數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告4

1、暨南大學(xué)本科實(shí)驗(yàn)報(bào)告專用紙課程名稱 數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn) 成績評定 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱 中規(guī)模集成電路功能測試及應(yīng)用 指導(dǎo)教師 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號0806003804 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型 驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 學(xué)生姓名 學(xué)號 學(xué)院 電氣信息學(xué)院 系 專業(yè) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 2013 年6 月 3日上午 6 月3日上午溫度 濕度 中規(guī)模集成電路功能測試及應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉數(shù)據(jù)選擇器和譯碼器的邏輯功能。2實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇器和譯碼器的擴(kuò)展應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)器件、設(shè)備和儀器1雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74LS153 1片2雙2:4線譯碼器74LS139 2片36反相器74LS04 1片4雙4輸入與非門74LS20 1片 5. 數(shù)字信號顯示

2、儀 6數(shù)字萬用表UT56 1臺7. TDS4數(shù)字系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)平臺芯片引腳圖三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.驗(yàn)證譯碼器的邏輯功能（1）靜態(tài)測試方法測試驗(yàn)證74LS139 中一個(gè)2:4線譯碼器的邏輯功能。驗(yàn)證步驟： G、B、A端信號的接實(shí)驗(yàn)臺邏輯電平開關(guān)， 4個(gè)譯碼輸出引腳Y0Y3接邏輯電平指示燈。 G、B、A改變引腳、產(chǎn)生8種組合，觀測指示燈的顯示狀態(tài)， 自擬表格記錄測試結(jié)果。 對照74LS139 邏輯真值表，驗(yàn)證芯片74LS139功能 。GBAY0Y1Y2Y31001 亮1亮1亮1亮1011亮1亮1亮1亮1101亮1亮1亮1亮1111亮1亮1亮1亮0000 滅1亮1亮1亮0011亮0滅1亮1亮0101亮1亮0

3、滅1亮0111亮1亮1亮0滅由上表可知：只有G=0時(shí)，該譯碼器才能工作，即G為使能端，且低電平有效。當(dāng)G=1時(shí)，信號輸出端都是高電平。當(dāng)芯片使能時(shí)，BA輸入的編碼相應(yīng)的輸出端YBA為低電平，其余都是高電平。綜上可知，74LS139 具有2:4線譯碼器的邏輯功能（2）動態(tài)測試方法測試驗(yàn)證74LS139 中一個(gè)2:4線譯碼器的邏輯功能。G，B，A的輸入信號直接從可編輯數(shù)字波形發(fā)生器BCD碼中選擇，如下所示由上圖，可知：當(dāng)G=0時(shí)， BA輸入的編碼相應(yīng)的輸出端YBA為低電平，其余都是高電平當(dāng)G=1時(shí)，信號輸出端都是高電平2.邏輯部件的擴(kuò)展將74LS139雙2:4線譯碼器器擴(kuò)展為3:8線譯碼器。畫出擴(kuò)

4、展3:8線譯碼器邏輯圖，連接組裝邏輯電路。測試電路功能。邏輯電路如上所示靜態(tài)測試：地址控制信號可采用用邏輯電平（即手控），輸出用邏輯電平指示燈顯示，測試結(jié)果如下表所示A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70000滅1亮1亮1亮1 亮1亮1亮1亮0011亮0滅1亮1亮1亮1亮1亮1亮0101亮1亮0滅1亮1亮1亮1亮1亮0111亮1亮1亮0滅1亮1亮1亮1亮1001亮1亮1亮1亮0 滅1亮1亮1亮1011亮1亮1亮1亮1亮0滅1亮1亮1101亮1亮1亮1亮1亮1亮0滅1亮1111亮1亮1亮1亮1亮1亮1亮0滅動態(tài)測試：地址控制信號直接從編輯數(shù)字波形發(fā)生器BCD碼中選擇合適的輸入信號，選擇頻

5、率為50KHz，由數(shù)字邏輯信號儀測出全部輸入和輸出信號波形圖，記錄分析時(shí)序圖，時(shí)序圖如下所示結(jié)果是正確的根據(jù)測試結(jié)果，可以得出電路的邏輯功能是正確的 3. 用譯碼器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)測試1:8線數(shù)據(jù)分配器畫出用74LS139譯碼器芯片設(shè)計(jì)的1 : 8線數(shù)據(jù)分配器根據(jù) 1 : 8線數(shù)據(jù)分配器電路邏輯圖邏路組裝電路 ，用靜態(tài)測試方法對電路進(jìn)行測試。A2A1A0DY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70000011111110001111111110010101111110011111111110100110111110101111111110110111011110111111111111000111101111

6、00111111111101011111011101111111111110011111101110111111111111011111110111111111111記錄整理測試結(jié)果寫出設(shè)計(jì)的1 : 8線數(shù)據(jù)分配器功能表。功能表如上表所示動態(tài)測試如下所示:根據(jù)靜態(tài)測試所得功能表以及動態(tài)測試所得的時(shí)序圖， 可以知道：當(dāng)輸入地址編碼A2A1A0時(shí),相對應(yīng)的輸出端YA2A1A0=D,其余輸出端為1，所以該電路的邏輯功能是正確的4. 測試驗(yàn)證數(shù)據(jù)選擇器邏輯功能采用動態(tài)測試方法測試74LS153 中一個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能。測試驗(yàn)證步驟： 4個(gè)數(shù)據(jù)輸入引腳D3D0分別接實(shí)驗(yàn)臺上的2MHz、1MHz

7、、500kHz、l00kHz脈沖源。使能端ST電平和地址輸入端B、A信號可直接從編輯數(shù)字波形發(fā)生器BCD碼中選擇合適的測試輸入信號或者可由編輯數(shù)字波形發(fā)生器編輯產(chǎn)生8種不同的地址控制信號和使能輸入信號組合，選擇頻率為50KHz，由數(shù)字邏輯信號儀測出全部輸入和輸出信號波形圖，記錄分析其時(shí)序圖。時(shí)序圖如下所示：用數(shù)字信號顯示儀同時(shí)觀察、記錄和分析數(shù)據(jù)選擇器輸入、使能端ST電平和地址輸入端B、A信號與輸出波形邏輯關(guān)系，上面第一張圖中可以看出當(dāng)使能端ST=0時(shí)，Y=DBA，第二張圖可以看出當(dāng)使能端ST=1時(shí)，Y=0。所以該芯片具有4選1數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能。四、問題回答1.三態(tài)緩沖器不僅能組成的單向總

8、線，而且還能構(gòu)成雙向總線，數(shù)據(jù)選擇器能組成怎樣的總線電路? 答：單向的；數(shù)據(jù)選擇器又叫“多路開關(guān)”。數(shù)據(jù)選擇器在地址碼（或叫選擇控制）電位的控制下，從幾個(gè)數(shù)據(jù)輸入中選擇一個(gè)并將其送到一個(gè)公共的輸出端。數(shù)據(jù)選擇器的功能類似一個(gè)多擲開關(guān)，如第四個(gè)小實(shí)驗(yàn)中有四路數(shù)據(jù)D0D3，通過選擇控制信號 A、B（地址碼）從四路數(shù)據(jù)中選中某一路數(shù)據(jù)送至輸出端Y即是數(shù)據(jù)選擇器的一種應(yīng)用，所以數(shù)據(jù)選擇器只能進(jìn)行單向的總線電路，不能構(gòu)成雙向的總線2. 列舉出中規(guī)模集成電路中輸入使能端的作用？答：使能端有三個(gè)作用：（1）消除譯碼器輸出尖峰干擾（冒險(xiǎn)），即使能電平的有效出現(xiàn)在A,B穩(wěn)定之后;有效使能電平的撤除在A,B再次改

9、變之前（避免A,B, 在變化過程中引起輸出端產(chǎn)生瞬時(shí)干擾脈沖）。（2）能夠使用使能端進(jìn)行芯片的邏輯功能擴(kuò)展，例如第二個(gè)小實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用了使能端，將雙2:4線譯碼器擴(kuò)展為了3:8線譯碼器。（3）方便構(gòu)造其他功能的電路，如第三個(gè)小實(shí)驗(yàn)，利用了使能端，將74LS139譯碼器芯片設(shè)計(jì)成1 : 8線數(shù)據(jù)分配器3. 用測試功能的方法判斷芯片好壞，具體測試方法有哪兩種？答：動態(tài)測試和靜態(tài)測試4.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)難免出現(xiàn)問題，你認(rèn)為產(chǎn)生問題的主要原因有哪幾種？你怎樣避免此類問題的發(fā)生。答：（1）實(shí)驗(yàn)器材或者實(shí)驗(yàn)平臺壞了，包括芯片壞了，導(dǎo)線斷了，整個(gè)平臺壞了等等硬件設(shè)施問題，本實(shí)驗(yàn)室這個(gè)問題還是挺嚴(yán)重的（2）主觀上的錯(cuò)誤，包括電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，連線錯(cuò)誤，記錄數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，或者其他種種操作錯(cuò)誤都有可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗5.看組合邏輯電路圖，分析電路邏輯功能 。答：左邊是2:4的譯碼器，當(dāng)BA=00，右邊的三態(tài)門只有最上邊的選通，Y=1；同理，當(dāng)BA=01時(shí)，Y=0；當(dāng)BA=10時(shí)，Y為頻率為0.1MHz的信號；當(dāng)BA=11時(shí)，