数电实验指导书

<<数字电子技术课程>> 实验教学指导书山东协和职业技术学院计算机系二00七年十二月前言一、实验总体目标建设具有符合职业岗位能力和学校办学定位的课程目标的，充分体现职业标准要求和适时吸纳新知识、新技术、新工艺、新标准的课程内容的，具备以职业岗位作业流程为导向的教学模块的《数字电子技术》精品课程。

课程拥有合理而先进的课程教学方法与手段，具备立体化教学资源库、先进的实验、实践设施和体现职业能力为核心的课程考核方式与标准。

二、适用专业年级电子信息工程、通信工程、计算机专业、生物医电专业三、先修课程电路分析基础、模拟电子技术四、实验项目及课时分配实验项目实验要求实验类型每组人数实验学时实验一集成逻辑门电路逻辑功能的测试必修验证性 2 2实验二集成逻辑门电路的参数测试必修验证性 2 2实验三组合逻辑电路的实验分析必修验证性 2 2 实验四变量译码器必修验证性 2 2 实验五数据选择器必修验证性 2 2 实验六触发器必修验证性 2 2 实验七计数器必修验证性 2 2 实验八计数、译码、显示综合实验必修设计性 2 2实验九利用TTL集成逻辑门构成脉冲电路必修验证性 2 2实验十555定时器电路必修验证性 2 2 五、实验环境基础电子实验平台使用面积240，实验组数40组，配套仪器40套。

六、实验总体要求为加强学生基本技能的训练，安排了20学时的实验。

实验时每组人数一般不应超过两人。

实验指导书应包括实验目的、要求、仪器设备、实验步骤等。

较注意尽量多开设学生自拟实验，由教师指定实验内容和要求，并提供实验器材，学生自行拟定方案，独立完成。

七、本课程实验的重点、难点及教学方法建议《数字电子技术》本身具有很强的实践性和应用性，因此在介绍一些重要章节前，列举一个设计实例或工程实际问题，通过分析、设计、引入相关知识和理论。

例如：在学习中规模集成组合逻辑电路一节时，先让学生用已学过的SSI组合电路的设计方法“设计一个交通灯故障报警电路。

交通灯有红、黄绿三色。

只有当其中一只灯亮时为正常，其余状态为故障，要求用与非门实现。

”3然后提出问题，“用SSI组合电路进行设计时，是以门作为电路的基本单元，我们能否用其它逻辑部件来实现这个电路的设计呢？”在给予学生一定的思考时间后，教师可以直接给出总是的答案：“本节将要学习的内容中，译码器、数据选择器这两种中规模逻辑器件都可以完成上述电路的逻辑功能”。

同时画出相应的设计电路。

这样学生的兴趣马上被调动起来，并产生疑问：什么是译码器、数据选择器？为什么它们也能实现上述电路设计？等等。

在学习了译码器、数据选择器的原理及逻辑功能和用它们实现组合逻辑电路的方法后，学生的疑问终于得到解决。

同时也使学生学会了采用多种方案实现同一逻辑要求的方法。

提高了学生学习兴趣，调动了学生学习的主动性和创造性。

实验一：集成逻辑门电路逻辑功能的测试一、实验目的1、了解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、实验原理和实验内容提要1、测试74LS04六非门的逻辑功能2、测试74LS00四2输入端与非门逻辑功能3、测试74LS55 二路四输入与或非门逻辑功能4、测试74LS86四异或门逻辑功能三、实验器材1、数字逻辑实验箱DSB-31台2、万用表1只3、元器件：74LS00（T065） 74LS04 74LS55 74LS86 各一块,导线若干四、实验要求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”。

五、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。

六、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。

七、复习思考题1、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。

2、进一步熟悉数字逻辑实验箱的基本功能和使用方法。

二、实验原理和实验内容提要1、TTL与非门74LS20静态参数测试2、CMOS双四输入与非门CC4012静态参数测试三、实验器材1、数字逻辑实验箱DSB-3 1台2、万用表 2只3、元器件：74LS20（T063） CC4012 各一块,2CK11 4只,电阻及导线若干四、实验要求1、注意正确使用万用表，必须先调好档位再测量，否则易损坏万用表。

2、注意正确识别二极管极性。

五、实验内容及步骤1、TTL与非门74LS20静态参数测试（1）导通电源电流ICCL和截止电源电流ICCH 。

测试电路如图2-1。

注意：74LS20为双四输入与非门，两个门的输入端应作相同处理。

（2）低电平输入电流I iL 和高电平输入电流Ii H。

每一门和每一输入端都应测试一次。

测试电路如图2-2。

（3）电压传输特性。

调节电位器RW，使Vi从0V向5V变化，逐点测试Vi和VO值，将结果记录入表2-1中。

根据实测数据作电压传输特性曲线，从曲线上得出VOH、VOL、VON、VOFF、VTH等值，并计算VNL、VNH（提示：在VO变化较快的区域应多测几点，有利于绘制特性曲线）。

测试电路如图2-3。

2、CMOS双四输入与非门CC4012静态参数测试将CC4012正确插入面包板，测电压传输特性。

测试电路如图2-4，方法同上。

将结果记录入表2-2中。

根据实测数据作电压传输特性曲线，从曲线上得出VOH、VOL、VON、VOFF、VTH 等值，并计算VNL、VNH 。

若将三个多余输入端悬空测试一次，结果正确吗？六、实验报告要求1、列表整理出各参数的测试值，并与规范值相比较，判断所测电路性能的好坏。

2、画出两条电压传输特性曲线，从曲线中读出各有关参数值。

比较TTL与CMOS门电路电压传输特性曲线的异同。

七、复习思考题1、测量TTL与非门输出低电平时为何要加负载？图2-3中R选用360Ω是什么道理？若R 很小会产生什么现象？2、TTL与非门输入端悬空为什么可以当作输入为“1”？CMOS与非门多余输入端可以悬空吗？3、讨论TTL或非门闲置输入端的处置方法。

4、实验中所得ICCL和ICCH为整个器件值，试计算单个门电路的ICCL和ICCH 。

5、CC4012的电源范围为3-18V，若VDD=15V，则其VOH、VOL、VTH应为多少？实验三：组合逻辑电路的实验分析一、实验目的1、掌握组合逻辑电路的实验分析方法。

2、验证半加器、全加器的逻辑功能。

二、实验原理和实验内容提要1、测试图3-1电路的逻辑功能2、测试图3-2电路的逻辑功能3、测试用异或门、非门和与或非门组成的电路的逻辑功能三、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） 74LS20（T063）各一块,74LS55 74LS86 各一块,导线若干四、实验要求注意按图接线，千万不要将两个门电路的输出端误接在一起。

想想为什么？五、实验内容和步骤1、测试图3-1电路的逻辑功能按图3-1接线。

按表3-1要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平，并填入表中。

分析电路的逻辑功能，写出逻辑表达式。

2、测试图3-2电路的逻辑功能按图3-2接线。

按表3-2要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平，并填入表中。

分析电路的逻辑功能，写出逻辑表达式。

3、测试用异或门、非门和与或非门组成的电路的逻辑功能按图3-3接线。

按表3-3要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平，并填入表中。

分析电路的逻辑功能，写出逻辑表达式。

4、在图3-3电路中，若故意使74系列TTL逻辑门电路的电源电压接触不良或串联一个大电阻，使电源电压超出5V±0.25V范围，会怎样？试试看。

六、实验报告要求1、整理实验结果，填入相应表格中，写出逻辑表达式，并分析各电路的逻辑功能。

七、复习思考题1、总结用实验来分析组合逻辑电路功能的方法。

实验四：变量译码器一、实验目的1．掌握MSI组合电路变量译码器的实验分析方法。

2．熟悉中规模集成三线—八线译码器的应用。

二、实验原理和实验内容提要1、利用数字逻辑实验箱测试74LS138译码器的逻辑功能，并记录实验数据。

2、用74LS138及与非门设计一个三变量多数表决电路。

三、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： 74LS20（T063）一块,74LS138 一块,导线若干四、实验内容和步骤1、利用数字逻辑实验箱测试74LS138译码器的逻辑功能，并记录实验数据。

请在预习时自行拟出实验步骤，列出表述其功能的真值表（包括所有输入端的功能）。

2、用74LS138及与非门设计一个三变量多数表决电路，要求画出逻辑电路图，拟出实验步骤，正确接线并测试电路的逻辑功能，列出表述其功能的真值表，记录实验数据。

若G1端接地，会怎样？请测试。

五、实验报告要求1、列出具体实验步骤。

2、整理实验测试结果，说明74LS138译码器的功能。

3、画出用74LS138及与非门构成的多数表决电路的逻辑电路图，列出真值表，求出逻辑表达式。

若G1端接地，结果如何？六、思考题1、74LS138译码器的输出方式是什么？即“译中”为什么电平？2、试说明G1、输入端的作用。

实验五：数据选择器一、实验目的1、掌握MSI组合逻辑电路数据选择器的实验分析方法。

2、了解中规模集成八选一数据选择器74LS151的应用。

二、实验原理和实验内容提要1、利用数字逻辑实验箱测试74LS151八选一数据选择器的逻辑功能，并记录实验数据。