数字电路基础实验2
数电实验2
深圳大学实验报告课程名称：数字电子技术实验项目名称：TTL、HC和HCT器件的参数测试学院：光电工程专业：光电信息指导教师：报告人：刘恩源学号：2012170042 班级：2 实验时间：实验报告提交时间：一、实验目的与要求：1、掌握TTL、HCT和HCT器件的传输特性。
2、熟悉万用表的使用方法。
二、实验仪器：1、六反相器74LS04 1片2、六反相器74HC04 1片3、六反相器74HCT04 1片4、万用表三、实验原理：非门的输出电压V O与输入电压V I的关系V O＝f(V I)叫做电压传输特性，也叫做电压转移特性。
它可以用一条曲线表示，叫做电压传输特性曲线。
从传输特性曲线可以求出非门的下列参数：1、输出高电平（V OH）。
2、输出低电平（V OL）。
3、输入高电平（V IH）。
4、输入低电平（V IL）。
5、门槛电平（V T）。
四、实验内容与步骤：1、测试TTL器件74LS04一个非门的传输特性。
2、测试HC器件74HC04一个非门的传输特性。
3、测试HCT器件74HC04一个非门的传输特性。
注意：1、注意被测器件的引脚7和引脚14分别接地和接+5V。
2、将实验箱上直流信号源的输出端作为被测非门的输入电压。
旋转电位器改变非门的输入电压值。
1、3、按步长0.2V调整率改变非门的输入电压。
首先用万用表监视非门输入电压，调好输入电压后，再用万用表测试测量非门的输出电压，并记录下来。
实验接线图由于74LS04、74HC04和74HCT04的逻辑功能相同，因此三个实验的接线图是一样的。
下面以第一个逻辑门为例，画出实验接线图（V I表示非门输入电压，电压表表示电压测试点）如下：图2.1 实验接线图2、输出无负载时74LS04、74HC04、74HCT04电压传输特性测试数据3、输出无负载时74LS04、74HC04和74HCT04电压传输特性曲线。
(请根据实验数据绘制3条曲线)4、比较三条电压传输特性曲线，说明各自的特性。
数字电子技术实验报告2
实验成绩实验日期指导教师批阅日期实验名称编码译码与显示1、实验目的掌握编码器、译码器与显示器的工作原理、测试方法以及应用。
2、实验原理编码器、译码器是数字系统中常用的逻辑部件，而且是一种组合逻辑电路。
1.编码器把状态或指令等转换为与其对应的二进制代码叫编码，例如可以用四位二进制所组成的编码表示十进制数0~9，把十进制数的0编成二进制数码0000，把十进制数的5编成二进制数码0101等。
完成编码工作的电路.通称为编码器。
2.译码器译码是编码的逆过程。
译码器的作用是将输入代码的原意“翻译”出来。
译码器的种类较多，如:最小项译码器(3线/8线、4线/16线译码器等)b、七段字形译码器等。
七段字形译码器，其作用是将输入的四位BCD码D、C、B、A翻译成与其对应的七段字形输出信号，用于显示字形。
常用的七段字形译码器有TTL的:T338(OC输出)，74LS48、74LS248(内部带有上拉电阻)CMOS的:CD4511、MC14543、MC14547等。
3.显示器(1)发光二极管(LED)。
把电能转换成可见光(光能)的一种特殊半导体器件，其构造与普通PN 结二极管相同。
(2)LED显示器。
用LED构成数字显示器件时，需将若干个LED按照数字显示的要求集成- -个图案，就构成LED显示器(俗称“数码管”)。
3、实验步骤(1)按图连线，按表顺序给8线/3线优先编码器CD4532的信号输入端送入相应电平，将结果填入表中，与CD4532的功能表相对照，检查是否符合优先顺序以及编码结果是否正确。
注意:输入由逻辑开关给定。
输出连接逻辑电平指示。
(2)根据CD4532和CD4511的管脚图和功能表，自行设计连线，将编码器CD4532的输出端接到译码器CD4511的数据输入端，将CD4511的输出接七段显示数码管。
检查编码器与数字显示是否一致，若不一致，分析原因，检查故障并排除之，将结果填表。
(3)将十进制计数器/脉冲分配器CD4017接成八进制，用单次脉冲或1Hz脉冲信号检查CD4017的逻辑功能是否正常。
数字电路实验报告 实验2
实验二 译码器及其应用一、 实验目的1、掌握译码器的测试方法。
2、了解中规模集成译码器的管脚分布，掌握其逻辑功能。
3、掌握用译码器构成组合电路的方法。
4、学习译码器的扩展。
二、 实验设备及器件1、数字逻辑电路实验板1块 2、74HC(LS)20（二四输入与非门） 1片 3、74HC(LS)138（3-8译码器）2片三、 实验原理74HC(LS)138是集成3线-8线译码器，在数字系统中应用比较广泛。
下图是其引脚排列，其中A 2、A 1、A 0为地址输入端，Y ̅0~Y ̅7为译码输出端，S 1、S ̅2、S ̅3为使能端。
下表为74HC(LS)138功能表。
74HC(LS)138工作原理为：当S 1=1，S ̅2+S ̅3=0时，电路完成译码功能，输出低电平有效。
其中：Y ̅0=A ̅2A ̅1A ̅0̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ Y ̅4=A 2A ̅1A ̅0̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ Y ̅1=A ̅2A ̅1A 0̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ Y ̅5=A 2A ̅1A 0̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ Y ̅2=A ̅2A 1A ̅0̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ Y ̅6=A 2A 1A ̅0̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ Y ̅3=A ̅2A 1A 0̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅Y ̅7=A 2A 1A 0̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅因为74HC(LS)138的输出包括了三变量数字信号的全部八种组合，每一个输出端表示一个最小项（的非），因此可以利用八条输出线组合构成三变量的任意组合电路。
实验用器件管脚介绍：1、74HC(LS)20（二四输入与非门）管脚如下图所示。
2、74HC(LS)138（3-8译码器）管脚如下图所示。
四、实验内容与步骤（四学时）1、逻辑功能测试（基本命题）m。
验证74HC(LS)138的逻辑功能，说明其输出确为最小项i注：将Y̅0~Y̅7输出端接到LED指示灯上，因低电平有效，所以当输入为000时，Y̅0所接的LED指示灯亮，其他同理。
数字电路实验报告 2
实验一组合逻辑电路分析1、74LS00集成电路2、74LS20集成电路实验内容实验1X1A BC D逻辑指示灯实验2密码锁的开锁条件是：拨对密码，钥匙插入锁眼将电源接通，当两个条件同时满足时，开锁信号为“1”,将锁打开。
否则，报警信号为“1”，则接通警铃。
试分析密码锁的密码ABCD 是什么？ 答：由下表可知密码ABCD 是1001。
X1X2ABC D报警实验心得：1、 通过这次试验了解到了74LS00与非门及74LS20与非门的使用方法。
2、 熟悉了实验面板，及实验过程，为以后试验打下一个基础。
3、 熟悉了逻辑电平的接入方法。
4、 熟悉了基本逻辑电路的分析方法及步骤。
实验二 组合逻辑实验（一）半加器和全加器一、实验目的1.熟悉用门电路设计组合电路的原理和方法步骤。
二、预习内容1.复习用门电路设计组合电路的原理和方法步骤。
2.复习二进制的运算。
①用“与非“门设计半加器逻辑图。
②完成用“异或”门、“与或非”门、“与非”门设计全加器逻辑图。
③完成用“异或”门设计的3变量判奇电路的原理图。
三、参考元件74LS238 74LS00 74LS51 74LS136四、实验内容1.用与非门组成半加器，用异或门、与或非门、与非门组成全加器。
实验结果填入下表中：ABSCI半加器VCCABSCi2.实验结果填入下表中：ABL实验心得1.本实验主要使用74LS00与74LS51来设计半加器与全加器以及判奇电路，在实验中熟悉了这两个元件的使用方法。
加深了我对理论课知识的理解。
2.半加器不带前级进位，全加器带前级进位。
3.设计组合逻辑电路前先列写逻辑表达式，然后根据逻辑表达式连接电路。
实验三 组合逻辑实验（二）数据选择器和译码器的应用一、 实验目的熟悉数据选择器和数据分配器的逻辑功能和掌握其使用方法二、 预习内容1. 了解所有元器件的逻辑功能和管脚排列。
2. 复习有关数据选择器和译码器的内容。
3. 用八选一数据选择器产生逻辑函数L ABC ABC ABC ABC =+++和L A B C =⊕⊕4. 用3线-8线译码器和与非门构成一个全加器。
数电实验2
实验名称：实验二 全加器和奇偶位判断电路 姓名： 学号： 一、实验目的1.掌握组合集成电路元件的功能检查方法。
2.熟悉全加器和奇偶位判断电路的工作原理。
3.掌握组合逻辑电路的设计方法及功能测试方法。
二、实验原理1. 测试与非门74LS00和与或非门74LS55的逻辑功能的方法。
(1)74LS00和74LS55的结构如下：(2)测试方法：a.对于74LS00，接好电源和地线后，可以对四个与非模块分别测试。
测试与非门的时候改变两端输入，通过观察输出是否正常来判断其功能是否正常。
b.对于74LS55，接好电源和地线后，可以先分两边检测。
当检测一边的四个输入引脚时，只要把其余四个引脚中的一个加低电平即可使与运算结果为0，对或运算不起作用。
当进一步检查某一个引脚的时候，需要把这一边的其余三个引脚加高电平，这个他们对或运算就没有作用了，最后观察输出是否正常就可以判断74LS55的功能是否正常。
2. 用与非门74LS00和与或非门74LS55设计全加器电路的逻辑电路图。
根据半加器和全加器的功能，设相加位为A 、B ，低位进位为Ci ，他们满足的逻辑关系如下图所示。
111---+=⊕⊕=i 'i i 'i i i C S C S C B A S用74LS00和74LS55设计的逻辑电路图见附纸P.3.奇偶校验器：(1)功能：用来校验某一组传输的数据是否有错误。
(2)方法：在被传输的数据后面加一位奇偶校验位，使这一组数据中含1的个数成为奇数，或者使这一组数据中含1的个数为偶数，然后检测1的个数是奇数还是偶数来判断数据传输是否有误。
(3)奇校验：加了校验位后使之1的位数成为奇数；(4)偶校验：加了校验位后使之1的位数成为偶数。
(5)逻辑表达式如下：(6)用74LS00和74LS55搭建的逻辑电路图见附纸三、实验器材和注意事项实验器材：数电实验箱注意事项：1.输入端信号用实验器上的数据开关。
2.注意实验时多余输入端的处理。
数电实验报告答案
实验名称：数字电路基础实验实验目的：1. 熟悉数字电路的基本原理和基本分析方法。
2. 掌握数字电路实验设备的使用方法。
3. 培养动手实践能力和分析问题、解决问题的能力。
实验时间：2023年X月X日实验地点：实验室XX室实验仪器：1. 数字电路实验箱2. 万用表3. 双踪示波器4. 数字信号发生器5. 短路线实验内容：一、实验一：基本逻辑门电路实验1. 实验目的- 熟悉与门、或门、非门的基本原理和特性。
- 学习逻辑门电路的测试方法。
2. 实验步骤- 连接实验箱，设置输入端。
- 使用万用表测量输出端电压。
- 记录不同输入组合下的输出结果。
- 分析实验结果，验证逻辑门电路的特性。
3. 实验结果与分析- 实验结果与理论预期一致，验证了与门、或门、非门的基本原理。
- 通过实验，加深了对逻辑门电路特性的理解。
二、实验二：组合逻辑电路实验1. 实验目的- 理解组合逻辑电路的设计方法。
- 学习使用逻辑门电路实现组合逻辑电路。
2. 实验步骤- 根据设计要求，绘制组合逻辑电路图。
- 连接实验箱，设置输入端。
- 测量输出端电压。
- 记录不同输入组合下的输出结果。
- 分析实验结果，验证组合逻辑电路的功能。
3. 实验结果与分析- 实验结果符合设计要求，验证了组合逻辑电路的功能。
- 通过实验，掌握了组合逻辑电路的设计方法。
三、实验三：时序逻辑电路实验1. 实验目的- 理解时序逻辑电路的基本原理和特性。
- 学习使用触发器实现时序逻辑电路。
2. 实验步骤- 根据设计要求，绘制时序逻辑电路图。
- 连接实验箱，设置输入端和时钟信号。
- 使用示波器观察输出波形。
- 记录不同输入组合和时钟信号下的输出结果。
- 分析实验结果，验证时序逻辑电路的功能。
3. 实验结果与分析- 实验结果符合设计要求，验证了时序逻辑电路的功能。
- 通过实验，加深了对时序逻辑电路特性的理解。
四、实验四：数字电路仿真实验1. 实验目的- 学习使用数字电路仿真软件进行电路设计。
数字电路实验报告实验
数字电路实验报告实验一、引言数字电路是计算机科学与工程学科的基础，它涵盖了数字信号的产生、传输、处理和存储等方面。
通过数字电路实验，我们可以深入了解数字电路的原理和设计，掌握数字电路的基本知识和实验技巧。
本报告旨在总结和分析我所进行的数字电路实验。
二、实验目的本次实验的目的是通过搭建和测试电路，验证数字电路的基本原理，掌握数字电路实验中常用的实验仪器和操作方法。
具体实验目的如下：1. 组装和测试基础门电路，包括与门、或门、非门等。
2. 理解和实践加法器电路，掌握准确的运算方法和设计技巧。
3. 探究时序电路的工作原理，深入了解时钟信号和触发器的应用。
三、实验装置和材料1. 模块化数字实验仪器套装2. 实验台3. 数字电路芯片（例如与门、或门、非门、加法器、触发器等）4. 连接线、电源、示波器等。
四、实验步骤及结果1. 实验一：组装和测试基础门电路在实验台上搭建与门、或门、非门电路，并连接电源。
通过连接线输入不同的信号，测试输出的结果是否与预期一致。
记录实验步骤和观察结果。
2. 实验二：实践加法器电路将加法器电路搭建在实验台上，并输入两个二进制数字，通过加法器电路计算它们的和。
验证求和结果是否正确。
记录实验步骤和观察结果。
3. 实验三：探究时序电路的工作原理将时序电路搭建在实验台上，并连接时钟信号和触发器。
观察触发器的状态变化，并记录不同时钟信号下的观察结果。
分析观察结果，总结时序电路的工作原理。
五、实验结果与分析1. 实验一的结果与分析：通过测试与门、或门、非门电路的输入和输出，我们可以观察到输出是否与预期一致。
若输出与预期一致，则说明基础门电路连接正确，电路工作正常；若输出与预期不一致，则需要检查电路连接是否错误，或者芯片损坏。
通过实验一，我们可以掌握基础门电路的搭建和测试方法。
2. 实验二的结果与分析：通过实践加法器电路，我们可以输入两个二进制数字，并观察加法器电路的运算结果。
如果加法器电路能正确计算出输入数字的和，则说明加法器电路工作正常。
数字电路实验二
（1） 根据设计要求和要点提示，设计出东西方向和南北方向绿、 黄、红灯的逻辑表达式；
东西方向：绿：EWG= 黄：EWY= 红：EWR= 南北方向：绿：NSG= 黄：NSY= 红：NSR= （2） 根据控制信号灯表达式画出实现电路图，即完善电路图5； （3）用74LS164、74LS08和74LS00在实验箱上连接出电路； （4） 列表记录电路的输入与输出结果。
0 0 000 0 0 0 QA QB QC QD QE QF QG QH 1 QA QB QC QD QE QF QG 0 QA QB QC QD QE QF QG 0 QA QB QC QD QE QF QG
，
图4 74164时序图
4. 设计任务
由东西方向和南北方向道路的汇合点形成十字交叉路口，为确保车辆 安全通行，在交叉路口的每个入口处设置了红、黄、绿三色交通信号灯， 红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠 在禁止线之外。
1 （黄灯亮）
（3） 调节CP周期为4秒，南北方向亮6个CP周期时，东西方向绿灯亮5 个CP周期时长，接着黄灯亮1个CP周期时长。反之亦然。即实现了两个 方向红、黄、绿灯交替点亮 24、4、5秒的要求。
5. 实验内容
1. 设计实现一个模12的扭环计数器。
（1）用74LS164在实验箱上连接出电路； （2）列表记录电路的输出结果（用LED显示）。
（1) 四二输入与门 74LS08 逻辑功能简介
Vcc 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y
14 13 12 11 10 9
8
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1
2
3
4
5
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数字电子电路的基础实验
实验2 数据选择器及其应用
一、实验目的
1、掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法；
2、掌握用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。
二、实验原理
数据选择器又叫“多路开关”。
数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。
数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图4.22所示，图中有四路数据D0～D3，通过选择控制信号 A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Q。
数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有2选1、4选1、8选1、16选1等类别。
数据选择器的电路结构一般由与或门阵列组成，也有用传输门开关和门电路混合而成的。
1、八选一数据选择器74HC151
图4.22 4选1数据选择器示意图图4.23 74LS151引脚排列
表4.12 八选一数据选择器74HC151的功能表
74HC151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图4.23所示，功能如表4.12所示。
选择控制端（地址端）为A2～A0，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择
一个需要的数据送到输出端Q，S为使能端，低电平有效。
1）使能端S＝1时，不论A2～A0状态如何，均无输出（Q＝0，Q＝1），多路开关被禁止。
2）、使能端S＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A2、A1、A0的状态选择D0～D7中某
一个通道的数据输送到输出端Q 。
如：A 2A 1A 0＝000，则选择D 0数据到输出端，即Q ＝D 0。
如：A 2A 1A 0＝001，则选择D 1数据到输出端,即Q ＝D 1，其余类推。
2、双四选一数据选择器 74HC153
双4选1数据选择器74HC153就是在一块集成芯片上有两个4选1数据选择器。
引脚排列如图4.24所示，功能如表4.13所示。
表4.13 双四选一数据选择器74HC153的功能表
图4.24 74H C153引脚功能
、2为两个独立的使能端；A 1、A 0为公用的地址输入端；1D 0～1D 3和2D 0～2D 3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Q 1、Q 2为两个输出端。
1）当使能端S 1（S 2）＝1时，多路开关被禁止，无输出，Q ＝0。
2）当使能端S 1（S 2）＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A 1、A 0的状态，将相应的数据D 0～D 3送到输出端Q 。
如：A 1A 0＝00 则选择D O 数据到输出端，即Q ＝D 0。
A 1A 0＝01 则选择D 1数据到输出端，即Q ＝D 1，其余类推。
数据选择器的用途很多，例如多通道传输，数码比较，并行码变串行码，以及实现逻辑函数等。
3、数据选择器的应用—实现逻辑函数
例4.1：用8选1数据选择器74HC151实现函数: C B C A B A F ++=
采用8选1数据选择器74HC151可实现任意三输入变量的组合逻辑函数。
作出函数F 的功能表，如表4.14所示，将函数F 功能表与8选1数据选择器的功能表相比较，可知 （1）将输入变量C 、B 、A 作为8选1数据选择器的地址码A 2、A 1、A 0。
（2）使8选1数据选择器的各数据输入D 0～D 7分别与函数F 的输出值一一相对应。
即：A 2A 1A 0＝CBA ， D 0＝D 7＝0
D 1＝D 2＝D 3＝D 4＝D 5＝D 6＝1
则8选1数据选择器74HC151的输出Q 便实现了函数 C B C A B A F ++=。
接线图如图4.25所示。
显然，采用具有n 个地址端的数据选择实现n 变量的逻辑函数时, 应将函数的输入变量加到数据选择器的地址端(A),选择器的数据输入端（D ）按次序以函数F 输出值来赋值。
表4.14 例4.11 的功能表
图4.25 用8选1数据选择器实现
表4.15 例4.2函数F 的真值 图4.26 8选1数据选择器实现 B A B A F
+= 的接线图
例4.2：用8选1数据选择器74HC151实现函数: B A B A F += （1）列出函数F 的真值表如表4.15所示。
（2）将A 、B 加到地址端A 1、A 0，而A 2接地，由表4.15知，将D 1、D 2接“1”及D 0、D 3接地，其余数据输入端D 4～D 7都接地,则8选1数据选择器的输出Q ，便实现了函数
A B B A F += 接线图如图4.26所示。
显然，当函数输入变量数小于数据选择器的地
址端（A ）时，应将不用的地址端及不用的数据输入端（D ）都接地。
例4.3：用双4选1数据选择器74HC153实现函数: ABC C AB C B A BC A
F +++=。
函数F 的功能如表4.16所示。
函数F 有三个输入变量A 、B 、C ，而数据选择器有两个地址端A 1、A 0少于函数输入变量个数，在设计时可任选A 接A 1，B 接A 0。
将函数功能表改画成表4.17形式，可见当将输入变量A 、B 、C 中,A 、B 接选择器的地址端A 1、A 0，由表4．17不
难看出：D 0＝0， D 1＝D 2＝C ， D 3＝1。
则4选1数据选择器的输出，便实现了函数
ABC C AB C B A BC A F +++= ，接线图如图4。
27所示。
当函数输入变量大于数据选择器地址端（A ）时，可能随着选用函数输入变量作地址的方案不同，而使其设计结果不同，需对几种方案比较，以获得最佳方案。
表4.16 例4.3函数F 的功能如表 表4.17 例4.3 函数F 功能表的改画表
三、实验设备与器件
1、＋5V 直流电源。
2、逻辑电平开关。
3、逻辑电平显示器。
4、74HC151（或CC4512 74HC153 或CC4539） 四、实验内容
1、测试数据选择器74HC151的逻辑功能:接图4。
28接线，地址端A
2、A 1、A 0、数据端D 0～D 7、使能端S 接逻辑开关，输出端Q 接逻辑电平显示器，按74HC151功能表逐项进行测试，记录测试结果。
图4.27 用4选1数据选择器 实现 图4.28 74HC151逻辑功能测试
2、测试74HC153的逻辑功能:测试方法及步骤同上，记录之。
3、用8选1数据选择器74HC151设计三输入多数表决电路 1）写出设计过程 2）画出接线图
3）验证逻辑功能ABC C AB C B A BC A F +++=
4、用8选1数据选择器74HC151实现逻辑函数 1）写出设计过程 2）画出接线图 3）验证逻辑功能
5、用双4选1数据选择器74HC153实现全加器
1）写出设计过程 2）画出接线图 3）验证逻辑功能 五、实验报告
用数据选择器对实验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图、进 行逻辑功能测试；总结实验收获、体会。
AB B A B A F(AB)++=。