器、数据选择器及应用
一、实验目的:
本实验要求学生掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法,熟悉数码管的使用;中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法;学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。
二、实验设备及器件
1、SAC-DS4数字逻辑试验箱1个
2、万用表1块
3器件:
74LS20双四输入与非门1片
74LS1383-8线译码器1片
74LS153双四选一数据选择器1片
三、实验内容与步骤
74LS138引脚如图2-1所示。
1、译码器功能测试
根据表2-1用开关设置G1,G2A’,G2B’及A2,A1,A0的状态,借助万用表或指示灯观测Y0—Y7的状态并填入表2-1中。
图2-1
表2-1
G1
G2A’
G2B’
A2
A1
A0
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
0
X
X
X
X
X
X
1
1
X
X
X
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
2、用74LS138与74LS20搭接一位全减器,写出设计过程并画出逻辑图,在实验箱上验证,将结果填入表2-2中。
表2-2
Ai
Bi
Ci-1
Ci
Si
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
3、验证74LS153四选一数据选择器的逻辑功能。
74LS153引脚图如图2-2所示。
按表2-3进行验证。
图2-2
表2-3
1G’
B
A
1C0
1C1
1C2
1C3
1Y
1
X
X
X
X
X
X
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
4、用74153实现组合电路如图2-3所示。
按表2-4进行验证,并记录结果填表,说明该电路的逻辑功能。
表2-4
A
B
C
D
S
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
图2-3
四、实验要求
总结译码器和数据选择器的逻辑功能及灵活应用情况,写出完整的实验报告。
实验三触发器及其应用
一、实验目的:
本实验要求学生掌握基本RS、JK、D和T触发器的逻辑功能,掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法,熟悉触发器之间相互转换的方法。
二、实验设备及器件
1、SAC-DS4数字逻辑试验箱1个
2、万用表1块
3器件:
74LS74双D触发器1片
74LS112双J-K触发器1片
三、实验内容与步骤
1、74LS74D触发器逻辑功能测试
(1)异步置位、复位功能测试
74LS74引脚如图3-1所示。
利用开关按表3-1改变1CLR’与1PRE’的逻辑状态,(1D和1CLK状态任意)借助指示灯和万用表观测1Q与1Q’状态并记录在表3-1中。
表3-1
CLK
D
PRE’
CLR’
Q
Q’
X
X
1
1→0
X
X
1
0→1
X
X
1→0
1
X
X
0→1
1
X
X
0
0
(2)D与CLK端功能测试
有CLK端输入单个脉冲,按表3-2内容,利用开关改变各端状态,将测试结果记录在表中。
表3-2
CLK
D
PRE’
CLR’
Qn
Qn+1
0→1
0
1
1
0
1→0
0
1
1
0
0→1
0
1
1
1
1→0
0
1
1
1
0→1
1
1
1
0
1→0
1
1
1
0
0→1
1
1
1
1
1→0
1
1
1
1
2、74LS112J-K触发器逻辑功能测试
(1)异步置位、复位功能测试
74LS112引脚如图3-1所示。
利用开关按表3-3改变1CLR’与1PRE’的逻辑状态,(1J、1K和1CLK状态任意)借助指示灯和万用表观测1Q与1Q’状态并记录在表3-3中。
图3-2
表3-3
CLK
J
K
PRE’
CLR’
Q
Q’
X
X
X
1
1→0
X
X
X
1
0→1
X
X
X
1→0
1
X
X
X
0→1
1
X
X
X
0
0
(2)D与CLK端功能测试
有CLK端输入单个脉冲,按表3-2内容,利用开关改变各端状态,将测试结果记录在表中。
表3-4
CLK
J
K
PRE’
CLR’
Qn
Qn+1
0→1
0
0
1
1
0
1→0
0
0
1
1
0
0→1
0
0
1
1
1
1→0
0
0
1
1
1
0→1
0
1
1
1
0
1→0
0
1
1
1
0
0→1
0
1
1
1
1
1→0
0
1
1
1
1
0→1
1
0
1
1
0
1→0
1
0
1
1
0
0→1
1
0
1
1
1
1→0
1
0
1
1
1
0→1
0
1
1
1
0
1→0
1
1
1
1
0
0→1
1
1
1
1
1
1→0
1
1
1
1
1
3、按图3-3连线。
CLK接脉冲源。
观察CLK与指示灯或数码管显示的关系并记录、归纳总结出逻辑功能。
四、预习内容
(1)复习D触发器和JK触发器的逻辑功能.认真预习触发器的应用原理。
五、实验报告
(1)整理分析实验结果[包括测试资料、被形图等).按实验内容分别写出相应的结论。
[2)讨论D触发器和JK触发器的工作特点。
(3)总结实验操作中排除故障的方法和经验。
实验四移位寄存器及其应用
一、实验目的
本实验要求学生掌握中规模4位双向移位寄存器逻辑功能及使用方法,熟悉移位寄存器的应用,实现数据的串行、并行转换和构成环形计数器。
二、实验设备及器件
1、SAC-DS4数字逻辑试验箱1个
2、万用表1块
3器件:
74LS74双D触发器2片
74LS194双向移位寄存器1片
三、实验内容与步骤
1、单向右移寄存器功能测试
用两片74LS74按图4-1所示电路连线。
D1接开关输出,Q0---Q3接指示灯,先使CLR’=0,再使CLKR’=1,使Q3Q2Q1Q0=0000,CLK接脉冲,按表4-1内容进行实验并将结果填入表中。
图4-1
表4-1
CLK
CLR’
PRE’
D1
Q0
Q1
Q2
Q3
0
0
1
X
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
2、将D1与Q3相连构成环形计数器如图4-2所示
先用异步置位,复位功能将Q3Q2Q1Q0=0001,之后将CLK接脉冲信号观察指示灯与脉冲的关系,画出状态转换图。
其次,用异步置位、复位功能将Q3Q2Q1Q0=1110,之后将CLK接脉冲信号观察指示灯与脉冲的关系,画出状态转换图。
再次,用异步置位,复位功能将Q3Q2Q1Q0=0011,之后将CLK接脉冲信号观察指示灯与脉冲的关系,画出状态转换图。
第四,用异步置位、复位功能将Q3Q2Q1Q0=1010,之后将CLK接脉冲信号观察指示灯与脉冲的关系,画出状态转换图。
第五,用异步置位,复位功能将Q3Q2Q1Q0=0000与1111,之后将CLK接脉冲信号观察指示灯与脉冲的关系,画出状态转换图。
图4-2
3、双向移位寄存器74LS194功能测试
74LS194引脚如图4-3所示。
按表4-2进行测试并将结果填入表中。
图4-3
表4-3
工作方式
CLK
CLR’
SR
D
C
B
A
SL
QDQCQBQA
逻辑功能
S1
S0
X
X
X
0
X
X
X
X
X
X
1
1
↑
1
X
0
0
1
1
0
0
↑
1
X
X
X
X
X
X
1
0
↑
1
0
X
X
X
X
1
0
0
↑
1
0
X
X
X
X
1
0
1
↑
1
1
X
X
X
X
0
0
1
↑
1
1
X
X
X
X
0
四、实验报告
([)分析实验结果,总结移位寄存得74LS194的逻辑功能。
(2)根据实验内容,画出环形计数器的状态转换图与波形图.注意输出瑞的波形在时间上要与CLK同步。
实验五计数器及其应用
一、实验目的
本实验要求学生掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法。
二、实验设备及器件
1、SAC-DS4数字逻辑试验箱1个
2、万用表1块
3器件:
74LS1602片
74LS1632片
74LS001片
三、实验内容与步骤
1、同步十进制计数器74LS160或74LS163逻辑功能测试
引脚如图5-1所示。
图5-1
按表5-1内容进行测试将结果填入表中。
其中,输入信号接开关输出高低电平,输出接指示灯。
CLK
ENP
ENT
CLR’
LOAD’
D
C
B
A
Q3
Q2
Q1
Q0
RCO
功能
X
X
X
0
X
X
X
X
X
X
X
0
1
X
X
X
X
X
X
0
X
1
X
X
X
X
X
↑
1
1
1
0
1
0
0
1
↑
1
1
1
1
X
X
X
X
↑
1
1
1
1
X
2、用74160或74163构成20进制计数器。
写出设计过程,画出逻辑图并验证,画出状态转换图。
(至少用两种方法)
实验六555定时器及其应用
一、实验目的:
1)了解555定时路的电路结构和工作原理。
2)熟悉定时元件RC对振荡周期和脉脉冲宽度的影响。
3)掌握用555定时器构成单稳态触发器及多谐振荡器的方法及原理
二、实验设备及器件
1、SAC-DS4数字逻辑试验箱1个
2、示波器1台
3器件:
NE5551片
电阻33K,100K各1只
电容0.01μF0.02μF各1只
电位器100K1只
三、实验内容与步骤
1、用555定时器构成多谐振荡器
按图6-1所所示多谐振荡器电路接线。
给定R1=33K,R2=100K,C=0.01μF。
取电源Vcc=5V。
在电路检查无误后通电实验,用示波器分别观测6脚(Vc)和3脚(Vo)的波形.测量脉冲参数tw1,tw2,VoH,VOL并与理论值比较.计算振荡T,频率f。
2、用555定时器构成单稳态触发器
按图6-2所示单稳态触发器电路接线.给出定时元件R=100K、C=0.02μF;在输入端加入1kHz的连续脉冲观测并描绘Vi,Vc,Vo的波形.测算tw参数并与理论值相比较。
图6-2
四、预习要求
(1)计算实验电路中触555定时器工作时各参数的理论值.设汁实验需要的数据表格。
(2)用555构成单稳态触发器.如果输比脉冲宽度Tw大干输入触发信号的周期.将会出什么现象?
五、实验报告
(1)分析、比较实验中各电路波形的测算结果与理论值之差别。
(2)分析、总结实验结果,写出相应的结论。
附录集成电路引脚图
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- 数字 电子技术 实验 指导书