数字电路实验指导书2016
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。
数字电路实验指导书_实验三
《数字电路》实验指导书实验报告参考规范实验题目：班级________姓名________学号_________日期_______ 指导教师：_____________一、实验目的二、实验内容三、实验步骤四、实验结果分析五、实验小结实验三时序电路实验1. 实验目的和要求熟悉、掌握时序逻辑电路的设计方法。
2．实验设计要求设计M=24的加计数器和减计数器。
●加计数：00－01－－23●减计数：23－22－－00●画出设计电路原理图。
●安装并调试电路的逻辑功能。
3．实验提示（1）设计步骤a 确定输入输出变量数和状态数b 确定逻辑状态的含义并编号c 按题意列出状态转换图。
d状态简化将等价状态合并得到最简状态图e选择器件选择出器件类型和控制信号f 画出逻辑电路g 测试电路功能（2）状态流程a 加计数状态流程00 －01 －02－03－04－05－06－07－08－09－10－11－12－13－14－15－16－17－18－19－20－21－22－23－00b 减计数状态流程23－22－21－20－19－18－17－16－15－14－13－12－11－10－09 －08－07－06－05－04－03－02－01－00－23（3）器件选择与电路设计a 选择两片74LS192分为高位和地位。
b 高位计数0 －2 三个状态c 低位有0－9d 采用置数法实现，选择192的PL控制端e 加计数到“23”经7400译码产生置数信号PL，置数“00”f 减计数到“00”由借位信号经7432译码产生置数信号PL，置数“23”74LS192 状态转换图（4）0－24 加计数电路（5）0－24 减计数电路4. 实验要求：●实验目的●写出器件的主要性能和电路设计中使用的特性●画出设计电路●列出实验结果并与设计要求比较●实验总结●实验总结，提交一份实验报告（手写）。
数字电路 实验指导书
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1.1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1.1 置位，分别测出输出逻辑状态值及电压值填表。
表1.12、异或门逻辑功能测试⑴选二输入四异或门电路74LS86，按图1.5 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1.2 的状态转换，将结果填入表中。
表 1.23、逻辑电路的逻辑关系⑴ 用 74LS00 双输入四与非门电路，按图1.3、图1.4 接线，将输入输出逻辑关系 分别填入表1.2，表1.3 中。
1.3⑵ 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1.5 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。
数字电路实验指导书
数字电路实验指导书
Hale Waihona Puke “ 0 ”； 当 R≥ 4 ． 7K Ω 时 ， 输 入 端 相 当 于 逻 辑 “ 1”。 对 于 不同系列的器件，要求的阻值不同。 3．输 出 端 不 允 许 直 接 接 电 源 或 接 地 ，有 时 为 了 使 后 级 电 路 获 得 较 高 的 输 出 电 平 ，允 许 输 出 端 通 过 电 阻 R 接 至 Vcc，一 般 取 R＝ 3~5.1 K Ω ； 不 允 许 直 接 并 联 使 用 （ 集 电 极 开 路 门和三态门除外） 。 4． 应 考 虑 电 路 的 负 载 能 力 （ 即 扇 出 系 数 ） ，要留有余地，以 免 影 响 电 路 的 正 常 工 作 。扇 出 系 数 可 通 过 查 阅 器 件 手 册 或 计算获得。 5．在 高 频 工 作 时 ，应 通 过 缩 短 引 线 、屏 蔽 干 扰 源 等 措 施 ， 抑 制电流的尖峰干扰。 CMOS 数 字 集 成 电 路 的 特 点 1．静 态 功 耗 低 ：电 源 电 压 V DD =5V 的 中 规 模 电 路 的 静 态 功 耗 小 于 100 μ W， 从 而 有 利 于 提 高 集 成 度 和 封 装 密 度 ， 降 低 成本，减小电源功耗。 2．电 源 电 压 范 围 宽 ：4000 系 列 CMOS 电 路 的 电 源 电 压 范 围 为 3～ 18V ，从 而 使 选 择 电 源 的 余 地 大 ，电 源 设 计 要 求 低 。 3 ． 输 入 阻 抗 高 ： 正 常 工 作 的 CMOS 集 成 电 路 ， 其 输 入 端 保 护 二 极 管 处 于 反 偏 状 态 ， 直 流 输 入 阻 抗 可 大 于 100M Ω ， 在工作频率较高时，应考虑输入电容的影响。 4． 扇 出 能 力 强 ：在 低 频 工 作 时 ，一 个 输 出 端 可 驱 动 50 个 以 上 的 CMOS 器 件 的 输 入 端 ， 这 主 要 因 为 CMOS 器 件 的 输 入电阻高的缘故。 5．抗 干 扰 能 力 强 ：CMOS 集 成 电 路 的 电 压 噪 声 容 限 可 达 电 源 电 压 的 45% ， 而 且 高 电 平 和 低 电 平 的 噪 声 容 限 值 基 本 相 等。 6．逻 辑 摆 幅 大 ： 空 载 时 ，输 出 高 电 平 V O H ＞（ V D D -0.05V ） , 输 出 低 电 平 V O L ＜ （ V S S +0.05V ） 。 CMOS 集 成 电 路 还 有 较 好 的 温 度 稳 定 性 和 较 强 的 抗 辐 射 能 力 。不 足 之 处 是 ，一 般 CMOS 器 件 的 工 作 速 度 比 TTL 集 成
数字电路实验指导书
实验一门电路逻辑功能测试及组成其他门电路一、实验目的1．掌握基本门电路逻辑功能测试方法。
2．掌握用与非门组成其他逻辑门的方法。
3．掌握Multisim元器件库中查找常用元件的方法。
二、实验设备及元器件1. PC人计算机及仿真软件Multisim 10。
2. 虚拟元件：与非门7400N、74LS04N、异或门7486N、三态门74LS125N。
3. 虚拟仪器：万用表XMM1、信号发生器XFG1、测量元件中的指示灯X1等。
三、实验内容1.测试与非门的逻辑功能（1）单击电子仿真软件Multisim 10基本界面左侧左列真实元件工具条的“TTL”按钮，从弹出的对话框中选取一个与非门7400N，将它放置在工作平台上；单击真实元件工具条的“电源”（Source）按钮，将电源和底线调出放置在电子平台上；单击真实元件工具条的“基本”（Basic）按钮，调出单刀双掷开关“SPDT”两只并将它们的key设置成“A”和“B”；单击真实元件工具条的“指示器”按钮其中调出红色指示灯一盏并把它放置在工作区中作为输出指示。
搭建后的电路如图3.1.1所示。
输出表达式Y=A·B。
图3.1.1（2）点击电子仿真软件Multisim 10基本界面右侧虚拟仪器工具条“万用表”按钮，调出虚拟万用表“XMM1”放置在电子平台上，将“XMM1”仪器连成仿真电路。
（3）双击虚拟万用表图标“XMM1”，将出现它的放大面板，按下放大面板上的“电压”和“直流”两个按钮，将它用来测量直流电压如图3.1.2所示。
（4）打开仿真开关，按照表 3.1.1，分别按动“A”和“B”键，使与非门的两个输入端为表中4种情况，从万用表的放大面板上读出各种情况的直流电位，将它们填入表内，并将电位转换成逻辑状态填入表3.1.1内。
图3.1.2（5）同样的步骤完成门电路7404N、7402N、7408N的功能测试,实验步骤自拟。
2. 用与非门组成其他功能门电路（1）用与非门组成或门：①根据摩根定律，或门的逻辑函数表达式Q=A+B可以写成：Q=A.B，因此，可以用三个与非门构成或门。
数字电路试验指导书
数字电路试验指导书第一篇数字电路实验指导书实验一集成逻辑门功能测试及数字盒的使用I.实验目的1、了解数字实验箱的原理，掌握其使用方法2、掌握基本门电路逻辑功能的测试方法3、了解ttl和cmos器件的使用特点二、实验一起及实验器件1、数字实验箱2.20MHz双道示波器3。
500万用表4。
实验装置：74ls001片cd40011片74ls861片cd40111片三、实验任务（一）数字实验箱的使用1、用500型万用表分别测出固定直流稳压源的出去电压值2.用500万用表分别测量16个高、低电平信号源和单脉冲信号源的高、低电平值，观察察单次脉冲前后沿的变化3.用示波器测量连续脉冲源的频率范围和振幅Vp-p值4、分别用十六路高低电平信号源：单次脉冲信号源检查十六路高低电平指示灯的好坏（二）集成逻辑门的功能测试1.分别写出74ls00、74LS86、CD4011和CD4011的逻辑表达式，列出它们的真表值，并对其逻辑功能进行静态测试2.使用74ls00完成以下逻辑功能，编写逻辑表达式，绘制逻辑图并测试其功能。
4、预览需求1、复习数字试验箱的组成和工作原理2.分别检查TTL和CMOS电路的命名和使用规则。
3.仔细参考实验装置的功能表和引脚图4、列出实验任务的记录数据表格，写出实验的方法、步骤，画出实验电路实验二集成逻辑门的参数测试I.实验目的1、熟悉集成逻辑门主要参数的意义2、掌握集成逻辑门主要参数的测试方法3、了解ttl器件和cmos器件的使用特点二、实验仪器与器件1、数字实验箱2.20MHz双道示波器3。
500万用表4。
实验装置：74ls201片cd40121片三、实验任务1.TTL与非门主要参数测试①测试74ls20的空载功耗（pccl、pcch），低电平输入电流iil，高电平输入电流iih。
②用图形法测试74ls20的电压传输特性，读出相应的uoh，uol，uon，uoff③ 根据参数定义，分别测量uoh、UOL、uon和UOF。
数字电路系统实验任务指导书
“数字电路”系统实验任务指导书一、性质、目的“数字电路”系统实验是在学习“数字电路”课程以后，对该课程进行综合训练的一次实践过程，它是今后学习计算机硬件知识的主要基础。
学生运用理论教学的知识，通过选题，查阅资料、电路设计，安装调试和总结整理资料等环节。
既可以加深对基础知识的理解，提高分析问题和解决问题的能力，又能培养起实践技能和科技学风，为毕业设计和今后从事电子电路设计、研制电子产品打下良好的基础。
二、基本要求：通过对一个系统设计实验的全过程，使学生达到以下要求：１、巩固和加深数电课程理论知识的理解，运用课程中所学的电路分析和设计方法解决课程中的实际问题。
２、熟悉常用电子仪器，设备的使用方法。
３、熟悉常用电子元器件的种类、特性并合理选用。
４、根据课程需要，培养学生初具选学参考书籍和查阅资料手册的自学能力。
5、熟悉用常用EDA工具（EWB软件）设计、分析电路的方法。
6、具备搭建、调试简单数字电路的基本能力。
7、通过课题设计、制作的全过程，使学生树立严肃认真的工作作风和实事求是的科学态度。
三、设计课题及要求：1．用中小规模集成电路设计一个60进制计数器、24进制计数器。
2．用中小规模集成电路设计一个有“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示功能的电子钟。
3．出框图和逻辑电路图、写出设计、实验总结报告。
四、实验内容及步骤1、数字电子钟基本原理数字电子钟的逻辑框如图所示：它由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路组成，石英晶体振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。
A、石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率调整。
如果精度要求不高，可采用集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器。
B、分频电路的功能主要有两个:一是产生标准秒脉冲信号，二是可提供功能扩展电路所需要的信号。
C、显示“时”、“分”、“秒”需要6片中规模计数器。
数字电路实验指导书
目录实验一、TTL集成逻辑门的参数测试 (1)实验二、CMOS集成逻辑门的参数测试 (2)实验三、TTL集电极开路门与三态输出门的应用 (4)实验四、与门、或门、异或门逻辑电路测试 (6)实验五、半加器、全加器电路实验 (7)实验六、RS、D、JK触发器及JK与D触发器的转换电路 (8)实验七、计算器 (10)实验八、移位寄存器及其应用 (12)实验九、译码器及变换方式 (14)实验十、数据选择器 (14)实验十一、用集成与非门构成单稳态触发器和RC环形多谐振荡器 (16)实验十二、利用门电路构成编码器、分配器、选择器 (17)实验十三、组合电路的设计之一 (18)实验十四、组合电路的设计之二——显示电路 (20)实验十五、同步时序电路的设计 (22)实验十六、计算机时序电路的设计 (24)实验十七、集成定时器测试及应用 (25)实验十八、D/A、A/D转换器 (27)实验十九、二极管与门、或门电路 (30)实验二十、三极管“非门”电路 (30)实验二十一、三极管“与非门”电路 (31)实验二十二、三极管“或非门”电路 (31)实验二十三、异步十进制加法计数器 (31)实验二十四、异步十进制减法计数器 (32)实验二十五、电子秒表——大型综合实验一 (32)实验二十六、智力竞赛抢答装置——大型综合实验二 (36)实验一TTL集成逻辑门的参数测试一、实验目的掌握TTL集成与非门的主要参数、特性的意义及测试方法。
实验原理:TTL门电路是最简单、最基本的数字集成电路元件，利用其通过适当的组合连接便可以构成任何复杂的组合电路。
因此，掌握TTL门电路的工作原理，熟悉、灵活的使用它们是数字技术工作者必备的基本功之一.1．与非门的逻辑功能当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平。
即有“0”得“1”，全“1得“0”.其逻辑表达式为Y=AB．2．本实验采用4输入双与非门74LS20,即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有4个输入端。
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其原理图如
图2-3（A）（5D2、5D3型）图示2-3（B）（5D2型、5D3型）
（2）LED7~LED8两位七段显示器，段码a、b、c、d、e、f、g、h七段经1K电阻到输入插孔。
6、小喇叭及驱动电路。提供时钟报进、报警、音乐用等发声装置。
7、置1K、10K、100K电位器，可作为调电压输出用。
8、有四组BCD码拨码盘，可产生四组BCD码数字信号。
9、置10MHZ数字式频率计。用作频率测量。
四、故障排除…………………………………………………………………………13
五、基本实验部分………………………………………………………………………14
实验一门电路逻辑功能及测试……………………………………………14
实验二组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算）……………………18
实验三译码器和数据选择器……………………………………………43
正弦波
幅值：正弦波：0~4V（14V为峰~峰值，且正负对称）
三角波：0~24V（24V为峰~峰值，且正负对称）
方波：0~24V（24V为峰~峰值，且正负对称）
频率围：分四档2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~2KHZ、2KHZ~20KHZ。
4、16位电平指示（L0~L15）由红、绿灯各16只LED及驱动电路组成。当正逻辑“1”电平输入时LED红灯点亮，反之LED绿灯点亮。
5、数字显示（LED1~LED8）
（1）LED1~LED6是由二~十进制七段译码器CD4511与相应的共阴LED数码管，在每一位译码器的四个输入端A、B、C、D面板设计对应为8、4、2、1输入四位0000~1001之间的代码数码管即显示同0~9的十进制数字。
3、时钟电路
实验系统配有10路精确的时钟：1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。10MHz时钟由石英晶体振荡器产生，精确度高。其余9路时钟由10MHZ时钟源经74HC390分频后产生。
如图所示
图2-1（5D3型）
另外还提供一路连续可调频率的时钟，输出频率从1KHz~100KHz的可调方波信号。它采用CMOS器件7555组成的振荡线路。如图所示：
*********************************************************************************************************************************************************
10、开放式实验区
（1）提供锁紧插座14芯2只、16芯3只、20芯3只、40芯2只用于扩展实验，如A/D或D/A等。
11、可编程逻辑器件电路实验
可配装Lattice EDA-1032E或Altera EDA-10K10下载板，进行大规模数字电子系统设计实验。
二、数字电路实验系统基本电路组成
1、系统布局
（3）一路连续可调频率的时钟，输出频率从1KHz~100KHz的可调方波信号。
（4）函数信号发生器
输出波形：方波、三角波、正弦波
频率围：分四档室2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~2KHZ、2KHZ~20HZ。
3、16位逻辑电平开关（K0~K15）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。
实验系统概述
本实验系统是根据目前我国“数字电子技术教学大纲”的要求，配合各理工科类大专院校学生学习有关“数字基础课程，而研发的新一代实验装置。”配上Lattice公司ispls1032E可完成对复杂逻辑电路进行设计，编译和下载，即可掌握现代数字电子系统的设计方法，跨入EDA设计的大门。
一、主要技术性能
数 字 电 路
实 验 指 导 书
技术师学院天河学院电气工程系
实验系统概术……………………………………………………………………………3
一、主要技术性能……………………………………………………………………3
二、数字电路实验系统基本组成……………………………………………………4
三、使用方法…………………………………………………………………………12
图1：为实验仪布局图
2、电源
实验系统所配电源有四路，一路为+5V/3A，另两路为±12V/0.5A。电源部分由电源线、电源插座、交流220V电源带灯开关和开关电源组成。电源插座和电源开关装在机箱的后面，电源插座带有可更换的保险丝管。开关电源装在机箱，具有短路保护、过载保护及自动恢复功能，该电源可靠性高，抗短路能力强。
附录一DSG-5B型面板图………………………………………………………45
附录二DSG-5D3型面板图………………………………………………………47
附录三常用基本逻辑单元国际符号与非国际符号对照表…………………48
附录四半导体集成电路型号命名法………………………………………51
附录五集成电路引脚图……………………………………………………54
1、电源：采用高性能、高可靠开关型稳压电源、过载保护及自动恢复功能。
输入：AC220V±10%
输出：DC5V/2A
DC±12V/0.5A
2、信号源：
（1）单脉冲：有两路单脉冲电路采用消抖动的R-S电路，每按一次按钮开关产生正、负脉冲各一个。
（2）连续脉冲：10路固定频率的方波1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。
实验四触发器（一）R-S，D，J-K………………………………………22
实验五时序电路测试及研究……………………………………………28
实验六集成计数器161（设计）……………………………………………30
实验七555时基电路(综合)……………………………………………33
实验八四路优先判决电路(综合)……………………………43