數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)2015.doc

數(shù) 字 電 路實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書(shū)廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院電氣工程系目 錄實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概術(shù)3一、主要技術(shù)性能3二、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基本組成4三、使用方法12四、故障排除13五、基本實(shí)驗(yàn)部分14實(shí)驗(yàn)一 門(mén)電路邏輯功能及測(cè)試14實(shí)驗(yàn)二 組合邏輯電路（半加器全加器及邏輯運(yùn)算）18實(shí)驗(yàn)三 譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器43實(shí)驗(yàn)四 觸發(fā)器（一）R-S，D，J-K22實(shí)驗(yàn)五 時(shí)序電路測(cè)試及研究28實(shí)驗(yàn)六 集成計(jì)數(shù)器161（設(shè)計(jì)）30實(shí)驗(yàn)七 555時(shí)基電路(綜合)33實(shí)驗(yàn)八 回路優(yōu)先判決電路(綜合)43附錄一 DSG-5B型面板圖45附錄二 DSG-5D3型面板圖47附錄三 常用基本邏輯單元國(guó)際符號(hào)與非國(guó)際符號(hào)對(duì)照表48附錄四 半導(dǎo)體集成電路型號(hào)命名法51附錄五 集成電路引腳圖54實(shí) 驗(yàn) 系 統(tǒng) 概 述本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是根據(jù)目前我國(guó)“數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)大綱”的要求，配合各理工科類(lèi)大專(zhuān)院校學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)“數(shù)字基礎(chǔ)課程，而研發(fā)的新一代實(shí)驗(yàn)裝置。”配上Lattice公司ispls1032E可完成對(duì)復(fù)雜邏輯電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，編譯和下載，即可掌握現(xiàn)代數(shù)字電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，跨入EDA設(shè)計(jì)的大門(mén)。一、主要技術(shù)性能1、電源：采用高性能、高可靠開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源、過(guò)載保護(hù)及自動(dòng)恢復(fù)功能。輸入：AC220V10%輸出：DC5V/2ADC12V/0.5A2、信號(hào)源：（1）單脈沖：有兩路單脈沖電路采用消抖動(dòng)的R-S電路，每按一次按鈕開(kāi)關(guān)產(chǎn)生正、負(fù)脈沖各一個(gè)。（2）連續(xù)脈沖：10路固定頻率的方波1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。（3）一路連續(xù)可調(diào)頻率的時(shí)鐘，輸出頻率從1KHz100KHz的可調(diào)方波信號(hào)。（4）函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出波形：方波、三角波、正弦波頻率范圍：分四檔室2HZ20HZ、20HZ200HZ、200HZ2KHZ、2KHZ20HZ。3、16位邏輯電平開(kāi)關(guān)（K0K15）可輸出“0”、“1”電平同時(shí)帶有電平指示，當(dāng)開(kāi)關(guān)置“1”電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的指示燈亮，開(kāi)關(guān)置“0”電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的指示燈滅，開(kāi)關(guān)狀態(tài)一目了然。4、16位電平指示（L0L15）由紅、綠燈各16只LED及驅(qū)動(dòng)電路組成。當(dāng)正邏輯“1”電平輸入時(shí)LED紅燈點(diǎn)亮，反之LED綠燈點(diǎn)亮。5、數(shù)字顯示（LED1LED8）（1）LED1LED6是由二十進(jìn)制七段譯碼器CD4511與相應(yīng)的共陰LED數(shù)碼管，在每一位譯碼器的四個(gè)輸入端A、B、C、D面板設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)為8、4、2、1輸入四位00001001之間的代碼數(shù)碼管即顯示同09的十進(jìn)制數(shù)字。（2）LED7LED8兩位七段顯示器，段碼a、b、c、d、e、f、g、h七段經(jīng)1K電阻到輸入插孔。6、小喇叭及驅(qū)動(dòng)電路。提供時(shí)鐘報(bào)進(jìn)、報(bào)警、音樂(lè)用等發(fā)聲裝置。7、內(nèi)置1K、10K、100K電位器，可作為調(diào)電壓輸出用。8、有四組BCD碼撥碼盤(pán)，可產(chǎn)生四組BCD碼數(shù)字信號(hào)。9、內(nèi)置10MHZ數(shù)字式頻率計(jì)。用作頻率測(cè)量。10、開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)區(qū)（1）提供鎖緊插座14芯2只、16芯3只、20芯3只、40芯2只用于擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)，如A/D或D/A等。11、可編程邏輯器件電路實(shí)驗(yàn)可配裝Lattice EDA-1032E或Altera EDA-10K10下載板，進(jìn)行大規(guī)模數(shù)字電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。二、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基本電路組成1、系統(tǒng)布局圖1：為實(shí)驗(yàn)儀布局圖2、電源實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所配電源有四路，一路為+5V/3A，另兩路為12V/0.5A。電源部分由電源線(xiàn)、電源插座、交流220V電源帶燈開(kāi)關(guān)和開(kāi)關(guān)電源組成。電源插座和電源開(kāi)關(guān)裝在機(jī)箱的后面，電源插座內(nèi)帶有可更換的保險(xiǎn)絲管。開(kāi)關(guān)電源裝在機(jī)箱內(nèi)，具有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)及自動(dòng)恢復(fù)功能，該電源可靠性高，抗短路能力強(qiáng)。3、時(shí)鐘電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配有10路精確的時(shí)鐘：1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。10MHz時(shí)鐘由石英晶體振蕩器產(chǎn)生，精確度高。其余9路時(shí)鐘由10MHZ時(shí)鐘源經(jīng)74HC390分頻后產(chǎn)生。如圖所示圖2-1（5D3型）另外還提供一路連續(xù)可調(diào)頻率的時(shí)鐘，輸出頻率從1KHz100KHz的可調(diào)方波信號(hào)。它采用CMOS器件7555組成的振蕩線(xiàn)路。如圖所示：圖2-2 （5D3型）4、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出波形：方波、三角波、正弦波幅值：正弦波：04V（14V為峰峰值，且正負(fù)對(duì)稱(chēng)）三角波：024V（24V為峰峰值，且正負(fù)對(duì)稱(chēng)）方 波：024V（24V為峰峰值，且正負(fù)對(duì)稱(chēng)）頻率范圍：分四檔2HZ20HZ、20HZ200HZ、200HZ2KHZ、2KHZ20KHZ。函數(shù)發(fā)生器采用ICL8038單片集成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器電路，內(nèi)部它由恒流源I2和I1電壓比較器A和B、觸發(fā)器、緩沖器和三角波變弦波電路等組成。其原理圖如圖2-3（A） （5D2、5D3型） 圖示2-3（B） （5D2型、5D3型）5、十六位二進(jìn)制“01”電平顯示器（L0L15）采用6片74LS04電路驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管。當(dāng)輸入端為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的紅色發(fā)光二極管點(diǎn)亮，表示邏輯“1”當(dāng)輸入端為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的綠色發(fā)光二極管點(diǎn)亮，表示邏輯為“0”輸入端每路均有保護(hù)電路。電路如圖：圖2-46、十六位邏輯開(kāi)關(guān)（K0K15）邏輯電平開(kāi)關(guān)由16個(gè)鈕子開(kāi)關(guān)組成，其電路如圖，當(dāng)開(kāi)關(guān)往上撥時(shí)，產(chǎn)生邏輯高電平“1”；當(dāng)開(kāi)關(guān)往下?lián)軙r(shí)，產(chǎn)生邏輯低電平“0”。圖2-57、單脈沖電路單脈沖電路有2路，單脈沖電路采用消抖動(dòng)的R-S電路，每按一次單脈沖鍵，產(chǎn)生正、負(fù)脈沖各一個(gè)。電路如圖： 圖2-68、二十進(jìn)制七段譯碼顯示（1）二十進(jìn)制七段譯碼顯示器共6位，每位分a、b、c、d、e、f、g七段，譯碼器采用CD4511，顯示器采用共陰0.5英寸顯示器。譯碼器的輸入端對(duì)應(yīng)每一位的8、4、2、1插孔并都有保護(hù)電路，下圖為二十進(jìn)制七段譯碼顯示器電路圖：圖2-7（2）二十進(jìn)制X段顯示器圖2-8LED7LED8兩位七段顯示器，段碼a、b、c、d、e、f、g七段，經(jīng)1K電阻到輸入插孔。9、BCD碼撥盤(pán)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)提供4組BCD碼撥盤(pán)開(kāi)關(guān)，輸出4組8421碼，撥盤(pán)開(kāi)關(guān)的最右邊為個(gè)位，最左邊為千位，作為BCD碼數(shù)字量輸入用。10、數(shù)字頻率計(jì)系統(tǒng)提供一個(gè)10MHZ數(shù)字顯示頻率計(jì)。在使用時(shí)，將頻率計(jì)右邊的GND插孔連到+5V中GND插孔，IN插孔接被測(cè)頻率源，顯示器上就會(huì)顯示測(cè)得頻率值。11、多頻率信號(hào)源時(shí)鐘電路16M晶振、74LS04、74LS74等元件組成，其電路如圖2-9A，由16M晶振、74LS04等元件組成振蕩電路，再由74LS74電路分頻整形輸出，輸出2MHz、1MHz方波信號(hào)。再由1MHz方波信號(hào)經(jīng)6級(jí)十進(jìn)制分頻，產(chǎn)生100KHz、10KHz、1KHz、100Hz、10Hz、1Hz方波信號(hào)，見(jiàn)圖2-9B。12、時(shí)序發(fā)生器及啟停電路時(shí)序發(fā)生器及啟停電路如圖2-10，MF為時(shí)鐘輸入端，時(shí)鐘頻率可從1MHz、100KHz中選擇1個(gè)連接。KB開(kāi)關(guān)為單拍和連續(xù)輸出時(shí)序信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)往上撥時(shí)，輸出單拍的時(shí)序信號(hào)；當(dāng)開(kāi)關(guān)往下?lián)軙r(shí)，輸出連續(xù)的時(shí)序信號(hào)。時(shí)鐘選擇信號(hào)的出廠連接為1MHz。圖2-10。13、連續(xù)可調(diào)脈沖采用雙時(shí)基電路和由工關(guān)KA切換通過(guò)電位器調(diào)節(jié)經(jīng)雙二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器產(chǎn)生1Hz5KHz連續(xù)可調(diào)方波，另一組為4路固定頻率方波，頻率為200KHz、100KHz、50KHz、25KHz，見(jiàn)圖2-11。14、小喇叭及驅(qū)動(dòng)電路圖2-12（5D3型）這部分由可控振蕩電路、喇叭和驅(qū)動(dòng)電路組成。如圖所示。當(dāng)DJ1用短路片接通時(shí)，它是一個(gè)聲源，可做報(bào)警或報(bào)時(shí)使用。如果“KONGZHI”插孔接高電平，則振蕩電路輸出頻率為2KHZ左右的方波，驅(qū)動(dòng)喇叭鳴叫。當(dāng)控制插孔接低電平時(shí)，振蕩電路輸出為低電平，喇叭不鳴叫。當(dāng)DJ1開(kāi)路時(shí)，可從“IN”插孔向喇叭的驅(qū)動(dòng)三極管基極送一定頻率的方波信號(hào)，直接控制喇叭按希望的頻率變化發(fā)聲，供音樂(lè)實(shí)驗(yàn)用。15、可編程邏輯器件電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)右上角可按裝一塊600門(mén)的PLD芯片，ispls1032E下載（EDA-1032），用戶(hù)使用ispEXPERT軟件設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)的軟件邏輯通過(guò)1032E模塊板其下邊的ISP接口下載到PLD芯片中，成為硬件邏輯電路。用戶(hù)在下載完P(guān)LD配置數(shù)據(jù)后，可用導(dǎo)線(xiàn)將PLD芯片與周?chē)嘘P(guān)的輸入電路，輸出電路、控制電路相連，從而來(lái)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的邏輯是否正確。如果有錯(cuò)誤或需修改邏輯功能，可以很方便地重新設(shè)計(jì)、編譯和下載，真正達(dá)到“硬件設(shè)計(jì)軟件化”的目標(biāo)。通過(guò)ispEXPERT軟件的學(xué)習(xí)和使用，也可掌握現(xiàn)代數(shù)字電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，跨入EDA設(shè)計(jì)的大門(mén)。（DSG-5B、5D2型、5D3型）。Lattice ilpls1032E EDA-1032E（ABEL語(yǔ)言）Altera EPF10k10 EDA-10K10（VHDL語(yǔ)言）三、使用方法：1、將標(biāo)有220V的電源線(xiàn)扦入市電扦座，接通開(kāi)關(guān)，面板指示燈亮，表示實(shí)驗(yàn)器電源工作正常。2、連接線(xiàn)：本實(shí)驗(yàn)器采用疊扦式專(zhuān)用扦接線(xiàn)，連接牢固可靠，且可一點(diǎn)疊扦，扦入后按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)20-30度即鎖緊，不要過(guò)于用力，以免扦入太緊不易拆除，撥出時(shí)按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。注意：撥出時(shí)不要直接拉導(dǎo)線(xiàn)，以免損壞導(dǎo)線(xiàn)。3、IC扦入扦座前應(yīng)調(diào)整好雙列引腳間距，注意I C芯片的缺口方向，仔細(xì)對(duì)準(zhǔn)扦座缺口后均勻壓入。拔出時(shí)需用螺絲刀從兩邊輕輕翹起。4、面板上IC扦座均未接電源，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)按扦入IC的引腳接好相應(yīng)的電源線(xiàn)才能正常工作。5、實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先閱讀指導(dǎo)書(shū)，在斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)的狀態(tài)下按實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路接好連接線(xiàn)，檢查無(wú)誤后再接通主電源。6、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度，合理使用，不要用太長(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)，并盡量把各種顏色的導(dǎo)線(xiàn)配合使用，當(dāng)需要更改接線(xiàn)或元器件時(shí)，應(yīng)當(dāng)關(guān)斷電源開(kāi)關(guān)，插錯(cuò)或多余的線(xiàn)要拔去，不能一端扦在電路上，另一端懸空，防止碰到其它電路元件上。7、實(shí)驗(yàn)完畢整理數(shù)據(jù)，經(jīng)指導(dǎo)老師同意后，可關(guān)斷電源拔出電源插頭，拆除連線(xiàn)，并整理好放在實(shí)驗(yàn)器內(nèi)。四、維護(hù)及故障排除1、維護(hù)（1）防止撞擊跌落（2）用完后撥下電源插頭，并關(guān)閉機(jī)箱，防止灰塵、雜物進(jìn)入機(jī)箱。（3）多次使用后可能發(fā)生連接線(xiàn)內(nèi)部接觸不良或斷開(kāi)的故障，當(dāng)實(shí)驗(yàn)連接發(fā)生故障時(shí)應(yīng)檢查連線(xiàn)。2、故障排除（1）電源無(wú)輸出：實(shí)驗(yàn)箱電源插座內(nèi)初級(jí)接有1.5A熔斷器。當(dāng)輸出短路或過(guò)載時(shí)有可能燒斷熔斷管，如燒斷，需更換同規(guī)格熔斷管。（2）信號(hào)源、電源、線(xiàn)路區(qū)部分異常如元器件有發(fā)燙、異味、冒煙、若發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即關(guān)斷電源，保持現(xiàn)場(chǎng)並報(bào)告指導(dǎo)老師，找出原因，排除故障，經(jīng)指導(dǎo)老師同意后再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。注意：打開(kāi)實(shí)驗(yàn)板時(shí)必須撥下電源插頭！實(shí)驗(yàn)一 門(mén)電路邏輯功能及測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉門(mén)電路邏輯功能2. 熟悉數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)儀及示波器使用方法二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1. 雙蹤示波器2. 器件74LS00 二輸入端四與非門(mén) 2片74LS20 四輸入端雙與非門(mén) 1片74LS86 二輸入端四異或門(mén) 1 片74LS04 六反相器 1片三、預(yù)習(xí)要求1. 復(fù)習(xí)門(mén)電路工作原理及相應(yīng)邏輯表達(dá)式。2. 熟悉所用集成電路的引線(xiàn)位置及各引線(xiàn)用途。3. 了解雙蹤示波器使用方法。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容&實(shí)驗(yàn)前按實(shí)驗(yàn)儀使用說(shuō)明先檢查電源是否正常。然后選擇實(shí)驗(yàn)用的集成電路，按自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)圖接好連線(xiàn)，特別注意Vcc及地線(xiàn)不能接錯(cuò)。線(xiàn)接好后經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查無(wú)誤方可通電實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中改動(dòng)接線(xiàn)須先斷開(kāi)電源，接好線(xiàn)后再通電實(shí)驗(yàn)。1.測(cè)試門(mén)電路邏輯功能（1）.選用雙四輸入與非門(mén)74LS20一只，插入14P鎖緊插座上按圖1.1接線(xiàn)、輸入端接K1-K16（電平開(kāi)關(guān)輸出插口），輸出端接電平顯示發(fā)光二極管（L1-L16任意一個(gè)）（2）.將電平開(kāi)關(guān)按表1.1置位，分別測(cè)輸出電壓及邏輯狀態(tài)。表 1.1輸 入輸 出1245Y電壓（V）HHHHLHHHLLHHLLLHLLLL2異或門(mén)邏輯功能測(cè)試（1）.選二輸入四異或門(mén)電路74LS86，按圖1.2接線(xiàn)，輸入端1、2、4、5接電平開(kāi)關(guān)，輸出端A、B、Y接電平顯示發(fā)光二極管。（2）.將電平開(kāi)關(guān)按表1.2置位撥動(dòng)，將輸出結(jié)果填入表中。表 1.2輸 入輸 出ABYY電壓（V）LLLLHLLLHHLLHHHLHHHHLHLH3、邏輯電路的邏輯關(guān)系（1）.用74LS00、按圖1.3，1.4接線(xiàn)，將輸入輸出邏輯關(guān)系分別填入表1.3、表1.4中，輸 入輸 出ABYLLLHHLHH 表1.3表1.4輸 入輸 出ABYZLLLHHLHH（2）.寫(xiě)出上面兩個(gè)電路邏輯表達(dá)式。4. 邏輯門(mén)傳輸延遲時(shí)間的測(cè)量。用六反相器（非門(mén)）按圖1.5接線(xiàn)，輸入100KHz連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器測(cè)輸入、輸出相位差，計(jì)算每個(gè)門(mén)的平均傳輸延遲時(shí)間的tpd值。5.利用與非門(mén)控制輸出。用一片74LS00按圖1.6接線(xiàn)，S接任一電平開(kāi)關(guān)，用示波器觀察S對(duì)輸出脈沖的控制作用。6.用與非門(mén)組成其它門(mén)電路并測(cè)試驗(yàn)證。（1）、組成或非門(mén)。用一片二輸入端四與非門(mén)組成或非門(mén)Y=A-B=AB=AB畫(huà)出電路圖，測(cè)試并填表1.5表1.5 表1.6輸 入輸 出ABYABY0000010110101111（2）.組成異或門(mén)（a）將異或門(mén)表達(dá)式轉(zhuǎn)化為與非門(mén)表達(dá)式。（b）畫(huà)出邏輯電路圖。（c）測(cè)試并填表1.6。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.按各步驟要求填表并畫(huà)邏輯圖。2.回答問(wèn)題：（1）怎樣判斷門(mén)電路邏輯功能是否正常？（2）與非門(mén)一個(gè)輸入接連續(xù)脈沖，其余端什么狀態(tài)時(shí)允許脈沖通過(guò)？什么狀態(tài)時(shí)禁止脈沖通過(guò)？（3）異或門(mén)又稱(chēng)可控反相門(mén)，為什么？51實(shí)驗(yàn)二 組合邏輯電路（半加器全加器及邏輯運(yùn)算）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握組合邏輯電路的功能測(cè)試。2.驗(yàn)證半加器和全加器的邏輯功能。3.學(xué)會(huì)二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料器件74LS00 二輸入端四與非門(mén) 3片74LS86 二輸入端四異或門(mén) 1 片74LS54 四組輸入與或非門(mén) 1片三、預(yù)習(xí)要求1.預(yù)習(xí)組合邏輯電路的分析方法。2.預(yù)習(xí)用與非門(mén)和異或門(mén)構(gòu)成的半加器、全加器的工作原理。3.預(yù)習(xí)二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.組合邏輯電路功能測(cè)試。（1）.用2片74LS00組成圖2.1所示邏輯電路。為便于接線(xiàn)和檢查，在圖中要注明芯片編號(hào)及各引腳對(duì)應(yīng)的編號(hào)。（2）.圖中A、B、C接電平開(kāi)關(guān)，Y1，Y2接發(fā)光管電平顯示。（3）.接表2.1要求，改變A、B、C的狀態(tài)填表并寫(xiě)出Y1，Y2邏輯表達(dá)式。（4）.將運(yùn)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)比較。表2.1輸 入輸 出ABCY1Y20000010111111101001010102.測(cè)試用異或門(mén)（74LS86）和與非門(mén)組成的半加器的邏輯功能。根據(jù)半加器的邏輯表達(dá)式可知，半加器Y是A、B的異或，而進(jìn)位Z是A、B相與，故半加器可有一個(gè)集成異或門(mén)和二個(gè)與非門(mén)組成如圖2.2。圖2.2（1）.在實(shí)驗(yàn)儀上用異或門(mén)和與門(mén)接成以上電路。A、B接電平開(kāi)關(guān)K，Y，Z接電平顯示。（2）.按表2.2要求改變A、B狀態(tài)，填表。表2.2輸入端A0101B0011輸出端YZ3.測(cè)試全加器的邏輯功能。（1）.寫(xiě)出圖2.3電路的邏輯表達(dá)式。（2）.根據(jù)邏輯表達(dá)式列真值表。（3）.根據(jù)真值表畫(huà)邏輯函數(shù)SiCi的卡諾圖。表2.3AiBiCi-1YZX1X2X3SiCi000010100110001011101111（5）按原理圖選擇與非門(mén)并接線(xiàn)進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果記入表2.4，并與上表進(jìn)行比較看邏輯功能是否一致。4. 測(cè)試用異或、與或和非門(mén)組成的全加器的邏輯功能。全加器可以用兩個(gè)半加器和兩個(gè)與門(mén)一個(gè)或門(mén)組成，在實(shí)驗(yàn)中，黨用一塊雙異或門(mén)、一個(gè)與或非門(mén)和一個(gè)與非門(mén)實(shí)現(xiàn)。（1）.畫(huà)出用異或門(mén)、與或非門(mén)和非門(mén)實(shí)現(xiàn)全加器的邏輯電路圖，寫(xiě)出邏輯表達(dá)式。（2）.找出異或門(mén)、與或非門(mén)和與門(mén)器件按自己畫(huà)出的圖接線(xiàn)。接線(xiàn)時(shí)注意與或非門(mén)中不用的與門(mén)輸入端接地。（3）.當(dāng)輸入端Ai、Bi及Ci-1為下列情況時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)量Si和Ci的電位并將其轉(zhuǎn)為邏輯狀態(tài)填入下表。表2.4AiBiCi-1CiSi000010100110001011101111五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖表并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。2.總結(jié)組合邏輯電路的分析方法。實(shí)驗(yàn)三 譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 熟悉集成譯碼器。2了解集成譯碼器應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料 1雙蹤示波器 2. 器件 74LSl39 2-4線(xiàn)譯碼器 1片 74LS153 雙4選1數(shù)據(jù)選擇器 1片 74LS00 二輸入端四與非門(mén) 1片三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1譯碼器功能測(cè)試 將74LSl39譯碼器按圖101接線(xiàn)，按表10.1輸入電平分別置位，填輸出狀態(tài)表 表10.1輸 入輸出使用選擇GBAY0 Y1 Y2 Y3HLLLLXLLHHXLHLH圖 10.1 2譯碼器轉(zhuǎn)換 將雙24線(xiàn)譯碼器轉(zhuǎn)換為38線(xiàn)譯碼器。 (1)畫(huà)出轉(zhuǎn)換器電路圖。 (2)在實(shí)驗(yàn)器上接線(xiàn)并驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否正確。 (3)設(shè)計(jì)并填寫(xiě)該38線(xiàn)譯碼器功能表，畫(huà)出輸入、輸出波形。 3數(shù)據(jù)選擇器的測(cè)試及應(yīng)用 (1)將雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153參照102接線(xiàn)，測(cè)試其功能并填寫(xiě)功能表。 (2). 將實(shí)驗(yàn)儀脈沖信號(hào)源中固定連續(xù)脈沖4個(gè)不同頻率的信號(hào)接到數(shù)據(jù)選擇器 4個(gè)輸入端，將選擇端置位，使輸出端可分別觀察到4個(gè)不同頻率脈沖信號(hào)。(3)分析上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果并總結(jié)數(shù)據(jù)選擇器作用。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1畫(huà)出實(shí)驗(yàn)要求的波形圖。 2畫(huà)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、3的接線(xiàn)圖。3總結(jié)譯碼器和數(shù)據(jù)選擇的使用體會(huì)。圖10.2表10.2選擇端數(shù)據(jù)輸入端輸出控制輸出B A C 0C 1C2 C3GYX XX X X XHL LL X X XLL LH X X XLL HX L X XLL HX H X XLH LX X L XLH LX X H XLH HX X X LLH HX X X HL實(shí)驗(yàn)四 觸發(fā)器（一）R-S，D，J-K一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉并掌握R-S，D，J-K觸發(fā)器的構(gòu)成，工作原理和功能測(cè)試方法。2. 學(xué)會(huì)正確使用觸發(fā)器集成芯片。3. 了解不同邏輯功能FF相互轉(zhuǎn)換的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1. 雙蹤示波器2. 器件 74LS00 二輸入端四與非門(mén) 1片74LS74 雙D觸發(fā)器 1片74LS112 雙J-K觸發(fā)器 1片三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.基本R-SFF功能測(cè)試：兩個(gè)TTL與非門(mén)首尾相接構(gòu)成的基本R-SFF的電路如圖3.1所示。（1）試按下面的順序在d, d端加信號(hào)：d=0 d=1d=1 d=1d=1 d=0d=1 d=1觀察并記錄FF的Q、端的狀態(tài)，將結(jié)果填入下表3.1中，并說(shuō)明在上述各種輸入狀態(tài)下，F(xiàn)F執(zhí)行的是什么功能？表 3.1ddQ邏輯功能01111101（2）d端接低電平，d端加脈沖。（3）d端接高電平，d端加脈沖。（4）連接dd并加脈沖。記錄并觀察(2)、（3）、（4）三種情況下，Q，端的狀態(tài)。從中你能否總結(jié)出基本R-S FF的Q或端的狀態(tài)改變和輸入端d 、d的關(guān)系。（5）當(dāng)d 、d都接低電平時(shí)，觀察Q、端的狀態(tài)。當(dāng)d 、d同時(shí)由低電平跳為高電平時(shí)，注意觀察Q、端的狀態(tài)，重復(fù)35次看Q、端的狀態(tài)是否相同，以正確理解“不定”狀態(tài)的含義。2. 維持-阻塞型D觸發(fā)器功能測(cè)試雙D型正邊沿維持-阻塞型觸發(fā)器74LS74的邏輯符號(hào)如圖3.2所示。圖中d 、d端為異步置1端，置0端（或稱(chēng)異步置位，復(fù)位端）。CP為時(shí)鐘脈沖端。試按下面步驟做實(shí)驗(yàn)：（1）分別在d 、d別端加低電平，觀察并記錄Q、端的狀態(tài)。（2）令d 、d端為高電平，D端分別接高，低電平，用點(diǎn)動(dòng)脈沖作CP，觀察并記錄當(dāng)CP為O、1、時(shí)Q端狀態(tài)的變化。（3）當(dāng)d =d=1 、CP=0（或CP=1），改變D端信號(hào)，觀察Q端是否變化？整理上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將結(jié)果填入下表3.2中。（4）令d =d =1，將D和端相連，CP加連續(xù)脈沖，用雙蹤波器觀察并記錄Q相對(duì)于CP的波形。 表 3.2ddCPDQnQn+101XXX10XXX00XXX11001111013負(fù)邊沿J-K觸發(fā)器功能測(cè)試雙邊J-K負(fù)邊沿觸發(fā)器74LS112芯片的邏輯符號(hào)如圖3.3所示。自擬實(shí)驗(yàn)步驟，測(cè)試其功能，并將結(jié)果填入表3.3中。若令J=K=1時(shí)，CP端加連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀察QCP波形，和DFF的D和端相連時(shí)觀察到的Q端的波形相比較，有何異同點(diǎn)？4.觸發(fā)器功能轉(zhuǎn)換（1）.將D觸發(fā)器和J-K觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器，列出表達(dá)式，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。（2）.接入連續(xù)脈沖，觀察各觸發(fā)器CP及Q端波形。比較兩者關(guān)系。（3）.自擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表并填寫(xiě)之。表3.3ddCPJKQnQn+101XXXX10XXXX00XXXX110001110101111001111101四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并填表。 2寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3、4的實(shí)驗(yàn)步驟及表達(dá)式。 3畫(huà)出實(shí)驗(yàn)4的電路圖及相應(yīng)表格。 4總結(jié)各類(lèi)觸發(fā)器特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)五 時(shí)序電路測(cè)試及研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握常用時(shí)序電路分析，設(shè)計(jì)及測(cè)試方法。2訓(xùn)練獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的技能。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料 1雙蹤示波器 2器件 74LS73 雙JK觸發(fā)器 2片 74LS175 四D觸發(fā)器 1片 74LS10 三輸入端三與非門(mén) 1片 74LS00 二輸入端四與非門(mén) 1片三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(1)按圖5.1接線(xiàn)。 (2). 由CP端輸入單脈沖，測(cè)試并記錄Q1Q4端狀態(tài)及波形。 (3）試將異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)改為減法計(jì)數(shù)，參考加法計(jì)數(shù)器，要求實(shí)驗(yàn)并記錄。 2異步二十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 (1)按圖5.2接線(xiàn)。QA、QB、Qc、QD4個(gè)輸出端分別接發(fā)光二極管顯示，CP端接連續(xù)脈沖或單脈沖。 (2)在CP端接連續(xù)脈沖，觀察CP、QA、QB、Qc及QD的波形。 (3)畫(huà)出CP、QA、QB、Qc及QD的波形。3. 自循環(huán)移位寄存器環(huán)形計(jì)數(shù)器。 (1)按圖5.3接線(xiàn)，將A、B、c、D置為1000，用單脈沖計(jì)數(shù)，記錄各觸發(fā)器狀態(tài)。 改為連續(xù)脈沖計(jì)數(shù)并將其中一個(gè)狀態(tài)為“0”的觸發(fā)器置為“1”(模擬干擾信號(hào)作用的結(jié)果)，觀察計(jì)數(shù)器能否正常工作。分析原因。 (2)按圖54接線(xiàn)，與非門(mén)用74LS10三輸入端三與非門(mén)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)關(guān)于自啟動(dòng)的體會(huì)。 四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1畫(huà)出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求的波形及記錄表格。 2總結(jié)時(shí)序電路特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)六 集成計(jì)數(shù)器161(設(shè)計(jì))一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握計(jì)數(shù)器的工作原理及電路組成。2. 測(cè)試集成電路74LS161四位二進(jìn)制遞加計(jì)數(shù)器。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1、74LS161 1片2、74LS10 1片三、實(shí)驗(yàn)原理同步計(jì)數(shù)器每個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘端均應(yīng)接同一個(gè)時(shí)鐘脈沖源，各觸發(fā)器如要翻轉(zhuǎn)，應(yīng)在時(shí)鐘脈沖作用下同時(shí)翻轉(zhuǎn)，因此時(shí)鐘端不能再由其他觸發(fā)器來(lái)控制。集成計(jì)數(shù)器 74LS160/161 1、管腳圖：2、功能表：3、 設(shè)計(jì)舉例： 74LS161組成12進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 反饋置數(shù)法 反饋復(fù)位法四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、利用74LS161構(gòu)成模四、模五、模六、模七、模八、模九、模十、模十一、模十三、模十四計(jì)數(shù)器，用兩種方法實(shí)現(xiàn)即反饋置數(shù)法和反饋復(fù)位法。2、兩人一組從模四到模十四選一組進(jìn)行設(shè)計(jì)，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖、在實(shí)驗(yàn)箱搭建電路，驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否正確。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.寫(xiě)出設(shè)計(jì)過(guò)程，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。2.整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.體會(huì)與建議。實(shí)驗(yàn)七 555時(shí)基電路（綜合）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握555時(shí)基電路的結(jié)構(gòu)和工作原理，學(xué)會(huì)對(duì)此芯片的正確使用。2學(xué)會(huì)分析和測(cè)試用555時(shí)基電路構(gòu)成的多諧振蕩器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，R-S觸發(fā)器等三種典型類(lèi)型。二、實(shí)驗(yàn)儀器及材料1示波器 2器件 NE556，(或LM556，5G556等) 雙時(shí)基電路 1片 二極管I N 4148 2只 電位器22K，1K 2只 電阻、電容 若干 揚(yáng)聲器 一只三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1555時(shí)基電路功能測(cè)試 本實(shí)驗(yàn)所用的555時(shí)基電路芯片為NE556，同一芯片上集成了二個(gè)各自獨(dú)立的555時(shí)基電路，圖中各管腳的功能簡(jiǎn)述如下： TH高電平觸發(fā)端：當(dāng)TH端電平大于23Vcc，輸出端OUT呈低電平，DIS端導(dǎo)通。 低電平觸發(fā)端：當(dāng)端電平小于13Vcc時(shí)，OUT端呈現(xiàn)高電平，DIS端關(guān)斷。 復(fù)位端：=0，OUT端輸出低電平，DIS端導(dǎo)通。VC控制電壓端：VC接不同的電壓值可以改變TH，的觸發(fā)器電平值。 DIS放電端：其導(dǎo)通或關(guān)斷為RC回路提供了放電或充電的通路。OUT輸出端： THOUTDISXXLL導(dǎo)通VccVccHL導(dǎo)通VccVccH原狀態(tài)原狀態(tài)VccVccHH關(guān)斷 芯片的功能如表12.1所示，管腳如圖12.1所示，功能簡(jiǎn)圖如圖12.2所示。（1）按圖12.3接線(xiàn)，可調(diào)電壓取自電位器分壓器。（2）按表1.2項(xiàng)測(cè)試其功能并記錄。 2. 555時(shí)基電路構(gòu)成的多諧振蕩器 電路如圖12.4所示。圖7.1 時(shí)基電路556管腳圖 圖7.2時(shí)基電路功能簡(jiǎn)圖 圖7.3 測(cè)試接線(xiàn)圖 圖7.4 多諧振蕩器電器 (1). 按圖接線(xiàn)。圖中元件參數(shù)如下：R1=15K R2=15KC1=0.033F C2=0.1F(2). 用示波器觀察并測(cè)量OUT端波形的頻率。和理論估算值比較，算出頻率的相對(duì)誤差值。(3). 若將電阻值改為R1=15K，R2=10K，電容C不變，上述的數(shù)據(jù)有何變化？(4). 根據(jù)上述電路的原理，充電回路的支路是R1R2C1，放電回路的支路是R2C1，將電路略作修改，增加一個(gè)電位器RW和兩個(gè)引導(dǎo)二極管，構(gòu)成圖12.5所示的占空比可調(diào)的多諧振蕩器。其占空比q為 q=改變RW的位置，可調(diào)節(jié)q值。合理選擇元件參數(shù)（電位器選用22 K），使電路的占空比q=0.2，調(diào)試正脈沖寬度為0.2ms。調(diào)試電路，測(cè)出所用元件的數(shù)值，估算電路的誤差。 3555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 圖7.5 占空比可調(diào)的多諧振蕩器電路 圖7.6 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路 (1)按圖12.6接線(xiàn)，圖中R=10K，C1=0.01F ，V1的頻率約為10KHZ左右的方波時(shí)， 用雙蹤示波器觀察OUT端相對(duì)于V1的波形，并測(cè)出輸出脈沖的寬度Tw。 (2)調(diào)節(jié)V1的頻率，分析并記錄觀察到的OUT端波形的變化。 (3)若想使Tw=10S，怎樣調(diào)整電路?測(cè)出此時(shí)各有關(guān)的參數(shù)值。 4555時(shí)基電路構(gòu)成的RS觸發(fā)器 (1)先令VC端懸空，調(diào)節(jié)R、端的輸入電平值，觀察Vo的狀態(tài)在什么時(shí)刻由0變?yōu)?，或由1變?yōu)?？測(cè)出V。的狀態(tài)切換時(shí)，R、端的電平值。 (2)若要保持Vo端的狀態(tài)不變，用實(shí)驗(yàn)法測(cè)定R、端應(yīng)在什么電平范圍內(nèi)? 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，列成真值表的形式，和RSFF比較，邏輯電平，功能等有何異同。 (3).若在VC端加直流電壓Vcv，并令Vcv分別為2V，4V時(shí)，測(cè)出此時(shí)Vo狀態(tài)保持和切換時(shí)R、端應(yīng)加的電壓值是多少?試用實(shí)驗(yàn)法測(cè)定。 5應(yīng)用電路 圖12.8所示用556的兩個(gè)時(shí)基電路構(gòu)成低頻對(duì)高頻調(diào)制的救護(hù)車(chē)警鈴電路。 (1)參考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2確定圖中未定元件參數(shù)。 (2)按圖接線(xiàn)，注意揚(yáng)聲器先不接。 (3)用示波器觀察輸