數(shù)電實驗報告

8/8數(shù)電實驗報告實驗2組合邏輯電路（半加器全加器及邏輯運算）

一、實驗目的

1.掌握組合邏輯電路的功能測試。

2.驗證半加器和全加器的邏輯功能。

3.學會二進制數(shù)的運算規(guī)律。

二、實驗儀器及材料

1.Dais或XK實驗儀一臺

2.萬用表一臺

3.器件：74LS00三輸入端四與非門3片

74LS86三輸入端四與或門1片

74LS55四輸入端雙與或門1片

三、預習要求

1.預習組合邏輯電路的分析方法。

2.預習用與非門和異或門構成的半加器、全加器的工作原理。

3.學習二進制數(shù)的運算。

四、實驗內容

1.組合邏輯電路功能測試。

圖2－1

⑴用2片74LS00組成圖2－1所示邏輯電路。為便于接線和檢查，在圖中要注明芯片編號及各引腳對應的編號。

⑵圖中A、B、C接電平開關，Y1、Y2接發(fā)光管顯示。

⑶按表2－1要求，改變A、B、C的狀態(tài)填表并寫出Y1、Y2邏輯表達式。

⑷將運算結果與實驗比較。

(5)實驗過程及實驗圖：

1）連線圖：

2）實驗圖：

(6)實驗總結：

用兩片74ls00芯片可實現(xiàn)如圖電路功能

2.測試用異或門（74LS86）和與非門組成的半加器的邏輯功能。

根據(jù)半加器的邏輯表達式可知，半加器Y是A、B的異或，而進位Z是A、B相與，

故半加器可用一個集成異或門和二個與非門組成如圖2－2。

圖2－2

⑴在實驗儀上用異或門和與門接成以上電路。A、B接電平開關S，Y、Z接電平顯示。

⑵按表2－2要求改變A、B狀態(tài)，填表。

1）管腳圖：

2）實驗圖

（4）實驗總結：用異或門（74LS86）和與非門可組成半加器

3.測試全加器的邏輯功能。

⑴寫出圖2－3電路的邏輯表達式。

⑵根據(jù)邏輯表達式列真值表。

⑶根據(jù)真值表畫邏輯函數(shù)SiCi的卡諾圖。

Si=

Ci=

圖2－3⑷填寫表2－3各點狀態(tài)。

⑸按原理圖選擇與非門并接線進行測試，將測試結果記入表2－4，并與上表進行比較看邏輯功能是否一致。

表2－4

（6）實驗過程及實驗圖：

1）引腳圖：

2）實驗圖：

（7）實驗總結：

3個74ls00芯片可構成全加器

4.測試用異或、與或和非門組成的全加器的邏輯功能。

全加器可以用兩個半加器和兩個與門一個或門組成，在實驗中，常用一塊雙異或門、一個與或門和一個非門實現(xiàn)。

⑴畫出用異或門、與或非門和與門實現(xiàn)全加器的邏輯電路圖,寫出邏輯表達式。

⑵找出異或門、與或非門和與門器件，按自己畫出的圖接線。接線時注意與或非門中不

用的與門輸入端接地。

⑶當輸入端Ai、Bi、Ci－1為下列情況時，用萬用表測量Si和Ci的電位并將其轉為邏輯狀態(tài)填入表2－5。

（4）實驗過程及實驗圖：

Si=A⊕B⊕C

Ci=AB+BC+AC

引腳圖：

實驗圖：

實驗3觸發(fā)器

一、實驗目的

1．熟悉并掌握R－S、D、J－K觸發(fā)器的構成，工作原理和功能測試方法。

2．學會正確使用觸發(fā)器集成芯片。

3．了解不同邏輯功能FF相互轉換的方法。

二、實驗儀器及材料

1．雙蹤示波器一臺

2．Dais或XK實驗儀一臺

3．器件74LS00二輸入端四與非門1片

74LS74雙D觸發(fā)器1片

74LS112雙J-K觸發(fā)器1片

二、實驗內容

1.基本R－SFF功能測試：

兩個TTL與非門首尾相接構成的基本R-SFF的電路如圖3－1所示。

⑴試按下面的順序在/Sd，/Rd端加信號：

/Sd=0/Rd=1

/Sd=1/Rd=1

/Sd=1/Rd=0

/Sd=1/Rd=1

觀察并記錄FF的Q、/Q端的狀態(tài)，將結果填入下表3－1中，并說明在上述各種輸入狀態(tài)下，F(xiàn)F執(zhí)行的功能？

圖3-1基本R－SFF電路

⑵/Sd接低電平，/Rd端加脈沖。

⑶/Sd接高電平，/Rd端加脈沖。

⑷令/Rd=/Sd，/Sd端加脈沖。

記錄并觀察⑵、⑶、⑷三各情況下，Q、/Q端的狀態(tài)。從中你能否總結出基本R-SFF的Q、/Q端的狀態(tài)改變和輸入端Sd，Rd的關系。

⑸當/Sd，/Rd都接低電平時，觀察Q、/Q端的狀態(tài)。當/Sd，/Rd同時由低電平跳為高電平時，注意觀察Q、/Q端的狀態(tài)。重復3~5次看Q、/Q端的狀態(tài)是否相同，以正確理解“不定”狀態(tài)的含義。

（6）實驗過程：

1）引腳圖：

2）實驗圖：

2．維持一阻塞型D發(fā)器功能測試。

雙D型正沿邊維持一阻塞型觸發(fā)器74LS74的邏輯符號如圖3－2所示

圖3-2DFF邏輯符號

圖中/Sd，/Rd為異步置位1端，置0端（或稱異步置位，復位端）。CP為時鐘脈沖端。

試按下面步驟做實驗：

⑴分別在/Sd，/Rd端加低電平，觀察并記錄Q、/Q端的狀態(tài)。

⑵令/Sd，/Rd端為高電平，D端分別接高，低電平，用點動脈沖作為CP，觀察并記錄當CP為0、↑、1、↓時Q端狀態(tài)的變化。

⑶當/Sd=/Rd=1、CP=0（或CP=1），改變D端信號，觀察Q端的狀態(tài)是否變化？整理上述實驗數(shù)據(jù)，將結果填入下表3－2中。

⑷/Sd=/Rd=1，將D和Q端相連，CP加連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀察并記錄Q相對于CP的波形。

（5）實驗過程及實驗圖：

1）引腳圖：

2）實驗圖：

3．負邊沿J－K觸發(fā)器功能測試

雙J-K負邊沿觸發(fā)器74LS112芯片的邏輯符號如圖3－3所示。

圖3－3J-KFF邏輯符號

自擬實驗步驟，測試其功能，并將結果填入下表3－3中。若令J=K=1時，CP端加連續(xù)脈沖，用雙蹤示波器觀察Q~CP波形，和DFF的D和Q端相連時觀察到的Q端的波型相比較，有何異同點？

4．觸發(fā)器功能轉換

⑴將D觸發(fā)器和J-K觸發(fā)器轉換成T＇觸發(fā)器，列出表達式，畫出實驗電路圖。

⑵接入連續(xù)脈沖，觀察各觸發(fā)器CP及Q端波形。比較兩者關系。⑶自擬實驗數(shù)據(jù)表并填寫之。（4）實驗過程及實驗圖

Qn+1=J/Qn+/KQn令J=1，K=1；Qn+1=/Qn

2）實驗圖：

四、實驗報告

1.整理實驗數(shù)據(jù)、圖表并對實驗結果進行分析討論。

2.寫出實驗內容3、4的實驗步驟及表達式。

D觸發(fā)器：DQ

n=+1

JK觸發(fā)器:nnnQKQJQ

+=+1

3.畫出實驗4的電路圖及相應表格。

4.總結各類觸發(fā)器特點。

實驗4時序電路

一、實驗目的

1.掌握常用時序電路分析，設計及測試方法。

2.訓練獨立進行實驗的技能。二、實驗儀器及材料料

1．雙蹤示波器一臺2.Dais或XK實驗儀

一臺3．器件74LS73雙J－K觸發(fā)器

2片74LS174雙D觸發(fā)器1片74LS10三輸入三與非門

1片

三、實驗內容

1.異步二進制計數(shù)器⑴按圖4－1接線

圖4－1

⑵由CP端輸入單脈沖，測試并記錄Q1~Q4端狀態(tài)及波形。

⑶試將異步二進制加法計數(shù)改為減法計數(shù)，參考加法計數(shù)器，要求實驗并記錄。（4）實驗過程及實驗圖：

1）

4Q~1Q：００００→０００１→００１０→００１１→０１００→０１０１→０１１０→０１１１→１０００→１００１→１０１０→１０１１→１１００→１１０１→１１１０→１１１１→００００2）減法計數(shù)器：

4Q~1Q：１１１１→１１１０→１１０１→１１００→１０１１→１０１０→１００１→１０００→０１１１→０１１０→０１０１→０１００→００１１→００１０→０００１→００００

2．異步二一十進制加法計數(shù)器

⑴按圖4－2接線。

圖4－2

QA、QB、QC、QD四個輸出端分別接發(fā)光二極管顯示，復位端R接入單脈沖，CP接連續(xù)脈沖。

⑵在CP端接連續(xù)脈沖，觀察CP、QA、QB、QC及QD的波形，并畫出它們的波形。

⑶將圖4－1改為一個異步二一十進制減法計數(shù)器，并畫出CP、QA、QB、QC及QD的波形。

（4）實驗過程及實驗圖：

1）實驗圖：

3.自循環(huán)移位寄存器一環(huán)形計數(shù)器。

⑴按圖4－3接線，將A、B、C、D置為1000，用單脈沖計數(shù)，記錄各觸發(fā)器狀態(tài)。

圖4－3

改為連續(xù)脈沖計數(shù)，并將其中一個狀態(tài)為“0”的觸發(fā)器置為“1”（模擬干擾信號作用的結果），觀察記數(shù)器能否正常工作。分析原因。

ABCD依次顯示：1000→1100→1110→1111→0111→0011→0001→0000→1000，能正常工作

⑵按圖4－4接線，現(xiàn)非門用74LS10三輸入端三與非門重復上述實驗，對比實驗結果，總結關于自啟動的體會。

圖4－4

（3）實驗過程及實驗圖：

四、實驗報告

1.畫出實驗內容要求的波形及記錄表格。

2.總結時序電路特點。

時序電路具有如下特點：

（1）路由組合電路和存儲電路組成。

（2）電路中存在反饋，因而電路的工作狀態(tài)與時間因素相關，即時序電路的輸出由電路的輸入和電路原來的狀態(tài)共同決定。

實驗5集成計數(shù)器

一、實驗目的

1.熟悉集成計數(shù)器邏輯功能和各控制端作用。

2.掌握計數(shù)器使用方法。

二、實驗儀器有為材料

1.雙蹤示波器一臺

2.Dais或XK實驗儀一臺

3.器件74LS290十進制計數(shù)器2片

三、實驗內容及步驟

1.集成計數(shù)器74LS290功能測試。

74LS290是二一五一十進制異步計數(shù)器。邏輯簡圖為圖5－1所示。

圖5－174LS290邏輯圖

74LS290具有下述功能：

⑴直接置0（R0⑴·R0⑵=1），

直接置9（R9⑴·R9⑵=1）

⑵二進制計數(shù)（CP1輸入QA輸出）

⑶五進制計數(shù)（CP2輸入QDQAQB輸出）

⑷十進制計數(shù)（兩種接法如圖5－2A、B所示）。

圖5－2十進制計數(shù)器

（5）實驗圖：

2．計數(shù)器連接

分別用2片74LS290計數(shù)器連接成二位數(shù)五進制、十進制計數(shù)器。

⑴畫出連線電路圖。

⑵按圖接線，并將輸出端接到數(shù)碼顯示器的相應輸入端，用單脈沖作為輸入脈沖驗證設計是否正確。

⑶畫出四位計數(shù)器連接圖并總結多級計數(shù)器連接規(guī)律。

（4）實驗過程及實驗圖：

十進制：

3．任意進制計數(shù)器設計方法。

采用脈沖反饋法（稱復位法或置位法），可用74LS290組成任意模（M）計數(shù)器。圖5－3是用74LS290實現(xiàn)模7計數(shù)器的兩種方案，圖（A）采用復位法，即計數(shù)計到M異步清0，圖（B）采用置位法，即計數(shù)計到M-1異步置0。

圖5