数字电子专业技术实验讲义.docx
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数字电子专业技术实验讲义
目录
实验一TTL各种门电路功能测试2
*实验二组合逻辑电路分析6
实验三3/8译码器10
实验四四位二进制全加器14
实验五数据选择器实验16
*实验六触发器实验19
*实验七计数器实验22
*实验八D/A转换实验28
*实验九A/D转换实验31
设计性实验34
实验一节日彩灯（设计性实验）34
实验二六人智力抢答（设计性实验）35
附录芯片管脚及功能介绍36
实验一TTL各种门电路功能测试
一、实验目的：
1、熟悉TTL各种门电路的逻辑功能及测试方法。
2、熟悉万用表的使用方法。
二、实验设备及器件
1.SAC-DS4数字逻辑实验箱1个
2.数字万用表1块
3.74LS20双四输入与非门1片
4.74LS02四二输入或非门1片
5.74LS51双2-3输入与或非门1片
6.74LS86四二输入异或门1片
7.74LS00四二输入与非门2片
三、实验内容与步骤
1、与非门逻辑功能测试
用74LS20双四输入与非门进行实验，其引脚图见附录。
（1）按图1-1接线。
图1－1
（2）按表1-1要求用开关改变输入端A、B、C、D的状态，借助指示灯和万用表，把测试结果填入表1-1中。
表1-1
输入
输出F
A
B
C
D
电压（V）
逻辑状态
0
0
0
0
4.89
1
0
0
0
1
4.88
1
0
0
1
1
4.88
1
0
1
1
1
4.88
1
1
1
1
1
0.18
0
2、或非门逻辑功能测试
用74LS02二输入四或非门进行实验，其引脚图见附录。
（1）按图1-2接线。
图1-2
（2）按表1-2的要求用开关改变输入量A、B的状态，借助指示灯和万用表观测各
相应输出端F的状态，并将测试结果填入表1-2中。
表1-2
输入
输出F
A
B
电压（V）
逻辑状态
0
0
4.9
1
0
1
0.1
0
1
0
0.1
0
1
1
0.1
0
3、与或非门逻辑功能测试
用74LS51双23输入与或非门进行实验，其引脚图见附录。
（1）按图1-3接线。
图1-3
（2）按表1-3要求用开关改变输入量A、B、C、D的状态，借助指示灯和万用表观
测各对应输出端F的状态，并把测试结果记入表1-3中。
表1-3
输入
输出F
A
B
C
D
电压（V）
逻辑状态
0
0
0
0
4.9
1
0
0
0
1
4.9
0
0
0
1
1
0.1
0
0
1
1
1
0.1
0
1
1
1
1
0.1
0
4、异或门逻辑功能测试
用74LS86二输入四异或门进行实验，其引脚图见附录。
（1）按图1-4接线。
图1-4
（2）
按表1-4要求用开关改变输入量A、B的状态，借助指示灯和万用表观测各对应输出端F的状态，并把测试结果填入表1-4中。
表1-4
输入
输出F
A
B
电压（V）
逻辑状态
0
0
0
1
1
0
1
1
5、利用74LS00与非门实现“与电路”、“或电路”、“或非电路”、“异或电路”
要写出各种电路的逻辑表达式和真值表，画出逻辑图并在实验仪上加以验证。
四、实验要求
1、将实验结果填入各相应表中。
2、分析各门电路的逻辑功能。
3、回答下面问题
（1）与非门一个输入端接连续脉冲，其余端是何状态时允许脉冲通过，是何状态时禁止脉冲通过？
（2）为什么异或门又称可控反相门？
4、独立完成实验，交出完整的报告。
*实验二组合逻辑电路分析
一．实验目的
1.掌握组合逻辑电路的分析方法
2.验证半加器、全加器、半减器、全减器、奇偶校验器、原码/反码转换器逻辑功能。
二、实验设备及器件
1.SAC-DS4数字逻辑实验箱1个
2.万用表1块
3.74LS00四二输入与非门3片
4.74LS86四二输入异或门1片
三、实验内容与步骤
1、分析半加器的逻辑功能
（1）用两片74LS00（引脚见附录）按图4－1接线。
74LS00芯片14脚接+5V,7脚接地。
图4－1
（2）写出该电路的逻辑表达式，列真值表
（1）按表4-1的要求改变A、B输入，观测相应的S、C值并填入表4-1中。
（2）比较表4-1与理论分析列出的真值表，验证半加器的逻辑功能。
表4-1
输入
输出
A
B
S
C
0
0
0
1
1
0
1
1
2、分析全加器的逻辑功能
1）用三片74LS00按图4-2接好线。
74LS00芯片14脚接+5v,7脚接地.
图4-2
2）析该线路，写出Sn、Cn的逻辑表达式，列出其真值表。
3）表4-2利用开关改变An、Bn、Cn-1的输入状态，借助指示灯或万用表观测Sn、Cn的值填入表4-2中。
4）表4-2的值与理论分析列出的真值表加以比较，验证全加器的逻辑功能。
表4-2
输入
输出
An
Bn
Cn-1
Sn
Cn
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
3、分析半减器的逻辑功能
（1）用两片74LS00按图4-3接好线。
74LS00芯片14脚接+5v,7脚接地.
图4-3
（2）分析该线路，写出D、C的逻辑表达式，列出真值表。
（3）按表4-3改变开关A、B状态，观测D、C的值并填入表4-3中。
（4）将表4-3与理论分析列出的真值表进行比较，验证半减器的逻辑功能。
表4-3
输入
输出
A
B
D
C
0
0
0
1
1
0
1
1
4、分析全减器的逻辑功能
（1）用一片74LS86和两片74LS00按图4-4接线。
各片的14脚接+5V,7脚接地。
图4-4
（2）分析该线路，写出Dn、Cn的逻辑表达式，列出真值表。
（3）按表4-4改变An、Bn、Cn-1的开关状态，借助万用表或指示灯观测输出Dn、Cn的状态并填入表4-4中。
（4）对比表4-4和理论分析列出的真值表，验证全减器的逻辑功能。
表4-4
输入
输出
An
Bn
Cn-1
Dn
Cn
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
5、分析四位奇偶校验器的逻辑功能
1）用74LS86按图4-5接好线。
74LS86芯片14脚接+5v,7脚接地.
图4-5
2）分析该线路，写出逻辑表达式，列出真值表。
3）按表4-5改变A、B、C、D开关状态，借助指示灯或万用表观测输出F状态，填
入表4-5中。
4）对比表4-5与理论分析列出的真值表，验证奇偶校验器的逻辑功能。
表4-5
输入
输出
A
B
C
D
Q
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
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
6、分析四原码/反码转换器的逻辑功能
（1）用74LS86按图4-6接好线。
74LS86芯片14脚接+5v,7脚接地。
图4-6
（2）分析该线路，写出逻辑表达式，列出真值表。
（3）按表4-6利用开关改变M、K3、K2、K1、K0的输入状态，借助指示灯或万用表
观测Q3、Q2、Q1、Q0的状态，填入表4-6中。
（4）对比分析理论值与实测值，验证该线路的功能。
表4-6
输入
输出
M=0
M=1
K3
K2
K1
K0
Q3
Q2
Q1
Q0
Q3
Q2
Q1
Q0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
实验三3/8译码器
一、实验目的
1、掌握中规模集成电路译码器的工作原理及逻辑功能。
1、学习译码器的灵活应用。
二、实验设备及器件
1.SAC-DS4数字逻辑电路实验箱1个
2.万用表1块
3.74LS1383-8线译码器2片
4.74LS40双四输入与非门1片
三、实验内容与步骤
74LS138管脚图见附录，其与非门组成逻辑图见图5-1。
图5-1
控制输入端S1=1，S2=S3=0，译码器工作，否则译码器禁止，所有输出端均为高电平。
1、译码器逻辑功能测试
1）按图5-2接线。
图5-2
2）根据表5-1，利用开关设置S1、S2、S3、及A2、A1、A0的状态，借助指示灯或万用表观测Q0-Q7的状态，记入表5-1中。
表5-1
输入
输出
S1
S2
S3
A2
A1
A0
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
0
Φ
Φ
Φ
Φ
Φ
Φ
1
1
Φ
Φ
Φ
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
2、用两片74LS138组成4-16线译码器
按图5-3接线，利用开关改变输入D0-D3的状态，借助指示灯或万用表监测输出端，记入表5-2中，写出各输出端的逻辑函数。
图5-3
表5-2
输入
输出
D3
D2
D1
D0
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
Q10
Q11
Q12
Q13
Q14
Q15
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
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
3、利用译码器组成全加器线路
用74LS138和74LS20按图5-4接线，74LS20芯片14脚接+5v,7脚接地.利用开关改变输入Ai、Bi、Ci-1的状态，借助指示灯或万用表观测输出Si、Ci的状态，记入表5-3中，写出输出端的逻辑表达式。
图5-4
表5-3
输入
输出
S1
Ai
Bi
Ci-1
Si
Ci
0
Φ
Φ
Φ
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
四、实验要求：
1、整理各步实验结果，列出相应实测真值表。
2、总结译码器的逻辑功能及灵活应用情况。
2、交出完整的实验报告。
实验四四位二进制全加器
一、实验目的
1、掌握中规模集成电路四位全加器的工作原理及其逻辑功能。
2、学习全加器的应用。
二、实验设备及器件
1.SAC-DS4数字逻辑电路实验箱1个
2.万用表1块
3.74LS283四位二进制全加器1片
三、实验内容与步骤
1、74LS283四位全加器
它是由与或非门及反相器组成的采用串行进位形式的四位全加器，其引脚见附录。
1）按图8-1接线。
图8-1
2）用开关按表8-1设置输入A1-A4、B1-B4、C0的状态，借助指示灯观测输出F1-F4、C4的状态，并记入表8-1中。
表8-1
输入
输出
A4A3A2A1
B4B3B2B1
C0
F4F3F2F1
C4
0001
0001
1
0100
0011
0
1000
0111
1
1001
1000
0
1011
0101
1
1100
0110
0
1101
0100
1
1111
1111
0
2、用74LS283四位全加器实现BCD码到余3码的转换
将每个BCD码加上0011，即可得到相应的余3码。
故应按图8-2接线。
图8-2
利用开关输入BCD码，借助指示灯观测输出的余3码，填入表8-2中。
表8-2
输入BCD码
输出余3码
B4B3B2B1
F4F3F2F1
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
四、实验要求
1、整理实验数据填入表中
2、分析实验结果，写进报告中。
实验五数据选择器实验
一、实验目的
1、掌握中规模集成电路数据选择器的工作原理及逻辑功能。
2、学习数据选择器的应用。
二、实验设备及器件
1.SAC-DS4数字逻辑电路实验箱1个
2.万用表1块
3.74LS153双四选一数据选择器1片
三、实验内容与步骤
74LS153双四选一数据选择器，其引脚图见附录。
两个选择器各有一个控制端（S1、S2），共用一组输入选择代码A0-A1，输出为原码，其内部逻辑图如图9-1所示。
图9-1
1、74LS153双四选一数据选择器功能测试
1）按图9-2接线。
图9-2
2）利用开关按表9-1改变输入选择代码的状态及输入数据的状态，借助指示灯或万用表观测输出Q的状态填入表9-1中。
表9-1
输入
输出
S
A1
A0
D
Q
1
Φ
Φ
Φ
0
0
0
D0
0
0
1
D1
0
1
0
D2
0
1
1
D3
2、用74LS153双四选一数据选择器实现全加功能
1）全加器的真值表
表9-2全加器的真值表
输入
输出
A
B
Cn-1
S
C
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
表中S为全加器的和，C为向高位进位。
2）用“74LS153双四选一数据选择器”的8个置数端实现Cn-1,则全加器功能如下表：
表9-3“双四选一数据选择器”构成全加器功能表
输入
输出
A
B
C1
C2
S
C
0
0
01D0
02D0
0
0
0
0
11D0
02D0
1
0
0
1
11D1
02D1
1
0
0
1
01D1
12D1
0
1
1
0
11D2
O2D2
1
0
1
0
01D2
12D2
0
1
1
1
01D3
12D3
0
1
1
1
11D3
12D3
1
1
3）按图9-3接线。
图9-3
4）改变开关输入状态，借助指示灯或万用表观测输出，验证全加器功能。
5）10脚接地，13脚接电源。
改变开关输入状态，借助指示灯或万用表观测输出，验证全加器功能。
四、实验要求
1、分析数据选择器的逻辑功能。
2、分析用数据选择器实现全加功能的机理。
*实验六触发器实验
一、实验目的
1、掌握D触发器和J-K触发器的逻辑功能及触发方式。
2、熟悉现态和次态的概念及两种触发器的次态方程。
二、实验设备及器件
1、SAC-DS4数字逻辑电路实验箱1个
2、万用表1块
3、74LS74双D触发器1片
4、74LS112双J-K触发器1片
三、实验内容与步骤
1、74LS74Ｄ触发器逻辑功能测试
1）按图10-1接线。
图10-1
2）直接置位（SD）端复位（RD）端功能测试。
利用开关按表10-1改变
、
的逻辑状态（D,CP状态随意），借助指示灯或万用表观测相应的
、
状态，结果记入表10-1中。
表10-1
输入
输出
CP
D
Q
Φ
Φ
1
１→０
Φ
Φ
1
０→１
Φ
Φ
１→０
1
Φ
Φ
０→１
1
Φ
Φ
0
0
Φ－任意状态
3）Ｄ与CP端功能测试
从ＣＰ端输入单个脉冲,按表10-2改变开关状态。
将测试结果记入表10-2中。
表10-2
输入
输出Ｑn+1
D
CP
原状态Ｑn=0
原状态Ｑn=1
0
1
1
０→１
1
1
１→０
1
1
1
０→１
1
1
１→０
2、74LS112Ｊ－Ｋ触发器逻辑功能测试。
1）按图10-2接线。
图10-2
2）直接置位（
）复位（
）功能测试
利用开关按表10-3改变
和的
状态，J、K、CP可以为任意状态，借用指示灯和万用表观察输出状态并将结果记入表10-3中。
表10-3
输入
输出
CP
J
K
Q
Φ
Φ
Φ
1→0
1
Φ
Φ
Φ
0→1
1
Φ
Φ
Φ
1
1→0
Φ
Φ
Φ
1
0→1
Φ
Φ
Φ
0
0
Φ－任意状态
3）翻转功能测试。
图10-2中CP端加单脉冲，按表10-4利用开关改变各端状态，借助指示灯或万
用表观测输出端，状态记入表10-4。
表10-4
输入
输出Qn+1
J
K
CP
原状态Ｑn=0
原状态Ｑn=1
0
0
1
1
0→1
1→0
0
1
1
1
0→1
1→0
1
0
1
1
0→1
1→0
1
1
1
1
0→1
1→0
四、实验要求
1、整理实验数据填好表格.
2、分析各触发器功能.
3、交出完整的实验报告.
*实验七计数器实验
一、实验目的
1、掌握用触发器和门电路设计,装调同步任意进制计数器的方法。
2、掌握异步计数器的工作原理及输出波形。
3、熟悉中规模集成电路计数器的逻辑功能，使用方法及应用。
4、了解译码和显示器件的使用。
二、实验设备及器件
1、SAC-DS4数字逻辑电路实验箱1个
2、示波器1台
3、万用表1块
4、74LS90十进制计数器1片
5、74LS112双J-K触发器1片
6、74LS74双D触发器2片
7、74LS51双2-3输入与或非门2片
8、74LS11三3输入与门1片
9、74LS04六非门1片
三、实验内容与步骤
1、用D型触发器和门电路设计同步格雷码十进制加1计数器
（1）画状态转换图。
图15-1状态图
（2）列状态表。
表15-1
原
升级会员 