数字电路实验册.docx
《数字电路实验册.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电路实验册.docx（30页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
数字电路实验册
目录
笫一章实验基本步骤1
第二章实验部分3
实验一门电路逻辑功能的测试3
实验二全加器6
实验三三——八译码器8
实验四LED译码器10
实验五数据选择器12
zai实验七四位二进制计数器16
实验八555时基电路应用18
笫一章实验基本步骤
1．1采用TTL器件实验基本步骤
在进行每个实验前，应弄懂实验原理，然后根据实验要求，认真分析、设计、组装、调试、总结，从而达到通过实验加深理解和提高动手能力的目的。
1．1．1实验设计
实验设计的过程包括以下二步：
一、根据提供的实验元器件设计实验方案，画出实验逻辑原理图。
二、画出具体的实验线路图，图上表明集成的电路型号、所有引脚，以及使用的实验仪上开关、显示灯的编号。
[例如]要求用集成电路7400（二输入与非门）实验组合逻辑的功能
F=
+
1、设计：
因为只有二输入与非门可用，故应先将F表达式变换成
F=
并由此式设计出逻辑原理图。
见图1—1
图1—1
2、查找7400引脚图，画实验接线图，见图1—2。
图1—2
图上标好每根连线在集成电路上的引脚号，标明所用的实验仪上的开关号和显示灯号。
这里用开关K1、K2、K3分别设置输入变量A、B、C，用灯L1显示输出函数F的状态。
这个实验线路用三片7400。
1．1．2实验组装
组装应在关电情况下进行。
（一）工具
剪刀、镊子、剥线钳，直径。
0.5±0.1mm单股硬导线
（二）器件排列
按功能模块相对集中地排列在面包板上；
同一块面包板上的集成电路的插入方向尽可能一致，其间留一定空隙；各片集成电路跨插入面包板，要插紧。
（三）布线顺序
电源线
数据信号线
控制信号线
开关、显示灯线。
（四）布线工艺
用剪刀或剥线钳剥导线头时，一要避免导线受损，二要注意长度恰当（0.5~0.6mm）为宜；用钳子将导线贴着面包板在集成电路周围，连线尽量短；严禁在集成电路上路线；各类信号线宜分别用不同着色导线，其中“+5V”用红导线，“地”用黑导线。
1．1．3实验调试
（一）工具
万用表、示波器
（二）步骤
（1）关电情况下用万用表欧姆档测量+5V和地有否短路、各片集成电路的+5V线是否连通、各片地线是否连通；
（2）对照实验线路图仔细复核一遍接线，如发现遗漏、多线或接错的情况，应及时更正；
（3）按真值表（组合逻辑）或状态图（时序逻辑）逐步操作，记录实验现象；
（4）判断实验现象是否符合设计要求，如不符应纠错。
纠错是个综合分析、仔细推究的过程，有多种方法，但以“二分法”查错速度较快。
逻辑错、开关状态错、线接错、芯片没插紧、线没插牢、芯片坏、面包板插孔下有问题、……等。
只要仔细；总能纠错成功。
3.1.4实验总结
实验后，应通过书写实验报告来认真总结实验结果和经验教训，分析整理实验资料。
报告通常包括以下栏目：
（一）实验名称
（二）实验器材
这包括实验用各元器件的名称、数量以及其它实验设备。
（三）实验目的
（四）实验要求
这指对实验的具体要求。
有时也可与（三）合并
（五）实验原理图
这包括原理图的设计过程，或对已知原理图的分析过程。
（六）实验接线图上的标注严明
（七）实验现象
这包括故障的现象、分析、纠错过程等。
（八）实验结论
这包括实验方案的正确性、可行性如何？
可否进一步优化？
有哪些收获体会？
……等。
第二章实验部分
实验一门电路逻辑功能的测试
一、实验目的
1、熟悉常用门电路的外形和管脚引线排列
2、通过测试了解常用门电路的逻辑功能
3、加深对门电路逻辑功能的认识
二、仪器设备
1、示波器
2、稳压电源
3、万用表
4、数字电路实验面包板
5、参考元件：
74LS08、74LS32、74LS10、74LS02
三、实验原理
常用74系列基本门电路芯片管脚排列如图1—1具体门电路可参阅相关参考书。
图1—1图1—2
1、与门电路功能测试
与门真值表如表一（其中“1”表示高电平，“0”表示低电平），其逻辑关系可写成F=A·B。
测试电路如图1—2，74LS08为二输入四与门。
输入
输出
A
B
F
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
表一
2、或门电路功能测试
或门真值表如表二（其中“1”表示高电平，“0”表示低电平），其逻辑关系可写成F=A＋B。
测试电路如图1—3，74LS32为2输入四或门。
输入
输出
A
B
F
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
表二图1—3
3、与非门电路功能测试
与非门真值表如表三（其中“1”表示高电平，“0”表示低电平），其逻辑关系可写成F=
。
测试电路如图1—4，74LS10为3输入三与非门。
输入
输出
A
B
F
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
表三图1—4
4、或非门电路功能测试
或非门真值表如表四（其中“1”表示高电平，“0”表示低电平），其逻辑关系可写成F=
。
测试电路如图1—5，74LS02为2输入四或非门。
输入
输出
A
B
F
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
表四图4—5
四、实验步骤
1、验证与门逻辑功能
选择与门两个输入端A、B和两个逻辑电平开关相连。
其余不用的输入悬空，逐个按真值表扳动电平开关得出输出F状态，并填写表内。
输
入
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
输出
F
2、验证或门逻辑功能
选择或门两个输入端A、B和两个逻辑电平开关相连。
其余不用的输入悬空，逐个按真值表扳动电平开关得出输出F状态，并填写表内。
输
入
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
输出
F
3、验证与非门逻辑功能
选择与非门三个输入端A、B、C和三个逻辑电平开关相连。
期余不用的输入悬空，逐个按真值表扳动电平开关得出输出F状态，并填写表内。
输
入
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
输出
F
4、验证或非门逻辑功能
选择与非门两个输入端A、B和两个逻辑电平开关相连。
期余不用的输入悬空，逐个按真值表扳动电平开关得出输出F状态，并填写表内。
输
入
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
输出
F
五、实验报告
1、列出实测各门电路数据表格，看其逻辑关系是否相符；
2、总结本次实验体会。
实验二全加器
一、实验目的
1、设计并实现一个一位全加器
2、掌握中规模集成电路四位全加器的逻辑功能及应用
二、仪器设备
1、示波器
2、稳压电源
3、数字电路实验箱
4、集成芯片：
74LS28374LS00
三、实验原理
在将两个多位二进制数相加时，除了最低位以外，每一为都应该考虑来自最低位的进位，即将两个对应位的加数和来自低位的进位3个数相加。
这种运算称为全加，所用的电路称为全加器。
一位全加器有三个输入，两个输出。
如图所示：
一位全加器示意图
多位全加器是在一位全加器原理上扩展而成的。
74LS283是常用四位超前进位全加器，A4、A3、A2、A1和B4、B3、B2、B1为两个二进制加数的输入端，D3、D2、D1、D0为和输出。
此外集成全加器有7480（一位全加器）、7481（二位全加器）、7483（四位全加器）。
四、实验步骤
实验接线图如图2-1所示：
图2-1
1、按图2-1的接线方式将Si和Ci分别与发光二极管相连，开关K1、K2、K3分别与全加器的Ai、Bi、Ci-1相连；
2、将开关K1、K2、K3的位置按表2-1的所示进行编码，并观察E0、E1，将观察的结果记录于表2-1中，E0、E1亮记录为“1”、灭记录为“0”。
3、若某一节怕时，E0、E1与LR1、LR0状态不同，则应停下来及时查纠实验线路。
节
怕
输入
信号
正确结果
显示
实验结果
显示
Ci-1
Bi
Ai
LR1
LR0
E1
E0
1
0
0
0
0
0
2
0
0
1
0
1
3
0
1
0
0
1
4
0
1
1
1
0
5
1
0
0
0
1
6
1
0
1
1
0
7
1
1
0
1
0
8
1
1
1
1
1
五、实验报告
1、列出实测各门电路数据表格，看其逻辑关系是否相符；
2、总结本次实验体会。
实验三三——八译码器
一、实验目的
掌握三—八译码器的逻辑功能及其使用方法。
二、仪器设备
1、示波器
2、稳压电源
3、数字电路实验箱
4、参考芯片：
74LS138
三、实验原理
译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑器件，可用于代码的转换、终端的数字显示、数据分配及组合控制信号等等。
译码器可分为：
变量译码器（有称二进制译码器），用以表示输入变量的状态。
如三—八译码器等。
代码变换译码器，用来将数字或文字、符号的代码译成数字、文字、符号的电路。
如BCD码一十进制译码器等。
如下图3-1所示为74LS138引脚图：
A、B、C三输入变量，有八种不同的状态，用Y0—Y7分别来表示它们。
任何时刻，Y0—Y7中只有一个为“0”有效，其余为“1”。
四、实验步骤
1、将实验电路按图3-1所示的线路连接好，将A、B、C三个输入引脚分别与开关K1、K2、K3相连接，E1引脚接与K4相连接，E2、E3引脚与K5相连接，Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7八个输出引脚分别八个发光二极管相连；
图3-1
2、按表3-1所示分别改变K1、K2、K3、K4、K5的输入状态，观测输出的情况记录于表3-1中，若发现表中输出的结果有异常，则应停止实验，检查线路是否连接正常，然后再继续实验。
表3-1
输入
输出
E1
+
C
B
A
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
×
×
×
×
×
1
×
×
×
五、实验报告
1、列出实测各门电路数据表格，看其逻辑关系是否相符；
2、总结本次实验体会。
实验四LED译码器
一、实验目的
掌握共阴极LED译码器的逻辑功能及其使用方法。
二、仪器设备
1、示波器
2、稳压电源
3、数字电路实验箱
4、集成芯片：
74LS143或74LS44
三、实验原理
能显示数字的器件很多，如辉光管、荧光管、发光二极管、液晶显示器等，常用七段、八段、九段显示。
下面以常用七段数字显示器的二进制——十进制译码电路为例介绍。
（一）七段LED数字显示器
实验仪器提供的七段数字显示器是由七个发光二极管LED组成的。
每个二极管对应一个笔画段，见图4-1。
图4-1
由图若a、b、c脚接高电平，其余脚接低电平，则a、b、c三段亮，显示7。
（二）LED七段显示器译码电路
图4-2所示是二——十进制译码显示电路框图。
它的输入是四位二进制数DCBA，输出a~g七个变量控制LED的显示。
图4-2
此译码电路的分析步骤如下：
1、列真值表，见表4-1；
2、根据真值表画a~g各变量卡懦图；
3、化简卡诺图，写表达式。
根据真值表可见，表中0少1多，故宜在卡诺图上先据0项化简得到的a~g的表达式。
这样做较简洁，其效果与据1项经化简得a~g表达式的效果是相同的。
表4-1
输入（二进制）
输出
显示
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
数字
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
2
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
3
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
4
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
5
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
6
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
7
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
8
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
9
四、实验步骤
1、按图4-3所示将实验电路线路连接好；
图4-3
2、按表4-2所示，选择开关K1、K2、K3、K4四个开关的位置，观察数码管显示的数字，并记录于表4-2中。
表4-2
输入（二进制）
显示
D（K4）
C（K3）
B（K2）
A（K1）
数字
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
1
3、将记录的结果与表4-1中的数据进行比较，若发现异常，则停止实验检查实验线路，直到显示正常为止。
五、实验报告
1、列出实测各电路数据表格，看其逻辑关系是否相符；总结本次实验体会。
实验五数据选择器
一、实验目的
1、了解74LS153双四选一数据选择器的逻辑功能。
2、学习使用74LS153进行逻辑设计。
二、仪器设备
1、数字电路实验箱
2、74LS153（TTL双四选一数据选择器）
3、导线
三、实验原理
数据选择器又称输入多路选择器、多路开关。
它的功能是在选择信号控制下，从若干个输入数据中选择某一个数据作为输出。
对于四选一数据选择器，其逻辑输出式为：
Y=[
（
）+
（
）+
（
）+
（
）]
四、实验步骤
1、根据图5—1连接电路，经检查无误后，接通电源。
图5—1实验电路图
2、按表5-1所示，选择开关S1、S2、S3、S4、SW1、SW2、SW3、SW4八个开关的位置，观察数发光二极管的状态，并记录于表5—1中。
表5—1
输入信号
正确结果显示
实验结果显示
S4S3S2S1
SW4SW3SW2SW1
Y2Y1
Y2Y1
1000
0001
01
1000
1110
00
1001
0010
01
1001
1101
00
1010
0100
01
1010
1011
00
1011
1000
01
1011
0111
00
0100
0001
10
0100
1110
00
0101
0010
10
0101
1101
00
0110
0100
10
0110
1011
00
0111
1000
10
0111
0111
00
3、将记录的结果与表5-1中的数据进行比较，若发现异常，则停止实验检查实验线路，直到显示正常为止。
五、实验报告
1、列出实测各门电路数据表格，看其逻辑关系是否相符；
2、总结本次实验体会。
实验六数据比较器
一、实验目的
设计实现一个多位数据比较器
二、仪器设备
数字电路实验仪，74LS85芯片一片
三、实验原理
在比较两个多位数的大小时，必须自高向低地逐位比较,而且只有在高位相等时,才需要比较低位。
现有甲乙两个二进制，甲数A1A0，乙数B1B0，将它们进行比较，若甲>乙，输出至L，若甲=乙，输出E，若甲<乙，输出至S这样我们可以列出真值表。
如下表6-1所示：
表6-1
输入
输出
A1A0
（甲数）
B1B0
（乙数）
L
（大于）
E
（等于）
S
（小于）
00
00
00
00
00
01
10
11
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
10
10
10
10
00
01
10
11
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
10
10
10
10
00
01
10
11
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
11
11
11
11
00
01
10
11
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
四、实验步骤
1、根据图6—1连接电路，经检查无误后，接通电源。
图6-1实验电路图
2、按表6-2所示，选择开关S1、S2、S3、S4、四个开关的位置，观察数发光二极管的状态，并记录于表6—2中。
表6—2
输入
输出
S2S1
（甲数）
S4S3
（乙数）
L
（大于）
E
（等于）
S
（小于）
00
00
00
00
00
01
10
11
10
10
10
10
00
01
10
11
10
10
10
10
00
01
10
11
11
11
11
11
00
01
10
11
3、将记录的结果与表6-1中的数据进行比较，若发现异常，则停止实验检查实验线路，直到显示正常为止。
五、实验报告
1、列出实测各门电路数据表格，看其逻辑关系是否相符；
2、总结本次实验体会。
实验七四位二进制计数器
一、实验目的
设计实现一个四位二进制异步计数器
二、仪器设备
1、数字电路实验仪
2、74LS161芯片一片
三、实验原理
异步计数器在做“加1”计数时是采用从低到高逐步进位的方式工作的，其触发器不是同步翻转的。
异步二进制计数器的工作原理：
按二进制加法器计数规则，某一位如果是1，计入1时应变为0，同时向高位发出进位信号，使高位翻转，根据这一规则，结合T‘触发器的工作特点，所以只需要将低位触发器的Q端接至高位触发器的时钟输入端，当低位由1变为0时，Q端的下降沿正好可以作为高位的时钟信号。
四、实验步骤
1、根据图7—1连接电路，经检查无误后，接通电源。
图7—1实验电路图
2、按表7-1所示，选择开关S1、S2、S3、S4、S5、S6六个开关的位置，观察数发光二极管的状态，并记录于表7—1中。
表7—1
节拍
输入信号
正确结果显示
实验结果显示
0
S6
LOAD
S5
CLR
S4S3S2S1（D3D2D1D0）
L5L4L3L2L1
（COQ3Q2Q1Q0）
L5L4L3L2L1
（COQ3Q2Q1Q0）
1
1
0
1111
00000
2
1
0
0000
00000
3
0
1
0000
00000
4
0
1
1111
01111
5
0
0
1111
00000
6
1
1
0000
00000
7
1
1
0000
00001
8
1
1
1111
00010
9
1
1
0000
00011
10
1
1
0000
00100
11
1
1
0000
00101
12
1
1
1111
00110
13
1
1
1001
00111
14
1
1
0000
01000
15
1
1
0000
01001
16
1
1
0000
01010
17
1
1
0000
01011
18
1
1
0000
01100
19
1
1
1111
01101
20
1
1
1001
01110
21
1
1
0000
01111
22
1
1
0000
10000
23
1
1
0000
00000
3、将记录的结果与表7-1中的数据进行比较，若发现异常，则停止实验检查实验线路，直到显示正常为止。
五、实验报告
1、列出实测各门电路数据表格，看其逻辑关系是否相符；
2、总结本次实验体会。
实验八555时基电路应用
一、实验目的
1、学会用555集成时基电路构成各种脉冲电路的方法
2、掌握基本实验仪器的使用方法
二、实验仪器设备
1、数字电路实验箱
2、555集成时基电路芯片一块
3、示波器
三、实验原理
555定时器功能测试：
TH高电平出发端，当TH端高电平大于
时，输出端OUT时低电平，DIS端导通，
低电平触发端，当
端电平小于
时，OUT时高电平，DIS端关闭。
复位端，
=0时，OUT端输出低电平，，DIS端导通；C-V控制电压端，C-V接不同的电压值可以改变TH和
的出发电平；DIS放电
升级会员 