數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)講義(2015_8實(shí)驗(yàn)+2選做實(shí)驗(yàn))

1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)首都師范大學(xué)信息工程學(xué)院2015年8月目錄第一章 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)第二章 基本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 基本邏輯門特性實(shí)驗(yàn)二 邏輯門電路的功能實(shí)驗(yàn)三基本觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)四譯碼器和多路數(shù)據(jù)選擇器實(shí)驗(yàn)五 全加器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)六簡單時(shí)序電路實(shí)驗(yàn)七 減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)八集成計(jì)數(shù)器第三章 選作實(shí)驗(yàn)選做實(shí)驗(yàn)一組合邏輯中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)選做實(shí)驗(yàn)二 秒計(jì)時(shí)顯示器的制作第一章 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)一、數(shù)字集成電路芯片：中，小規(guī)模數(shù)字IC中最常用的是TTL（晶體三極管邏輯）電路和CMOS（互補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)管邏輯）電路，TTL器件型號(hào)以74（或54）作為前綴，稱為74/54系列，如74LS10，74F181

2、，54S86等。中，小規(guī)模CMOS數(shù)字集成電路主要是4XXX/45XX（X代表09的數(shù)字）系列；高速CMOS電路為74HC/HCT系列。TTL電路與CMOS電路各有優(yōu)缺點(diǎn)，一般來說TTL電路速度快，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)；CMOS電路功耗小，電源范圍大，輸入阻抗高。由于TTL在世界范圍內(nèi)應(yīng)用極廣，在數(shù)字電路教學(xué)實(shí)驗(yàn)中主要使用TTL電路的74系列作為實(shí)驗(yàn)用器件，采用單一的+5V作為供電電源。數(shù)字IC器件有多種封裝形式。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要采用74系列的雙列直插封裝形式的IC芯片。雙列直插封裝芯片的正面示意圖如右圖所示,它有以下特點(diǎn)：1. 雙列直插封裝器件的引腳從正面看，器件的一端有一個(gè)半圓的缺口，這是正方向的標(biāo)

3、志。缺口左邊的引腳號(hào)為1，引腳號(hào)按逆時(shí)針方向增加。圖中的數(shù)字表示引腳號(hào)。雙列直插封裝的IC引腳有8、14、16、20、24、28等若干種。2. 雙列直插封裝器件有兩種引腳。引腳之間的間距是2.54毫米。兩列引腳之間的距離有寬（15.24毫米）有窄（7.62毫米）兩種。將器件插入實(shí)驗(yàn)臺(tái)相應(yīng)的插座中去或從插座中拔出時(shí)要小心，不要將器件的引腳搞彎或折斷。通常要借助小起子進(jìn)行操作。特別注意：不要帶電插拔器件！插拔器件只能在關(guān)斷+5V電源的情況下進(jìn)行。二、數(shù)字電路測(cè)試及故障查找、排除：1. 數(shù)字電路測(cè)試數(shù)字電路測(cè)試大體分為靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試兩部分。靜態(tài)測(cè)試指的是：給定數(shù)字電路若干組靜態(tài)輸入值，測(cè)試其輸出

4、值是否正確。在靜態(tài)測(cè)試的基礎(chǔ)上按設(shè)計(jì)要求在輸入端加動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)，觀察輸出端波形是否符合設(shè)計(jì)要求，這是動(dòng)態(tài)測(cè)試。有些數(shù)字電路只需進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試即可，有些數(shù)字電路則必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試。一般來說，時(shí)序電路應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試。2. 數(shù)字電路故障查找和排除在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)問題是難免的。重要的是分析問題，找出出現(xiàn)問題的原因，從而解決它。一般來說，有四方面的原因產(chǎn)生問題：器件故障；接線錯(cuò)誤；設(shè)計(jì)錯(cuò)誤；測(cè)試方法不正確。當(dāng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)結(jié)果與預(yù)期不一致時(shí)，千萬不要慌亂，應(yīng)仔細(xì)觀測(cè)現(xiàn)象，冷靜思考問題所在。首先儀器儀表的使用是否正確。在正確使用儀器儀表的前提下，按邏輯圖和接線圖逐級(jí)查找問題出現(xiàn)在何處。通常從發(fā)現(xiàn)的地方，一

5、級(jí)一級(jí)向前測(cè)試，直到找出故障的初始發(fā)生位置。在故障的初始位置處，首先檢查連線是否正確。實(shí)驗(yàn)故障大部分是由于接線錯(cuò)誤引起的，因此一定要認(rèn)真、仔細(xì)。確認(rèn)接線無誤后，檢查器件引腳是否全部正確插進(jìn)插座中，有無引腳折斷、彎曲、錯(cuò)插問題。確認(rèn)若無上述問題，可取下器件測(cè)試，以檢查器件好壞，或直接更換一個(gè)新的器件。如果器件和接線都正確，則需考慮電路的設(shè)計(jì)是否有問題。三、 TDS數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺(tái)簡介：TDS-1數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一種通用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。在這個(gè)設(shè)備上既能夠使用中小規(guī)模器件做簡單數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)，又可以用PLD、CPLD或ISPLD器件做較為復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。圖11是TDS-2數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)布局圖。下面介

6、紹它的基本組成部分。1. 電源TDS數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)自備一路+5V、1A電源。2. 雙列直插芯片插座為了適應(yīng)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)不同階段的要求，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上安排了11個(gè)雙列直插芯片插座（14芯4個(gè)、16芯2個(gè)、20芯2個(gè)、24芯2個(gè)、28芯1個(gè)）3. 時(shí)鐘源TDS-2數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供5路時(shí)鐘（10MHz、5MHz、1MHz、500KHz、100KHz）和1路可調(diào)頻率的時(shí)鐘（從1KHz100KHz的可調(diào)方波信號(hào)）。4. 單脈沖及相位滯后脈沖TDS-2數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安排了4個(gè)單脈沖按鈕（AK1、AK2、AK3、AK4），可分別可產(chǎn)生4路脈沖信號(hào)，按鍵上方的上排插孔連續(xù)輸出14個(gè)窄脈沖，下排插孔輸出一個(gè)寬

7、脈沖。按AK1產(chǎn)生4個(gè)窄脈沖和一個(gè)寬脈沖，AK2產(chǎn)生3個(gè)和一個(gè)寬脈沖，按AK4產(chǎn)生1個(gè)窄脈沖和一個(gè)寬脈沖，見圖12所示。5. 邏輯電平開關(guān)及發(fā)光二極管LED邏輯電平開關(guān)由12個(gè)撥動(dòng)開關(guān)組成，（向上為1，向下為0）。12只發(fā)光二極管LED用來指示信號(hào)電平的高低（接高電平時(shí)亮，接低電平時(shí)滅）。6. 數(shù)碼管及驅(qū)動(dòng)電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上安裝了6個(gè)共陽極數(shù)碼管。每個(gè)數(shù)碼管由1片BCD七段顯示譯碼器（74LS47）驅(qū)動(dòng)。只需在各數(shù)碼管的4個(gè)輸入插孔（D為高位，A為低位）圖11是TDS-2數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)布局圖接入BCD碼，數(shù)碼管就能顯示出相應(yīng)的數(shù)字。當(dāng)TEST接低電平時(shí)，所有數(shù)碼管顯示“8”。圖12 寬脈沖和四個(gè)

8、窄脈沖7. 喇叭及驅(qū)動(dòng)電路（說明省略）可用于發(fā)聲，時(shí)鐘報(bào)時(shí)、音樂發(fā)聲裝置。8. EPROM和GAL編程器（說明省略）9. ISP器件下載及實(shí)驗(yàn)電路（說明省略）第二章 基本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一（一） 基本邏輯門的邏輯特性一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握TTL與非門、與或非門和異或門輸入與輸出之間的邏輯關(guān)系。2. 熟悉TTL中、小規(guī)模集成電路的外型、管腳和使用方法。3. 熟悉數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)臺(tái)的操作方法二、 實(shí)驗(yàn)所用器件和儀表1二輸入四與非門74LS00 1片2二輸入四或非門74LS02（28） 1片3二輸入四異或門74LS86 1片4數(shù)字萬用表，鑷子等三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 測(cè)試二輸入四與非門74LS00一個(gè)與非門的輸入和

9、輸出之間的邏輯關(guān)系。2 測(cè)試二輸入四或非門74LS02一個(gè)或非門的輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系。3 測(cè)試二輸入四異或門74LS86一個(gè)異或門的輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系。四、 預(yù)習(xí)要求1 復(fù)習(xí)門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腳位置和用途。3 準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙，預(yù)先寫好實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟。五、 實(shí)驗(yàn)提示1 選擇實(shí)驗(yàn)用的芯片，確定其引腳個(gè)數(shù)后插在實(shí)驗(yàn)板上合適的位置，通常芯片的半圓缺口朝左。2 查閱附錄，了解所用芯片引腳的排列及輸入輸出定義。3 將被測(cè)器件插入實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的14芯插座中。插拔集成電路芯片時(shí)要仔細(xì)認(rèn)真，管腳一定要對(duì)準(zhǔn)插座孔，正確無誤地插入，避免管腳插歪引起管腳折斷。4 將

10、器件的引腳7與實(shí)驗(yàn)臺(tái)的“地（GND）”連接，將器件的引腳14與實(shí)驗(yàn)臺(tái)的+5V連接。注意不要接反，否則芯片會(huì)燒毀損壞。5 用實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電平開關(guān)輸出作為被測(cè)器件的信號(hào)輸入。撥動(dòng)開關(guān)向上，輸出高電平，向下則輸出低電平。6 將被測(cè)器件的輸出引腳與實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的電平指示燈（LED）連接，LED由非門驅(qū)動(dòng)，當(dāng)輸入端接高電平時(shí)LED燈亮，即指示燈亮表示被測(cè)電路輸出為1（高電平），指示燈滅表示被測(cè)電路輸出為0（低電平）。7 實(shí)驗(yàn)電路的連線全部接好并檢查無誤，并仔細(xì)檢查后，方可打開電源開關(guān)。8 若有不確定或不明白之處請(qǐng)問實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師。六、 實(shí)驗(yàn)接線圖74LS00中包含4個(gè)二與非門，74LS02（28）中包含4個(gè)二或非

11、門，74LS86中包含4個(gè)異或門，下面各畫出測(cè)試第一個(gè)邏輯門邏輯關(guān)系的接線圖。測(cè)試其他邏輯門時(shí)的接線圖與之類似。測(cè)試時(shí)各器件的引腳7接地，引腳14接+5V。圖中的K1、K2是電平開關(guān)輸出，LED0是電平指示燈。1 測(cè)試74LS00的邏輯關(guān)系接線圖 2測(cè)試74LS02（28）的邏輯關(guān)系接線圖K2K1K2K1LED0LED0 K13. 測(cè)試74LS86的邏輯關(guān)系接線圖K2LED0 參考：74LS00 74LS28 74LS86引腳定義與非門74LS00 或非門74LS02(28) 異或門74LS86 4 分別測(cè)試上述邏輯電路（00，02，86）的邏輯關(guān)系，將測(cè)試輸出結(jié)果填入下面的表格中?；鹃T電路

12、的邏輯關(guān)系表 輸入A輸入B00輸出Y102輸出Y286輸出Y3 LL110LH101HL101HH000邏輯表達(dá)式七、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1 實(shí)驗(yàn)名稱（題目），班級(jí)、學(xué)號(hào)、姓名2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)儀器4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1） 畫出三個(gè)實(shí)驗(yàn)的接線圖。（2） 用真值表表示出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)一（二） 邏輯門電路的功能一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉門電路的邏輯功能2 學(xué)習(xí)邏輯門電路的應(yīng)用二、 實(shí)驗(yàn)所用器件和儀表1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求在74LS00，74LS02，74LS04，74LS86中選擇可用的芯片2 示波器三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 用與非門組成或非門并測(cè)試驗(yàn)證：（或者用非門加與非門）畫出電路圖，連線，測(cè)試并填寫真值表2 利用與非

13、、或非門控制輸出或非門一輸入端接500KHZ信號(hào)源，另一端接電平控制開關(guān)K1，輸出端接示波器，觀察K1對(duì)輸出脈沖的控制作用并列寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果。將或非門換成與非門，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟。四、 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1 正確選擇實(shí)驗(yàn)用芯片，2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求畫出完整的邏輯電路圖，標(biāo)注出引腳編號(hào)3 準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告（實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)儀器、材料，實(shí)驗(yàn)原理圖、表格等）五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 按測(cè)試步驟和內(nèi)容要求列寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填寫相應(yīng)表格；2 用理論分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。參考：74LS00、74LS28、74LS86的管腳定義參考實(shí)驗(yàn)一。下圖是74LS04的管腳定義。 74LS04（六反相器）實(shí)驗(yàn)二 TTL、HC和

14、HCT器件的電壓傳輸特性一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誘TL、HC和HCT器件的傳輸特性。二、 實(shí)驗(yàn)所用器件和儀表1六反相器74LS04 1片2六反相器74HC04 1片3六反相器74HCT04 1片4數(shù)字萬用表等三、 實(shí)驗(yàn)說明與非門的輸出電壓VO與輸入電壓VI的關(guān)系VO=f（VI）叫做電壓傳輸特性，也稱電壓轉(zhuǎn)移特性。它可以用一條曲線表示，叫做電壓傳輸特性曲線。從傳輸特性曲線可以求出非門的下列有用參數(shù)：輸入高電平（VIH），輸入低電平（VIL）輸出高電平（VOH），輸出低電平（VOL）門檻電壓（VT）四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 測(cè)試TTL器件74LS04一個(gè)非門的傳輸特性。2 測(cè)試HC器件74HC04一個(gè)非門的傳輸

15、特性。3 測(cè)試HCT器件74HCT04一個(gè)非門的傳輸特性（選做實(shí)驗(yàn)）。五、 實(shí)驗(yàn)提示1 注意被測(cè)器件的引腳7和引腳14分別接地和+5V。2 將實(shí)驗(yàn)臺(tái)上4.7K電位器的一端接地，另一端接+5V。電位器的中端接非門輸入端，作為被測(cè)非門的輸入電壓。旋轉(zhuǎn)電位器可改變電壓值。3 萬用表放在測(cè)電壓擋，接好連線，確認(rèn)無誤后，打開電源開關(guān)。4 從輸入電壓為0V開始測(cè)量，電位器旋轉(zhuǎn)要緩慢。曲線變化較慢的地方按步長0.5V，變化較大的地方按0.05V調(diào)整非門輸入電壓。先用萬用表監(jiān)測(cè)非門的輸入電壓，調(diào)好以后，再用萬用表測(cè)量非門的輸出電壓，并記錄下來。5 重復(fù)步驟4，直到測(cè)至輸入電壓為5V。六、 實(shí)驗(yàn)接線圖及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

16、1 實(shí)驗(yàn)接線圖由于74LS04、74HC04和74HCT04的邏輯功能相同，因此三個(gè)實(shí)驗(yàn)的接線圖是一樣的。下面以第一個(gè)邏輯門為例，畫出實(shí)驗(yàn)接線圖（電壓表表示電壓測(cè)試點(diǎn)）如下：2 填寫輸出無負(fù)載時(shí)74LS04、74HC04和74HCT04電壓傳輸特性測(cè)試結(jié)果表22 電壓傳輸特性測(cè)試表輸入VI（V）輸出V0（V）74LS0474HC0474 74HCT04 03 畫出輸出無負(fù)載時(shí)74LS04、74HC04和74HCT04電壓傳輸特性曲線。4 求出74LS04、74HC04和74HCT04的VIL，VIH，VOL，VOH和VT 。5 從VIL，VIH和VOL幾方面比較三條電壓傳輸特性曲線，說明各自的

17、特點(diǎn)。七、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)儀器3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（1） 用表格形式記錄74LS04、74HC04和74HCT04的電壓傳輸特性。（2） 畫出74LS04、74HC04和74HCT04的電壓傳輸特性曲線。（3） 比較三條電壓傳輸特性曲線，說明各自的特點(diǎn)。 4 總結(jié)對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的收獲。實(shí)驗(yàn)三 三態(tài)門實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握三態(tài)門邏輯功能和使用方法。2 掌握用三態(tài)門構(gòu)成總線的特點(diǎn)和方法。3 學(xué)會(huì)用示波器測(cè)量簡單的數(shù)字波形二、 實(shí)驗(yàn)所用器件和儀表1四2輸入正與非門74LS00 1片2三態(tài)輸出的四總線緩沖門74LS125 1片3示波器、萬用表三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 接法：74LS125三態(tài)門的輸

18、出負(fù)載為74LS00一個(gè)與非門輸入端。74LS00同一個(gè)與非門的另一個(gè)輸入端接低電平（見實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1，2接線圖）。測(cè)試：74LS125三態(tài)門的高阻態(tài)輸出、高電平輸出、低電平輸出的電壓值。同時(shí)測(cè)試74LS125三態(tài)輸出時(shí)74LS00輸出值。2 接法：74LS125三態(tài)門的輸出負(fù)載為74LS00一個(gè)與非門輸入端。74LS00同一個(gè)與非門的另一個(gè)輸入端接高電平。測(cè)試：74LS125三態(tài)門的高阻態(tài)輸出、高電平輸出、低電平輸出的電壓值。同時(shí)測(cè)試74LS125三態(tài)輸出時(shí)74LS00輸出值。3 用74LS125兩個(gè)三態(tài)門輸出構(gòu)成一條總線。使兩個(gè)控制端一個(gè)為低電平，另一個(gè)為高電平（見實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3接線圖）。 一個(gè)三

19、態(tài)門的輸入接1MHZ信號(hào)，另一個(gè)三態(tài)門的輸入接500KHZ信號(hào)。用示波器觀察三態(tài)門的輸出。四、 實(shí)驗(yàn)提示1、 三態(tài)門74LS125的控制端C為低電平有效。2、 用實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電平開關(guān)輸出作為被測(cè)器件的輸入。撥動(dòng)開關(guān)，則改變器件的輸入電平。五、 實(shí)驗(yàn)接線圖1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1和2接線圖： 圖中K1、K2、K3是電平開關(guān)輸出，電壓表指示電壓測(cè)量點(diǎn)。撥動(dòng)電平開關(guān)K1、K2、K1，則改變74LS00一個(gè)與非門輸入端、74LS125三態(tài)門控制端、三態(tài)門輸入端的電平。2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3接線圖： 用三態(tài)門74LS125構(gòu)成總線時(shí)，只要將三態(tài)門輸出并聯(lián)即可，在任何時(shí)刻，構(gòu)成總線的三態(tài)門中只允許一個(gè)控制端為低電平，其余控制端

20、應(yīng)為高電平。圖中K1是電平開關(guān)輸出。六、 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告（實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)儀器、材料，畫出實(shí)驗(yàn)原理圖、表格等）七、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 按測(cè)試步驟和內(nèi)容要求列寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填寫相應(yīng)表格；2 分析實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中三態(tài)門輸出電壓不同的原因3 分析用三態(tài)門實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)墓ぷ髟?。?shí)驗(yàn)四譯碼器和多路數(shù)據(jù)選擇器一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉譯碼器的邏輯功能和使用方法，2 熟悉數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能，3 熟悉組合電路的設(shè)計(jì)方法。二、 實(shí)驗(yàn)所用器件和儀表74LS139 雙24 譯碼器 1片74LS138 38 譯碼器 1片74LS153 雙4選 1數(shù)據(jù)選擇器 1片 示波器三、 預(yù)習(xí)要求1 復(fù)習(xí)

21、譯碼器和多路數(shù)據(jù)選擇器的基本概念和工作原理。2 完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)儀器、材料，畫出實(shí)驗(yàn)原理圖、表格等） 四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 測(cè)試集成譯碼器LS138的邏輯功能將74LS138譯碼器的使能端G1、G2A、G2B和輸入端C、B、A分別接電平開關(guān)Ki，i=16 （C為高位，A為低位），輸出端接電平指示燈，測(cè)試74LS138的邏輯功能，并填入真值表中。輸 入K1 K2 K3 K4 K5 K6輸 出/Y7 /Y6 /Y5 /Y4 /Y3 /Y2 /Y1 /Y01 0 0 0 0 01 0 0 0 0 11 0 0 0 1 01 0 0 0 1 11 0 0 1 0 01 0 0 1 0 11

22、 0 0 1 1 01 0 0 1 1 10 × × × × × × 1 1 × × × 74LS138右圖：74LS138真值表注：×表示可取任意值。2 譯碼器的轉(zhuǎn)換 實(shí)現(xiàn)用一片雙24 譯碼器（74LS139）構(gòu)成一個(gè)38譯碼器 畫出邏輯功能電路圖。 接線并驗(yàn)證結(jié)果是否正確。參考：74LS139實(shí)驗(yàn)測(cè)試接線圖和74LS139邏輯狀態(tài)表如下： 74LS139邏輯狀態(tài)表 輸入端 輸出端允許 G選擇B AY0 Y1 Y2 Y3 H L L L L X X L L L H H L H HH H H H

23、L H H H H L H HH H L HH H H L 74LS139實(shí)驗(yàn)接線圖 3 測(cè)試74LS153中一個(gè)選數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能。提示： 如下圖所示，將個(gè)數(shù)據(jù)輸入引腳C0、C1、C2、C3分別接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的10MHz、1MHz、500KHz、100KHz脈沖源。使能端引腳G和控制端引腳A、B接撥動(dòng)開關(guān)K1、K2、K3。參考：74LS153實(shí)驗(yàn)測(cè)試接線圖和74LS153邏輯狀態(tài)表如下： 74LS153邏輯狀態(tài)表選擇輸入數(shù)據(jù)輸入選通輸出B AC0 C1 C2 C3 G YX XL LL LL HL HH LH LH HH HX X X XL X X XH X X XX L X XX H X

24、XX X L XX X H XX X X LX X X H H L L L L L L L L L L H L H L H L H圖中K1、K2、K3是電平開關(guān)的輸出。 改變撥動(dòng)開關(guān)K1、K2、K3的值，用示波器觀測(cè)其不同組合下的數(shù)據(jù)選擇器輸出端OUT的波形，計(jì)算輸出的頻率值，填入表中?？蛇x擇100KHz連續(xù)脈沖作為參照。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1按測(cè)試步驟和內(nèi)容要求列寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填寫相應(yīng)表格；2分析74LS139和74LS153中引腳G的功能；3總結(jié)問題和收獲。74LS139 74LS153實(shí)驗(yàn)五 全加器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 熟悉全加器的邏輯功能2、 熟悉全加器的設(shè)計(jì)方法 二、 實(shí)驗(yàn)所用器件和儀

25、表1、六反相器74LS04或者74HC04 1片2、74LS153 雙4選 1數(shù)據(jù)選擇器 1片 三、 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1、 復(fù)習(xí)理論課上講述的一位全加器基本概念以及如何用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)組合邏輯電路。2、 完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告（實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)儀器、材料，畫出實(shí)驗(yàn)原理圖等）四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 用一片74LS153數(shù)據(jù)選擇器和必要的輔助門電路實(shí)現(xiàn)全加器功能。提示： 寫出全加器的邏輯表達(dá)式 畫出連接圖 按連接圖構(gòu)成電路并測(cè)試其功能，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法的正確性。 記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果2、思考如何用基本門電路和半加器實(shí)現(xiàn)全加器? 畫出電路圖。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告 五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1按測(cè)試步驟和內(nèi)容要求列寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果，自行設(shè)計(jì)表格并填寫；

26、2總結(jié)問題和收獲。實(shí)驗(yàn)六基本觸發(fā)器一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器的邏輯特性和觸發(fā)方式。2 學(xué)會(huì)正確使用各集成觸發(fā)器芯片。二、 實(shí)驗(yàn)所用器件和儀表74LS00 2輸入4與非門1片74LS74 雙D觸發(fā)器1片74LS112 雙JK觸發(fā)器1片雙蹤示波器三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 用74LS00構(gòu)成一個(gè)基本RS觸發(fā)器并測(cè)試其功能。 基本RS觸發(fā)器電路如下圖所示。Rd、Sd端接數(shù)據(jù)開關(guān)，/Q、Q端接電平指示燈。 改變Sd、Rd的值， 觀測(cè)記錄 /Q、Q的狀態(tài)值記錄在下表中。RS觸發(fā)器真值表Rd SdQ /Q邏輯功能0 01 11 00 1 注：根據(jù)觸法器的定義，/Q和Q應(yīng)互補(bǔ)，因此R=0，

27、S=0是非法狀態(tài)。 當(dāng)Rd、Sd都接低電平時(shí)，觀察Q、/Q的狀態(tài)。當(dāng)Sd、Rd同時(shí)由低電平跳到高電平時(shí)注意觀察 Q、/Q端的狀態(tài)，重復(fù)3 5 次觀察Q、/Q端的狀態(tài)是否相同，以理解“不定”狀態(tài)的含義。2 D觸發(fā)器（上升沿觸發(fā)）功能測(cè)試 如右圖所示，將74LS74芯片CLR（復(fù)位）、PR（置位）、D端引腳分別接實(shí)驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)開關(guān)K1、K2、K3，Q、/Q端接LED電平指示燈。CP引腳接單步脈沖按鈕開關(guān)AK1產(chǎn)生的寬單脈沖輸出。 按下表輸入要求進(jìn)行測(cè)量，并將結(jié)果填入表中。（注意：表中的×代表取值可任意（0或者1），= 表示上升沿觸發(fā)。）D觸發(fā)器真值表CLR PRCPDQnQn+10 1

28、15;×011 0××011 1=0011 1=1011 1保持0或1×01 置CLR=1，PR=1，D接100KHz脈沖，CP接500KHz脈沖，示波器輸入接D、Q端，同時(shí)觀測(cè)并記錄D端、Q端波形； 示波器輸入接CP、Q端，同時(shí)觀測(cè)并記錄Q的波形與CP前后沿的關(guān)系； 置CLR端和PR端為“1”，將D和/Q端相連，CP接500KHz連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀察并記錄Q相對(duì)于CP的波形，畫出波形并總結(jié)。3 JK觸發(fā)器（下降沿觸發(fā)）功能測(cè)試 將74LS112按右圖接線（引腳定義見附錄）, Q、/Q端接電平指示燈。 按JK觸發(fā)器的真值表中標(biāo)注的輸入要求進(jìn)行測(cè)量，

29、并將結(jié)果填入表中。（注意：表中的×代表取值可任意（0或者1），? 表示下降沿。） JK觸發(fā)器的真值表CLR PRCPJKQnQn+11 1?0×01 1?1×01 1?×01 1 1?×11 置CLR端和PR端為”1”，J=K=”1”，CP端加連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀察并記錄Q相對(duì)于CP的波形。 將74LS112的波形與74LS74的波形比較，有何異同點(diǎn)？四、按實(shí)驗(yàn)要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)七簡單時(shí)序電路一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握簡單時(shí)序電路的分析、設(shè)計(jì)、測(cè)試方法。2 了解計(jì)數(shù)器、寄存器的工作原理。二、 實(shí)驗(yàn)所用器件和儀表74LS175 四D觸發(fā)器 1片

30、74LS74 雙D觸發(fā)器 2片雙蹤示波器三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 將74LS74按下圖接線。請(qǐng)注意各觸發(fā)器CP端的連接方法。 控制RD信號(hào)將Q0、Q1、Q2、Q3清零。（RD即74LS74的CLR信號(hào)，參見實(shí)驗(yàn)4） 由CP端輸入單步脈沖AK1，跟蹤測(cè)試并記錄Q0、Q1、Q2、Q3端狀態(tài)轉(zhuǎn)換，完成下列表格的內(nèi)容。 計(jì)數(shù)器狀態(tài)表現(xiàn)態(tài)次態(tài)Q3n Q2 n Q1 n Q0 nQ3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+10 0 0 0 CP加連續(xù)脈沖，用示波器觀測(cè)并記錄CP、Q0、Q1、Q2、Q3的波形。 如何將該二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器改為減法計(jì)數(shù)器？請(qǐng)嘗試畫出電路圖，并實(shí)現(xiàn)之。2 自循環(huán)移位寄存器 用74LS175按下圖接線（引腳定義見附錄，虛線為暫不連線） 將A、B、C、D置為1000狀態(tài)（提示：利用CLR端清零，利用D01及CP輸入一個(gè)單脈沖將D0置1）。 將最左邊D觸發(fā)器的D端與最右邊D觸發(fā)器的Q端連接，構(gòu)成自循環(huán)移位寄存器。（將虛線兩端連接） 在CP端加單脈沖，觀察各觸發(fā)器的狀態(tài)，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。四、按實(shí)