数字电路7大基础实验

1 / 23 实验一 门电路逻辑功能与测试 一、实验目的 1．了解实验箱各部分的功能，并熟悉其使用方法。 2．熟悉门电路的外形和引脚以与逻辑功能。 3．学习集成电路的测试方法与示波器使用方法。 二、实验仪器与材料 1．双踪示波器 2．器件 74LS00 二输入端四与非门 2片 74LS20 四输人端双与非门 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与相应逻辑表达式． 2．熟悉所用集成电路的引线位置与各引线用途． 3．了解双踪示波器使用方法． 四、实验箱介绍

实验箱由电源、电平显示、信号源、芯片插座、逻辑开关等部分组成。 2 / 23

1、电源部分 输出DC、+5V、+1.25V~+15V直流稳压电源各一路。两路均设有短路报警功能，电源在短路时自动将电源与已经短路的电路断开，当短路故障排除后，按下报警复位开关即可恢复供电。

2、显示部分 电平指示由10组发光二极管组成，用＋5V接电平输入时灯亮为正常。用GND（地）接电平无输出显示为正常。数字显示由2位7段LED数码管与二-十进制译码器驱动器组成。分译码输入端和段位显示输入端（高电平有效）。

3、信号源部分 分单脉冲和连续脉冲2部分，单脉冲开关为消抖动脉冲；连续脉冲分为2组，一组为4路固定频3 / 23

率脉冲，分别为200kHZ、100kHZ、50kHZ、25kHZ；另一组为：1Hz~5kHz连续可调方波。 4、逻辑电平开关 由10组逻辑电平开关组成（S0-S9），逻辑开关用于输出逻辑电平“1”和“0”。接电平指示，并左右拨动开关（H为高电平+5V，L为低电平0V），则红绿灯相应亮灯。用一组（4位）逻辑开关分别接数码显示的译码输入ABCD（8421BCD），拨动开关组合，输入0000～1001，则数码显示为0～9。

5、集成块插座 插座为双列直插或多列直插，集成块引脚数和引脚号须与插座相符，上左下右对角一般为正、负电源（特殊除外），电源负端接GND即可（10个14脚、3个16脚、1个20脚）。

四、实验内容 实验前按学习机使用说明先检查学习机电源是否正常。 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与地线不能接错。线接好后经实验指导 4 / 23

教师检查无误方可通电实验。实验中改动接线须先断开电 源，接好线后再通电实验。 1．测试门电路逻辑功能 （1）。选用双四输入与非门 74LS20一只，插入插座 按图1．1接线、输入端接S1～S4（电平开关输出插口）。输出 端接电平显示发光二级管（D1～D8任意一个） （2）。将电平开关按表1．1置位，分别测输出电压与逻辑状态． 表1．1 输入 输出 1 2 3 4 Y 电压（V） H H H H L H H H L L H H L L L H L L L L 2．逻辑电路的逻辑关系 （1）．用74LS00按图1。3接线，将输人输出逻辑关系分别填人表1．3中， 表1．3

（2）．写出上面电路逻辑表达式． 3．利用与非控制输出。 用一片74LS00 如图1．4接线， S接任一电平开关．用示波器观察 S对输出脉冲的控制作用． 表1。4 S 输出波形 0 1

输入 输出 A B L L L H H L H H

图1.4 5 / 23

4、选作 参照内容1，自制表格，完成对74ls86,74ls04的测试. 五、实验报告 1．按各步聚要求填表并画逻辑图。 2．回答问题： （1）怎样判断门电路逻辑功能是否正常？ （2）与非门一个输人接连续脉冲．其余端什么状态时允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过？ 实验二 组合逻辑电路的分析和设计 一、实验目的 1．熟识常用逻辑门的使用方法。 2。掌握组合逻辑电路的分析与测试和设计。 二、实验仪器与材料 74LS00（与非门）2片 74LS86（异或门）1片 74LS54（与或非门）1片 74LS04（六反相器）1片 74LS20（四输入端双与非门）1片 三、预习要求 1．预习组合逻辑电路的分析方法． 2．预习用与非门和异或门构成的半加器、全加器的工作原理。 3．预习二进制数的运算。 四、实验内容 1、分析、测试全加器的逻辑功能 电路采用一片74LS00和一片74LS86连接。输入信号A、B、Ci-1用逻辑电平开关（实验箱右下方）输出信号X1、X2、S、Si、Ci连接LED显示（实验箱右上方，“红”为1，“绿”为0）将测试结果填入真值表和卡诺图中，求出逻辑表达式。

2、组合逻辑电路设计 （1）设计一个三人无弃权表决逻辑电路。 （2）设计一个四位奇偶校验电路。要求当四位数码有奇数个1时，输出为1，否则输出为0。 6 / 23

（3）设计一个1位二进制数值比较器逻辑电路。 （4）设计一个将十进制数0～9的8421码转换为格雷码的逻辑电路。 （5）设计一个信号优先顺序逻辑电路。要求信号A、B、C在同一时间内，只允许一个信号通过，若有两个或以上信号出现，则按A、B、C顺序通过。 任选2题设计。按给定逻辑门任选。写出电路设计过程，绘出设计线路图 五、实验报告 1．整理实验数据、图表，分析真值表，转化为卡诺图，化简最简逻辑表达式并对实验结果进行分析讨论。 2、写出设计过程（功能真值表、卡诺图分析、逻辑表达式化简），画出设计的电路图，记录结果。

实验三 译码器和数据选择器的应用

一、实验目的 1、掌握译码器的逻辑功能与其使用方法。 2、了解译码器的一些应用电路。 3、熟悉选择器的使用方法。 二、实验仪器与元器件 1、数电实验箱 2、数字万用表 3、元器件 ： 74LS138（译码器） 74LS20（四输入端双与非门） 74LS153(双4选1数据选择器) 三、实验内容 1、简介 74LS138为双列直插16脚3－8线译码器，引脚与功能表见右。使能端：S1=1，使能；S1=0, 禁止。S2=S3=0，使 能；S2、S3任一端为1，禁止。输出Y0～Y7为低电平有效。

图 3.1 2、功能测试 将地址和使能端与逻辑开关连接，输出端与电平指示连接。按上表逐项测试74LS138的逻辑功能。

3、应用电路 7 / 23

产生逻辑函数 用1片74LS138和基本逻辑门产生函数(电路自拟)： CBABCACAL1 CBABAL2 4、数据选择器的测试与应用 （1）将双4选1数据选择器7LS153参照图4．2接线．测试其功能并填写功能表 （2）将学习机脉冲信号源中固定连续脉冲4个不同频率的信号接到数据选择器4个输入端，将选择端置位，使输出端可分别观察到4种不同频率脉冲信号． （3）．分析上述实验结果并总结数据选择器作用。

图 3.2 表3.1 四、实验报告 1．写出电路设计过程，画出实验内容3、4的接线图。 2．设计出对应电路，对实验结果进行分析、讨论 3．总结译码器和数据选择的使用体会。

选择端 数据输入端 输出控制 输出 B A C0C1C2C3 G Y X X X X X X H L L L X X X L L L H X X X L L H X L X X L L H X H X X L H L X X L X L H L X X H X L H H X X X L L H H X X X H L 8 / 23

实验四 触发器 一、实验目的 1．熟悉并掌握R—S、D、J—K触发器的构成，工作原理和功能测试方法． 2．学会正确使用触发器集成芯片． 3．了解不同逻辑功能FF相互转换的方法． 二、实验仪器与材料 1．双法示波器 2、数字万用表 3．器件 74LS00 二输人端四与非门 1片 74LS74 双D触发器 1片 74LS73 J—K触发器 1片 三、实验内容 1．基本R—S触发器功能测试： 两个TTL与非门首尾相接构成的基本R—SFF的 电路如图4.1所示． （1）试按下面的顺序在dS，dR

端加信号：

dS=0 dR=1

dS=1 dR=1

dS=1 dR=0 图 4.1 基本 R—S FF电路

dS=1 dR=1

观来并记录FF的Q、Q端的状态，将结果填入下表4.1中. 表4.1

dS dR Q Q

0 1 1 1 1 1 0 1

（2）dS端接低电平．dR端加脉冲。 （3）dS端接高电子．dR

端加脉冲。

（4）连接Rd、Sd，并加脉冲。 记录并观察（2）、（3）、（4）三种情况下，Q，Q端的状态．从中你能否总结出基本R一SFF的Q或Q端的状态改变和输人端dS，dR

的关系。

（5）当dS、dR都接低电平时，观察Q、Q端的状态。当dS、dR

同时由低电平跳为高电

平时，注意观察Q、Q端的状态，重复 3～5次看 Q、Q端的状态是否一样，以正确理解“不定”状态的含义。