数电实验内容16.docx
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数电实验内容16
实验1实验仪器的使用及集成门电路逻辑功能的测试
一、实验目的
1．掌握数字逻辑实验箱、示波器的结构、基本功能和使用方法
2．掌握TTL集成电路的使用规则与逻辑功能的测试方法
二、实验仪器及器件
1．实验仪器：
数字实验台、双踪示波器、万用表
2．实验器件：
74LS00一片、74LS20一片、74LS86一片、导线若干
三、实验内容
1．DZX-1型数字电路实验台功能实验
（1）利用实验台自带的数字电压/电流表测量实验台的直流电源、16位逻辑电平输出/输入（数据开关）的输出电压。
（2）将8段阴极与阳极数码显示输入开关分别与16位逻辑电平输出连接，手动拨动电平开关，观察数码显示，并将数码显示屏上的数字对应的各输入端的电平值记录下来。
2．VP-5566D双踪示波器实验
（1）测量示波器方波校准信号
将示波器的标准方波经探头接至X端，观察并记录波形的纵向、横向占的方格数，并计算周期、频率、幅度。
（2）显示双踪波形
利用实验台上的函数信号发生器产生频率为KHz的连续脉冲并接至示波器X端，示波器的标准方波接至Y端，观察并记录两波形。
3．测试与非门的逻辑功能
（1）将74LS20（4输入2与非门）中某个与非门的输入端分别接至四个逻辑开关，输出端Y接发光二极管，改变输入状态的电平，观察并记录，列出真值表，并写出Y的表达式。
A
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
D
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
Y
（2）将引脚1接1KHz连续脉冲Vi（即接脉冲信号发生器Q12端口），引脚2接逻辑电平输出，引脚4、5接逻辑电平“1”，用示波器双踪显示并记录引脚1和引脚6端的波形Vi和Vo如下图示（标出电平的幅度值）。
4．测试或非门的逻辑功能
将74LS02（2输入4或非门）中某个或非门的输入端分别接至逻辑开关，输出端接发光二极管，改变输入状态的电平，观察并记录，列出真值表。
A
B
Y
0
0
0
1
1
0
1
1
5．测试异或门的逻辑功能
将74LS86（2输入4异或门）中某个异或门的输入端分别接至逻辑开关，输出端接发光二极管，改变输入状态的电平，观察并记录，列出真值表。
A
B
Y
0
0
0
1
1
0
1
1
6．用与非门74LS00实现与门、或门、非门的逻辑功能
（1）画出逻辑电路图。
（2）连接电路，测试其逻辑功能并列表记录。
7．测试下图各种接法情况下，74LS00的vI2端输入电压
（1）vI1悬空。
（2）vI1接低电平0.2V。
（3）vI1接高电平3.2V。
（4）vI1经51Ω电阻接地。
（5）vI1经10kΩ电阻接地。
8．下图所示电路为TTL电路，分别测试其真值表，写出逻辑表达式
四、实验报告
1.要求写出详细的设计步骤，并画出电路图，并对自己设计的方案给出评价。
2.总结实验收获、体会。
五、预习要求
1.复习与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门的逻辑功能。
2.熟悉双踪示波器的功能及使用方法。
3.掌握各种逻辑门之间的相互转换方法。
4.采用与非门74HC00实现与门、或门、非门的逻辑功能，画出逻辑电路图。
实验2组合逻辑电路设计与测试
一、实验目的
1.掌握组合逻辑电路的特点及分析方法。
2.掌握用SSI（小规模集成电路）设计组合逻辑电路的方法。
3.理解半加器和全加器的工作原理和逻辑功能。
二、实验仪器与器件
1.实验仪器：
数字实验台、双踪示波器、万用表
2.实验器件：
74LS00、74LS86、74LS20
三、实验内容
1．半加器设计与测试
（1）用74HC00和74HC86设计一个半加器，写出设计过程，画出逻辑电路图。
（2）按逻辑电路图连接好电路，测试其逻辑功能，列出测试的真值表。
2．全加器逻辑功能测试
（1）将74LS00和74LS86构成的全加器如下图所示，测试并列出真值表。
A
B
Co
S
C
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
（2）按逻辑电路图连接好电路，测试其逻辑功能，列出测试的真值表,并写出S、C的逻辑表达式。
3．试用与非门设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路
十字路口信号灯由红、黄、绿三只灯组成。
正常工作时必须有一只灯亮，并且必须有一只灯亮；若没有灯亮或有两只、三只灯亮，则说明电路发生故障，此时发出故障信号，提醒维修人员前去修理。
（1）写出设计过程，画出逻辑电路图。
（2）按逻辑电路图连接好电路，测试其逻辑功能，列出测试的真值表，验证设计结果。
4．选做实验内容
密码电子锁如下图所示，设A、B、C、D是四个二进制代码输入端，
为密码输入确认端（当
时，表示确认）。
每把锁有四位密码（设该锁的密码为1011），若输入代码符合该锁密码，并
确认时，送出一个开锁信号（
），用于开锁指示的发光二极管亮；若输入代码不符合该锁密码，并
确认时，送出报警信号（
），用于报警指示的发光二极管亮，并驱动报警电路；若
时，不送出任何信号。
图3.27密码电子锁
（1）写出设计过程。
（2）要求用最少的与非门实现。
（3）画出逻辑电路图。
（4）按逻辑电路图连接电路，并验证设计是否正确。
四、实验报告
1．写出设计过程，画出实验电路图，并记录测试所得数据；
2．简述实验中遇到的问题及解决方法。
五、预习要求
1．拟定实验方案及步骤。
2．根据实验内容要求，设计各组合逻辑电路，并根据给定的器件画出实验电路图。
3．绘制实验中所需记录数据的表格。
实验3译码器和数据选择器的应用与研究
一、实验目的
1.掌握中规模集成译码器、数据选择器的逻辑功能和使用方法。
2.学习用译码器和数据选择器设计组合逻辑电路的方法。
二、实验仪器与器件
1.实验仪器：
数字实验台、双踪示波器、万用表
2.实验器件：
74LS138、74LS151、74LS20
三、实验内容
1.译码器
（1）测试并记录74HC138的真值表。
要求：
按74HC138功能表逐项进行测试，自拟表格记录测试结果。
（2）利用74HC138和74HC20实现全加器。
要求：
写出详细的设计过程，画出电路图，并进行逻辑功能测试，自拟表格列出测试结果。
2.数据选择器
（1）测试并记录74HC151的真值表。
要求：
按74HC151功能表逐项进行测试，自拟表格记录测试结果。
（2）用一片74HC151实现
要求：
写出详细的设计过程，画出电路图，并进行逻辑功能测试，自拟表格列出测试结果。
3.选做实验内容
用两片74HC138设计一个4线-16线译码器，并验证其逻辑功能。
五、实验报告
1.要求写出详细的设计步骤，并画出电路图，并对自己设计的方案给出评价。
2.总结实验收获、体会。
五、预习要求
1.复习译码器和数据选择器的原理。
2.熟悉74HC138、74HC151集成块的功能、使用方法。
3.掌握译用码器和数据选择器设计组合逻辑电路的方法。
4.掌握什么是全加器。
5.在预习报告中提前写出设计性实验的设计过程，并画出逻辑电路图。
6.画出实验中所用表格。
实验四触发器的研究
一、实验目的
1．掌握触发器的逻辑功能及其测试方法。
2．掌握触发器逻辑功能之间的相互转换。
3．熟悉时钟对触发器的触发作用，进一步熟悉数字逻辑实验箱中单脉冲和连续脉冲发生器的使用方法。
二、实验仪器及器件
1．实验仪器：
数字实验台、双踪示波器、万用表
2．实验器件：
74LS112、74LS74、导线若干
三、实验内容
1.
触发器
（1）测试74HC112集成触发器的直接置1端和直接置0端的功能。
（2）测试
触发器的逻辑功能，改变
、
、
端状态，观察
、
状态变化，观察触发器状态更新是否发生在
脉冲的下降沿，用列表的形式记录之。
（3）写出
触发器的特征方程。
2.
触发器
（1）测试74HC74集成触发器的直接置1端和直接置0端的功能。
（2）测试
触发器的逻辑功能，改变
、
端状态，观察
、
状态变化，观察触发器状态更新是否发生在
脉冲的上升沿，用列表的形式记录之。
（3）写出
触发器的特征方程。
3.触发器之间的转换
（1）将
触发器分别转换为
和
触发器
要求：
①写出设计过程，画出电路图；根据电路图搭接电路，测试并列出测试真值表。
②写出
、
触发器的特性方程。
（2）将D触发器分别转换为
和
触发器
要求：
写出设计过程，画出电路图；根据电路图搭接电路，测试并列出测试真值表。
4.选做实验内容
自选器件设计一个简易的2人抢答器，该抢答器具有如下功能：
（1）每位选手控制一个抢答按钮，按下按钮发出抢答信号。
（2）竞赛主持人持有一个复位按钮，用于每次抢答前将电路复位。
（3）竞赛开始后，先按下按钮的选手抢答成功，对应的指示灯亮，并使对方的按钮不起作用。
四、实验报告
1．记录并分析所测数据。
2．写出电路的设计过程，并画出电路图。
3．总结实验心得体会。
五、预习要求
1.复习各类触发器的逻辑功能及其描述方法。
2.掌握集成触发器中直接置1端和直接置0端的功能。
3.复习各类触发器之间的转换方法。
4.写出实验内容的设计过程，并画出逻辑电路图、实验电路图。
5.画出实验中用到的表格。
实验五计数器及其应用
一、实验目的
1．掌握用D触发器或JK触发器构成异步计数器的方法；
2．熟悉集成计数器的逻辑功能和各控制端的作用，掌握同步清零（置位）和异步清零（置位）的区别；
3．能够灵活运用集成计数器，实现任意模（即任意进制）计数和分频的方法。
二、实验仪器及器件
1．实验仪器：
数字实验台、双踪示波器、万用表
2．实验器件：
74LS161、74LS74、导线若干
三、实验内容
1．异步二进制加法计数器
将1片74LS74中2个D触发器构成一个2位二进制异步加法计数器，用示波器观测并记录CP、Q1、Q2的波形。
（1）写出详细的设计过程，画出电路图。
（2）将CP接到单次脉冲上，输出接到数码管或发光二极管上进行逻辑功能测试，列出测试的状态图。
（3）将CP接到1KHZ的连续脉冲上，用示波器分别观察输出与CP脉冲的关系，并画出波形图。
2、集成计数器
（1）测试四位二进制同步集成加法计数器74LS161的功能表。
（2）用74LS161构成十进制计数器（分别用反馈清零法和反馈置数法来实现），将CP接到单次脉冲上，用数码管显示记数情况，列表测试其真值表。
（3）用74LS161构成二十四进制计数器，将CP接到单次脉冲上，用数码管显示记数情况，列表测试其真值表。
四.实验报告
1.要求写出详细的设计步骤，并画出电路图，并对自己设计的方案给出评价；2.总结实验收获、体会。
五、预习要求
1.复习用触发器设计计数器的方法。
2.熟悉集成计数器74LVC161的逻辑功能、使用方法。
3.掌握集成计数器功能扩展的方法。
4.掌握由集成计数器构成任意进制计数器的方法。
5.根据实验内容要求，写出设计过程，并画出逻辑电路图、画出实验用表格。
实验六555定时器及其应用
一、实验目的
1.熟悉555定时器的内部结构和基本原理。
2.掌握555定时器的逻辑功能和使用方法。
3.掌握555定时器电路组成基本应用电路的方法。
4．掌握555集成定时器的应用、设计及调试方法。
二、实验仪器与器件
1．实验仪器：
数字实验台、双踪示波器、万用表
2．实验器件：
555定时器NE555、电阻、电容若干
三、实验内容:
1.555构成的单稳态触发器
（1）555定时器组成的单稳态电路如图1所示，其中
，
，试将
接入1100～1000Hz连续脉冲，用示波器双踪观察
与
及
的波形，在同一坐标下绘制出
、
、
的波形，测量输出脉冲宽度
值。
图1单稳态触发器图2多谐振荡器
（2）调整输入信号
的频率，分析并记录观察到的输出端波形的变化。
（3）改变
、
的值，观察并记录对
及
波形的影响。
2.555构成的多谐振荡器
（1）555定时器组成的多谐振荡器如图2所示，其中
、
，
，利用示波器双踪观察
与
的波形，在同一坐标下绘制出
、
的波形，测量并记录输出波形的周期。
（2）改变
、
的值，用示波器观察记录
、
波形。
分析
、
值改变对输出波形及周期的影响。
3．模拟声响电路
图3模拟声响电路
（1）参照图3分别连接好两个多谐振荡器，测试并记录Ⅰ、Ⅱ的2、3脚的波形。
（2）连接Ⅰ的3脚经电阻到Ⅱ的5脚，再测试并记录Ⅰ、Ⅱ的输出波形。
（3）Ⅱ的输出经电容接实验台上的扬声器，调整电阻电容的大小试听音响效果，使达到满意的效果。
（4）参照图3连接好电路，测试并记录Ⅰ、Ⅱ的输出波形。
调整电阻电容的大小试听音响效果，使达到满意的效果。
（5）如果Ⅰ的输出接Ⅱ的4脚，测试、记录并比较Ⅰ、Ⅱ的输出波形。
4．叮咚门铃
图4叮咚门铃电路
（1）参照图4连接好电路，SB接实验台上的按钮，输出经电容C3接实验台上8Ω的扬声器。
（2）按下SB，改变电源电压（3～12V）、R4的大小，监听扬声器声音变化，使达到满意的效果。
四、实验报告
1．写出详细的设计步骤，并画出电路图，并对自己设计的方案给出评价。
2．总结实验收获、体会。
五、预习要求
1.复习555定时器的工作原理及其应用。
2.复习单稳态触发器及多谐振荡器工作原理。
3．根据实验内容要求，设计各电路，并根据给定的器件画出实验电路图。
4．绘制实验中所需记录数据的表格。
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