数字逻辑实验指导2013_v0.1_93806263
《数字逻辑》实验指导书
《数字逻辑》实验指导书四、实验提示1．74LS73引脚11是GND，引脚4是VCC。
2．D触发器74LS74是上升沿触发，JK触发器74LS73是下降沿触发；3．在测试D触发器和J-K触发器时，注意CLK在按下之前和按下之后对输出Q/Q的影响。
五、实验报告要求1．根据实验内容1～4的结果作出各触发器的功能表；2．根据实验内容5的实验结果画出电路的数字波形图，并分析电路的工作原理。
5实验五计数器一、实验目的1．掌握异步计数器和同步计数器的工作原理；2．掌握集成同步十进制计数器74LSl62的功能和使用方法。
二、实验器件和设备1．双J-K触发器74LS73 2．同步4位BCD计数器74LS162 3．四2输人正与门74LS08 4．TDS-2数字电路实验系统三、实验内容1．图5-1为J-K触发器构成的3位异步二进制计数器。
输出Q2、Q1、Q0分别接LED指示灯，使用单脉冲做为计数时钟，测试计数器的功能，观测计数状态，并记录。
2片 1片 1片 1台图5-1 3位异步二进制计数器2．图5-2为J-K触发器构成的3位同步二进制计数器。
输出Q2、Q1、Q0分别接LED指示灯，使用单脉冲做为计数时钟，测试计数器的功能，观测计数状态，并记录。
图5-2 3位同步二进制计数器3．图5-3为集成4位同步十进制计数器74LSl62的应用图例，RCO、QD、QC、QB、QA分别LED指示灯，使用单脉冲做为计数时钟，测试计数器的功能，观测计数状态，并记录。
四、实验报告要求1．作出实验内容1和2的功能表，并画出在连续计数脉冲下Q2、Q1、Q0的波形图；2．根据实验3的结果画出在连续计数脉冲下RCO、Q2、Q1、Q0的波形图。
图5-3 4位同步十进制计数器6实验六集成计数器的应用一、实验目的1．掌握计数器74LSl62的功能和级连方法； 2．掌握任意模计数器的构成方法。
二、实验说明1．计数器器件是应用较广的器件之一。
它有很多型号，各自完成不同的功能，供不同的需要选用。
[工学]数字逻辑实验指导书
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《数字逻辑实验指导书》实验一组合逻辑电路分析与设计一、实验目的：1、掌握PLD实验箱的结构和使用；2、学习QuartusⅡ软件的基本操作；3、掌握数字电路逻辑功能测试方法；4、掌握实验的基本过程和实验报告的编写。
二、原理说明：组合电路的特点是任何时刻的输出信号仅取决于该时刻的输入信号，而与信号作用前电路的状态无关。
(一)组合电路的分析步骤：（二）组合逻辑电路的设计步骤首先根据给定的实际问题进行逻辑抽象，确定输入、输出变量，并进行状态赋值，再根据给定的因果关系，列出逻辑真值表。
然后用公式法或卡诺图法化简逻辑函数式，以得到最简表达式。
最后根据给定的器件画出逻辑图。
三、实验内容(一)组合逻辑电路分析：1.写出函数式，画出真值表；2.在QuartusⅡ环境下用原理图输入方式画出原理图，并完成波形仿真；3.将电路设计下载到实验箱并进行功能验证，说明其逻辑功能。
（必做）(二)1. 设计一个路灯的控制电路，要求在四个不同的路口都能独立地控制路灯的亮灭。
(用异或门实现)画出真值表，写出函数式，画出实验逻辑电路图。
在Quartus Ⅱ环境下实现设计，完成对波形的仿真，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。
（必做）要求：用四个按键开关作为四个输入变量；用一个LED 彩灯（发光二极管）来显示输出的状态，“灯亮”表示输出为“高电平”，“灯灭”表示输出为“低电平”。
2. 设计一个保密锁电路，保密锁上有三个键钮A 、B 、C 。
要求当三个键钮同时按下时，或A 、B 两个同时按下时，或按下A 、B 中的任一键钮时，锁就能被打开；而当不符合上列组合状态时，将使电铃发出报警响声。
试设计此电路，列出真值表，写出函数式，画出最简的实验电路。
(用最少的与非门实现)。
在Quartus Ⅱ环境下实现设计，完成对波形的仿真，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。
（选做）(注：取A 、B 、C 三个键钮状态为输入变量，开锁信号和报警信号为输出变量，分别用F 1用F 2表示。
数字逻辑电路实验指导书讲解
数字逻辑电路实验指导书2013年6月前言数字逻辑电路是计算机科学与技术及相关专业的一门专业基础课，是一门重点课程。
在计算机硬件的各个领域中均会用到数字逻辑的有关知识。
本实验课程的主要目的是使学生通过实验手段掌握各种集成电路及其设计，同时训练学生一定的实验动手能力，也使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练。
本实验指导书的内容主要包括门电路逻辑功能及测试、组合逻辑电路的分析与设计、译码器、选择器、触发器、计数器、时序逻辑电路的分析与设计等的综合实验。
实验的重点是通过实验认识并验证各种集成芯片工作原理及其相关注意事项；实验的难点也在于用所学知识设计综合性实验。
数字逻辑电路实验作为计算机各专业数字逻辑课程的一个重要环节。
在这一环接中，数字逻辑侧重讨论各种集成芯片，学会设计简单的电路。
因此，它的先修课程是计算机基础、离散数学、大学物理、模拟电子线路等。
本实验指导书以素质教育为目标，力求使学生通过实验加深对基础知识的理解，同时强化实际的动手能力，切实做到理论与实际应用相结合。
本书中所涉及的实验都是以启东市东疆计算机有限公司生产的DJ-SD型数字逻辑实验箱为模板进行讲解，由于编者水平有限，书中难免存在纰漏之处，恳请各位同仁赐教。
实验须知数字逻辑电路实验课程是一门专业基础课，具有很强的实践性，是数字逻辑电路教学中必不可少的环节。
使学生通过实验手段掌握各种集成电路及其设计，同时训练学生一定的实验动手能力，也使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练，为后续专业课的学习打下坚实的基础。
在实验的过程中需要注意一下两点问题：一、实验要求：1．做好课前的预习准备工作。
为了能够保证实验的顺利进行，且提高实验效率，实验前必须做好充分的预习，仔细阅读将要做的实验内容，复习相关理论知识，明确实验目的和要求，熟悉实验要用到的芯片功能及各引脚的作用，熟悉实验原理、实验步骤和实验注意事项，对思考题、实验的结果和可能出现的问题进行分析和预估，并将相应的预习结果记录下来，以备使用。
数字逻辑与数字电路试验指导书
数字逻辑与数字电路实验指导书（2013-2014下第四版）主编：张婧婧计算机与信息工程学院数字电路使用手册1. 信号源：、100KHz 、2. 指示灯：L0—L11十二个指示灯可作为 输出指示，当输出为高电平时红灯亮，当输出为低电平时绿 灯亮。
3. 数码管：板上共有数码管六个，其对应的输入为 8421码的数据线，分别为Dx 、Cx 、Bx 、 Ax 下标分别对应六个数码管，数码管为 共阴极，对应的公共端为LEDx ，将LEDx 接地对应的数码管点亮，用Dx 、Cx 、Bx 、 Ax 进行编码，得到从“0——F ”的显示 4. 单脉冲：板上有单脉冲输出端分别为P+、P-,当按下相 应按键时P+由低变高，P-由高变低。
(见第1 图左右两侧)5. 电源：除+5v 电源外，在箱子的正上方有两个 可调电源输出端口。
分别在+5~+15及-5~-15范围 内可调。
6. 开关：在箱子的右下方有k0—k11十二个拨动开关。
拨下输出低电平，拨上输出高电平。
(ELL-3数字逻辑实验箱面板图见下页)RGRRRRRRRGGGGGGGRGRGRGRGLED5LED5LED5LED5LED5LED5..................实验一简易的数码管电路一、实验目的1、通过数码管显示电路了解数码管的显示原理；2、熟悉数字电路的仿真环境；3、学习在实验箱上铺设简单的数码管显示电路。
二、实验原理字形3、实验的仿真电路4、在试验箱中搭建数码管显示电路实验二组合逻辑电路的设计与测试一、实验目的掌握组合逻辑电路的设计与测试方法二、实验原理1．使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路。
设计组合电路的一般步骤是：(1)根据设计任务的要求，列出真值表。
(2)用卡诺图或代数化简法求出最简的逻辑表达式。
(3)根据逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成电路。
(4)最后，用实验来验证设计的正确性。
2．组合逻辑电路设计举例用“与非”门设计一个四人表决电路。
数字逻辑试验指导书
数字逻辑实验要求随着大规模集成电路的迅速发展，数字电路技术已非常广泛地应用到各行各业之中。
数字系统的设计方法也发生了根本的变化由原来的标准集成电路，如从开始的TTL集成电路，到后来的GAL 编程芯片，再到现在迅速普及使用的ASIC专用集成电路和VHDL硬件描述语言的出现及系统级仿真和综合技术，成为电子设计自动化（EDA）技术向更高层次发展的重要因素，采用EDA技术可以极大的提高设计效率和设计精度。
其特点主要包括两个方面：1，采用可编程逻辑器件后对系统硬件的改造。
在各种大规模的高速数据采集和处理系统中，可编程逻辑部件可以高速、准确的完成一些控制算法，并且简化了系统结构。
2，改进了系统设计方案。
EDA环境下的系统设计一般都采用自上而下的设计方法，它采用概念输入模式，突破破了具体工艺的束缚。
对于模拟电路和数字电路的设计，EDA提供了丰富的参数优化工具及模型库和建模工具，其硬件描述语言（HDL）不依赖于特定的工艺和固定的设计方法。
并且能够提供统一的防真环境，使模拟电路、数字电路和硬件描述语言动态的连接起来，同步协调地运行。
系统的软硬、件还可以同时设计，从而有效解决设计中的瓶颈问题，缩短了设计时间。
同时，EDA技术可以对系统产生测试向量，进行故障仿真，从而可以大大降低实际系统的故障率。
因此，在我们的数字逻辑实验设计内容中，将按照上述几种典型的常用芯片进行设计，如TTL电路用EDA进行设计方法，GAL芯片使用方法，又必须了解掌握和使用新的数字系统的设计方法，如FPGA芯片的使用方法及用VHDL等硬件描述语言进行编程等。
目的就是让我校计算机系的本科学生了解掌握和使用先进的电路设计方法。
《数字逻辑电路设计》是计算机专业硬件设计必修基础课，是一门理论与实践紧密结合的课程，其目的在于切实加强学生数字电路技术的分析和应用。
与《数字逻辑电路设计》相配套的数字逻辑实验是一门实验性较强的课程，是教学中的一个非常重要环节，通过实验不仅可以使学生在消化、巩固、加深理解开拓课堂教学内容，培养学生严谨认真求实的科学态度，培养学生实际动手的实践技能，提高学生分析和解决问题的能力，还可以帮助学生了解多种常用芯片的特性，及使用方法，掌握计算机局部逻辑的设计和调试和验证过程。
数字逻辑实验指导书
照附录熟识各管脚的功能。
（一）测试门电路逻辑功能
测量以上四种门的逻辑功能，输入接高低电平开关，输出接高低电平指示灯。列出
真值表，并填入测试结果，写出逻辑表达式。
（二）实现其它逻辑门的功能
1、按图 1－1 和图 1－2 组成逻辑电路。测试输出与输入的逻辑关系并列出真值
表。填写实验结果。写出表达式。
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数字逻辑实验指导书
可见这些触发器的动作时间各异。计数器由 RD 输入负脉冲置零后，计数脉冲从 CP 端
输入，第一个计数脉冲输入后，计数器状态均为 Q4Q3Q2Q1 = 0001，随着计数脉冲的继 续输入，计数器的状态根据二进制码顺序依次递增，第十五个脉冲输入后，计数器状态
为 1111。第十六个脉冲输入后，计数器恢复起始状态 0000，并在 RD 端送出一个进位脉
（1）QA、QB、QC、QD 四个输出端分别接发光管二极管显示，CP 端接连续脉冲或单脉 冲。
（2）在 CP 端接连续脉冲，观察 CP、QA、QB、QC、QD 的波形。 （3）画出 CP、QA、QB、QC、QD 的波形。
图 3-3 异步二 — 十进制加法计数器
六、实验报告 1、画出实验内容要求的波形及记录表格。 2、总结时序电路特点。
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数字逻辑实验指导书
实验四 电子秒表的电路实现
一、实验目的
1、学习数字电路中基本 RS 触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示 等单元电路的综合应用。
2、学习电子秒表的调试方法。
二、实验设备及器件
1、＋5V 直流电源 3、数字万用表 5、单次脉冲源 7、逻辑电平开关 9、译码显示器
2、双踪示波器 4、数字频率计 6、连续脉冲源 8、逻辑电平显示器 10、74LS00×2 555×1 74LS90×3
《数字逻辑》实验指导书
目录实验1: 基本逻辑门电路 (2)EDA设计实验的基本步骤和注意事项 (4)实验2: 译码器及其应用 (10)实验3 触发器、移位寄存器的设计和应用 (15)实验4: 计数器 (18)实验5: 数字系统的设计 (19)实验报告格式和内容 (20)实验1: 基本逻辑门电路一、实验目的1: 掌握各种门电路的逻辑功能及测试方法。
2: 学习用与非门组成其它逻辑门电路。
二、实验用的仪器、仪表TEC —５实验箱 74LS00二输入四与非门 三态门74LS125三、实验原理与非门的逻辑功能是: 当输入端中有一个或一个以上低电平时, 输出端为高电平。
只有当输入端全为高电平时, 输出端才为低电平（即有“0”得“1”, 全“1”出“0”）。
三态输出门是一种特殊的门电路。
它与普通的逻辑门电路不同, 它的输出状态除了高、低电平两种状态（均为低阻状态）外, 还有第三种状态,即高阻态。
处于高阻态时, 电路与负载之间相当于开路。
三态门主要用途之一是实现总线传输。
三态输出门符号与功能表如下（此例以低有效的使能器件为例）。
四、实验内容 1: 测试二输入与非门的逻辑功能与非门的输入端接逻辑开关电平, 输出端接发光二极管。
按表1－2所示测试与非门, 并将测试结果填入表中。
B A F •= 表1－１AB2: 学习用二输入与非门构成其他逻辑电路的方法, 并测试。
与门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,所以用2个与非门即可实现与门逻辑功能。
输入A 、B 接逻辑开关, 输出端接发光二极管。
参考表1－１, 设计表格, 并将测试结果填入表中。
或门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,所以用3个与非门即可实现或门逻辑功能。
输入A 、B 接逻辑开关, 输出端接发光二极管。
参考表1－1, 设计表格, 并将测试结果填入表中。
异或门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,根跟据此异或逻辑表达式经过变换, 逻辑图如下, 请自行验证此逻辑图的正确性, 同时思考如果直接据逻辑表达式画逻辑图, 效果如何, 近而体会变换的作用。
数字逻辑实验报告-5页精选文档
实验报告实验一基本门电路功能验证实验实验目的：验证与非门74LS00（或74HC00）、或非门74LS02）以及非门74LS04（或74HC04）逻辑功能1.验证与非门的逻辑功能实验器材：数字逻辑实验箱一个；数字万用表一个；5V电源一个；导线若干；实验原理：74LS00（或74HC00）为四个二输入端的与非门，74LS04（或74HC04）是六反相器。
其引脚分别如图1、2所示。
实验过程：参照引脚分布图，连接电路图，在电路图连接完成之前要断开电源。
1,2两个端口为输入端，1,2两个输入端接在控制端，通过波动上下开关来改变输入电阻的大小，通过控制2个输入端电平的高低。
3为输出端，接在信号显示管上，通过显示管来确定输出信号是否有效。
，用万能表测量出输出端的电平大小，并及时记录下实验结果。
实验结果：得到如下四组数据，根据数据得出真值表实验结论：实验结果验证了与非门逻辑电路的功能，可以用一个图和真值表表示：2.验证或非门的逻辑功能实验器材：数字逻辑实验箱一个；数字万用表一个；5V电源一个；导线若干；实验原理：74LS02为四个二输入端的与非门，74LS04（或74HC04）是六反相器。
实验过程：参照引脚分布图，连接电路图，在电路图连接完成之前要断开电源。
1,2两个端口为输入端，1,2两个输入端接在控制端，通过波动上下开关来改变输入电阻的大小，通过控制2个输入端电平的高低。
3为输出端，接在信号显示管上，通过显示管来确定输出信号是否有效。
，用万能表测量出输出端的电平大小，并及时记录下实验结果。
实验结果：实验结论：实验结果验证了或非门逻辑电路的功能，可以用一个图和真值表表示：3.验证非门的逻辑功能实验器材：数字逻辑实验箱一个；数字万用表一个；5V电源一个；导线若干；实验原理：74LS04（或74HC04）为四个二输入端的与非门，74LS04（或74HC04）是六反相器。
实验过程：参照引脚分布图，连接电路图，在电路图连接完成之前要断开电源。
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（1）CMOS 与非门的平均延迟时间 tpd 平均延迟时间 tpd 是指与非门输出波形相对于输入波形的延迟，是描述与非门电路工作速度 的参数。如图 1.1（a）所示，定义 tpd＝(tpHL＋tpLH)/2。4000 系列的 CMOS 电路，一般 tpd 为 100∼200ns。而 74HC 系列高速 CMOS 逻辑电路，其 tpd 一般为 20∼40 ns。
附件： ............................................................................................................................................29 附一 器件引脚图...................................................................................................................29 附二 其他事项.......................................................................................................................33
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第一章 分离器件实验
1.1 与非门电路的测试
1. 实验目的
（1）加深对 CMOS 与非门基本特性和主要参数的理解，掌握主要参数的测试方法。 （2）熟悉 TTL 与非门的基本特性和主要参数，以及主要参数的测试方法。
2. 实验任务
（1）测试 CMOS 与非门 CD4011 的平均延迟时间、电压传输特性。 （2）测试 TTL 与非门 74LS00 的电压传输特性、平均延迟时间。
数字逻辑 FPGA 实验指导
（内部试用 alpha 版）
1
目录
第一章 分离器件实验.....................................................................................................................3 1.1 与非门电路的测试..........................................................................................................3 1.2 简单组合逻辑电路的设计..............................................................................................9 1.3 定时控制电路的设计....................................................................................................13
测量平均延迟时间 tpd 的电路如图 1.1（b）所示。输入信号 vI 是由信号源输出的方波脉 冲。
vI
50%
vI
&
vO
vO
50%
(b) 测试电路
tpHL
tpLH
(a)
图 1.1 与非门的平均延迟时间与测试电路
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（2）CMOS 与非门电压传输特性
电压传输特性是指输出电压 vO 与输入电压 vI 的函数关系，典型的电压传输特性曲线如 图 1.2 所示。由电压传输特性不仅能够判断与非门的好坏，而且还可以从特性曲线上直接读 出一些静态参数，如输出高电平 VOH、输出低电平 VOL、关门电平 VOFF、开门电平 VON、阈 值电压 Vth 、噪声容限电压 VNH 和 VNL 等。
第二章 可编程器件实验...............................................................................................................18 2.1 点亮数字人生..................................................................................................................18 2.2 多路选择器......................................................................................................................21 2.3 四位加法器......................................................................................................................23 2.4 计数器的设计................................................................................................................27
③ 关门电平 VOFF：使电路输出处于高电平状态所允许的最大输入电压。 ④ 开门电平 VON：使电路输出处于低电平状态所允许的最小输入电压。 ⑤ 高电平噪声容限电压 VNH：VNH＝VOHmin－VON ，表示输入为高电平时所允许噪声电 压的最大值。
① 输出高电平 VOH：是指与非门有一个或几个输入端接地或接低电平时的输出电平。 产品规范规定，当电源电压为＋5V 时，CD4011 输出高电平的最小值 VOHmin＝4.95V，而 74HC00 电路，其 VOHmin＝3.98V。
② 输出低电平 VOL：是指与非门的所有输入端都接高电平时的输出电平。产品规范规 定，CD4011 的输出低电平的最大值为 VOLmax＝0.05V，而74HC00 的输出低电平的最大值为 VOLmax＝0.26V。