数字电路7大基础实验
数字电路7大基础实验-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
实验一门电路逻辑功能及测试
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及逻辑功能。
3．学习集成电路的测试方法及示波器使用方法。
二、实验仪器及材料
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及相应逻辑表达式．
2．熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途．
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。
1、电源部分
输出DC、+5V、+~+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数码管及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及地线不能接错。线接好后经实验指导
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，分别测输出电压及逻辑状态．
表1．1
输入输出
1234Y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
输入输出
A B
L L
L H
H L
H H
（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．
图
表1。4
S输出波形
1
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
数字电路基础实验2
数字电子电路的基础实验 实验2 数据选择器及其应用 一、实验目的 1、掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法； 2、掌握用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。 二、实验原理 数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图4.22所示，图中有四路数据D0～D3，通过选择控制信号 A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Q。数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有2选1、4选1、8选1、16选1等类别。数据选择器的电路结构一般由与或门阵列组成，也有用传输门开关和门电路混合而成的。 1、八选一数据选择器74HC151 图4.22 4选1数据选择器示意图图4.23 74LS151引脚排列 表4.12 八选一数据选择器74HC151的功能表 74HC151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图4.23所示，功能如表4.12所示。选择控制端（地址端）为A2～A0，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择 一个需要的数据送到输出端Q，S为使能端，低电平有效。 1）使能端S＝1时，不论A2～A0状态如何，均无输出（Q＝0，Q＝1），多路开关被禁止。2）、使能端S＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A2、A1、A0的状态选择D0～D7中某
一个通道的数据输送到输出端Q 。 如：A 2A 1A 0＝000，则选择D 0数据到输出端，即Q ＝D 0。 如：A 2A 1A 0＝001，则选择D 1数据到输出端,即Q ＝D 1，其余类推。 2、双四选一数据选择器 74HC153 双4选1数据选择器74HC153就是在一块集成芯片上有两个4选1数据选择器。引脚排列如图4.24所示，功能如表4.13所示。 表4.13 双四选一数据选择器74HC153的功能表 图4.24 74H C153引脚功能 、2为两个独立的使能端；A 1、A 0为公用的地址输入端；1D 0～1D 3和2D 0～2D 3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Q 1、Q 2为两个输出端。 1）当使能端S 1（S 2）＝1时，多路开关被禁止，无输出，Q ＝0。 2）当使能端S 1（S 2）＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A 1、A 0的状态，将相应的数据D 0～D 3送到输出端Q 。 如：A 1A 0＝00 则选择D O 数据到输出端，即Q ＝D 0。 A 1A 0＝01 则选择D 1数据到输出端，即Q ＝D 1，其余类推。 数据选择器的用途很多，例如多通道传输，数码比较，并行码变串行码，以及实现逻辑函数等。 3、数据选择器的应用—实现逻辑函数 例4.1：用8选1数据选择器74HC151实现函数: C B C A B A F ++= 采用8选1数据选择器74HC151可实现任意三输入变量的组合逻辑函数。作出函数F 的功能表，如表4.14所示，将函数F 功能表与8选1数据选择器的功能表相比较，可知 （1）将输入变量C 、B 、A 作为8选1数据选择器的地址码A 2、A 1、A 0。 （2）使8选1数据选择器的各数据输入D 0～D 7分别与函数F 的输出值一一相对应。 即：A 2A 1A 0＝CBA ， D 0＝D 7＝0 D 1＝D 2＝D 3＝D 4＝D 5＝D 6＝1 则8选1数据选择器74HC151的输出Q 便实现了函数 C B C A B A F ++=。接线图如图4.25所示。显然，采用具有n 个地址端的数据选择实现n 变量的逻辑函数时, 应将函数的输入变量加到数据选择器的地址端(A),选择器的数据输入端（D ）按次序以函数F 输出值来赋值。
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。
数字电路实验
数字电路实验 实验要求： 1. 遵守实验室规则，注意人身和仪器设备的安全。 2. 预习并按规范写好预习报告，否则不能参加实验。 3. 进入实验室后保持安静，对号入座， 4. 将预习报告置于实验桌右上角，待指导教师检查。 5. 完成实验任务后，保持实验现场，报请老师验收。验收时需清楚简练地向老师介绍实验情况、证明自己已完成了实验任务。 6.实验成绩由预习报告、实验效果与实验纪律、独立动手能力、实验报告等综合决定。 实验报告内容要求 1. 实验名称、实验者姓名、实验时间地点和指导教师等。 2. 实验目的与要求。 3. 实验用仪器仪表的名称和型号。 4. 实验电路和测试电路。包括实验所用的器件品种、数目和参数。 5. 实验内容、步骤，在这部分内容中，应用简明的语言或提纲给出实验的具体内容，步骤、记录实验中的原始数据，绘制出根据观察到的波形整理出的图表、曲线，反映在实验中遇到的问题及处理的经过。如对原实验方案进行了调整，则应写出调整方案的理由和调整情况。 6. 实验结果及分析。实验结果是对实验所得的原始数据进行分析计算后得出的结论。可以用数值或曲线表达，实验结果应满足实验任务的要求。 7. 实验小结。总结实验完成的情况，对实验方案和实验结果进行讨论，对实验中遇到的问题进行分析，简单叙述实验的收获、体会等。 8. 参考资料。记录实验进行前、后阅读的有关资料，为今后查阅提供方便。
实验一TTL与非门参数测试及使用 一、实验目的 1、学习TTL和CMOS门电路的逻辑功能测试方法，加深认识TTL与CMOS门电路的 电平差异。 2、通过测试TTL与非门的电压传输特性，进一步理解门电路的重要参数及其意义（包 括U OL、U OH、U ON、U OFF、U TH、U NL、U NH）。 3、了解一般的集成门电路器件的常用封装形式和引脚排列规律，掌握使用方法。 4、熟悉数字实验箱的结构和使用方法。 二、预习要求 1、TTL与CMOS门电路的逻辑功能及闲置输入端的处置方法。 2、电压传输特性曲线及其所表征的主要参数的意义。 3、设计实验数据纪录表格 三、实验内容 1、测试TTL与非门74LS00和CM0S或非门CC4001逻辑功能。 （1）识别72LS00和CC4001的封装及引脚排列。 （2）正确连接测试电路，特别注意直流工作电压的大小和极性。 （3）测试它们的真值表，要求纪录输入高低电平（U IL、U IH）和输出高低电平(U OL、U OH)。 （4）实验TTL和CMOS门电路的输入端悬空对门电路输出的影响。 2、测试TTL与非门电压传输特性。 （1）正确连接测试电路，特别注意实心电位器的连接，连接错误易损坏电位器。 （2）注意在特性曲线的转折处应适当增加测量点。 （3）正确读取数据并纪录。 四、实验报告 1、书写格式要规范，书写认真、字迹清晰。 2、实验报告内容要齐全 3、测试的原始数据要真实，不能随意修改原始数据。 4、绘制TTL门的传输特性曲线，并根据曲线标出U ON、U OFF、U TH及U NL、U NH。 5、实验结果分析与小结 实验二组合逻辑电路设计 一、实验目的 1、学习用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法，进一步掌握组合逻辑电路的 分析和设计方法。 2、学习用中规模集成电路实现组合逻辑函数的方法 3、学习数字电路实验中查找电路故障的一般方法。 二、预习要求 1、组合逻辑电路分析、设计的一般方法。 2、用译码器和数据选择器实现组合逻辑函数的方法。 3、画出用译码器74LS138实现半加器的电路图。 三、实验内容 1、用与非门实现半加器。
数字电路实验讲义
数字电路实验讲义 课题：实验一门电路逻辑功能及测试课型：验证性实验 教学目标：熟悉门电路逻辑功能，熟悉数字电路实验箱及示波器使用方法 重点：熟悉门电路逻辑功能。 难点：用与非门组成其它门电路 教学手段、方法：演示及讲授 实验仪器： 1、示波器； 2、实验用元器件 74LS00 二输入端四与非门 2 片 74LS20 四输入端双与非门 1 片 74LS86 二输入端四异或门 1 片 74LS04 六反相器 1 片 实验内容： 1、测试门电路逻辑功能 （1）选用双四输入与非门74LS20 一只，插入面包板（注意集成电路应摆正放平），按图1.1接线，输入端接S1～S4(实验箱左下角的逻辑电平开关的输出插口)，输出端接实验箱上方的LED 电平指示二极管输入插口D1～D8 中的任意一个。 （2）将逻辑电平开关按表1.1 状态转换，测出输出逻辑状态值及电压值填表。
2、逻辑电路的逻辑关系 （1）用74LS00 双输入四与非门电路，按图1.2、图1.3 接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.2，表1.3 中。 （2）写出两个电路的逻辑表达式。 3、利用与非门控制输出 用一片74LS00 按图1.4 接线。S 分别接高、低电平开关，用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用。 4、用与非门组成其它门电路并测试验证。
（1）组成或非门：
用一片二输入端四与非门组成或非门B = =，画出电路图，测试并填 + Y? A B A 表1.4。 （2）组成异或门： ①将异或门表达式转化为与非门表达式； ②画出逻辑电路图； ③测试并填表1.5。 5、异或门逻辑功能测试 （1）选二输入四异或门电路74LS86，按图1.5 接线，输入端1、2、4、5 接电平开关输出插口，输出端A、B、Y 接电平显示发光二极管。 （2）将电平开关按表1.6 的状态转换，将结果填入表中。
数字电路实验报告第七章触发器
数字电路与逻辑设计基础实验 任课教师：陈志坚 实验名称：触发器（实验七） 云南大学信息学院 一、实验目的 ⑴学习触发器逻辑功能的测试方法 ⑵进一步熟悉RS触发器、集成D触发器和JK触发器的逻辑功能及其触发方式二、实验器材 ⑴直流稳压电源、数字逻辑实验箱 ⑵74LS00、74LS74、74LS76 三、实验内容和仿真
1．基本RS触发器 基本RS触发器用与非门74LS00构成，按图7-1接好线。在输入端加上不同的信号，通过发光二极管观察电路输出端的状态。把结果填入自制的表中。 图7-1 基本RS触发器图7-2 D触发器的预置和清零功能 用带预置和清除的双D型触发器74LS74来测试上升沿触发集成D型触发器的逻辑功能。先按图7-2接线，在时钟脉冲的不同电平状态，改变预置端PRE 和清除端CLR的信号，通过发光二极管观察触发器的输出状态。把结果填入自制的表中。然后，按图7-3接线，测试D触发器的逻辑功能。 在D触发器的逻辑功能测试中，先将数据输入端D分别置入“0”或“1”，再用清零端CLR和预置端PRE分别将触发器的输出端清除为“0”或置位为“1”，最后再用单脉冲按钮向触发器的时钟输入端CLK发出脉冲的上升边沿和下降边沿，同时观察电路输出端Q的输出状态，把结果填入表7-1中。 注意：清零和置位之后，清除端CLK和预置端PRE必须置成“1”状态。 图7-3 D触发器逻辑功能测试7-4 JK触发器清除和预置功能的测试
D触发器仿真（1） D触发器仿真（2
1 3．JK触发器 用带预置和清除的双JK触发器74LS76来测试下降沿触发集成JK触发器的逻辑功能。先按图7-4接线，改变预置端PRE和清除端CLR的信号，通过发光二极管观察触发器Q输出端的输出状态。把结果填入自制的表中。然后，按图7-5接线，测试JK触发器的逻辑功能。 图7-5 JK触发器逻辑功能测试
数字电路实验
实验2 组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算） 一、实验目的 1.掌握组合逻辑电路的功能测试。 2.验证半加器和全加器的逻辑功能。 3.学会二进制数的运算规律。 二、实验仪器及材料 1.Dais或XK实验仪一台 2.万用表一台 3.器件：74LS00 三输入端四与非门3片 74LS86 三输入端四与或门1片 74LS55 四输入端双与或门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.学习二进制数的运算。 四、实验内容 1.组合逻辑电路功能测试。 图2－1 ⑴用2片74LS00组成图2－1所示逻辑电路。为便于接线和检查，在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。 ⑵图中A、B、C接电平开关，Y1、Y2接发光管显示。 ⑶按表2－1要求，改变A、B、C的状态填表并写出Y1、Y2逻辑表达式。 ⑷将运算结果与实验比较。
2.测试用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器的逻辑功能。 根据半加器的逻辑表达式可知，半加器Y是A、B的异或，而进位Z是A、B相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图2－2。 图2－2 ⑴在实验仪上用异或门和与门接成以上电路。A、B接电平开关S，Y、Z接电平显示。 ⑵按表2－2要求改变A、B状态，填表。 3.测试全加器的逻辑功能。 ⑴写出图2－3电路的逻辑表达式。 ⑵根据逻辑表达式列真值表。 ⑶根据真值表画逻辑函数SiCi的卡诺图。 图2－3 ⑷填写表2－3各点状态。
⑸按原理图选择与非门并接线进行测试，将测试结果记入表2－4，并与上表进行比较看逻辑功能是否一致。 4.测试用异或、与或和非门组成的全加器的逻辑功能。 全加器可以用两个半加器和两个与门一个或门组成，在实验中，常用一块双异或门、一个与或门和一个非门实现。 ⑴画出用异或门、与或非门和与门实现全加器的逻辑电路图,写出逻辑表达式。 ⑵找出异或门、与或非门和与门器件，按自己画出的图接线。接线时注意与或非门中不用的与门输入端接地。 ⑶当输入端Ai、Bi、Ci－1为下列情况时，用万用表测量Si和Ci的电位并将其转为逻辑状态填入表2－5。 五、实验报告 1.整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论。 2.总结组合逻辑电路的分析方法。 实验3 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、实验仪器及材料 1．双踪示波器一台 2．Dais或XK实验仪一台 3．器件74LS00 二输入端四与非门1片 74LS74 双D触发器1片 74LS112 双J-K触发器1片 二、实验内容
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;
数字电路实验 计数器的设计
数字电路与逻辑设计实验报告实验七计数器的设计 姓名：黄文轩 学号：17310031 班级：光电一班
一、实验目的 熟悉J-K触发器的逻辑功能，掌握J-K触发器构成异步计数器和同步计数器。 二、实验器件 1.数字电路实验箱、数字万用表、示波器。 2.虚拟器件: 74LS73，74LS00, 74LS08, 74LS20 三、实验预习 1. 复习时序逻辑电路设计方法 ①根据设计要求获得真值表 ②画出卡诺图或使用其他方式确定状态转换的规律 ③求出各触发器的驱动方程 ④根据已有方程画出电路图。 2. 按实验内容设计逻辑电路画出逻辑图 Ⅰ、16进制异步计数器的设计 异步计数器的设计思路是将上一级触发器的Q输出作为下一级触发器的时钟信号，置所有触发器的J-K为1，这样每次到达时钟下降沿都发生一次计数，每次前一级 触发器从1变化到0都使得后一级触发器反转，即引发进位操作。 画出由J-K触发器组成的异步计数器电路如下图所示：
使用Multisim仿真验证电路正确性，仿真图中波形从上到下依次是从低位到高位 触发器的输出，以及时钟信号。： 可以看出电路正常执行16进制计数器的功能。 Ⅱ、16进制同步计数器的设计 较异步计数器而言，同步计数器要求电路的每一位信号的变化都发生在相同的时间点。
因此同步计数器各触发器的时钟脉冲必须是同一个时钟信号，这样进位信息就要放置在J-K 输入端，我们可以把J-K端口接在一起，当时钟下降沿到来时，如果满足进位条件(前几位触发器输出都为1)则使JK为1，发生反转实现进位。 画出由J-K触发器和门电路组成的同步计数器电路如下图所示 使用Multisim仿真验证电路正确性，仿真图中波形从上到下依次是从低位到高位触发器的输出，计数器进位输出，以及时钟信号。：
数字电路实验指导书
数字电路实验指导书 上海大学精密机械工程系2010年10月
目录 一、概述 二、实验一基本电路逻辑功能实验 三、实验二编码器实验 四、实验三寄存器实验 五、实验四译码器实验 六、实验五比较器实验 七、实验六加法器实验 八、实验七计数器实验 九、附录一数字电路实验基本知识 十、附录二常用实验器件引脚图 十一、附录三实验参考电路 十二、附录四信号定义方法与规则十三、附录五 DS2018实验平台介绍
前言 《数字电路A》课程是机电工程及自动化学院机械工程自动化专业和测控技术与仪器专业的学科基础必修课。课程介绍数字电路及控制系统的基本概念、基本原理和应用技术，使学生在数字电路方面具有一定的理论知识和实践应用能力。该课程是上海大学和上海市教委的重点课程建设项目和上海大学精品课程，课程教学内容和方式主要考虑了机械类专业对电类知识的需求特点，改变了电子专业类（如信息通信、电气自动化专业）这门课比较注重教授理论性和内部电路构成知识的方式，加强应用设计性实验，主要目的是让学生能在理论教学和实验中学会解决简单工程控制问题的基本方法和技巧，能够设计基本的实用逻辑电路。 本书是《数字电路A》的配套实验指导书，使用自行开发的控制系统设计实验箱，所有实验与课堂理论教学相结合，各实验之间相互关联，通过在实验箱上设计构建不同的数字电路功能模块，以验证理论教学中学到的各模块作用以及模块的实际设计方法。在所有功能模块设计结束后，可以将各模块连接在一起，配上输入输出装置，构成一个完整的工程控制系统。 为本课程配套的输入输出装置是颗粒糖果自动灌装控制和一维直线运动控制，颗粒糖果自动灌装系统的框图如下图所示： 颗粒糖果灌装系统框图 本套实验需要设计的功能模块包括：编码器、寄存器、译码器、比较器、加法器、计数器、光电编码器辩向处理电路、步进电机旋转控制环形分配电路等。
数字电子技术基础实验指导书
《电子技术基础》实验指导书 电子技术课组编 信息与通信工程学院
实验三基本门电路逻辑功能的测试 一.实验类型——验证性+设计 二.实验目的 1.熟悉主要门电路的逻辑功能； 2.掌握基本门电路逻辑功能的测试方法； 3.会用小规模集成电路设计组合逻辑电路。 三.实验原理 1.集成电路芯片介绍 数字电路实验中所用到的集成芯片多为双列直插式，其引脚排列规则如图1-1。其识别方法是：正对集成电路型号或看标记（左边的缺口或小圆点标记），从左下角开始按逆时针方向以1，2，3…依次排列到最后一脚。在标准形TTL 集成电路中，电源端Vcc一般排在左上端，接地端（GND）一般排在右下端，如74LS00。若集成芯片引脚上的功能标号为NC，则表示该引脚为空脚，与内部电路不连接。本实验采用的芯片是74LS00二输入四与非门、74LS20四输入二与非门、74LS02二输入四或非门、74LS04六非门，逻辑图及外引线排列图见图1-1。 图1-1 逻辑图及外引线排列
2.逻辑表达式: 非门 1-1 2输入端与非门 1-2 4输入端与非门 1-3 或非门 1-4 对于与非门,其输入中任一个为低电平“0”时，输出便为高电平“1”。只有当所有输入都为高电平“1”时，输出才为低电平“0”。对于TTL 逻辑电路，输入端如果悬空可看做；逻辑1，但为防止干扰信号引入，一般不悬空，可将多余的输入端接高电平或者和一个有用输入端连在一起。对MOS 电路输入端不允许悬空。对于或非门，闲置输入端应接地或低电平。 四.实验内容及步骤 1.逻辑功能测试 ①与非门逻辑功能的测试： * 将74LS20插入实验台14P 插座，注意集成块上的标记，不要插错。 * 将集成块Vcc 端与电源+5V 相连，GND 与电源“地”相连。 * 选择其中一个与非门，将其4个输入端A 、B 、C 、D 分别与四个逻辑开关相连，输出端Y 与逻辑笔或逻辑电平显示器相连，如图1-2。根据表1-1中输入端的不同状态组合，分别测出输出端的相应状态，并将结果填入其中。 ②或非门逻辑功能的测试： 表1-1
北京邮电大学数字电路实验报告
北京邮电大学数字电路实验报告
北京邮电大学 数字电路与逻辑设计实验 实验报告 实验名称：QuartusII原理图输入 法设计与实现 学院：北京邮电大学 班级： 姓名： 学号：
一．实验名称和实验任务要求 实验名称：QuartusII原理图输入法设计与实现 实验目的：⑴熟悉用QuartusII原理图输入法进行电路设计和仿真。 ⑵掌握QuartusII图形模块单元的生成与调用； ⑶熟悉实验板的使用。 实验任务要求：⑴掌握QuartusII的基础上，利用QuartusII用逻辑 门设计实现一个半加器，生成新的半加器图像模 块。 ⑵用实验内容（1）中生成的半加器模块以及逻辑门 实现一个全加器，仿真验证其功能，并能下载到实 验板上进行测试，要求用拨码开关设定输入信号， 发光二级管显示输出信号。 ⑶用3线—8线译码器（74L138）和逻辑门实现要求 的函数：CBA F+ C + =,仿真验证其 + B C B A A A B C 功能，，并能下载到实验板上进行测试，要求用拨 码开关设定输入信号，发光二级管显示输出信号。二．设计思路和过程 半加器的设计实现过程：⑴半加器的应有两个输入值，两个输出值。 a表示加数，b表示被加数，s表示半加和， co表示向高位的进位。
⑵由数字电路与逻辑设计理论知识可知b a s ⊕=;b a co ?= 选择两个逻辑门：异或门和与门。a,b 为异或门和与门的输入，S 为异或门的输出，C 为与门的输出。 (3)利用QuartusII 仿真实现其逻辑功能，并生成新的半加器图形模块单元。 (4)下载到电路板，并检验是否正确。 全加器的设计实现过程：⑴全加器能够由两个半加器和一个或门构成。全加器有三个输入值a,b,ci ，两个输 出值s,co ：a 为被加数，b 为加数，ci 为低 位向高位的进位。 ⑵全加器的逻辑表 示式为： c b a s ⊕⊕= b a ci b a co ?+?⊕=)(
数字逻辑实验、知识点总结(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】 数字逻辑实验报告、总结 专业班级：计算机科学与技术3班 学号：41112115 姓名：华葱 一、 实验目的 1． 熟悉电子集成实验箱的基本结构和基本操作 2． 通过实验进一步熟悉各种常用SSI 块和MSI 块的结构、 各管脚功能、工作原理连接方法 3． 通过实验进一步理解MSI 块的各输入使能、输出使能的 作用（存在的必要性） 4． 通过实验明确数字逻辑这门课程在计算机专业众多课 程中所处的位置，进一步明确学习计算机软硬件学习的 主线思路以及它们之间的关系学会正确学习硬件知识 的方法。 二、 实验器材 1． 集成电路实验箱 2． 导线若干 3． 14插脚、16插脚拓展板 4． 各种必要的SSI 块和MSI 块 三、 各次实验过程、内容简述 （一） 第一次实验：利用SSI 块中的门电路设计一个二进制一 位半加器 1. 实验原理：根据两个一位二进制数x 、y 相加的和与 进位的真值表，可得：和sum=x 异或y ，进位C out =x ×y 。相应电路： 2. 实验内容： a) 按电路图连接事物，检查连接无误后开启电源 b) 进行测试，令 y>={<0,0>,<0,1>,<1,0>,<1,1>}，看输出位sum 和C out 的变化情况。 c) 如果输出位的变化情况与真值表所述的真值相 应，则达到实验目的。 （二） 第二次实验：全加器、74LS138译码器、74LS148编码器、 74LS85比较器的测试、使用，思考各个输入、输出使能 端的作用 1. 实验原理： a) 全加器 i. 实验原理： 在半加器的基础上除了要考虑当前两个二进制为相 加结果，还要考虑低位（前一位）对这一位的进位 问题。由于进位与当前位的运算关系仍然是和的关 系，所以新引入的低位进位端C in 应当与当前和sum 再取异或，而得到真正的和Sum ；而进位位C out 的 产生有三种情况： 『数字电子技术基础实验指导书』 实验一实验设备认识及门电路 一、目的： 1、掌握门电路逻辑功能测试方法； 2、熟悉示波器及数字电路学习机的使用方法； 3、了解TTL器件和CMOS器件的使用特点。 二、实验原理 门电路的静态特性。 三、实验设备与器件 设备 1、电路学习机一台 2、万用表两快 器件 1、74LS00 一片（四2输入与非门） 2、74LS04 一片（六反向器） 3、CD4001 一片（四2输入或非门） 四、实验内容和步骤 1、测试74LS04的电压传输特性。按图1—1连好线路。调节电位器，使V I 在0~+3V间变化， 记录相应的输入电压V 1和输入电压V 的值。至少记录五组数据，画出电压传输特性。 2、测试四二输入与非门74LS00的输入负载特性。测试电路如图1—2所示。请用万用表测 试，将V I 和V O 随R I 变化的值填入表1—1中,画出曲线。 表1－1 3、测试与非门的逻辑功能。 测量74LS00二输入与非门的真值表：将测量结果填入表1—2中。 表1—2 4、测量CD4001二输入或非门的真值表，将测量结果填入表1-2中。 注意CMOS 电路的使用特点：应先加入电源电压，再接入输入信号；断电时则相反，应先测输入信号，再断电源电压。另外，CMOS 电路的多余输入端不得悬空。 五、预习要求 1、阅读实验指导书，了解学习机的结构； 2、了解所有器件（74LS00，74LS04，CD4001）的引脚结构； 3、TTL 电路和CMOS 电路的使用注意事项。 图1－1 图1－2 300V O 一、实验目的 1、学习并掌握小规模芯片（SSI）实现各种组合逻辑电路的方法； 2、学习用仪器检测故障，排除故障。 二、实验原理 用门电路设计组合逻辑电路的方法。 三、实验内容及要求 1、用TTL与非门和反向器实现“用三个开关控制一个灯的电路。”要求改变任一开关状态都能控制灯由亮到灭或由灭到亮。试用双四输入与非门74LS20和六反向器74LS04和开关实现。测试其功能。 2、用CMOS与非门实现“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；而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，如果输血者的血型符合规定电路，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 3、TTL与非门和反向器实现一组逻辑电路，其功能自行选定。 四、实验设备及器件 1、数字电路学习机一台 2、74LS20 三片（双四输入与非门） 3、74LS04 一片（六反向器） 4、CD4011 两片（四二输入与非门） 五、预习要求 1、自行设计电路，画出接线图（用指定器件设计）。 2、制定测试逻辑功能方案，画出必要的表格。 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。 数字电路实验讲义 目录 1 数字电路实验箱简介 2 实验一基本门电路和触发器的逻辑功能测试 3 实验二常用集成组合逻辑电路（MSI）的功能测试及应用 4 实验三常用中规模集成时序逻辑电路的功能及应用 5 实验四组合逻辑电路的设计 6 实验五时序逻辑电路的设计 7 实验六综合设计实验 8 附录功能常用芯片引脚图 数字电路实验箱简介 TPE系列数字电路实验箱是清华大学科教仪器厂的产品，该实验箱提供了数字电路实验所必需的基本条件。如电源，集成电路接线板，逻辑电平产生电路，单脉冲产生电路和逻辑电平测量显示电路，实验箱还为复杂实验提供了一些其他功能。 下面以JK触发器测试为例说明最典型的测试电路，图1为74LS112双JK触发器的测试电路。其中Sd、Rd 、J、K为电平有效的较入信号，由实验箱的逻辑电平产生电路提供。CP为边沿有效的触发信号，由单脉冲产生电路提供。Q和为电路的输出，接至逻辑电平测量显示电路，改变不同输入的组合和触发条件，记录对应的输出，即可测试该触发器的功能。 逻辑电平测量显示 图1. JK触发器测试电路 实验一 基本门电路和触发器的逻辑功能测试 一、 实验目的 1、掌握集成芯片管脚识别方法。 2、掌握门电路逻辑功能的测试方法。 3、掌握RS 触发器、JK 触发器的工作原理和功能测试方法。 二、实验设备与器件 1、数字电路实验箱 2、万用表 3、双列直插式组件 74LS00：四—2输入与非门 74LS86：四—2输入异或门 74LS112：双J-K 触发器 三、实验原理与内容 1、测试与非门的逻辑功能 74LS00为四—2输入与非门，在一个双列直插14引脚的芯片里封装了四个2输入与非门，引脚图见附录。14脚为电源端，工作时接5V,7脚为接地端，1A ，113和1Y 组成一个与非门， B A Y 111?=。剩余三个与非门类似。按图1—1连接实验电路。改变输信号，测量对应输出， 填入表1—1中，验证其逻辑功能。 测 量 显 示 逻 辑 电 平 图1—1 74LS00测试电路 数字电路实验课程教学大纲 一、课程的基本信息 适应对象：电子科学与技术电子信息工程通信工程 课程代码：AAD00813 学时分配：16 赋予学分：1 先修课程：电路分析低频电子线路 后续课程：信号系统单片机原理与接口技术 二、课程性质与任务 数字电路实验为专业基础实验，面向电子信息工程、电子科学与技术、通信工程专业开设的独立设置的实验课程及课内实验。通过本课程的学习使学生进一步掌握常用仪器的使用，并掌握数字电路基本知识、常用芯片的功能及参数以及中、大规模器件的应用，掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。同时通过学习，可以培养学生独立思考、独立解决问题的能力，加强动手能力的培养，使学生掌握数字电路的设计方法。 三、教学目的与要求 本课程是一门集理论与实践与一体的课程。学生通过本课程的学习，能够掌握各种基本逻辑门电路的结构和功能；掌握各种组合逻辑电路的分析和设计方法；熟悉常用的触发器，并会对常用的时序电路进行分析；对较复杂的数字系统的分析方法能有所了解；掌握各种电子电路和系统的测试方法和技能。 四、教学内容与安排 实验项目设置与内容提要 虚拟实验项目设置与内容提要 五、教学设备和设施 DZX-1 电子学综合实验装置示波器数字电路虚拟实验系统 六、课程考核与评估 实验成绩由虚拟实验成绩、平时实验成绩和考核成绩组成，虚拟实验成绩占20%，平时实验成绩占50%，考核成绩占30%。平时实验成绩由实验操作成绩和实验报告成绩组成，实验操作成绩占平时实验成绩的70%；实验报告成绩占平时实验成绩的30%。实验操作主要考察学生对实验电路的设计难易程度、电路连接调试、问题解决的能力，是否能够达到设计要求；实验报告主要考察学生对实验涉及的理论知识的掌握，对实验得到的结论和现象是否能够正确理解和分析，并能够合理的解释实验中出现的问题，正确判断实验的成功、失败。 数字电子电路的基础实验 实验3 触发器及其应用 一、实验目的 1、掌握基本RS 、JK 、D 和T 触发器的逻辑功能； 2、掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法； 3、掌握触发器之间相互转换的方法。 二、实验原理 触发器具有两个稳定状态，分别表示逻辑状态“1”和“0”。在一定的外界信号作用下，它可以从 一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。 1、 基本RS 触发器 图4.29为由两个与非门交叉耦合构成的基本RS 触发器，它是无时钟控制低电平直接触发的触发器。基本RS 触发器具有置“0”、置“1”和“保持”三种功能。通常称S 为置“1”端，因为S ＝0（R ＝1）时触发器被置“1”；R 为置“0”端，因为R ＝0（S ＝1）时触发器被置“0”，当S ＝R ＝1时状态保持；S ＝R ＝0时，触发器状态不定，应避免此种情况发生，表4.18为基本RS 触发器的功能表。基本RS 触发器。也可以用两个“或非门”组成，此时为高电平触发有效。 2、JK 触发器 在输入信号为双端的情况下，JK 触发器是功能完善、使用灵活和通用性较强的一种触发器。本实验采用74HC112双JK 触发器，是下降边沿触发的边沿触发器。引脚功能及逻辑符号如图4.30所示。JK 触发器的状态方程为：Q n+1 ＝J Q n ＋K Q n 表4.18 基本RS 触发器的功能表 图4.29 基本RS 触发器 J 和K 是数据输入端，是触发器状态更新 的依据，若J 、K 有两个或两个以上输入端时， 组成“与”的关系。Q 与Q 为两个互补输出 端。通常把 Q ＝0、Q ＝1的状态定为触 发器“0”状态；而把Q ＝1，Q ＝0定为 “1”状态下降沿触发JK 触发器的功能如 表4.19所示。 注：×为 任意态, ↓为高到低电平跳变, 图4.30 74HC112的引脚排列图及逻辑符号 B A ?B A 电子信息与机电工程学院电子技术实验室编写 2009年9月 目录 实验注意事项 (1) 实验一仪器使用及逻辑电路实验 (2) 实验二集成逻辑门电路的基本应用 (7) 实验三组合逻辑电路的实验分析 (9) 实验四组合逻辑电路设计与测试 (9) 实验五触发器的功能测试....................................... (11) 实验六计数器的应用......................................... (14) 附录A 数字集成电路（TTL电路）的使用规则................... ..16 附录B 常用芯片的引脚号和信号名称.. (17) 附录C DZX-1型电子学综合实验装置使用说明.……...…… .. 16 实验注意事项 1、实验前认真阅读实验指导书，熟悉实验目的、实验内容及实验步骤。 2、进入实验室后，必须严格遵守实验室的一切规章制度。按已分好的小组进行实验。 3、了解并熟悉实验设备及器件（从附录B中查清所选用集成块的引脚及功能，特别注意集成块V CC及GND的接线不能错），按实验要求连好线路，自已检查无误或经指导教师同意，方可通电继续进行实验。 4、发生事故时，应立即断开电源，保持现场，待找出并排除故障后，方可继续进行实验。 5、实验过程中仔细观察实验现象，认真做好记录。 6、需要变更原实验线路进行后面实验内容时，必须先切断电源，不能带电插拔元器件。 7、培养踏实、严谨、实事求是的科学作风。 8、爱护实验室财物，当发生仪器、设备损坏时，必须认真检查原因，并立即告知教师及实验室管理员，以便按实验室有关条例处理。 9、保持实验室内安静、整洁以及良好的秩序。实验结束应将仪器、元件、导线等整理好放妥，并协助实验室管理员搞好清洁卫生。数字电子技术基础实验指导书
数字电路实验讲义
数字电路实验讲义
数字电路实验大纲
数字电路基础实验3
《数字电路》实验讲义