数字电路实验二
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。
数电实验二报告
实验二半加器、半减器的实现
一、实验者
1.刘皎，RJ010901，2009303336
2.陈泫文，RJ010901，2009303340
二、实验目的
1.掌握双进位全加器74LS183和四位二进制超前进位全加器
74LS283的逻辑功能
2.熟悉集成加法器的使用方法
3.了解算术运算电路的结构
三、实验设备
1.数字电路实验箱
2.74LS86
3.74LS00
4.导线若干
四、实验原理
1.半加器、半减器真值表：M=0时为半加，M=1时为半减
2.半加器、半减器卡诺图：
五、实验电路
六、实验步骤
1.将M,A,B分别从0/1端输出。
2.将74LS86引脚14接电源，引脚7接地，引脚13接A,引脚12
接B,这样从引脚11输出的为A⊕B,即为S。
3.将74LS86引脚14接电源，引脚7接地，引脚10接A，引脚9
接M，这样从引脚8中输出的即为M⊕A。
4.将74LS00引脚14接电源，引脚7接地，引脚13接从引脚8中
输出的信号，引脚12接B，这样从引脚11中输出的为
（M⊕A）B的非。
5.再将从引脚11中输出的信号作为输入，连接到引脚1，引脚
2悬空，从引脚3中输出的即为（M⊕A）B，即为C0。
七、实验结果
通过S,C0灯的亮和灭判断出全加器和半加器连接的正确性。
数电实验二数据编码器和译码器功能验证
数电实验二数据编码器和译码器功能验证数据编码器和译码器是数电实验中常用的电路元件，用于将逻辑电平转换为二进制编码或者从二进制编码转换为逻辑电平。
本实验将验证编码器和译码器的功能。
编码器是一种将多个输入信号转换为对应的二进制编码输出信号的电路。
常见的编码器有优先编码器，BCD编码器和十进制-二进制编码器等。
本实验将以优先编码器为例进行验证。
实验所需器件和元件：1.优先编码器芯片（例如74LS148）2.开关等输入元件3.LED灯等输出元件4.电源和杜邦线等实验用品实验步骤：1.连接电源和电路元件：将电源连接到优先编码器芯片上，并将开关等输入元件和LED灯等输出元件连接到芯片上相应的管脚上。
2.编码器功能验证：通过设置不同的输入信号，观察输出信号的变化。
例如，设置开关为输入信号，并将不同的开关打开或关闭，观察LED灯的亮灭情况。
3.结果分析：根据编码器的功能特点，分析输出信号与输入信号的对应关系。
对于优先编码器而言，输入信号优先级较高的输入将被编码输出，而其他输入则被忽略。
4.译码器功能验证：将输入信号与编码器的输出信号连接，观察译码器的输出信号。
可以通过设计逻辑门电路来实现译码器的功能。
5.结果分析：根据译码器的功能特点，分析输出信号与输入信号的对应关系。
例如，对于BCD编码器而言，4位BCD码将被译码为10位二进制信号。
6.实验总结：通过本实验的验证，可以得出编码器和译码器的功能特点和应用范围。
编码器可以将多个输入信号编码为二进制信号输出，而译码器可以将二进制信号译码为对应的输出信号，用于实现数据的编码和译码。
本实验的目的是验证编码器和译码器的功能，通过观察输入信号和输出信号的对应关系，可以了解编码器和译码器的工作原理，并掌握它们的应用场景。
实验结果应与预期结果一致，即输入信号与编码/译码输出信号之间有明确的对应关系。
同时，实验还可以加深对数字电路和逻辑门电路的理解，提高实验操作能力和分析问题的能力。
数字电路实验报告
数字电路实验目录实验一组合逻辑电路分析 (1)实验二组合逻辑实验（一） (5)实验三组合逻辑实验（三） (9)实验四触发器和计数器 (16)实验五数字电路综合实验 (20)实验六555集成定时器 (22)实验七数字秒表 (25)实验一组合逻辑电路分析一、参考元件1、74LS00（四2输入与非门）2、74LS20（双4输入与非门）二、实验内容1、组合逻辑电路分析A B C DX15 V图1.1 组合逻辑电路分析电路图说明：ABCD按逻辑开关“1”表示高电平，“0”表示低电平；逻辑指示灯：灯亮表示“1”，灯不亮表示“0”。
实验表格记录如下：表1.1 实验分析：由实验逻辑电路图可知：输出X1=AB CD •=AB+CD ，同样，由真值表也能推出此方程，说明此逻辑电路具有与或功能。
2、密码锁问题：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。
试分析下图中密码锁的密码ABCD 是什么？X1X25 VABCD图1.2 密码锁电路分析实验真值表记录如下：表1.2 实验分析：由真值表（表1.2）可知：当ABCD 为1001时，灯X1亮，灯X2灭；其他情况下，灯X1灭，灯X2亮。
由此可见，该密码锁的密码ABCD 为1001.因而，可以得到：X1=ABCD ，X2=1X 。
实验二 组合逻辑实验（一）半加器和全加器 一、实验目的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逻辑电路的原理和方法步骤。
2、复习二进制数的运算①用“与非”门设计半加器的逻辑图 ②完成用“异或”门、“与或非”门、“与非”门设计全加器的逻辑图 ③完成用“异或”门设计三变量判奇电路的原理图 三、参考元件1、74LS283（集成超前4位进位加法器）2、74LS00（四2输入与非门）3、74LS51（双与或非门）4、74LS136（四2输入异或门） 四、实验内容1、用与非门组成半加器 由理论课知识可知：i S =i i A B ⊕=i i i i AB A B +=i i i i i i A B A A B B ••• i C =i i A B =i i A B根据上式，设计如下电路图：AiBi SiCi图2.1与非门设计半加器电路图得到如下实验结果：表2.1 半加器实验结果记录表格2、用异或门、与或非门、与非门组成全加器 由理论课知识可知：i S =1i i i A B C -⊕⊕ i C =1()i i i i i A B A B C -+⊕根据上式，设计如下电路：Ai BiCi-1SiCi图2.2 用异或门、与或非门、与非门设计的全加器表2.2 3、用异或门设计3变量判奇电路，要求变量中1的个数为奇数时，输出为1，否则为0. 根据题目要求可知：输出L=ABC ABC ABC ABC A B C +++=⊕⊕ 则可以设计出如下电路：74LS136NA B CL图2.3 用异或门设计的3变量判奇电路根据上图，可以得到如下实验数据表格：表2.3 4、用“74LS283”全加器逻辑功能测试U174LS283NS U M _410S U M _313S U M _14S U M _21C 49B 411A 412B 315A 314B 22A 23B 16A 15C 07图2.4 元件74LS283利用74LS283进行如下表格中的测试：表2.4 “74LS283实验三 组合逻辑实验（三）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。
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。
数电实验二 组合逻辑电路
实验二 组合逻辑电路一、实验目的1、熟悉组合逻辑电路的一些特点及一般分析、设计方法。
2、熟悉中规模集成电路典型的基本逻辑功能和简单应用设计。
二、实验器材1、直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱、万用表、示波器2、74LS00、74LS04、74LS10、74LS20、74LS51、74LS86、74LS138、74LS148、74LS151、 74LS153三、实验内容和步骤 1、组合逻辑电路分析（1）图2-1是用SSI 实现的组合逻辑电路。
74LS51芯片是“与或非”门（CD AB Y +=）, 74LS86芯片是“异或”门（B A Y ⊕=）。
建立实验电路，三个输入变量分别用三个 逻辑开关加载数值，两个输出变量的状态分别用两只LED 观察。
观察并记录输出变 量相应的状态变化。
整理结果形成真值表并进行分析，写出输出函数的逻辑表达式， 描述该逻辑电路所实现的逻辑功能。
（2）图2-2和2-3是用MSI 实现的组合逻辑电路。
图2-2中的74LS138芯片是“3-8译码 器”，74LS20芯片是“与非”门（ABCD Y =）图2-3中的74LS153芯片是四选一 数据选择器。
建立实验电路，对两个逻辑电路进行分析，列出真值表，写出函数的逻 辑表达式，描述逻辑电路所实现的功能。
图2-1：SSI 组合逻辑电路图2-2 ：MSI 组合逻辑电路（74LS138）2、组合逻辑电路设计（1）SSI 逻辑门电路设计——裁判表决电路举重比赛有三名裁判：一个主裁判A 、两个副裁判B 和C 。
在杠铃是否完全举起裁 决中，最终结果取决于至少两名裁判的裁决，其中必须要有主裁判。
如果最终的裁决 为杠铃举起成功，则输出“有效”指示灯亮，否则杠铃举起失败。
（2）MSI 逻辑器件设计——路灯控制电路用74LS151芯片和逻辑门，设计一个路灯控制电路，要求能够在四个不同的地方都 能任意的开灯和关灯。
四、实验结果、电路分析及电路设计方案1、组合逻辑电路分析 （1）图2-1： 逻辑表达式：)()(11i i i i i i i i i i B A C S B A C B A C ⊕⊕=⊕+=--逻辑功能：实现A i 、B i 、C i-1三个一位二进制数 的加法运算功能，即全加器。
数电实验二 组合逻辑电路
实验二 组合逻辑电路一、实验目的1.掌握组和逻辑电路的功能测试。
2.验证半加器和全加器的逻辑功能。
3.学会二进制数的运算规律。
二、实验仪器及器件1.仪器：数字电路学习机2.器件：74LS00 二输入端四与非门 3片 74LS86 二输入端四异或门 1片 74LS54 四组输入与或非门 1片三、实验内容1.组合逻辑电路功能测试(1).用2片74LS00按图2.1连线，为便于接线和检查，在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。
(2).图中A 、B 、C 接电平开关，Y1、Y2接发光管电平显示(3).按表2.1要求，改变A 、B 、C 的状态，填表并写出Y1、Y2的逻辑表达式。
(4).将运算结果与实验比较。
Y1=A+B2.测试用异或门（74LS86）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Y 是A 、B 的异或，而进位Z 是A 、B 相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成，如图2.2。
(1).用异或门和与非门接成以上电路。
输入A 、B 接电平开关，输出Y 、Z 接电平显示。
(2).按表2.2要求改变A 、B 状态，填表。
3.测试全加器的逻辑功能。
(1).写出图2.3电路的逻辑表达式。
(2).根据逻辑表达式列真值表。
(3).根据真值表画逻辑函数SiCi 的卡诺图。
111S i C i4.测试用异或门、与或门和非门组成的全加器的功能。
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).写出用异或门、与或非门和非门实现全加器的逻辑表达式，画出逻辑电路图。
(2).连接电路图，注意“与或非”门中不用的“与门”输入端要接地。
(3).按表2.4记录Si 和Ci 的状态。
1-⊕⊕=i i C B A S ，AB C B A C i i +⊕=-1)(A i S iB i+ C i C i-1四、 1.整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论。
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5. 实验内容
设计实现一个模12的扭环计数器。 12的扭环计数器 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； 74LS164在实验箱上连接出电路； 在实验箱上连接出电路 列表记录电路的输出结果（ LED显示 显示）。 （2）列表记录电路的输出结果（用LED显示）。
U3A 74LS04N
U3B 74LS04N
9 8
~CLR CLK
74LS164D
交通灯控制电路时序仿真波形
2. 实验仪器及器件
各一片。 （1）实验器件:74LS00、74LS08、 74LS164各一片。 实验器件:74LS00、74LS08、 74LS164各一片 :74LS00 （2）实验设备：数字电子技术实验箱1台。 实验设备：数字电子技术实验箱1
（1) 四二输入与门 74LS08 逻辑功能简介
参考功能表
扭环行计数器状态表（十二进制） 表3 扭环行计数器状态表（十二进制）
周期为4秒 南北方向亮6个 周期时 东西方向绿灯亮5 周期时， （3） 调节 周期为 秒，南北方向亮 个CP周期时，东西方向绿灯亮 ） 调节CP周期为 周期时长， 周期时长。 个CP周期时长，接着黄灯亮 个CP周期时长。反之亦然。即实现了两个 周期时长 接着黄灯亮1个 周期时长 反之亦然。 方向红、 秒的要求。 方向红、黄、绿灯交替点亮 24、4、5秒的要求。 、 、 秒的要求
设计实现交通灯控制电路： 2 设计实现交通灯控制电路：
根据设计要求和要点提示，设计出东西方向和南北方向绿、 （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； 红灯的逻辑表达式； 东西方向： 东西方向：绿：EWG= 南北方向： 南北方向：绿：NSG= 黄：EWY= 黄：NSY= 红：EWR= 红：NSR=
设计要点： 设计要点：
分析交通灯的点亮规则，可以归纳为表2中四种态序。 分析交通灯的点亮规则，可以归纳为表2中四种态序。
表2 交通灯态序表
为一个时间单位， （1）若选 为一个时间单位，则十字路口每个方向绿、黄、红灯 ）若选4s为一个时间单位 则十字路口每个方向绿、 所亮的时间比例为5： ： ，则计数器每4s输出一个脉冲 输出一个脉冲。 所亮的时间比例为 ：1：6，则计数器每 输出一个脉冲。 （2）计数器每次工作循环周期为 ，所以可以选用一个十二进制的计数器。 ）计数器每次工作循环周期为12，所以可以选用一个十二进制的计数器。 组成，也可以用中规模集成计数器， 计数器可以用单触发器 组成，也可以用中规模集成计数器，这里选用 8位移位寄存器 位移位寄存器74LS164组成扭环形十二进制计数器，状态表如表 。 组成扭环形十二进制计数器， 位移位寄存器 组成扭环形十二进制计数器 状态表如表3。
实验三 时序逻辑电路设计与实现
1. 实验目的
（1）进一步熟悉数字电路实验箱的功能和使用方法。 进一步熟悉数字电路实验箱的功能和使用方法。 （2）验证时序逻辑电路：8位移位寄存器74LS164的基本功能。 验证时序逻辑电路： 位移位寄存器74LS164的基本功能。 74LS164的基本功能 掌握常规时序逻辑电路的设计方法。 （3）掌握常规时序逻辑电路的设计方法。 利用74LS00 74LS08、 74LS164完成设计任务 74LS00、 完成设计任务。 利用74LS00、74LS08、 74LS164完成设计任务。
V CC R 红
1
EWR EWY
V CC R 黄
1
R 绿
1
R 红
1
NSR NSY
R 黄
1
NSG
R 绿
1
EWG
Q0 Q 1Q 2 Q 3 Q4 Q 5Q 6 0
FF 1
74LS164
VCC A B CP MR
1D
C1
1D
C1
CP=1HZ,5V
图5 实现电路图 待完整） （待完整）
根据控制信号灯表达式画出实现电路图，即完善电路图5 （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； 74LS164、74LS08和74LS00在实验箱上连接出电路； 在实验箱上连接出电路 列表记录电路的输入与输出结果。 （4） 列表记录电路的输入与输出结果。
东西方向
南北方向
交通灯控制 参考电路
X1 2.5 V X2 2.5 V X3 2.5 V X4 2.5 V X5 2.5 V X6 2.5 V
U2A 74LS08N VCC 5V
U2B 74LS08N
U2C 74LS08N
U2D 74LS08N
V1 50 Hz 5V
1 2 A B
U1
QA QB QC QD QE QF QG QH 3 4 5 6 10 11 12 13
设计要求如下： 设计要求如下：
（1）用红、黄、绿三色发光二极管作信号灯，设计制作一个交通灯控制器。 ）用红、 绿三色发光二极管作信号灯，设计制作一个交通灯控制器。 （2）当东西方向道路允许通行亮绿灯时，南北向道路亮红, ）当东西方向道路允许通行亮绿灯时，南北向道路亮红 南北方向道路允许通行亮绿灯时，东西方向道路亮红； 南北方向道路允许通行亮绿灯时，东西方向道路亮红； （3）当两个方向均有车时，两者交替允许通行，东西方向道路每次放行 ）当两个方向均有车时，两者交替允许通行，东西方向道路每次放行 N1(s), 南北向道路每次放行 南北向道路每次放行N2(s)； ； 每次放行 （4）在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中将要亮N3(s)的黄灯作为过 ）在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中将要亮 的黄灯作为过 渡，以使行驶中的车辆有时间停到禁行线以外。要求：N1=N2=20s, 以使行驶中的车辆有时间停到禁行线以外。要求： N3=4s。即：红、黄、绿三色灯依次点亮24s、4s、20s 。 要求用扭环形 。 绿三色灯依次点亮 、 、 计数器作为定时控制器。 计数器作为定时控制器。
（1) 8位移位寄存器 74LS164 逻辑功能简介
74164内部逻辑图 图2 74164内部逻辑图 74164功能表 表1 74164功能表
，
74164时序图 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， 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、 绿三色交通信号灯， 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， 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。 在禁止线之外。