數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)綜述

數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)綜述數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)綜述14/14數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)綜述EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.實(shí)驗(yàn)一門電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握與非門的邏輯功能。2、熟悉集成塊管腳排列特點(diǎn)和使用方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備：１、THD-1型數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱2、數(shù)字萬(wàn)用表1塊3、集成四2輸入與非門74001塊4、集成二4輸入與非門74201塊三、實(shí)驗(yàn)原理集成與非門是數(shù)字電路中廣泛使用的一種基本邏輯門，使用時(shí)必定對(duì)它的邏輯功能、主要參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，以確定其性能利害。本實(shí)驗(yàn)采用TTL集成元件74LS00、74LS20與非門進(jìn)行測(cè)試。74LS00是一個(gè)2輸入端4與非門，形狀為雙列直插式，邏輯表達(dá)式為FA·B。其引腳排列圖如圖1.1所示。74LS00的真值表如表1.1所示。輸入輸出ABF001011101110圖1.174LS00

引腳排列

表1.174LS00

真值表74LS20是一個(gè)雙

4輸入端與非門，形狀為雙列直插式，邏輯表達(dá)式為

FA·BCD。其引腳排列圖如圖

1.2所示。EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.圖1.27420引腳排列圖四、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備：在未接任何器件的情況下，先合上電源開(kāi)關(guān)，檢查５V電源可否正常，正常后斷開(kāi)電源。隨后選擇好實(shí)驗(yàn)用集成片，查清集成片的引腿及功能，爾后依照實(shí)驗(yàn)圖接線，特別注意VCC及地的接線不能夠接錯(cuò)。1、考據(jù)74LS00的邏輯功能選與非門74LS00集成芯片一只，按圖接好線。輸入端接電平開(kāi)關(guān)輸出插口，輸出端接發(fā)光二極管顯示插口，撥動(dòng)電平開(kāi)關(guān)，按表中情況分別測(cè)出輸出端電平，測(cè)得數(shù)值填入表1.2中。表1.274LS00邏輯功能表輸入端輸出端１21311電壓(V)邏輯狀態(tài)000110112、考據(jù)74LS20的邏輯功能選雙４輸入正與非門74LS20集成芯片一只，按圖接好線。輸入端接電平開(kāi)關(guān)輸出插口，輸出端接發(fā)光二極管顯示插口。撥動(dòng)電平開(kāi)關(guān)，按表中情況分別測(cè)出輸出端電平，測(cè)得數(shù)值填入表1.3中。表1.374LS20邏輯功能表輸入端輸出端１２４６５邏輯狀態(tài)電壓(V)１１１１０１１１００１１０００１００００3、依照真值表1.5，自己設(shè)計(jì)電路，用一片74LS00完成設(shè)計(jì)要求。表真值表輸入輸出EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.ABF000011101110依照設(shè)計(jì)的電路圖，在邏輯電路實(shí)驗(yàn)板上連接線路，進(jìn)行設(shè)計(jì)考據(jù)。邏輯開(kāi)關(guān)A、B可直接用實(shí)驗(yàn)箱上的邏輯開(kāi)關(guān)K0～K15中的任意兩個(gè)，指示燈用邏輯電路實(shí)驗(yàn)板上的發(fā)光二極管。五、報(bào)告要求與非門在什么情況下輸出高電平？什么情況下輸出低電平？六、預(yù)習(xí)要求1、熟悉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，所用門電路的引腳地址，各引腳的用途。2、依照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所給定的設(shè)計(jì)命題要求，寫出輸出函數(shù)表達(dá)式、卡諾圖化簡(jiǎn)過(guò)程，并畫出芯片連線圖。EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.實(shí)驗(yàn)二組合邏輯電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握組合邏輯電路的解析、設(shè)計(jì)方法。2、掌握中規(guī)模集成電路譯碼74LS138和數(shù)據(jù)選擇器74LS151的工作原理及其邏輯功能。3、掌握實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路的連接和調(diào)試方法。4、經(jīng)過(guò)功能考據(jù)鍛煉解決實(shí)責(zé)問(wèn)題的能力。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、THD-1型數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱2、數(shù)字萬(wàn)用表3、74LS00（1片）、74LS20（1片）、74LS138（1片）、74LS151（1片）三、實(shí)驗(yàn)原理組合邏輯電路是數(shù)字系統(tǒng)中邏輯電路形式的一種，它的特點(diǎn)是：電路任何時(shí)辰的輸出狀態(tài)只取決于該時(shí)辰輸入信號(hào)（變量）的組合，而與電路的歷史狀態(tài)沒(méi)關(guān)。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)是在給定問(wèn)題（邏輯命題）情況下，經(jīng)過(guò)邏輯設(shè)計(jì)過(guò)程，選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)器件，搭接成實(shí)驗(yàn)給定問(wèn)題（邏輯命題）功能的邏輯電路。平時(shí)，設(shè)計(jì)組合邏輯電路按下述步驟進(jìn)行：（1）列真值表；（2）由真值表寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式；（3）對(duì)邏輯函數(shù)進(jìn)行化簡(jiǎn)。若由真值表寫出的邏輯函數(shù)表達(dá)式不最簡(jiǎn)，應(yīng)利用公式法或卡諾圖法進(jìn)行邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)，得出最簡(jiǎn)式。若是對(duì)所用器件有要求，還需將最簡(jiǎn)式變換成相應(yīng)的形式；（4）按最簡(jiǎn)式畫出邏輯電路圖。組合邏輯電路設(shè)計(jì)的最正確方案，應(yīng)是在級(jí)數(shù)贊同的條件下，使用器件少，電路簡(jiǎn)單，而且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種規(guī)模的集成電路不停出現(xiàn)，給邏輯設(shè)計(jì)供應(yīng)了多種可能的條件，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)在條件贊同和滿足經(jīng)濟(jì)效益的前提下盡可能采用性能好的器件。譯碼器是一個(gè)多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的作用是把給定的代碼進(jìn)行“翻譯”，變成相應(yīng)的狀態(tài)，使輸出通道中相應(yīng)的一路有信號(hào)輸出。譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛的用途，不但用于代碼的變換、終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)據(jù)分配，存貯器尋址和組合控制信號(hào)等。不相同的功能可采用不相同種類的譯碼器。譯碼器可分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類。前者又分為變量譯碼器和代碼變換譯碼器，如3線－8線譯碼器74LS138。數(shù)據(jù)選擇器又稱多路變換器或多路開(kāi)關(guān)，其功能是在地址碼（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)公共輸出端。數(shù)據(jù)選擇器的功能近似一個(gè)多擲開(kāi)關(guān)，如74LS151為互補(bǔ)輸出的8選1數(shù)據(jù)選擇器。EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、用與非門設(shè)計(jì)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)產(chǎn)生電路，詳細(xì)要求以下：一個(gè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，設(shè)有煙感、溫感和紅外光感三種不相同種類的火災(zāi)探測(cè)器。為了防范誤報(bào)警，要求只有當(dāng)其中兩種或兩各種類以上的探測(cè)器發(fā)出火災(zāi)探測(cè)信號(hào)時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)才發(fā)出報(bào)警信號(hào)。2、分別用3線-8線譯碼器74LS138和八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151設(shè)計(jì)一位全加器電路。3、用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)函數(shù)FABCABCABCABC。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、列寫實(shí)驗(yàn)任務(wù)的設(shè)計(jì)過(guò)程，畫出設(shè)計(jì)的邏輯電路圖，并注明所用集成電路的引腳號(hào)。2、總結(jié)用中規(guī)模數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)組合電路的方法。六、預(yù)習(xí)要求1、熟悉本實(shí)驗(yàn)所用各種集成電路的型號(hào)及引腳號(hào)。2、依照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所給定的設(shè)計(jì)命題要求，按設(shè)計(jì)步驟寫出真值表、輸出函數(shù)表達(dá)式、卡諾圖化簡(jiǎn)過(guò)程，并按指定邏輯寫出表達(dá)式。3、依照實(shí)驗(yàn)要求畫出標(biāo)有集成電路的型號(hào)及引腳號(hào)的邏輯電路圖。EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.實(shí)驗(yàn)三觸發(fā)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)習(xí)觸發(fā)器邏輯功能的測(cè)試方法；２、熟悉基本Ｒ－Ｓ觸發(fā)器邏輯功能及觸發(fā)方式；３、熟悉Ｊ－Ｋ觸發(fā)器和Ｄ觸發(fā)器的邏輯功能及觸發(fā)方式；二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、THD-1型數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱2、數(shù)字萬(wàn)用表三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一）基本觸發(fā)器的邏輯功能的測(cè)試采用雙與非門接成以下基本觸發(fā)器。R和S端接入插孔，平時(shí)為高電平，利用輸入電平的改變實(shí)現(xiàn)置0和置1。利用萬(wàn)用表測(cè)Q及Q端的電位，借助發(fā)光二極管測(cè)觸發(fā)器的狀態(tài)，并計(jì)入下表：QQQ(V)RSQ(V)觸發(fā)器狀態(tài)&&0101S1010R11（二）JK觸發(fā)器邏輯功能測(cè)試借助發(fā)光二極管測(cè)量74LS76在下表情況下Q端的邏輯狀態(tài)，填入表中，觀察其觸發(fā)方式是什么。J0011K0101Qn+1（三）D觸發(fā)器（74LS74）邏輯功能的測(cè)試1、異步置位及復(fù)位功能的測(cè)試。D、CP端開(kāi)路，用萬(wàn)用表測(cè)試表中所示情況下Q端的電位，并將其轉(zhuǎn)為邏輯狀態(tài)填入下表CPDRdSdQ端邏輯狀態(tài)╳╳01╳╳102、借助發(fā)光二極管測(cè)量74LS74在下表情況下Q端的邏輯狀態(tài)，填入表中，觀察其觸發(fā)方式是什么。D01Qn+1四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求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)行解析談?wù)揈valuationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.2、實(shí)查收獲五、預(yù)習(xí)要求1、預(yù)習(xí)觸發(fā)器工作原理；2、熟悉集成芯片引腳、功能。EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.實(shí)驗(yàn)四計(jì)數(shù)器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)習(xí)計(jì)數(shù)器邏輯功能的測(cè)試方法，熟悉計(jì)數(shù)器的工作原理。2、掌握集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161的邏輯功能、工作原理及使用方法；二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備：1、THD-1

型數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱2、數(shù)字萬(wàn)用表3、實(shí)驗(yàn)器件：

74LS161，

74LS00，74LS20三、實(shí)驗(yàn)原理計(jì)數(shù)是一種最簡(jiǎn)單基本的運(yùn)算，計(jì)數(shù)器就是實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)算的邏輯電路，計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中主若是對(duì)脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、計(jì)數(shù)和控制的功能，同時(shí)兼有分頻功能，計(jì)數(shù)器是由基本的計(jì)數(shù)單元和一些控制門所組成，計(jì)數(shù)單元?jiǎng)t由一系列擁有儲(chǔ)藏信息功能的各種觸發(fā)器組成，這些觸發(fā)器有RS觸發(fā)器、T觸發(fā)器、D觸發(fā)器及JK觸發(fā)器等。計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，如在電子計(jì)算機(jī)的控制器中對(duì)指令地址進(jìn)行計(jì)數(shù)，以便序次取出下一條指令，在運(yùn)算器中作乘法、除法運(yùn)算時(shí)記下加法、減法次數(shù)，又如在數(shù)字儀器中對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)等等。計(jì)數(shù)器按計(jì)數(shù)進(jìn)制不相同，可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、其他進(jìn)制計(jì)數(shù)器和可變進(jìn)制計(jì)數(shù)器，若按計(jì)數(shù)單元中各觸發(fā)器所接收計(jì)數(shù)脈沖和翻轉(zhuǎn)序次或計(jì)數(shù)功能來(lái)劃分，則有異步計(jì)數(shù)器和同步計(jì)數(shù)器兩大類，以及加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器、加/減計(jì)數(shù)器等，如按預(yù)置和除去方式來(lái)分，則有并行預(yù)置、直接預(yù)置、異步除去和同步除去等差別，按權(quán)碼來(lái)分，則有“8421”碼，“5421”碼、余“3碼”等計(jì)數(shù)器，按集成度來(lái)分，有單、雙位計(jì)數(shù)器等等，其最基本的分類以下：中規(guī)模4位同步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器（74LS161）是一個(gè)擁有異步清零，同步置數(shù)、保持和計(jì)數(shù)功能的4位二進(jìn)制加法計(jì)算器，其共有16個(gè)狀態(tài)（Q3Q2Q1Q0由0000～1111），即其N＝16。應(yīng)用N進(jìn)制中規(guī)模集成器件，實(shí)現(xiàn)M進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。當(dāng)MN時(shí)，應(yīng)從N進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)變換表中跳躍（

N－M）個(gè)狀態(tài)，平時(shí)利用除去端（

RD

）和并行置入端（

LD

）來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)M>N時(shí)，應(yīng)用

2片或

2片以上的

74LS161芯片。如

60進(jìn)制的計(jì)數(shù)器應(yīng)用

2片

74LS161芯片。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟測(cè)試74LS161的邏輯功能74LS161是四位二進(jìn)制可預(yù)置同步計(jì)數(shù)器，由于它采用4個(gè)主從JK觸發(fā)器作為記憶單元，故又稱為四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器，其集成芯片管腳以以下圖。EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.1、在CP端加入連續(xù)脈沖信號(hào)，用發(fā)光二極管觀察輸出波形，并將QA、QB、QC、QD的波形圖繪在以下圖中。QAQBQCQD2、在熟悉74LS161邏輯功能的基礎(chǔ)上，采用清零法、置數(shù)法兩種方法設(shè)計(jì)12進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（用點(diǎn)脈沖CP，觀察計(jì)數(shù)狀態(tài)，畫出狀態(tài)變換圖）四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、畫出實(shí)驗(yàn)線路圖及狀態(tài)變換圖，記錄、整理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)所觀察到的有關(guān)波形，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解析2、總結(jié)使用集成計(jì)數(shù)器的領(lǐng)悟。五、預(yù)習(xí)要求1、復(fù)習(xí)計(jì)數(shù)器的工作原理。2、閱讀實(shí)驗(yàn)原理，比較功能表熟悉74LS161各管腳及其功能。3、預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，畫好實(shí)驗(yàn)電路。EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.六、注意事項(xiàng)1、計(jì)數(shù)器的輸出端QD為高位，QA為低位。2、74LS161所用電源電壓不得高出+5V或接反，其輸出端不得接地或直接接+5V電壓，省得損壞。EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.實(shí)驗(yàn)五555準(zhǔn)時(shí)器的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、熟悉集成電路準(zhǔn)時(shí)器555的基本工作原理及功能，學(xué)會(huì)對(duì)此芯片的正確使用。2、認(rèn)識(shí)由555準(zhǔn)時(shí)器組成的占空比可調(diào)的多諧振蕩器的電路組成。3、認(rèn)識(shí)由555準(zhǔn)時(shí)器組成的施密特觸發(fā)器的電路組成。二、實(shí)驗(yàn)器材1、XK-2005型電氣智能技術(shù)應(yīng)用專家系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)1臺(tái)2、555、光耦實(shí)驗(yàn)板1塊3、雙蹤示波器1臺(tái)4、連接導(dǎo)線1套三、實(shí)驗(yàn)原理集成時(shí)基電路又稱為集成準(zhǔn)時(shí)器或555電路，是一種數(shù)字、模擬混雜型的中規(guī)模集成電路，應(yīng)用十分廣泛。它是一種產(chǎn)生時(shí)間延和緩多種脈沖信號(hào)的電路，由于內(nèi)部電壓標(biāo)準(zhǔn)使用了三個(gè)5K電阻，故取名555電路。其電路種類有雙極型和CMOS型兩大類，二者的結(jié)構(gòu)與工作原理近似。幾乎所有的雙極型產(chǎn)品型號(hào)最后的三位數(shù)碼都是555或556；所有的CMOS產(chǎn)品型號(hào)最后四位數(shù)碼都是7555或7556，二者的邏輯功能和引腳排列完好相同，易于互換。555和7555是單準(zhǔn)時(shí)器。556和7556是雙準(zhǔn)時(shí)器。雙極型的電源電壓輸出的最大電流可達(dá)200mA，CMOS型的電源電壓為+3～+18V。

VCC＝+5V～+15V，準(zhǔn)時(shí)器主若是與電阻、電容組成充放電電路，并由兩個(gè)比較器來(lái)檢測(cè)電容器上的電壓，以確定輸出電平的高低和放電開(kāi)關(guān)管的通斷。這就很方便地組成從微秒到數(shù)十分鐘的延時(shí)電路，可方便地組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，多諧振蕩器，施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生或波形變換電路。的功能表以下：EvaluationOnly.CreatedwithAspose.PDF.Copyright2002-2020AsposePtyLtd.主要參數(shù)：電源電壓為～18V,準(zhǔn)時(shí)精度為1％，溫度系數(shù)為50×/℃，最大輸出電流為±200mA，電源電流為15mA，耗資功率為600mW，工作溫度范圍為0℃～70℃。放電端D（7腳）（4腳）（6腳）（2腳）（3腳）OUT()四、實(shí)驗(yàn)步驟（一）用555準(zhǔn)時(shí)器組成的施密特觸發(fā)器將555準(zhǔn)時(shí)器的兩個(gè)輸入端連在一起作為信號(hào)輸入端，即可組成施密特觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器可方便地把正弦波、三角波變成方波。實(shí)驗(yàn)原理圖和傳輸特點(diǎn)分別