数字电路与逻辑设计实验实验四
数字逻辑实验三 实验四
实验报告课程名称电子技术综合设计与实践题目名称实验三、实验四学生学院自动化学院专业班级物联网工程学号学生姓名指导教师2016年 6 月 26 日一、实验目的1、（实验三）用两片加法器芯片74283配合适当的门电路完成两个BCD8421码的加法运算。
2、（实验四）设计一个计数器完成1→3→5→7→9→0→2→4→6→8→1→…的循环计数（设初值为1），并用一个数码管显示计数值（时钟脉冲频率为约1Hz）。
二、功能描述及分析实验三：（1）分别用两个四位二进制数表示两个十进制数，如：用A3 A2 A1A0表示被加数，用B3B2B1B0表示加数，用S3 S2 S1 S0表示“和”，用C0表示进位。
（2）由于BCD8421码仅代表十进制的0—9，所以加法修正规则：当S>9时，修正值为D3D2D1D0=0110；当S<9时，修正值为D3D2D1D0=0000。
（3）由真值表，我们可以得出D3=D0=0，D2=D1=FC4 + S4(S3+S2)实验四：(1)分别用四位二进制数来表示十进制数，触发器状态用DCBA表示，10个技术状态中的初值状态为0001。
(2)列出状态表，如下（3）得出次态方程：D n+1=BC， C n+1=B⊕C， B n+1=A D， A n+1=A⊕D（4）选用D触发器来实现，求触发器激励函数D4=BC， D3=B⊕C， D2=A D， D1=A⊕D（5）画出逻辑电路图如下：(6）四个触发器输出端一次输入到7447数码管译码器输入端。
三、实验器材实验三：（1）两片加法器芯片74283，两个或门，一个与门，8个按键，5个LED 显示灯。
（2）DE2开发板和QuartusⅡ7.2软件实验四：一个74292分频器、一个7447数码管译码器、四个D触发器、二个与门、二个非门、二个异或门四、实验结果（电路图）实验三：举例：1、当输入0001+0010时，输出是0011，,则对应的是指示灯是0与1号绿灯亮，代表十进制数里的十位数的进位指示灯C0不亮。
数电实验报告：实验4-计数器及应用161
广东海洋大学学生实验报告书（学生用表）实验名称课程名称 课程号 学院(系)专业 班级 学生姓名 学号 实验地点 实验日期实验4 计数器及其应用一、实验目的1、熟悉中规模集成计数器的逻辑功能及使用方法2、掌握用74LS161构成计数器的方法3、熟悉中规模集成计数器应用二、实验原理计数器是典型的时序逻辑电路，它是用来累计和记忆输入脉冲的个数．计数是数字系统中很重要的基本操作，集成计数器是最广泛应用的逻辑部件之一。
计数器种类较多，按构成计数器中的多触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器；根据计数制的不同，可分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。
还有可预置数和可编程序功能计数器等。
本实验主要研究中规模十进制计数器74LS161的功能及应用。
1、中规模集成计数器74LS161 是四位二进制可预置同步计数器，由于它采用4 个主从JK 触发器作为记忆单元，故又称为四位二进制同步计数器，其集成芯片管脚如图1所示：管脚符号说明：电源正端Vcc ，接+5V ；异步置零（复位）端Rd ；时钟脉冲CP ；预置数控制端 A 、B 、C 、D ；数据输出端 QA 、QB 、QC 、QD ；进位输出端 RCO ：使能端EP ，ET ；预置端 LD ；图1 74LS161 管脚图GDOU-B-11-112该计数器由于内部采用了快速进位电路，所以具有较高的计数速度。
各触发器翻转是靠时钟脉冲信号的正跳变上升沿来完成的。
时钟脉冲每正跳变一次，计数器内各触发器就同时翻转一次，74LS161的功能表如表1所示：表1 74LS161 逻辑功能表2、实现任意进制计数器由于74LS161的计数容量为16，即计16个脉冲，发生一次进位，所以可以用它构成16进制以内的各进制计数器，实现的方法有两种：置零法（复位法）和置数法（置位法）。
(1) 用复位法获得任意进制计数器假定已有N进制计数器，而需要得到一个M进制计数器时，只要M＜N，用复位法使计数器计数到M时置“0”，即获得M进制计数器。
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。
数字逻辑实验报告
数字逻辑实验报告数字逻辑实验报告引言数字逻辑是计算机科学中的重要基础知识，通过对数字信号的处理和转换，实现了计算机的高效运算和各种复杂功能。
本实验旨在通过实际操作，加深对数字逻辑电路的理解和应用。
实验一：二进制加法器设计与实现在这个实验中，我们需要设计一个二进制加法器，实现两个二进制数的加法运算。
通过对二进制数的逐位相加，我们可以得到正确的结果。
首先，我们需要将两个二进制数输入到加法器中，然后通过逻辑门的组合，实现逐位相加的操作。
最后，将得到的结果输出。
实验二：数字比较器的应用在这个实验中，我们将学习数字比较器的应用。
数字比较器可以比较两个数字的大小，并输出比较结果。
通过使用数字比较器，我们可以实现各种判断和选择的功能。
比如，在一个电子秤中，通过将待测物品的重量与设定的标准重量进行比较，可以判断物品是否符合要求。
实验三：多路选择器的设计与实现在这个实验中，我们需要设计一个多路选择器，实现多个输入信号中的一路信号的选择输出。
通过使用多路选择器，我们可以实现多种条件下的信号选择，从而实现复杂的逻辑控制。
比如，在一个多功能遥控器中，通过选择不同的按钮，可以控制不同的家电设备。
实验四：时序电路的设计与实现在这个实验中，我们将学习时序电路的设计与实现。
时序电路是数字逻辑电路中的一种重要类型，通过控制时钟信号的输入和输出，实现对数据的存储和处理。
比如，在计数器中，通过时序电路的设计，可以实现对数字的逐位计数和显示。
实验五：状态机的设计与实现在这个实验中，我们将学习状态机的设计与实现。
状态机是一种特殊的时序电路，通过对输入信号和当前状态的判断，实现对输出信号和下一个状态的控制。
状态机广泛应用于各种自动控制系统中，比如电梯控制系统、交通信号灯控制系统等。
实验六：逻辑门电路的优化与设计在这个实验中，我们将学习逻辑门电路的优化与设计。
通过对逻辑门电路的布局和连接方式进行优化，可以减少电路的复杂性和功耗，提高电路的性能和可靠性。
数字电路-实验指导书汇总
数字电路-实验指导书汇总TPE-D型系列数字电路实验箱数字逻辑电路实验指导书实验⼀门电路逻辑功能及测试实验⼆组合逻辑电路（半加器、全加器及逻辑运算）实验三时序电路测试及研究实验四集成计数器及寄存器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、熟悉数字电路实验箱及⽰波器使⽤⽅法。
⼆、实验仪器及器件1、双踪⽰波器；2、实验⽤元器件74LS00 ⼆输⼊端四与⾮门 2 ⽚74LS20 四输⼊端双与⾮门 1 ⽚74LS86 ⼆输⼊端四异或门 1 ⽚74LS04 六反相器 1 ⽚三、预习要求1、复习门电路⼯作原理及相应逻辑表达式。
2、熟悉所⽤集成电路的引线位置及各引线⽤途。
3、了解双踪⽰波器使⽤⽅法。
四、实验内容实验前检查实验箱电源是否正常。
然后选择实验⽤的集成电路，按⾃⼰设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc 及地线不能接错(Vcc=+5v，地线实验箱上备有)。
线接好后经实验指导教师检查⽆误可通电实验。
实验中改动接线须先断开电源，接好后在通电实验。
1、测试门电路逻辑功能⑴选⽤双四输⼊与⾮门74LS20 ⼀只，插⼊⾯包板（注意集成电路应摆正放平），按图接线，输⼊端接S1～S4(实验箱左下⾓的逻辑电平开关的输出插⼝)，输出端接实验箱上⽅的LED 电平指⽰⼆极管输⼊插⼝D1～D8中的任意⼀个。
⑵将电平开关按表置位，分别测出输出逻辑状态值及电压值填表。
表2、异或门逻辑功能测试⑴选⼆输⼊四异或门电路74LS86，按图接线，输⼊端1、2、4、5 接电平开关输出插⼝，输出端A 、B 、Y 接电平显⽰发光⼆极管。
⑵将电平开关按表的状态转换，将结果填⼊表中。
表3、逻辑电路的逻辑关系⑴⽤ 74LS00 双输⼊四与⾮门电路，按图、图接线，将输⼊输出逻辑关系分别填⼊表，表中。
⑵写出两个电路的逻辑表达式。
4、逻辑门传输延迟时间的测量⽤六反相器（⾮门）按图接线，输⼊80KHz 连续脉冲（实验箱脉冲源），⽤双踪⽰波器测输⼊、输出相位差。
数字电路与逻辑设计实验报告
数字电路与逻辑设计实验报告数字电路与逻辑设计实验报告摘要：本实验旨在通过设计和实现数字电路和逻辑门电路，加深对数字电路和逻辑设计的理解。
实验过程中，我们使用了逻辑门电路、多路选择器、触发器等基本数字电路元件，并通过实际搭建电路和仿真验证，验证了电路的正确性和可靠性。
引言：数字电路和逻辑设计是计算机科学与工程领域的重要基础知识。
在现代科技发展中，数字电路的应用范围非常广泛，涉及到计算机、通信、控制等各个领域。
因此，深入理解数字电路和逻辑设计原理，掌握其设计和实现方法，对于我们的专业学习和未来的工作都具有重要意义。
实验一：逻辑门电路的设计与实现逻辑门电路是数字电路中最基本的元件之一，通过逻辑门电路可以实现各种逻辑运算。
在本实验中，我们通过使用与门、或门、非门等逻辑门电路，设计并实现了一个简单的加法器电路。
通过搭建电路和进行仿真验证，我们验证了加法器电路的正确性。
实验二：多路选择器的设计与实现多路选择器是一种常用的数字电路元件，可以根据控制信号的不同，选择不同的输入信号输出。
在本实验中，我们通过使用多路选择器，设计并实现了一个简单的数据选择电路。
通过搭建电路和进行仿真验证，我们验证了数据选择电路的正确性。
实验三：触发器的设计与实现触发器是一种常用的数字电路元件，可以存储和传输信息。
在本实验中，我们通过使用触发器，设计并实现了一个简单的二进制计数器电路。
通过搭建电路和进行仿真验证，我们验证了二进制计数器电路的正确性。
实验四：时序逻辑电路的设计与实现时序逻辑电路是一种特殊的数字电路，其输出不仅与输入信号有关，还与电路的状态有关。
在本实验中，我们通过使用时序逻辑电路，设计并实现了一个简单的时钟电路。
通过搭建电路和进行仿真验证，我们验证了时钟电路的正确性。
实验五：数字电路的优化与综合数字电路的优化与综合是数字电路设计中非常重要的环节。
在本实验中，我们通过使用逻辑代数和Karnaugh图等方法，对已有的数字电路进行了优化和综合。
组合逻辑电路(半加器全加器及逻辑运算)实验报告
《数字电路与逻辑设计实验》实验报告实验名称：组合逻辑电路(半加器全加器及逻辑运算)实验器材（芯片类型及数量）7400 二输入端四与非门，7486 二输入端四异或门，7454 四组输入与或非门一、实验原理1、组合逻辑电路的分析方法：（1）从输入到输出，逐步获取逻辑表达式（2）简化逻辑表达式（3）填写真值表（4）通过真值表总结出该电路的功能（5）选择芯片型号，绘制电路图，测试并验证之前的分析是否正确2、组合逻辑电路的设计方法：（1）根据实际逻辑问题的因果关系，定义输入输出变量的逻辑状态（2）根据设计要求，按逻辑功能列出真值表，填写卡诺图（3）通过卡诺图或真值表得到逻辑表达式（4）根据逻辑方程式画出图表，进行功能试验二、实验内容及原理图1、完成与非门、异或门、与或非门逻辑功能测试。
2、测试由异或门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，半加器和位Y是A、B的异或而进位Z是A、B相与，故半加器可用一个继承异或门和两个与非门构成如图2.1。
AYBZ图2.1 半加器电路结构图（1）按照图2.1完成电路连接。
（2）按照表2.1改变A 、B 状态，并填表。
3、 测试全加器的逻辑功能。
SiG9CiA iB iC i-1图2.2 全加器电路结构图（1）写出图2.2的逻辑功能表达式（Y S i C i ） Y = Ai ⊕ Bi Si = Ai ⊕ Bi ⊕ Ci -1 Ci = AiBi + (Ai ⊕ Bi) Ci -1 （2）根据逻辑功能表达式列出真值表（3）按原理图选择与非门并接线测试，将结果记入表2.2。
4、 用异或、与或非门和与非门实现全加器的逻辑功能。
全加器可以用两个半加器和两个与门一个或门组成，在实验中，常用一块双异或门、一个与或非门和一个与非门实现。
（1）画出用异或门、与或非门和非门实现全加器的逻辑电路图，写出逻辑表达式。
Y = Ai ⊕ Bi Si = Ai ⊕ Bi ⊕ Ci -1 Ci = AiBi + (Ai ⊕ Bi) Ci -1（2）找出异或门、与或非门和与非门器件按自己画的图接线。
数电实验报告：实验4-计数器及应用161
广东海洋大学学生实验报告书（学生用表）实验名称实验名称课程名称课程名称课程号课程号学院学院((系) 专业专业班级班级学生姓名学生姓名学号学号实验地点实验地点实验日期实验日期实验4 计数器及其应用一、实验目的1、熟悉中规模集成计数器的逻辑功能及使用方法、熟悉中规模集成计数器的逻辑功能及使用方法2、掌握用74LS161构成计数器的方法构成计数器的方法3、熟悉中规模集成计数器应用、熟悉中规模集成计数器应用二、实验原理计数器是典型的时序逻辑电路，它是用来累计和记忆输入脉冲的个数．计数是数字系统中很重要的基本操作，集成计数器是最广泛应用的逻辑部件之一。
计数器种类较多，按构成计数器中的多触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器；步计数器和异步计数器；根据计数制的不同，根据计数制的不同，根据计数制的不同，可分为二进制计数器、可分为二进制计数器、可分为二进制计数器、十进制计数十进制计数器和任意进制计数器；根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。
还有可预置数和可编程序功能计数器等。
本实验主要研究中规模十进制计数器74LS161的功能及应用。
的功能及应用。
1、中规模集成计数器74LS161 是四位二进制可预置同步计数器，由于它采用4 个主从JK 触发器作为记忆单元，故又称为四位二进制同步计数器，其集成芯片管脚如图元，故又称为四位二进制同步计数器，其集成芯片管脚如图11所示：所示：管脚符号说明：电源正端Vcc ，接+5V ；异步置零（复位）端Rd ；时钟脉冲CP ；预置数控制端数控制端 A 、B 、C 、D ；数据输出端；数据输出端 QA 、QB 、QC 、QD ；进位输出端；进位输出端 RCO ：使能端：使能端EP EP EP，，ET ET；预置端；预置端；预置端LD ；图1 74LS161 管脚图管脚图GDOU-B-11-112该计数器由于内部采用了快速进位电路，所以具有较高的计数速度。
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中山大学南方学院
电气与计算机工程学院
课程名称：数字电路与逻辑设计实验实验题目：译码显示电路
附：实验报告
专业：电子信息科学与技术年级：18 完成日期：2020年7月05日学号：182018010 姓名：叶健行成绩：
一、实验目的
（一）掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法。
（二）熟悉数码管的使用。
二、实验原理
（一）数码显示译码器
1、七段发光二极管(LED)数码管
LED数码管是目前最常用的数字显示器，图1 (a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。
一个LED数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。
小型数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。
LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。
(a) 共阴连接（“1”电平驱动）(b) 共阳连接（“0”电平驱动）
(c) 符号及引脚功能 图1 LED 数码管
2、BCD 码七段译码驱动器
此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用74LS48 BCD 码锁存／七段译码／驱动器。
驱动共阴极LED 数码管。
图2为74LS48引脚排列。
其中 A 、B 、C 、D — BCD 码输入端
a 、
b 、
c 、
d 、
e 、
f 、
g — 译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED 数码管。
LT — 灯 测试输入端，LT ＝“0”时，译码输出全为“1” BI R — 灭 零 输入端，BI R ＝“0”时，不显示多余的零。
RBO /BI — 作为输入使用时，灭灯输入控制端；
作为输出端使用时，灭零输出端。
（二）扫描式显示
对多位数字显示采用扫描式显示可以节电，这一点在某些场合很重要。
对于某些系统输出的的数据，应用扫描式译码显示，可使电路大为简化。
有些系统，比如计算机，某些A/D 转换器，是以这样的形式输出数据的：由选通信号控制多路开关，先后送出（由高位到低位或由低位到高位）一位十进制的BCD 码,如图（三）所示。
图中的Ds 称为选通信号，并假定系统按先高位后低位的顺序送出数据，当Ds1高电平送出千位数，Ds2高电平送出百位数，……一般Ds 的高电平相邻之间有一定的间隔，选通信号可用节拍发生器产生。
如图（四）所示，为这种系统的译码扫描显示的原理图。
图中各片
LED
（共阴）的发光段并连接至译码器的相应端，把数据输入的相应权端与系统输出端相连，把各位选通端反向后接相应LED 的公共端。
f （A ）使数据输入是伪码（8421BCD 中的1010-1111）时使f （A ）=0，伪码灭灯。
接译码器的灭灯I B 端，使不显示伪码。
（三）四节拍发生器
扫描显示要求数码管按先后顺序显示。
这就要求如图3所示的选通信号。
通常该类型的信号称为节拍信号。
如果使用的数码管是共阴极型，则选通信号是图3信号的反相。
如图（五）所示就是这种节拍信号发生器。
图中74LS194为移位寄存器。
它具有左移、右移，并行送数、保持及清除等五项功能。
其引脚图如图（六）所示。
其中Cr 为清除端，CP 为时钟输入端，S 0、S 1为状态控制端，DSR 为右移数据串行输入端，DSL 为左移数据输入端，D 0、D 1、D 2、D 3位并行数据输入端，Q 0、Q 1、Q 2、Q 3为数据输出端。
其功能表
Ds2 Ds3 Ds4
Ds1 (百位) (千位)
(十位) (个位)
图3
I B
Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg
74LS48
A3 A2 A1 A0
f(A)
a
b
c
d
e
f
g
Ai
图4
cc
cc
cc cc
L1SG2 L1SG1
L1SG3 L1SG4
如表2所示。
节拍发生器工作开始时，必须首先进行清零。
当Cr负脉冲过后Q0、Q1、Q2、Q3全为零。
JK触发器Q=1，因而S1=S0=1，实现并行送数。
当第一个脉冲的上升沿到达后，置入0111，CP下降沿到达后Q=0，即S1=0，S0=1，实现右移功能。
在CP作用下输出依次为1011，1101，1110，第四个CP 下降沿到达后又使Q=1，实现第二个循环。
三、实验过程
（一）按表2测试74LS194，按图5实现四节拍顺序脉冲发生器。
增值表：
函数式：
Y•
=
+
=
C
A
B
B
A
C
引脚连接图：
（二）按图4实现四位扫描译码显示电路。
采用内容（2）顺序脉冲作为Ds信号。
8421BCD码用逻辑模拟开关输入。
自行设计伪码灭灯电路，使正常输入BCD 码时输出为“1”，伪码输入时灭灯。