东南大学数字电路实验报告
东南大学信息工程数字电路与系统第2次实验报告
数字逻辑电路实验
第2次实验报告
实验题目四舍五入
实验日期2017.11.8
实验1-4
一、实验题目
实现以下数值判别电路的设计：设计一个组合逻辑电路，它接收一位8421BCD码“B3B2B1B0”的输入，进行四舍五入的判断，输出判断结果。
大于等于五的时候输出1，其他情况下输出为0。
二、实验原理
实验目的：接收8431BCD码的输入，进行判断，如果大于等于5则输出1，其他情况输出0。
设计思路：先根据真值表及卡诺图得到最小项表达式，化简为由与非门组成的表达式。
使用7404非门以及7420与非门实现电路。
三、设计过程
真值表
卡诺图
F==
采用74HC04非门以及74HC00与非门实现电路用Multisim仿真如下
实现电路
四、测试方法及测试结果
电路如图所示，从右往左的开关分别代表B3，B2，B1，B0。
控制开关，使它们分别与高电平1（面包板上面一条），低电平0（面包板下面一条相连）。
下面测试过程分别为0000（灭）,0001（灭）,0010（灭）,0011（灭）,0100（灭）,0101（亮）,0110（亮）,0111（亮）,1000（亮）,1001（亮）.
五、实验结论
1、实验实现了8421BCD码的四舍五入，大于等于5输出1，二极管亮，其它值二极管灭。
2、经验总结：使用CMOS器件时，断开与高电平的开关不代表接入了低电平，此时输入不确定，要将此时的输入端接地才能实现输入低电平。
六、参考资料
《数字电路与系统》作者：李文渊。
数字电路设计实训实验报告
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。
东南大学数字电路实验报告(五)
东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：数字逻辑电路实验第五次实验实验名称：时序逻辑电路设计院（系）：电气工程专业：电气工程及自动化姓名：学号：实验室: 104 实验时间：2013年12月13日评定成绩：审阅教师：一、实验目的1.掌握时序逻辑电路的一般设计过程；2.掌握时序逻辑电路的时延分析方法，了解时序电路对时钟信号相关参数的基本要求；3.掌握时序逻辑电路的基本调试方法；4.熟练使用示波器和逻辑分析仪观察波形图，并会使用逻辑分析仪做状态分析。
二、实验原理1.时序逻辑电路的特点（与组合电路的区别）：——具有记忆功能，任一时刻的输出信号不仅取决于当时的输出信号，而且还取决于电路原来的值，或者说还与以前的输入有关。
2.时序逻辑电路的基本单元——触发器（本实验中只用到D触发器）触发器实现状态机（流水灯中用到）3.时序电路中的时钟1)同步和异步（一般都是同步，但实现一些任意模的计数器时要异步控制时钟端）2)时钟产生电路（电容的充放电）：在内容3中的32768Hz的方波信号需要自己通过电路产生，就是用到此原理。
4.常用时序功能块1)计数器（74161）a)任意进制的同步计数器：异步清零；同步置零；同步置数；级联b)序列发生器——通过与组合逻辑电路配合实现（计数器不必考虑自启动）2)移位寄存器（74194）a)计数器（一定注意能否自启动）b)序列发生器（还是要注意分析能否自启动）三、实验内容1.广告流水灯a.实验要求用触发器、组合函数器件和门电路设计一个广告流水灯，该流水等由8个LED组成，工作时始终为1暗7亮，且这一个暗灯循环右移。
①写出设计过程，画出设计的逻辑电路图，按图搭接电路。
②将单脉冲加到系统时钟端，静态验证实验电路。
③将TTL连续脉冲信号加到系统时钟端，用示波器和逻辑分析仪观察并记录时钟脉冲CLK、触发器的输出端Q2、Q1、Q0和8个LED上的波形。
b．实验数据①设计电路。
1）问题分析流水灯的1暗7亮对应8个状态，故可采用3个触发器实现；而且题目要求输出8个信号控制8个灯的亮暗，故可以把3个触发器的输出加到3-8译码器的控制端，对应的8个译码器输出端信号控制8个灯的亮暗。
东南大学信息工程数字电路与系统第6次实验报告
数字规律电路试验第六次试验报告试验题目试验日期广告流水灯2023 年12 月19 日一、试验题目广告流水灯。
用时序器件、组合器件和门电路设计一个广告流水灯，该流水灯由8 个LED 组成，工作时始终为1 暗7 亮，且这一个暗灯循环右移。
1)写出设计过程，画出设计的规律电路图，按图搭接电路；2)验证明验电路的功能；3)将1 秒连续脉冲信号加到系统时钟端，观看并记录时钟脉冲CP、触发器的输出端Q2、Q1、Q0 的波形。
二、试验原理用时序规律电路产生模8 的计数，再用译码器输出凹凸电平，最终LED 灯与译码器的8 个输出引脚相连，实现流水灯。
三、设计过程给出74161 的状态转移真值表0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 1 0 0 1 00 0 1 0 0 0 1 10 0 1 1 0 1 0 00 1 0 0 0 1 0 10 1 0 1 0 1 1 00 1 1 0 0 1 1 10 1 1 1 1 0 0 01 0 0 0 1 0 0 11 0 0 1 1 0 1 01 0 1 0 1 0 1 11 0 1 1 1 1 0 01 1 0 0 1 1 0 11 1 0 1 1 1 1 01 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 0 0 0观看状态转移真值表可知，的一个周期是的两个周期，也就是说在猎取模8 计数时，可以直接承受，故分别与73138 译码器的CBA 相连，Multisim 仿真如下面包板实现电路如下：左边为74161 芯片，右边为74138 芯片电路板接线如下：红线为高电平，黑线为低电平，绿线为时钟Pocketlab 接线如下四、测试方法及测试结果红线高电平接p1,绿线时钟接p0,黑线接地，翻开pocketlab 开关，设置p0 为时钟，p1 输出高电平，run.观看到流水灯现象。
再依据如下的接线方式，将Q2 Q1 Q0 分别接入p4 p5 p6,设置p4 p5 p6 为输入，观看规律的波形图。
东南大学数字电路实验报告(四)
数字逻辑电路实验简易数字钟日期：2013年12月6日地点：104姓名：学号：审阅教师：得分：一、实验目的（1）掌握时序逻辑电路的一般设计过程；（2）掌握时序逻辑电路的时延分析方法，了解时序电路对时钟信号相关参数的基本要求；（3）掌握QuartusⅡ5.0的使用二、实验原理特点外引线排列图•用于快速计数的内部超前进位•用于n 位级联的进位输出•同步可编程序•有置数控制线•二极管箝位输入•直接清零•同步计数典型参数：f 工作频率=32MHzPd=93mW说明：这种同步可预置十进计数器是由四个D 型触发器和若干个门电路构成，内部有超前进位，具有计数、置数、禁止、直接（异步）清零等功能。
对所有触发器同时加上时钟，使得当计数使能输入和内部门发出指令时输出变化彼此协调一致而实现同步工作。
这种工作方式消除了非同步（脉冲时钟）计数器中常有的输出计数尖峰。
缓冲时钟输入将在时钟输入上升沿触发四个触发器。
这种计数器是可全编程的，即输出可预置到任何电平。
当预置是同步时，在置数输入上将建立一低电平，禁止计数，并在下一个时钟之后不管使能输入是何电平，输出都与建立数据一致。
清除是异步的（直接清零），不管时钟输入、置数输入、使能输入为何电平，清除输入端的低电平把所有四个触发器的输出直接置为低电平。
超前进位电路无须另加门，即可级联出n 位同步应用的计数器。
它是借助于两个计数使能输入和一个动态进位输出来实现的。
两个计数使能输入（ENP 和ENT）计数时必须是高电平，且输入ENT 必须正反馈，以便使能动态进位输出。
因而被使能的动态进位输出将产生一个高电平输出脉冲，其宽度近似等于QA 输出高电平。
此高电平溢出进位脉冲可用来使能其后的各个串联级。
使能ENP 和ENT 输入的跳变不受时钟输入的影响。
电路有全独立的时钟电路。
改变工作模式的控制输入（使能ENP、ENT 或清零）纵使发生变化，直到时钟发生为止，都没有什么影响。
计数器的功能（不管使能、不使能、置数或计数）完全由稳态建立时间和保持时间所要求的条件来决定。
《数字电路》实验报告
《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。
数字电路实验报告-实验一[总结]
实验一数字电路实验基础一、实验目的⑴掌握实验设备的使用和操作⑵掌握数字电路实验的一般程序⑶了解数字集成电路的基本知识二、预习要求复习数字集成电路相关知识及与非门、或非门相关知识三、实验器材⑴直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱、万用表⑵74LS00、74LS02、74LS48四、实验内容和步骤1、实验数字集成电路的分类及特点目前，常用的中、小规模数字集成电路主要有两类。
一类是双极型的，另一类是单极型的。
各类当中又有许多不同的产品系列。
⑴双极型双极型数字集成电路以TTL电路为主，品种丰富，一般以74（民用）和54（军用）为前缀，是数字集成电路的参考标准。
其中包含的系列主要有：▪标准系列——主要产品，速度和功耗处于中等水平▪LS系列——主要产品，功耗比标准系列低▪S系列——高速型TTL、功耗大、品种少▪ALS系列——快速、低功耗、品种少▪AS系列——S系列的改进型⑵单极型单极型数字集成电路以CMOS电路为主，主要有4000／4500系列、40H系列、HC系列和HCT系列。
其显著的特点之一是静态功耗非常低，其它方面的表现也相当突出，但速度不如TTL集成电路快。
TTL产品和CMOS产品的应用都很广泛，具体产品的性能指标可以查阅TTL、CMOS集成电路各自的产品数据手册。
在本实验课程中，我们主要选用TTL数字集成电路来进行实验。
2、TTL集成电路使用注意事项⑴外形及引脚TTL集成电路的外形封装与引脚分配多种多样，如附录中所示的芯片封装形式为双列直插式（DIP）。
芯片外形封装上有一处豁口标志，在辨认引脚分配时，芯片正面（有芯片型号的一面）面对自己，将此豁口标志朝向左手侧，则芯片下方左起的第一个引脚为芯片的1号引脚，其余引脚按序号沿芯片逆时针分布。
⑵电源每片集成电路芯片均需要供电方能正常使用其逻辑功能，供电电源为+5V单电源。
电源正端（+5V）接芯片的VCC引脚，电源负端（0V）接芯片的GND引脚，两者不允许接反，否则会损坏集成电路芯片。
数电实验报告东大
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。
东南大学数字电路实验报告(二)
东南大学数字电路实验报告（二）东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：数字逻辑电路实验第二次实验实验名称：门电路和组合逻辑院（系）：电气工程专业：电气工程及自动化姓名：学号：实验室: 104 实验时间：2021年11月8日评定成绩：审阅教师：一、实验目的（1）掌握TTL和CMOS器件的静态特性和动态特性测量方法及这些特性对数字系统设计的影响；（2）掌握通过数字器件手册查看器件静态和动态特性参数；（3）掌握不同结构的数字器件之间的互连；（4）掌握OC门和三态门的特性和使用方法；（5）加深示波器测量技术的训练；（6）掌握小规模组合逻辑的工程设计方法；（7）了解竞争和冒险的产生原因，消除方法，掌握用示波器和逻辑分析捕捉毛刺的方法。
二、实验器材74LS0074LS2074LS24474HC0174LS04三、必做实验1.（1）用 OC 门实现三路信号分时传送的总线结构a. 用OC门实现三路信号分时传送的总线结构，框图如图2.5.5所示，功能如表2.5.2所示。
（注意OC门必须外接负载电阻和电源，EC取5V）D2A2D1A1D0A0待设计电路表2.5.2 设计要求的逻辑功能控制输入输出 A0 1 0 0 Y D0 D1 D2 YA2 0 0 1 A1 0 1 0 图2.5.5三路分时总线原理框图① 查询相关器件的数据手册，计算OC门外接负载电阻的取值范围，选择适中的电阻值，连接电路。
RCmax?EC?VOHmin5?4.9??66.7?103(?) ?6nICEO?N'?IIH3?0.5?10EC?VOLmax5?0.26??911.5 (?) ?3IOLmax?N?IIL5.2?10RCmin?选取RC?2k?。
设计图如右图所示接线图如下② 静态验证：控制输入和数据输入端加高低电平，用电压表测量输出高低电平的电压值，注意测量A2A1A0=000时的输出值。
X D1 X X 0 1 X X X D0 0 1 X X X X X 输出Y 0 1 0 1 0 1 1 电压/V 0.195 5.0170.194 5.013 0.193 5.011 5.008 ③ 动态验证：控制输入加高低电平，数据输入端加连续脉冲信号，用示波器双踪显示输入和输出波形，测量波形的峰峰值、高电平电压和低电平电压，对结果进行分析并解释为什么要选择“DC”。
东南大学数字电路实验报告(三)
实验报告课程名称：计算机逻辑设计实践第三次实验实验名称：MSI设计逻辑电路院（系）：电气工程专业：电气工程姓名：黄博然学号：16012616实验室: 104 实验时间：13年11月21日评定成绩：审阅教师：一、实验目的1. 掌握常用中规模组合逻辑器件的功能和使用方法；2. 掌握逻辑函数工程设计方法；3. 掌握存储器实现复杂逻辑函数的原理和存储器的使用过程。
二、实验原理全减器:全减器是两个二进制的数进行减法运算时使用的一种运算单元。
最简单的全减器是采用本位结果和借位来显示，二进制中是借一当二，所以可以使用两个输出变量的高低电平变化来实现减法运算。
i-1)+B i D i-1三、实验内容A）3.3节实验：用MSI进行组合逻辑函数电路设计内容1.用多种方法设计全减器电路图如下：方案二：用译码器实现电路图如下：方案四：用全加器和门电路实现实验所得真值表与理论一致2.用一个4选1数据选择器实现如下逻辑函数：Y（DCBA）=Σm（0，1，2，5，8，10，12，13）。
Y=D’C’B’A’+D’C’B’A+D’C’BA’+D’CB’A+DC’B’A’+DC’BA’+DCB’A’+DCB’A=（DC’）’+(D’C)’+C’3.人类有4 种血型：A、B、AB 和O 型。
输血时，输血者与受血者必须符合图3.3.1 的规定，否则有生命危险，利用一个4 选1 数据选择器和最少数量的与非门，完成血型配对任务。
答：设计思路：真值表：化简可得：Y=A'B'C'D'+A'B'C'D+A'B'CD'+A'B'CD+A'BC'D+A'BCD+AB'CD'+AB'CD+ABCD =A'B'+A'D+B'C+CD使用四选一数据选择器74153和两个与非门74LS00实现功能设计电路如下：经验证，该电路可实现上述功能。
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东南大学电工电子实验中心实验报告
数字逻辑设计实践
实验一数字逻辑电路实验基础
学院电气工程学院
指导老师团雷鸣
地点 104
姓名
学号
__________得分实验日期
1．实验目的
（1）认识数字集成电路，能识别各种类型的数字器件和封装；
（2）学习查找器件资料，通过器件手册了解器件；
（3）了解脉冲信号的模拟特性，了解示波器的各种参数及其对测量的影响，了解示波器探头的原理和参数，掌握脉冲信号的各项参数；
（4）了解逻辑分析的基本原理，掌握虚拟逻辑分析的使用方法；
（5）掌握实验箱的结构、功能，面包板的基本结构、掌握面包板连接电路的基本方法和要求；
（6）掌握基本的数字电路的故障检查和排除方法。
2．必做实验
（1）复习仪器的使用，TTL信号参数及其测量方法
用示波器测量并记录频率为200KHz的TTL信号的上升沿时间、下降沿时间、脉冲宽度和高、低电平值。
接线图
理论仿真TTL图像
TTL实验数据表格
（2）节实验：电路安装调试与故障排除
要求：测出电路对应的真值表，并进行模拟故障排查，记录故障设置情况和排查过程。
接线图
真值表
F=1，G=1
序号S1B1S2B2L 100000110100001020110 103
110040
150110
006101107111001800 001190
思考题
①能否用表格表示U8脚输出端可能出现1的全部情况 2
②存在一个使报警器信号灯持续接通的故障，它与输入的状态无关。
那么，什么是最有可能的故障？
答：两个集成电路74HC00与74HC20未加工作电压VCC并接地，造成集成电路无法工作，L一直为低电平，Led发光。
③下列故障的现象是什么样的？
a.U8脚输出端的连线开路。
1答：无论S2与B2输入什么信号，都视为U4
与U5输入0信号(副驾驶有人22且安全带未扣上)，会造成报警。
b.U3脚的输出停留在逻辑0。
1答：无论B1输入什么信号，都视为U13输
入0信号。
（驾驶座安全带扣上）1
④当汽车开始发动，乘客已坐好，而且他的座位安全带已扣上，报警灯亮，这结果仅与司机有关，列出可能的故障，并写出寻找故障的测试顺序。
可能情况：司机未系安全带。