数字电子技术授课讲义汇总
第一章 数字电路基础
§1.1概述
§1.1.1数字信号和数字电路 信号分为两类：模拟信号、数字信号
模拟信号：指在时间上和数值上都是连续变化的信号。如电视图像和伴音信号。
数字信号：指在时间上和数值上都是断续变化的离散信号。如生产中自动记录零件个数的计数信号。
模拟电路：对模拟信号进行传输和处理的电路 数字电路：对数字信号进行传输和处理的电路
t
u
模拟信号图
u
t
数字信号图
§1.1.2数字电路的特点
（1）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和数值上是离散的（不连续），反映在电路上就是低电平和高电平两种状态（即0和1两个逻辑值）。
（2）在数字电路中，研究的主要问题是电路的逻辑功能，即输入信号的状态（0和1）和输出信号的状态（0和1）之间的关系。对于电路本身有分析电路和设计电路两部分。
（3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高，只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可。
（4）数字电路的分析方法主要用逻辑代数和卡诺图法等进行分析。 （5）数字电路能够对数字信号0和1进行各种逻辑运算和算术运算。
§1.1.3数字电路的分类和应用
（1）按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI ，每片数十器件）、中规模（MSI ，每片数百器件）、大规模（LSI ，每片数千器件）和超大规模（VLSI ，每片器件数目大于1万）数字集成电路。集成电路从应用的角度又可分为通用型和专用型两大类型。
（2）按所用器件制作工艺的不同：数字电路可分为双极型（TTL 型）和单极型（MOS 型）两类。
（3）按照电路的结构和工作原理的不同：数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路没有记忆功能，其输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路以前的状态无关。时序逻辑电路具有记忆功能，其输出信号不仅和当时的输入信号有关，而且与电路以前的状态有关。 数字电路的产生和发展是电子技术发展最重要的基础。由于数字电路相对于模拟电路有一系列的优点，使它在通信、电子计算机、电视雷达、自动控制、电
子测量仪器等科学领域得到广泛的应用，对现代科学、工业、农业、医学、社会和人类的文明产生着越来越深刻地影响。
本节小结：
数字信号的数值相对于时间的变化过程是跳变的、间断性的。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。模拟信号通过模数转换后变成数字信号，即可用数字电路进行传输、处理。
§1.2数制和码制
§1.2.1数制
所谓数制就是计数的方法。在生产实践中，人们经常采用位置计数法，即将表示数字的数码从左至右排列起来。常见的有十进制、二进制、十六进制。
1．进位制：表示数时，仅用一位数码往往不够用，必须用进位计数的方法组成多位数码。多位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制，简称进位制。
2．基数：进位制的基数，就是在该进位制中可能用到的数码个数。
3．位权（位的权数）：在某一进位制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数。权数是一个幂。1．十进制
十进制数是日常生活中使用最广的计数制。组成十进制数的符号有0，1，2，3，4，5，6，7，8，9等共十个符号，我们称这些符号为数码。
在十进制中，每一位有0～9共十个数码，所以计数的基数为10。超过9就必须用多位数来表示。十进制数的运算遵循加法时：“逢十进一”，减法时：“借一当十”。
十进制数中，数码的位置不同，所表示的值就不相同。如：
5555表示5*1000+5*100+5*10+5
也可表示成5*103+5*102+5*101+5*100
同样的数码在不同的数位上代表的数值不同。103、102、101、100称为十进制的权。各数位的权是10的幂。任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码与其对应的权的乘积之和，称权展开式。如：(209.04)10＝2×102＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4×10－2
对于位一十进制数可表示为：
∑--
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
?=
?
+
+
?
+
?
+
?
+
?
+
+
?
+
?=
1
2
2
1
1
1
1
2
2
1
1
10
10
10
10
10
10
10
10
10
n m
i
i
m
m
n
n
n
n
a
a
a
a
a
a
a
a
N
式中：
i
a为0～9中的位一数码；10为进制的基数；10的i次为第i位的权；m,n为正整数，n为整数部分的位数，m为小数部分的位数。
2.二进制
二进制的数码K为0、1，基数R=2。
进/借位的规则为逢2进1，借1当2，
位权为2的整数幂。
其计算公式为：()∑-
-
=?
=1
2
2 n
m
i
i
i
K
N
如：(101.01)
2＝1×22＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2－2＝(5.25)
10
由于二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。
加法和乘法的运算规则
三、十六进制(Hexadecimal Number)
二进制数在计算机系统中处理很方便，但当位数较多时，比较难记忆，而且书写容易出错，为了减小位数，通常将二进制数用十六进制表示。
十六进制是计算机系统中除二进制数之外使用较多的进制，其遵循的两个规则为：
其有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E，F等共十六个数码，其分别对应于十进制数的0～15进制之间的相互转换。
运算规则：逢16进1。
位权为16的整数幂。
其计算公式为：
()∑-
-
=?
=1
16
16 n
m
i
i
i
K
N
如：(D8.A)
2＝13×161＋8×160＋10 ×16－1＝(216.625)
10
二进制数和十六进制数广泛用于计算机内部的运算及表示，但人们通常是与十进制数打交道，这样在计算机的输入端就必须将十进制数转换为二进制数或十六进制数让计算机进行处理，处理的结果计算机必须将二进制数或十六进制数转换为十进制数，否则人们只能看天书了。
数制的转换可分为两类：十进制数与非十进数之间的相互转换；非十进制数之间的相互转换。
本节小结：
1. 一般地，N进制需要用到N个数码，基数是N；运算规律为逢N进一。
2. 如果一个N进制数M包含ｎ位整数和ｍ位小数，即
(a
n-1a
n-2
… a
1
a
·a－1 a－2 … a－m)N
则该数的权展开式为：
(M)
N ＝a
n-1
×N n-1＋a
n-2
×N n-2＋… ＋a
1
×N1＋a
×N0＋a
－1
×
N-1＋a
－2×N-2＋… ＋a
－m
×N-m
3. 由权展开式很容易将一个N进制数转换为十进制数。
作业：P28 12~16 18 19
§1.3逻辑函数中三种最基本的逻辑运算
§1.3.1逻辑函数和逻辑变量
研究事物原因（条件）和结果之间因果关系规律的命题称为逻辑命题。
人们称决定事物的因素（原因）为逻辑自变量。
被决定的事物的结果为逻辑结果（或称逻辑因变量）。
被概括的以某种形式表达的逻辑自变量和逻辑结果的函数关系称为逻辑函数。
逻辑变量通常用0和1来表示。
逻辑代数是按一定的逻辑关系进行运算的代数，是分析和设计数字电路的数学工具。在逻辑代数，只有０和１两种逻辑值，有与、或、非三种基本逻辑运算，还有与或、与非、与或非、异或几种导出逻辑运算。逻辑是指事物的因果关系，或者说条件和结果的关系，这些因果关系可以用逻辑运算来表示，也就是用逻辑代数来描述。
事物往往存在两种对立的状态，在逻辑代数中可以抽象地表示为 0 和 1 ，称为逻辑0状态和逻辑1状态。逻辑代数中的变量称为逻辑变量，用大写字母表示。逻辑变量的取值只有两种，即逻辑0和逻辑1，0和1称为逻辑常量，并不表示数量的大小，而是表示两种对立的逻辑状态。
二、三种基本逻辑关系及其表示方法
基本的逻辑关系只有三种：逻辑与、逻辑或、逻辑非。
逻辑代数中也有三种基本逻辑运算：与运算、或运算、非运算。
1.与逻辑若决定某一事物结果的所有条件同时具备时，结果才会发生，这种因果关系叫做逻辑与。
也就是说仅当决定事件（Y）发生的所有条件（A，B，C，…）均满足时，事件（Y）才能发生。表达式为：Y=ABC
例如：
Y
两个开关必须同时接通，灯泡才能亮。
表达式：Y=AB
表1 与逻辑函数真值表、逻辑符号及规律
2.或逻辑（逻辑加）
若决定某一事物结果的诸条件中只要有一个或一个以上条件具备时，结果就会发生，这种因果关系叫做逻辑或，也称逻辑加。
也就是说当决定事件（Y ）发生的各种条件（A ，B ，C ，…)中，只要有一个或多个条件具备，事件（Y
）就发生。表达式为：Z ＝A+B+…
例如：
Y
两个开关只要一个接通，灯泡就亮。 表达式为：Y=A+B
表2 或逻辑的几种表达方式
3.非逻辑
只要某一条件具备了，事件便发生，而当此条件不具备时，事件一定发生，这样的因果关系叫做逻辑非，也称逻辑求反。
A Z
例如：
Y
开关A接通，灯泡Y不亮；开关A断开，灯泡Y亮。
表达式：Y=/A
表3 逻辑非的几种表达式
上述三种基本逻辑关系可以通过数字电路来实现，这种电路称为门电路。能够实现与逻辑的基本单元电路叫做与门；能够实现或逻辑的基本单元电路叫做或门；能够实现非逻辑的叫做非门（或称作反相器）。
§1.4复合逻辑运算
人们在研究实际问题时发现，事物的各个因素之间的逻辑关系往往要比单一的与、或、非复杂得多。不过它们都可以用与、或、非的组合来实现。
复合逻辑函数—含有两种或两种以上逻辑运算的逻辑函数称为复合逻辑函数。
最常见的复合函数有与非、或非、与或非、异或、同或。加上三种基本逻辑关系与、或、非共八种基本逻辑运算。 1.与非逻辑
与非逻辑是由与逻辑与非逻辑的结合，实际上就是先做一个与逻辑，再做一个非逻辑，这样就可以得到与非逻辑。
表达式为：
AB Z = 逻辑规律：
有0出1，全1出0 逻辑符号：
A B
Z
2.或非逻辑
或非逻辑是由或逻辑与非逻辑的结合，实际上就是先做一个或逻辑，再做一个非逻辑，这样就可以得到或非逻辑。
表达式为：
B A Z += 逻辑规律：
有1出0，全0出1 逻辑符号：
A B
Z
3.与或非逻辑
与或非逻辑是由与逻辑、或逻辑与非逻辑的结合，实际上就是先做一个与逻辑，再做一个或逻辑，最后再做一个非逻辑，这样就可以得到与或非逻辑。
表达式为：
CD AB Z += 逻辑规律：
各组均有0出1，某组全1出0。 逻辑符号：
A B C D
4.异或逻辑
表达式为：
Z⊕
=
+
A
=
B
B
A
B
A
逻辑规律：
相同出0，相反出1。
逻辑符号：
A
Z
B
5.同或逻辑
表达式为：
=
Z+
AB
AB
逻辑规律：
相同出1，相反出0
逻辑符号：
A
Z
B
同或逻辑和异或逻辑相互为非函数，即B
B
A⊕
A
Θ。同或
=
=
A；B
⊕A
Θ
B
门没有独立门电路产品，通常用异或门加上反相器构成。每个异或和同或逻辑符号及其逻辑门电路只限定两个输入变量。若要实现多个变量同或和异或需要用两个以上的异或门及其符号表示。
作业：P28 21、23
§1.6逻辑代数的基本定律及规则
逻辑代数是研究逻辑电路的数学工具，它为分析和设计逻辑电路提供了理论基础。根据三种基本逻辑运算，可推导出一些基本公式和定律，形成了一些运算规则，熟悉、掌握并且会运用这些规则，对于掌握数字电子技术十分重要。
§1.6.1基本公式、定律和常用规则
1.基本公式 （1）0-1定律
A A A =?=?=?=?=?100111010000 A
A A A =+=+=+=+=+101111
100
00
0110==
（2）重叠律（自等律）
A A A =? A A A =+
（3）互补律
0=?A A 1=+A A
（4）还原律 A A =
（5）交换律
A B B A ?=? A B B A +=+
（6）结合律
()()C B A C B A ??=?? ()()C B A C B A ++=++
（7）分配律
()AC AB C B A +=+?
()()C A B A BC A ++=+
（8）反演律（德·摩根定理） C B A C B A ++=?? C B A C B A ??=++
（9）吸收律
()C
A A
B BCD
C A AB C A AB C A BC AB BC A C A B A B
A B A A A
B A A A B A AB A AB A +=+++=+++=+++=+=+=+=+))((
2．关于等式的若干规则 （1）代入规则
任何一个含有变量A 的等式，如果将所有出现A 的位置都用同一个逻
辑函数代替，则等式仍然成立。这个规则称为代入规则。
例如，已知等式B A AB +=，用函数Y =AC 代替等式中的A ，根据代
入规则，等式仍然成立，即有：
()C B A B AC B AC ++=+=
（2）反演规则
对于任何一个逻辑表达式Y ，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，
“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量换 成原变量，那么所得到的表达式就是函数Y 的反函数Y （或称补函数）。这个规则称为反演规则。
例如：()()
E D C B A Y E D C B A Y +++=?
+=
E D C B A Y E
D C B A Y ????=?
++++=
（3）对偶原则
对于任何一个逻辑表达式Y ，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，而变量保持不变，则可得到的一个新的函数表达式Y ＇，Y ＇称为函Y 的对偶函数。这个规则称为对偶规则。
例如：
()()
E D C B A Y E
D C B A Y +++='?
+=
E D C B A Y E
D C B A Y ????='?
++++=
对偶规则的意义在于：如果两个函数相等，则它们的对偶函数也相等。
利用对偶规则,可以使要证明及要记忆的公式数目减少一半。
例如：
()()A B A B A A B A AB =++?
=+
()()()C A B A BC A AC AB C B A ++=+?
+=+
注意：在运用反演规则和对偶规则时，必须按照逻辑运算的优先顺序进
行：先算括号，接着与运算，然后或运算，最后非运算，否则容易出错。
§1.6.2逻辑函数的代数化减法
1.逻辑函数表达式的标准形式和最简式含义
一个逻辑函数确定后，其真值表是唯一的，但其函数式的表达形式却有多种。因为不管哪种表达式，对同一个逻辑函数来说所表达的逻辑功能是一致的，各种表达式是可以相互转换的。
例如：
（1）与或表达式：AC B A Y += （2）或与表达式：))((C A B A Y ++= （3）与非表达式：AC B A Y ?= （4）或非表达式：C A B A Y +++= （5）与或非表达式：C A B A Y +=
一种形式的函数表达式相应于一种逻辑电路。尽管一个逻辑函数表达式的各种表示形式不同，但逻辑功能是相同的。
2.常用代数化方法
代数化简法也称公式化简法，其实质就是反复使用逻辑代数的基本定律和常用公式，消去多余的乘积项和每个乘积项中多余的因子，以求得最简式。代数法化简没有固定的方法可循，能否得到满意的结果，与掌握公式的熟练程度和运用技巧有关。
（1） 并项法
A B A AB =+
（2） 吸收法
A A
B A =+
（3）消去法
A+
+
A
=
B
B
A
AB+
=
+
A
+
A
C
C
AB
BC
（4）配项法
A
+A
1
=
A
A
A
+A
A或
=
=
?
在化简较复杂的逻辑函数时，往往需要灵活、交替、综合地利用多个基本公式和多种方法才能获得比较理想的化简结果。
本节小结：
逻辑代数是分析和设计数字电路的重要工具。利用逻辑代数，可以把实际逻辑问题抽象为逻辑函数来描述，并且可以用逻辑运算的方法，解决逻辑电路的分析和设计问题。
与、或、非是3种基本逻辑关系，也是3种基本逻辑运算。与非、或非、与或非、异或则是由与、或、非3种基本逻辑运算复合而成的4种常用逻辑运算。
逻辑代数的公式和定理是推演、变换及化简逻辑函数的依据。
作业：P29 26
§1.5逻辑函数表示法
任何逻辑函数都可以用逻辑函数式、逻辑真值表、逻辑电路图、逻辑卡诺图等方法来进行描述。对于同一个逻辑函数，它的几种表述方法是可以相互转换的，即已知一种可以转换出其它的几种。
一、逻辑函数的表示方法
逻辑真值表：将所有输入变量的变化组合及对应组合的输出值列成一个表格，此表格即为真值表。
逻辑表达式：将输出与输入之间的逻辑关系写成“与”、“或”、“非”等运算的组合式，就是逻辑函数表达式。
F=AB+BC+AC
逻辑电路图：将逻辑表达式中各变量之间的“与”、“或”、“非”等关系用逻辑符号表示出来，就可以画出实现该功能的逻辑电路图（或逻辑图）。
二、三种表示方法之间的转换
1.已知真值表求逻辑表达式和逻辑电路图
根据真值表求函数表达式的方法是：将真值表中每一组使输出函数值为1的输入变量都写成一个乘积项。在这些乘积项中，取值为1的变量，则该因子写成原变量，取值为0的变量，则该因子写成反变量，将这些乘积项相加，就得到了逻辑函数式。有了函数式，就可以按前述方法画出逻辑符号图。
2.已知逻辑函数式求真值表和逻辑图
如果有了逻辑函数表达式，则只要把输入变量取值的所有组合的所有组合状态逐一代入函数式中算出逻辑函数值，然后将输入变量取值与逻辑函数值对应地列成表，就得到逻辑函数的真值表。有了逻辑函数式，按照“先与后或”的运算顺序，用逻辑符号表示并正确连接起来就可以画出逻辑图。
3.已知逻辑图求逻辑函数式和真值表
如果只给出逻辑图，也能得到对应的逻辑函数式和真值表，只要将逻辑图中每个逻辑符号所表示的逻辑运算依次写出来，即可得到其逻辑函数式，有了逻辑函数式列真值表就不难了
§1.7逻辑函数的卡诺图化减法
代数化简法需要使用者熟练的掌握公式，并具有一定的技巧，还需要对所的结果是否是最简式有判断力，所以在化简较复杂的逻辑函数时次方法有一定的难度。在实践中，人们找到了一些其它方法，其中最常用的是卡诺图化简法。
§1.7.1逻辑函数的最小项和最小项表达式
（1）最小项：如果一个函数的某个乘积项包含了函数的全部变量，其中每个变量都以原变量或反变量的形式出现，且仅出现一次，则这个乘积项称为该函数的一个标准积项，通常称为最小项。
3个变量A 、B 、C 可组成8个最小项
C B A C B A C B A BC A C B A C B A C AB ABC
（2）最小项的表示方法：通常用符号m i 来表示最小项。下标i 的确定：把最小项中的原变量记为1，反变量记为0，当变量顺序确定后，可以按顺序排列成一个二进制数，则与这个二进制数相对应的十进制数，就是这个最小项的下标i 。
3个变量A 、B 、C 的8个最小项可表示为：
ABC
m C
AB m C
B A m C
B A m B
C A m C B A m C B A m C B A m ========76543210
（3）最小项表达式：对于n 变量函数，如果其与或表达式的每个乘积项都包含n 个因子，而这n 个因子分别为n 个变量的原变量或反变量，每个变量在乘积项中仅出现一尺，这样的乘积项称为函数的最小项表达式。
有了最小项的编号，函数表达式就可以用代号来书写。如：
∑∑==+++==)
7,3,2,1(),,(7
321m m m m m m C B A Z Z i
i
（4）最小项的性质
1．对输入变量任何一组取值在所有最小项（2n ）中，必有一个而且仅有一个最小项的值为1。
2．在输入变量的任何一组取值下，任意两个最小项的乘积为0。 3．全体最小项的和为1。
§1.7.2逻辑函数的卡诺图表示法
一个函数可以用表达式来表示，也可以用真值表来描述。但真值表对函数进行化简，很不直观，而卡诺图则比真值表直观了许多。卡诺图是一种矩阵式的真值表，如下图：
从图上不难看出，（或从小到大）的顺序排列的，而是按照循环码的编码顺序00，01，11，10进行排列。这种码使得
二、画卡诺图
卡诺图有如下特点：
1．n个变量的卡诺图有2n个方格，每个方格对应一个最小项。
2．每个变量与反变量将卡诺图等分为两部分，并且各占的方格个数相同。
3．卡诺图上两个相邻的方格所代表的最小项只有1个变量相异。
三、卡诺图的填入
1．最小项表达式的填入
因为构成函数的每个最小项都有一组变量的取值使该最小项为1，所以填入时，在构成函数的每个最小项相应的方格中填1，而其他方格填0。
2．标准表达式的填入
非标准表达式按逻辑运算的几何含义填入。方法为：如果为“与或”表达式，首先将每个“与”项中的原变量用1表示，反变量用0表示，在卡诺图上找出交叉的方格，在其中填1；如果表达式是“或与”表达式时，可以找出使各“或”项为0的变量组合对应的方格填0，给填0以外的方格填1。
四、卡诺图的化简依据
1．若两个最小项相邻，则可以合并为一项并消去1个发生变化的变量。合并后的结果中剩下的是公共的变量，而发生变化的变量将被消去。
2．4个最小项相邻并构成一个矩形，则可以合并成为一项并消去2个发生变化的变量。
3．若8个最小项相邻并构成一个矩形，则可以合并成为一项，并消去3个发生变化的变量。
4．若16个最小项相邻并构成一个圈，则可以合并成为一项，并消去4个发生变化的变量。
综上所述：卡诺图化简的依据是：如果有2n 个最小项构成一个矩形，则它们可合并为一项，并消去n 个变量，保留的变量是这些最小项中的公共变量，而发生变化的变量将被消去。
五、诺图的化简步骤：
1．将逻辑函数写成最小项式 2．填写卡诺图 3．画圈
（1）圈要尽量大。每个相邻最小项构成的矩形应包含尽可以多的最小项，使得化简后的“与”项包含的变量个数最少
（2）尽量少。相邻最小项构成的矩形个数尽可能少，使得化简后的“与”项个数最少
（3）圈过的“1”可以重复用。所选择的相邻最小项的矩形应包含所有构成函数的最小项（即卡诺图中为1 的方格）并且每个相邻最小项构成的矩形中至少有1个最小项没有被选择过 （4）所有的“1”都圈完
4．找出可以合并的最小项，写出最简式 六．例题
利用图形法化简函数∑=)15,14,13,10,7,6,4,3(m Z 。
D AC ABD D B A CD A Z +++=
数字电子技术实验讲义
实验一示波器与数字电路实验箱的使用及门电路 逻辑功能测试、变换（验证） 一、实验目的： 1、熟悉示波器及数字电路实验箱的使用 2、验证门电路的逻辑功能 3、掌握门电路的逻辑变换 二、实验仪器及器材 1、Vp—5225A—1 2、数字电路实验箱 3、器件：74LS00（二输入与非门）、74LS02（或非门）、74LS86（异或门） 说明：1）以上三个门电路中的V CC接电源电压，GND接地。 2）A、B为输入端，Y为输出端，指示灯亮为高电平，灯灭为低电平。 3）实验时，检查导线是否折断，方法：一端接电源，一端接指示灯。 三、实验内容： 1、熟悉示波器各旋钮的功能作用并学会正确使用。 2、熟悉数字电路实验箱并正确使用。 3、时钟波形参数的测量 1）测量脉冲波形的低电平和高电平。（取f=1KHZ） 2）测量脉冲的幅度（V OM），脉宽（T P），周期（T）。（取f=1KHZ） 3）用示波器调出频率f=2KHZ的波形图，并画出波形图。 4、门电路逻辑功能测试 74LS00（二输入与非门）、74LS02（或非门）、74LS86（异或门） 5、用与非门（74LS00）实现其它门电路的逻辑功能 1）实现或门逻辑功能：写出转换表达式，画出电路图并验证功能。 2）实现异或门逻辑功能：写出转换表达式，画出电路图并验证功能 四、数据记录及处理： 1、脉冲波形参数的测量 1）V H=？V L=？ 2）V OM=？T P=？T=？ 3）画出频率f=2KHZ的波形图 2、门电路逻辑功能测试
74LS00 与非门74LS02 或非门74LS86 异或门 1）写出逻辑表达式的变换 A+B= 2）画出电路图 3）功能测试 4、用与非门74LS00实现异或门的逻辑功能 1）写出逻辑表达式的变换 A B= 2）画出电路图 3）功能测试 五、注意事项： 1、示波器的辉度不要太亮。 2、V/DIN衰减开关档应打得合适。 3、插入芯片时，应注意缺口相对，否则就错了。 4、接线时，注意检查电源、地线是否接正确。 六、思考题： 在给定的器件中，自己选择一个器件并设计电路，使输入波形与输出波形反相，用示波器观察。 七、小结
数字电子技术实验讲义(电13)
……………………………………………………………精品资料推荐………………………………………………… 数字电子技术 实验指导书 杨延宁编 延安大学信息学院 2015年5月
前言 数字电路是一门理论性和技术性都较强的技术基础课,实验是本课程的重要教学环节,必须十分重视。 本实验讲义是为通信工程专业学生作数字电路实验而设计和编写的。编写时考虑了本专业的现行计划学时、所用教材内容及后续课程内容等。本讲义编写了八个实验,每个实验计划用时180分钟。 一、数字电路实验目的 1、验证、巩固和补充本课程的理论知识,通过理论联系实际,进一步提高分析和解决问题的能力。 2、了解本课程常用仪器的基本原理、主要性能指标, 并能正确使用仪器及熟悉基本测量方法。 3、具有正确处理实验数据、分析实验结果、撰写实验报告的能力,培养严谨、实事求是的工作作风。 二、实验准备要求 实验准备包括多方面,如实验目的、要求、内容以及与实验内容有关的理论知识都要做到心中有数,并要写好预习报告。预习报告可以简明扼要地写一些要点,而不需要按照什么格式,只要自己能看懂就行。内容以逻辑图与电路图(连线图)为主,附以文字说明或必要的记录实验结果图表。在预习报告中要求将逻辑图与连线图同时画出，这是因为，只有逻辑图则不利于连接线路，而只有连线图则反映不出电路逻辑图。在实验过程中一旦出了问题,不便进行理论分析。特别当电路较复杂时还应将逻辑图与连线图结合起来。 三、数字电路实验中的常见故障及排除 数字电路实验过程的第一步,一般都是连接线路,当线路连接好后,就可以加电进行试验。若加电后电路不能按预期的逻辑功能正常工作,就说明电路有故障,产生故障的原因大致有以下几个方面:
西北工业大学-数字电子技术基础-实验报告-实验2
数字电子技术基础第二次实验报告 一、题目代码以及波形分析 1. 设计一款可综合的2选1多路选择器 ①编写模块源码 module multiplexer(x1,x2,s,f); input x1,x2,s; output f; assign f=(~s&x1)|(s&x2); endmodule ②测试模块 `timescale 1ns/1ps module tb_multiplexer; reg x1_test; reg x2_test; reg s_test; wire f_test; initial s_test=0;
always #80 s_test=~s_test; initial begin x1_test=0; x2_test=0; #20 x1_test=1; x2_test=0; #20 x1_test=0; x2_test=1; #20 x1_test=1; x2_test=1; #20 x1_test=0; x2_test=0;
#20 x1_test=1; x2_test=0; #20 x1_test=0; x2_test=1; #20 x1_test=1; x2_test=1; end multiplexer UUT_multiplexer(.x1(x1_test),.x2(x2_test),.s(s_test),.f(f_test)); endmodule ③仿真后的波形截图
④对波形的分析 本例目的是令s为控制信号，实现二选一多路选择器。分析波形图可以知道，s为0时，f 输出x1信号；s为1时，f输出x2信号。所以实现了目标功能。 2. 设计一款可综合的2-4译码器 ①编写模块源码 module dec2to4(W,En,Y); input [1:0]W; input En; output reg [0:3]Y; always@(W,En) case({En,W}) 3'b100:Y=4'b1000; 3'b101:Y=4'b0100; 3'b110:Y=4'b0010;
数字电子技术基础试题及答案
数字电子技术基础期末考试试卷 课程名称 数字电子技术基础 A 卷 考试形式 闭 卷 考核类型 考试 本试卷共 4 大题，卷面满分100分，答题时间120分钟。 一、填空题：（每小题2分，共10分） 1．二进制数（1011.1001）2转换为八进制数为 (13.41) ，转换为十六进为 B9 。 2．数字电路按照是否具有记忆功能通常可分为两类： 组合逻逻辑电路 、 时序逻辑电路 。 3．已知逻辑函数F ＝A ⊕B ，它的与非-与非表达式为 ，或与非表达式 为 。 4．5个变量可构成 32 个最小项，变量的每一种取值可使 1 个最小项的值为1。 5．555定时器构成的施密特触发器，若电源电压V CC ＝12V ，电压控制端经0.01μF 电容接地，则上触发电平U T+ ＝ V ，下触发电平U T –＝ V 。 二、化简题：（每小题10分，共20分） 1．用代数法将下面的函数化为最简与或式：F=C ·[ABD BC BD A +++(B+C)D]
2. 用卡诺图法将下列函数化简为最简与或式： F(A 、B 、C 、D)=∑m （0,2,4,5,7,13）+∑d(8,9,10,11,14,15) 三、分析题：（每小题10分，共40分） 1．试分析题1图所示逻辑电路，写出逻辑表达式和真值表，表达式化简后再画出新的逻辑图。 题 1图 得分 评卷人
2．74161组成的电路如题 2 图所示，分析电路，并回答以下问题： （1）画出电路的状态转换图（Q 3Q 2Q 1Q 0）； （2）说出电路的功能。（74161的功能见表） 题 2 图 …………………密……………………封…………………………装…………………订………………………线………………………
数字电子技术教学大纲
电子技术应用专业数字电子技术模块教学大纲 一、说明： 1、大纲的编写依据：“国务院关于大力推进职业教育改革与发展的决定”, 结合“教育部关于加快发展职业教育的意见”；根据“以服务为宗旨、以就业为导向”的指导思想，结合学院开展模块式一体化教学改革的实际情况；编写了“电子技术”模块教学大纲。 2、模块的性质和内容：“数字电子技术”模块是电子技术专业的专业基础课程。其任务是使学生具备从事本专业职业工种必须的电子通用技术基本知识、基本方法、基本技能，并为学生学习后续课程，提高全面素质，形成综合职业能力打下基础。“数字电子技术基础”模块是电子技术专业的先导模块。本模块教学项目有三个: 项目一：“三人表决器的逻辑电路设计与制作”；项目二：“一位十进制加法计算器电路设计与制作”项目三：“数字钟的电路设计与制作”。 3、模块的任务和要求：项目一“三人表决器的逻辑电路设计与制作”。主要任务是：学习逻辑代数、逻辑函数基本知识；常用逻辑门电路；组合逻辑门电路的设计方法。具体要求：掌握TTL、CMOS的识别与测试；掌握三人表决器逻辑电路的设计方法和制作技巧。项目二：“一位十进制加法计算器的逻辑电路设计与制作”。主要任务是：学习数制及其转换的基本知识；学习编码器、译码器、选示器的基本知识；学习半加器与全加器的基本知识。具体要求：理解编码器、译码器、驱动示器逻辑电路的工作原理；掌握一位十进制加法计算器的逻辑电路设计与制
作。项目三：“数字钟的设计与制作”。主要任务是：学习触发器的基本知识；学习分频电路的结构与工作原理；学习二十四进制、六十进制计数器的组成工作原理。具体要求：掌握集成触发器的测试；掌握555振荡器的制作与测试；掌握数字钟的安装与调试。 4、教学方法的应用：本模块采用项目教学法，每一项目安排多个任务，任务中有学习目标、工作任务、知识链接点、实验实习、技能训练、思考与练习。教师使用操作示范、演示讲解、多媒体等多种教学方法，学生在做中学、学中做，学会模仿、讨论、评析、竞争，激发学生的学习兴趣和热情，以提高教学效果。 5、模块的适用范围及对教师的要求：本模块适应应用电子技术专业、教学条件已在教学方案中说明。教师应具备电类本科毕业或电类中级以上职称。实训操作需一名辅助教师作准备。 6、建议选用教材或讲义及参考资料 主要教材：建议选用讲义 参考资料：《新编电子技术项目教程》李传珊主编 电子工业出版社 二、学时分配表
数字电子技术实验讲义(试用)
数字电子技术实验 简要讲义 适用专业：电气专业 编写人：于云华、何进 中国石油大学胜利学院机械与控制工程学院 2015.3
目录 实验一：基本仪器熟悉使用和基本逻辑门电路功能测试 (3) 实验二：小规模组合逻辑电路设计 (4) 实验三：中规模组合逻辑电路设计 (5) 实验四：触发器的功能测试及其应用 (7) 实验五：计数器的功能测试及其应用 (8) 实验六：计数、译码与显示综合电路的设计 (9)
实验一：基本仪器熟悉使用和常用门电路逻辑功能测试 (建议实验学时：2学时) 一、实验目的： 1、熟悉实验仪器与设备，学会识别常用数字集成芯片的引脚分配； 2、掌握门电路的逻辑功能测试方法； 3、掌握简单组合逻辑电路的设计。 二、实验内容： 1、测试常用数字集成逻辑芯片的逻辑功能：74LS00，74LS02，74LS04，74LS08，74LS20，74LS32，74LS86等（预习时查出每个芯片的逻辑功能、内部结构以及管脚分配）。 2、采用两输入端与非门74LS00实现以下逻辑功能： ① F=ABC ② F=ABC③ F=A+B ④ F=A B+A B 三、实验步骤：（学生根据自己实验情况简要总结步骤和内容）主要包括： 1、实验电路设计原理图；如：实现F=A+B的电路原理图： 2、实验真值表； 3、实验测试结果记录。如： 输入输出 A B F3 00灭
四、实验总结： （学生根据自己实验情况，简要总结实验中遇到的问题及其解决办法）注：本实验室提供的数字集成芯片有： 74LS00, 74LS02,74LS04,74LS08,74LS20,74LS32,74LS74，74LS90,74LS112， 74LS138，74LS153, 74LS161 实验二：小规模组合逻辑电路设计 (建议实验学时：3学时) 一、实验目的： 1、学习使用基本门电路设计、实现小规模组合逻辑电路。 2、学会测试、调试小规模组合逻辑电路的输入、输出逻辑关系。 二、实验内容： 1、用最少的门电路设计三输入变量的奇偶校验电路：当三个输入端有奇数个1时，输出为高，否则为低。（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 2、用最少的门电路实现1位二进制全加器电路。（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 3、用门电路实现“判断输入者与受血者的血型符合规定的电路”，测试其功能。要求如下：人类由四种基本血型：A、B、AB、O 型。输血者与受血者的血型必须符合下述原则： O型血可以输给任意血型的人，但O型血的人只能接受O型血； AB型血只能输给AB型血的人，但AB血型的人能够接受所有血型的血； A 型血能给A型与AB型血的人；但A型血的人能够接受A型与O型血； B型血能给B型与AB型血的人，而B型血的人能够接受B型与O型血。 试设计一个检验输血者与受血者血型是否符合上述规定的逻辑电路，如果符合规定电路，输出高电平（提示：电路只需要四个输入端，它们组成一组二进制数码，每组数码代表一对输血与受血的血型对）。 约定“00”代表“O”型 “01”代表“A”型 “10”代表“B”型 “11”代表“AB”型（预习时画出电路原理图，注明所用芯片型号） 三、实验步骤：（学生根据自己实验情况简要总结步骤和内容），与实验一说明类似。
数字电子技术基础实验
《数字电子技术基础实验》 实验报告 学院： 学号： 姓名： 专业： 实验时间： 实验地点： 2016年12月
Figure 5.51n位移位寄存器 一、实验目的及要求 编写testbench 验证Figure 5.51源代码功能，实现n位移位寄存器。 了解并熟悉移位寄存器的工作原理功能； 熟悉n位移位寄存器的逻辑功能。 所需功能：实现所需功能需要R，Clock，L，w，Q，5个变量，其中参数n 设为缺省值16，以定义触发器的个数。 当时钟信号Clock从0变为1时刻，正边沿触发器做出响应： 当L=0时，对输出结果Q进行向右移位，将w的值赋给Q的 最高位，实现移位； 当L=1时，将输入R的值寄存在Q中； 所需EDA工具及要求： Modelsim： 1、在Modelsim中建立工程，编写Figure 5.51模块的源码； 2、编写Figure 5.51的测试模块源码，对Figure 5.51进行仿真、测 试，观察仿真波形图并进行分析等； Synplify Pro： 1、使用Synplify Pro对Figure 5.51进行综合，得到RTL View、 Technology View、综合报表等，进行观察、分析等； 二、实验内容与步骤 1、在Modelsim中建立工程，编写Figure 5.51模块的源码； 本题实现的是一个n位移位寄存器，触发器对时钟信号Clock敏感，为正边沿敏感型。L实现对Q的控制，若L=1，则将R寄存到Q中；若L=0，则对Q向右移位。 如下图是一个4位移位寄存器 图表说明了该四位移位寄存器的移位过程
module shiftn (R, L, w, Clock, Q); parameter n = 16; input [n-1:0] R; input L, w, Clock; output reg [n-1:0] Q; integer k; always @(posedge Clock) if (L) Q <= R; else begin for (k = 0; k < n-1; k = k+1) Q[k] <= Q[k+1]; Q[n-1] <= w; end endmodule 这是可用于表示任意位宽的移位寄存器的代码，其中参数n设为缺省值16，以定义触发器的个数。R和Q的位宽用n定义，描述移位操作的else 分支语句用for循环语句实现，可适用于由任意多个触发器组成的移位操作。 2、编写Figure 5.51的测试模块源码，对Figure 5.51进行仿真、测试，观察仿真波形图并进行分析等； `timescale 1ns/1ns module shiftn_tb;
数字电子技术训练讲义doc - 深圳职业技术学院
《数字电子技术训练》讲义 深圳职业技术学院 工业中心电子技术基础教研室编印 2006年1月
实训一 信号灯的逻辑控制 一、 实训目的 1．了解逻辑控制的概念 2．掌握表示逻辑控制的基本方法 二、 实训设备与器件 发光二极管、限流电阻、继电器两个、直流电源、导线若干 三、 实训电路与说明 图1.1为实训电路图。这是一个楼房照明灯的控制电路。设A 、B 分别代表上、下楼层的两个开关，发光二极管代表照明灯。在楼上按下开关A ，可以将照明灯打开，在楼下闭合开关B ，又可以将灯关掉；反过来，也可以在楼下开灯，楼上关灯。 四、 实训内容与步骤 （1）连接电路 表1.1 按图1.1连接好电路，注意JA 、JB 两个继电器的开关不要接错。 （2）试验开关和发光二极管的逻辑关系 接通电源，分别将开关A 、B 按表1.1的要求接通或者断开，观察发光二极管F 的亮灭情况，并填入表1.1中。 五、 实训结论与分析 通过上述实训，可做如下总结： （1）实训图中，JA 和JB 分别代表继电器的两个线圈，JA K1、JB K1代表继电器的常开触点，JA K2、JB K2代表继电器的常闭触点。在实训图所示的状态下（开关A 、B 均断开），由于没有通路给发光二极管供电，所以发光二极管灭；开关A 闭合，继电器线圈JA 通电，其常开触点JA K1闭合，常闭触点JA K2断开，JB K1 、JB K2则维持原来状态，此时图1.1最上面的一条电路连通，通过电源给发光二极管供电，发光二极管亮。同样道理，如果只闭合开关B ，也会给发光二极管构成通路使之点亮；当开关A 、B 均闭合时，由于没有通路，所以发光二极管灭，读者可自行分析。 （2）发光二极管F 的状态，我们称为输出，是由开关A 、B 来决定的，开关A 、B 称为输入。输出和输入是一种逻辑控制电路，而且输入量和输出量都只分别对应两种状态。 （3）从试验结果可以看出，当A 、B 同时闭合，或者同时断开，即处于相同状态时，二极管灭；相反，当A 、B 处于不同状态时，发光二极管点亮。如果定义开关闭合和灯亮为逻辑“1”，定义开关断开和发光二极管不亮为逻辑“0”，则A 、B 、F 都可用两种逻辑状态“1”、 图1.1 照明灯的逻辑控制电路 开关A 开关B 发光二极管F 断开 断开 闭合 闭合 断开 闭合 断开 闭合
数字电子技术基础答案
Q 1 CP Q 1 Q 0 &&D 1D 0第一组： 计算题 一、（本题20分） 试写出图示逻辑电路的逻辑表达式，并化为最简与或式。 解：C B A B A F ++=C B A B A F ++= 二、（本题25分） 时序逻辑电路如图所示，已知初始状态Q 1Q 0＝00。 （1）试写出各触发器的驱动方程； （2）列出状态转换顺序表； （3）说明电路的功能； 解：（1）100Q Q D =，101Q Q D =； （2）00→10→01 （3）三进制移位计数器
三、（本题30分） 由集成定时器555组成的电路如图所示，已知：R 1＝R 2＝10 k Ω，C ＝5μF 。 （1）说明电路的功能； （2）计算电路的周期和频率。 解：（1）多谐振荡器电路 （2）T 1＝7s ， T 2＝3.5s 四、（本题25分） 用二进制计算器74LS161和8选1数据选择器连接的电路如图所示， （1）试列出74LS161的状态表； （2）指出是几进制计数器； （3）写出输出Z 的序列。 "1" 解： （1）状态表如图所示 （2）十进制计数器 C R R CC u o
（3）输出Z的序列是0010001100 第二组： 计算题 一、（本题20分） 逻辑电路如图所示，试答：1、写出逻辑式并转换为最简与或表达式，2、画出用“与”门及“或”门实现的逻辑图。 B 二、（本题25分） 试用与非门设计一个三人表决组合逻辑电路(输入为A、B、C，输出为F)，要求在A有一票决定权的前提下遵照少数服从多数原则，即满足：1、A=1时，F一定等于1，2、A、B、C中有两2个以上等于1，则输出F=1。 试：（1）写出表决电路的真值表； （2）写出表决电路的逻辑表达式并化简； （3）画出用与非门设计的逻辑电路图。
数字电子技术实验指导书
数字电子技术实验指导书 （韶关学院自动化专业用） 自动化系 2014年1月10日 实验室：信工405
数字电子技术实验必读本实验指导书是根据本科教学大纲安排的，共计14学时。第一个实验为基础性实验，第二和第七个实验为设计性实验，其余为综合性实验。本实验采取一人一组，实验以班级为单位统一安排。 1．学生在每次实验前应认真预习，用自己的语言简要的写明实验目的、实验原理，编写预习报告，了解实验内容、仪器性能、使用方法以及注意事项等，同时画好必要的记录表格，以备实验时作原始记录。教师要检查学生的预习情况，未预习者不得进行实验。 2．学生上实验课不得迟到，对迟到者，教师可酌情停止其实验。 3．非本次实验用的仪器设备，未经老师许可不得任意动用。 4．实验时应听从教师指导。实验线路应简洁合理，线路接好后应反复检查，确认无误时才接通电源。 5．数据记录 记录实验的原始数据，实验期间当场提交。拒绝抄袭。 6．实验结束时，不要立即拆线，应先对实验记录进行仔细查阅，看看有无遗漏和错误，再提请指导教师查阅同意，然后才能拆线。 7．实验结束后，须将导线、仪器设备等整理好，恢复原位，并将原始数据填入正式表格中，经指导教师签名后，才能离开实验室。
目录实验1 TTL基本逻辑门功能测试 实验2 组合逻辑电路的设计 实验3 译码器及其应用 实验4 数码管显示电路及应用 实验5 数据选择器及其应用 实验6 同步时序逻辑电路分析 实验7 计数器及其应用
实验1 TTL基本逻辑门功能测试 一、实验目的 1、熟悉数字电路试验箱各部分电路的基本功能和使用方法 2、熟悉TTL集成逻辑门电路实验芯片的外形和引脚排列 3、掌握实验芯片门电路的逻辑功能 二、实验设备及材料 数字逻辑电路实验箱，集成芯片74LS00（四2输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS08(四2输入与门)、74LS10（三3输入与非门）、74LS20（二4输入与非门）和导线若干。 三、实验原理 1、数字电路基本逻辑单元的工作原理 数字电路工作过程是数字信号，而数字信号是一种在时间和数量上不连续的信号。 （1）反映事物逻辑关系的变量称为逻辑变量，通常用“0”和“1”两个基本符号表示两个对立的离散状态，反映电路上的高电平和低电平，称为二值信息。（2）数字电路中的二极管有导通和截止两种对立工作状态。三极管有饱和、截止两种对立的工作状态。它们都工作在开、关状态，分别用“1”和“0”来表示导通和断开的情况。 （3）在数字电路中，以逻辑代数作为数学工具，采用逻辑分析和设计的方法来研究电路输入状态和输出状态之间的逻辑关系，而不必关心具体的大小。 2、TTL集成与非门电路的逻辑功能的测试 TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门。实验采用二4输入与非门74LS20芯片，其内部有2个互相独立的与非门，每个与非门有4个输入端和1个输出端。74LS20芯片引脚排列和逻辑符号如图2-1所示。
数字电子技术经典复习资料全
《数字电子技术》复习 一、主要知识点总结和要求 1．数制、编码其及转换：要求：能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD 、格雷码之间进行相互转换。 举例1：（37.25）10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD 解：（37.25）10= ( 100101.01 )2= ( 25.4 )16= ( 00110111.00100101 )8421BCD 2．逻辑门电路： (1)基本概念 1）数字电路中晶体管作为开关使用时，是指它的工作状态处于饱和状态和截止状态。 2）TTL 门电路典型高电平为3.6 V ，典型低电平为0.3 V 。 3）OC 门和OD 门具有线与功能。 4）三态门电路的特点、逻辑功能和应用。高阻态、高电平、低电平。 5）门电路参数：噪声容限V NH 或V NL 、扇出系数N o 、平均传输时间t pd 。 要求：掌握八种逻辑门电路的逻辑功能；掌握OC 门和OD 门，三态门电路的逻辑功能；能根据输入信号画出各种逻辑门电路的输出波形。 举例2：画出下列电路的输出波形。 解：由逻辑图写出表达式为：C B A C B A Y ++=+=，则输出Y 见上。 3．基本逻辑运算的特点： 与 运 算：见零为零，全1为1；或 运 算：见1为1，全零为零； 与非运算：见零为1，全1为零；或非运算：见1为零，全零为1； 异或运算：相异为1，相同为零；同或运算：相同为1，相异为零；
非运算：零变1，1 变零； 要求：熟练应用上述逻辑运算。 4. 数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。 ①真值表（组合逻辑电路）或状态转换真值表（时序逻辑电路）：是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。 ②逻辑表达式：是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。 ③卡诺图：是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。 ④逻辑图：是由表示逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。 ⑤波形图或时序图：是由输入变量的所有可能取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。 ⑥状态图（只有时序电路才有）：描述时序逻辑电路的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图。 要求：掌握这五种（对组合逻辑电路）或六种（对时序逻辑电路）方法之间的相互转换。 5．逻辑代数运算的基本规则 ①反演规则：对于任何一个逻辑表达式Y，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”， “0”换成“1”，“1”换成“0”，原变量换成反变量，反变量换成原变量，那么所得到的表达式就是函数Y的反函数Y（或称补函数）。这个规则称为反演规则。 ②对偶规则：对于任何一个逻辑表达式Y，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，“0”换成“1”，“1”换成“0”，而变量保持不变，则可得到的一个新的函数表达式Y＇，Y＇称为函Y 的对偶函数。这个规则称为对偶规则。要求：熟练应用反演规则和对偶规则求逻辑函数的反函数和对偶函数。 举例3：求下列逻辑函数的反函数和对偶函数 解：反函数：；对偶函数：
数字电子技术实验报告
实验一组合逻辑电路设计与分析 1.实验目的 （1）学会组合逻辑电路的特点； （2）利用逻辑转换仪对组合逻辑电路进行分析与设计。 2.实验原理 组合逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路：特点是任何时刻的输出仅仅取决于同一时刻输入信号的取值组合。根据电路确定功能，是分析组合逻辑电路的过程，一般按图1-1所示步骤进行分析。 图1-1 组合逻辑电路的分析步骤 根据要求求解电路，是设计组合逻辑电路的过程，一般按图1-2所示步骤进 行设计。 图1-2 组合逻辑电路的设计步骤 3.实验电路及步骤 （1）利用逻辑转换仪对已知逻辑电路进行分析。 a.按图1-3所示连接电路。 b.在逻辑转换仪面板上单击由逻辑电路转换为真值表的按钮和由真值表导出 简化表达式后，得到如图1-4所示结果。观察真值表，我们发现：当四个输入变量A,B,C,D中1的个数为奇数时，输出为0，而当四个输入变量A,B,C,D 中1的个数为偶数时，输出为1。因此这是一个四位输入信号的奇偶校验电路。
（2）根据要求利用逻辑转换仪进行逻辑电路的设计。 a.问题提出：有一火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外线三种类型不同的火 灾探测器。为了防止误报警，只有当其中有两种或两种以上的探测器发出火灾探测信号时，报警系统才产生报警控制信号，试设计报警控制信号的电路。 b.在逻辑转换仪面板上根据下列分析出真值表如图1-5所示：由于探测器发出 的火灾探测信号也只有两种可能，一种是高电平（1），表示有火灾报警；一种是低电平（0），表示正常无火灾报警。因此，令A、B、C分别表示烟感、温感、紫外线三种探测器的探测输出信号，为报警控制电路的输入、令F 为报警控制电路的输出。 图1-4 经分析得到的真值表和表达式
数字电子技术基础期末考试试卷及答案1[1]
数字电子技术基础试题（一） 填空题: （每空1数字电子技术基础试题（一） 一、分，共10分） 1．(30.25) 10 = ( ) 2 = ( ) 16 。 2 . 逻辑函数L = + A+ B+ C +D = 1 。 3 . 三态门输出的三种状态分别为：、和。 4 . 主从型JK触发器的特性方程= 。 5 . 用4个触发器可以存储位二进制数。 6 . 存储容量为4K×8位的RAM存储器，其地址线为12 条、数据线为 8 条。 二、选择题：(选择一个正确的答案填入括号内，每题3分，共30分) 1.设下图中所有触发器的初始状态皆为0，找出图中触发器在时钟信号作用下,输出电压波形恒为0的是：（C ）图。
2.下列几种TTL电路中，输出端可实现线与功能的电路是（D）。 A、或非门 B、与非门 C、异或门 D、OC门 3.对CMOS与非门电路，其多余输入端正确的处理方法是（D ）。 A、通过大电阻接地（>1.5KΩ） B、悬空 C、通过小电阻接地（<1KΩ） B、D、通过电阻接V CC 4.图2所示电路为由555定时器构成的（A ）。 A、施密特触发器 B、多谐振荡器 C、单稳态触发器 D、T触发器 5.请判断以下哪个电路不是时序逻辑电路（C ）。 A、计数器 B、寄存器 C、译码器 D、触发器 6．下列几种A/D转换器中，转换速度最快的是（A ）。 A、并行A/D转换器 B、计数型A/D转换器 C、逐次渐进型A/D转换器 B、D、双积分A/D转换器 7．某电路的输入波形u I 和输出波形u O 如下图所示，则该电路为（C）。 A、施密特触发器 B、反相器 C、单稳态触发器 D、JK触发器 8．要将方波脉冲的周期扩展10倍，可采用（C ）。
数字电子技术实验讲义(电13)
数字电子技术实验指导书 杨延宁编 延安大学信息学院 20１5年5月
前言 数字电路是一门理论性和技术性都较强的技术基础课，实验是本课程的重要教学环节,必须十分重视。 本实验讲义是为通信工程专业学生作数字电路实验而设计和编写的。编写时考虑了本专业的现行计划学时、所用教材内容及后续课程内容等。本讲义编写了八个实验，每个实验计划用时１80分钟。 一、数字电路实验目的 1、验证、巩固和补充本课程的理论知识,通过理论联系实际,进一步提高分析和解决问题的能力。 2、了解本课程常用仪器的基本原理、主要性能指标，并能正确使用仪器及熟悉基本测量方法。 3、具有正确处理实验数据、分析实验结果、撰写实验报告的能力,培养严谨、实事求是的工作作风。 二、实验准备要求 实验准备包括多方面,如实验目的、要求、内容以及与实验内容有关的理论知识都要做到心中有数,并要写好预习报告。预习报告可以简明扼要地写一些要点,而不需要按照什么格式，只要自己能看懂就行。内容以逻辑图与电路图(连线图）为主,附以文字说明或必要的记录实验结果图表。在预习报告中要求将逻辑图与连线图同时画出，这是因为，只有逻辑图则不利于连接线路，而只有连线图则反映不出电路逻辑图。在实验过程中一旦出了问题,不便进行理论分析。特别当电路较复杂时还应将逻辑图与连线图结合起来。 三、数字电路实验中的常见故障及排除 数字电路实验过程的第一步,一般都是连接线路，当线路连接好后,就可以加电进行试验。若加电后电路不能按预期的逻辑功能正常工作，就说明电路有故障,产生故障的原因大致有以下几个方面:
1、电路设计错误。 ２、布线错误。 ３、集成块使用不当或功能不正常。 ４、接触不良。 ５、电源电压不符合要求。 在我们的实际实验过程中,故障最多的情况当属接触不良和布线错误。为了使实验能顺利进行,减少出现故障的可能性，实验过程必须做到仔细、认真、有步骤地进行。并注意以下几点: 1、插集成元件时，应注意校准其所有引脚,使其端、直、等距。然后慢慢插入实验板,以免用力过猛而折断或弯曲集成元件的引脚。并注意集成元件方向，以免倒插。双列直插式集成元件一端具有半圆形定位标记,其下方为第1引脚,上方为最后一个引脚,引脚序号以逆时钟方向递增。 2、在布线之前,最好先对实验所用集成元件进行逻辑功能测试,这样就可以避免在实验中因元件功能不正常而产生电路工作不正常。实际上预先检查元件的逻辑功能并不需花费多少时间。 3、布线所用导线为单芯直径约0.6nｍ的导线,布线时注意导线不要垮接在集成元件的上面,也不要使其交叉连接在空中搭成网状,而应使导线贴近实验板连接，沿水平和垂直两个正交方向走向。 4、布线时应有顺序地进行,以免漏接。连接时,首先连接固定电平的引脚，如电源正负极、门的多余输入端、工作过程中保持高电平或低电平的置位、复位和选通端等。然后再按照信号流向顺序依次布线。 5、对于使用集成元件较多的大型实验,应分块连接，调试,最后总体连接。 在实验电路设计正确的情况下,布好线又经检查后,一般出问题的机率是不多的。并且数字电路中的故障一般比模拟电路中的故障较易检查和排除。对于实验中出现的故障进行排除时，要保持头脑冷静,有分析地逐步进行,避免抱着侥幸心理乱碰，或在几分钟内找不到故障所在，则束手无策,甚至把连线全部拨掉,从头开始,这样太浪费时间。
数字电子技术讲义 第三章 组合逻辑电路
第三章 组合逻辑电路 根据组合逻辑电路的不同特点，数字电路分成：组合逻辑电路（组合电路） 时序逻辑电路（时序电路） 组合逻辑电路的特点：任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原来状态无关。 ()n i i A A A f F Λ21，=（i =1，2，…m ） 3.1组合逻辑电路的分析 组合逻辑电路的分析方法：1）由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式 2）化简和变换各逻辑表达式 3）列真值表 4）分析确定功能 例： C B A L ⊕⊕= 3.1.1 分析加法器 半加器真值表 (1)1位加法器 1）半加器 不考虑由低位进位来的加法器 B A A S ⊕== A B B
AB Co = 2）全加器 考虑低位进位的加法器 CI B A CI AB CI B A BCI A S +++= 全加器真值表 CI B B A CI A CO ++= S “奇数个1时，S 为1”CI “两个以上1时，CI 为1” A (2)多位加法器 1、并行相加串行进位的加法器 例如：四位二进制数A 3 A 2A 1A 0和B 3 B 3 B 3 B 3相加 CI CO Σ CI CO Σ CI CO Σ CI CO Σ CO S 1 S 0 S 2 S 3 A 0B 0 A 1 B 1 A 2 B 2 A 3 B 3 每位进位信号作为高位的输入信号――串行进位 故任一位的加法运算必须在低一位的运算完成后才能进行――速度慢 2、超前进位 00011011 0 1 A B CI 01011 1 00011011 0 1 A B CI 00100 1 1 1
每位的进位只由加数和被加数决定，而与低位的进位无关。 1-⊕⊕=i i i i C B A S ()1-⊕+=i i i i i i C B A B A C 3.1.2 分析数据选择器 数据分配器：将公共数据线上的信号送往不同的通道 数据选择器：将不同通道的信号送往公共数据线 74LS153为例：通过给定不同的地址代码，即可从4个输入数据中选出所要得输出 函数式：()()()()[] 01130112011101101A A D A A D A A D A A D Y +++= 总结：1、数据选择器可将多通道输入的数据有选择的传送到输出端 2、数据选择器还可作为一般的逻辑函数产生器，一个2n 选一的数据选择器可以产生n 或少于n 个输入变量的逻辑函数 3、构成逻辑函数产生器的关键是确定常量输入端的逻辑值。可由导出的最小项或真值表获得。 3.1.3 分析多路分配器 D A A D 010= D A A D 011= D A A D 012= A A D 013= A A D 3.1.4 分析数值比较器 (1)1位数值比较器 两个数AB 比较（A >B ，A 数字电子技术基础知识总结
数字电子技术基础知识总结引导语：数字电子技术基础知识有哪些呢？接下来是小编为你带来收集整理的文章，欢迎阅读！ 处理模拟信号的电子电路。“模拟”二字主要指电压(或电流)对于真实信号成比例的再现。 其主要特点是： 1、函数的取值为无限多个; 2、当图像信息和声音信息改变时，信号的波形也改变，即模拟信号待传播的信息包含在它的波形之中(信息变化规律直接反映在模拟信号的幅度、频率和相位的变化上)。 3.初级模拟电路主要解决两个大的方面：1放大、2信号源。 4、模拟信号具有连续性。 用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。 其主要特点是： 1、同时具有算术运算和逻辑运算功能 数字电路是以二进制逻辑代数为数学基础，使用二进制数字信号，既能进行算术运算又能方便地进行逻辑运算(与、或、非、判断、比较、处理等)，因此极其适合于运算、比较、存储、传输、控制、决策等应用。
2、实现简单，系统可靠 以二进制作为基础的数字逻辑电路，可靠性较强。电源电压的小的波动对其没有影响，温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多。 3、集成度高，功能实现容易 集成度高，体积小，功耗低是数字电路突出的优点之一。电路的设计、维修、维护灵活方便，随着集成电路技术的高速发展，数字逻辑电路的集成度越来越高，集成电路块的功能随着小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)的发展也从元件级、器件级、部件级、板卡级上升到系统级。电路的设计组成只需采用一些标准的集成电路块单元连接而成。对于非标准的特殊电路还可以使用可编程序逻辑阵列电路，通过编程的方法实现任意的逻辑功能。 模拟电路是处理模拟信号的电路;数字电路是处理数字信号的电路。 模拟信号是关于时间的函数，是一个连续变化的量，数字信号则是离散的量。因为所有的电子系统都是要以具体的电子器件，电子线路为载体的，在一个信号处理中，信号的采集，信号的恢复都是模拟信号，只有中间部分信号的处理是数字处理。具体的说模拟电路主要处理模拟信号，不随时间变化，时间域和值域上均连续的信号，如语音信号。而数
数字电路实验讲义
实验一KHD-2型数字电路实验装置的使用和 集成门电路逻辑功能的测试 一、实验目的 1．熟悉和掌握KHD-2型数字电路实验装置的使用。 2．熟悉74LS20和74LS00集成门电路的外形和管脚引线。 3．掌握与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门逻辑功能的测试。 二、实验器材及设备 1．KHD-2数字电路实验台 2．4输入2与非门74LS20（1块） 3．2输入4与非门74LS00或CC4011（1块） 三、实验原理 （一）KHD-2型数字电路实验台 KHD-2型数字电路实验台由实验控制屏与实验桌组成。实验控制屏主要由两块单面敷铜印刷线路板与相应电源、仪器仪表等组成。控制屏由两块相同的数电实验功能板组成，其控制屏两侧均装有交流电压220V的单相三芯电源插座。每块实验功能板上均包含以下各部分内容： 1．实验板上装有一只电源总开关及一只熔断器（额定电流为1A）作为短路保护用。 2．实验板上共装有600多个高可靠的自锁紧式、防转、叠插式插座。它们与集成电路插座、镀银针管座以及其他固定器件、线路的连线已设计在印刷线路板上。板正面印有黑线条连接的器件，表示反面已装上器件并接通。 3．实验板上共装有200多根镀银长15mm的紫铜针管插座，供实验时接插小型电位器、电阻、电容、三极管及其他电子器件使用。 4．实验板上装有四路直流稳压电源（±5V、1A及两路0～18V、0.75A可调的直流稳 压电源）。实验板上标有处，是指实验时需用导线将直流电源+5V引入该处，是+5V 电源的输入插口。 5．高性能双列直插式圆集成电路插座18只（其中40P 1只、28P 1只、24P 1只、20P 1只、16P 5只、14P 6只、8P 2只、40P锁紧座1只）。 6．6位十六进制七段译码器与LED数码显示器：每一位译码器均采用可编程器件GAL 设计而成，具有十六进制全译码功能。显示器采用LED共阴极红色数码管（与译码器在反面已连接好），可显示四位BCD十六进制的全译码代号：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E和F。 使用时，只要用锁紧线将+5V在没有BCD码输入时六位译码器均显示“F”。 7．四位BCD码十进制拔码开关组：每一位的显示窗指示出0~9中的任一个十进制数字，在A、B、C、D四个输出插口处输出相对应的BCD码。每按动一次“+”或“ ”键，将顺序地进行加1计数或减1计数。 若将某位拔码开关的输出口A、B、C、D连接在“2”的一位译码显示的输入端口A、B、C、D处，当接通+5V电源时，数码管将点亮显示出与拔码开关所指示一致的数字。
数字电子技术实验指导书 新
数字电子技术基础 实验指导书 （适用于数字逻辑、数字电子技术基础、数字电子技术等课程） 北京印刷学院 1
北京印刷学院 信息与机电工程学院 信息工程系 《数字电子技术基础实验》 指 导 书 （适用于数字逻辑、数字电子技术基础、数字电子技术等课程） 电路教研室编 2
3 实验一 示波器的实验研究 一、实验目的与要求 1．掌握COS5020型或V —212E 型双踪示波器的使用方法 2．掌握用示波器测量脉冲波形主要参数的方法 3．熟悉TPE —D6数字电路学习机的使用 二、实验设备与器材 1．双踪示波器 2．数字电路学习机 三、实验内容与步骤 1．双线显示示波器内的CAL 信号 通过检验该信号的周期与幅度，熟悉示波器各旋钮的作用，并测量该信号的周期与幅度。 =CAL V =C A L T 2．示波器测量 用示波器测量数字电路学习机中CP 脉冲的周期（开关放在可调连续脉冲Ⅰ、Ⅱ位置，电位器顺逆时针旋转到底位置），以及该脉冲的逻辑高电平。 =I ax m V =I min T = ax m V = min T 3．观察与测量RC 网络对矩形波信号的响应 本实验所用的电路形式如图1-1所示。 图1-1 RC 实验电路 v I 为输入方波信号，其周期为T =0.1ms 。 （1）RC 微分电路 实验电路中的Z 1和Z 2分别是电容C 和电阻R ，元件参数按表1-1选取，观察与测量输出信号v O 的波形，并测量其脉冲宽度。 （2）RC 积分电路 实验电路中的Z 1和Z 2分别是电阻R 和电容C ，元件参数按表1-2选取，观察与测量输出信号v O 的波形，并测量其脉冲上升时间。 四、预习要求
数字电子技术基础. 第四版. 课后习题答案详解
Y 1 1 Y 第一章 1.1 二进制到十六进制、十进制 (1)(10010111)2=(97)16=(151)10 (3)(0.01011111)2=(0.5F)16=(0.37109375)10 1.2 十进制到二进制、十六进制 (1)(17)10=(10001)2=(11)16 (3) (0.39)10 = (0.0110 0011 1101 0111 0000 1010) 2 = (0.63D70A)16 1.8 用公式化简逻辑函数 (1)Y=A+B (2)Y = ABC + A + B + C 解： = BC + A + B + C = C + A + B + C =（A ＋A ＝） (5)Y=0 (2)(1101101)2=(6D)16=(109)10 (4)(11.001)2=(3.2)16=(3.125)10 (2)(127)10=(1111111)2=(7F)16 (4) (25.7)10 = (11001.1011 0011) 2 = (19.B 3)16 (3)Y=1 (4)Y = AB CD + ABD + AC D 解：Y = AD (B C + B + C ) = AD (B + C + C ) = AD (7)Y=A+CD (6)Y = AC (C D + A B ) + BC (B + AD + CE ) 解：Y = BC ( B ⊕ AD + CE ) = BC ( B + AD ) ⊕ CE = ABCD (C + E ) = ABCDE （8）Y = A + ( B + )( A + B + C )( A + B + C ) 解：Y = A + ( B ⊕ C )( A + B + C )( A + B + C ) = A + ( AB C + B C )( A + B + C ) = A + B C ( A + B + C ) = A + AB C + B C = A + B C (9)Y = BC + A D + AD (10)Y = AC + AD + AEF + BDE + BDE 1.9 (a) Y = ABC + BC (b) Y = ABC + ABC (c) Y 1 = AB + AC D ,Y 2 = AB + AC D + ACD + ACD (d) Y 1 = AB + AC + BC , Y 2 = ABC + ABC + ABC + ABC 1.10 求下列函数的反函数并化简为最简与或式 (1)Y = AC + BC (3)Y = ( A + B )( A + C )AC + BC (2) Y = A + C + D 解： = ( A + B )( A + C )AC + BC = [( A + B )( A + C ) + AC ] ⊕ BC = ( AB + AC + BC + AC )( B + C ) = B + C (5)Y = AD + AC + BCD + C 解：Y = ( A + D )( A + C )(B + C + D )C = AC ( A + D )(B + C + D ) = ACD (B + C + D ) = ABCD (4)Y = A + B + C (6)Y = 0 1.11 将函数化简为最小项之和的形式 (1)Y = A BC + AC + B C 解：Y = A BC + AC + B C = A BC + A (B + B )C + ( A + A )B C = A BC + ABC + AB C + AB C + ABC = A BC + ABC + AB C + ABC （2）Y = ABC D + A BCD + ABCD + AB CD + AB CD + A BC D