數(shù)電實驗題目

12/12數(shù)電實驗題目前?言

數(shù)字電路與邏輯設(shè)計實驗作為電子、信息類專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，是一門重要的實踐課程，具有很強的實踐性。當(dāng)今，現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展，電子系統(tǒng)設(shè)計方法、手段日新月異，眾所周知，電子系統(tǒng)數(shù)字化已經(jīng)成為電子技術(shù)和電子設(shè)計發(fā)展的必然趨勢。為此，我院數(shù)字電路與邏輯設(shè)計實驗課程也進行了相應(yīng)的教學(xué)改革，開展了PLD、CPLD、FPGA等先進的EDA教學(xué)內(nèi)容。與此同時，經(jīng)過多年的實踐教學(xué)總結(jié)和資料積累，我們感到要發(fā)展和應(yīng)用先進電子技術(shù)，必須掌握牢固學(xué)科基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)應(yīng)用，這在電子設(shè)計不斷推陳出新的時代，更顯得尤為重要。

本實驗指導(dǎo)書是理論教學(xué)的延伸，旨在培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生勤奮進取、嚴(yán)肅認(rèn)真、理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)和科學(xué)研究精神。通過本實驗課，夯實數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，進一步加強基本實驗方法和基本實驗技能的掌握，為培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新素質(zhì)打下堅實的基礎(chǔ)。

本指導(dǎo)書按照教學(xué)大綱的要求編寫，在前一版的基礎(chǔ)上進行了修訂，增減了部分內(nèi)容，精心設(shè)計了14個典型的數(shù)字電路基礎(chǔ)實驗范例，基本涵蓋了數(shù)字電路與邏輯設(shè)計課的教學(xué)內(nèi)容。每個實驗均給出了實驗?zāi)康?、預(yù)習(xí)要求、實驗原理、內(nèi)容、步驟和思考題，所有實驗均可在純硬件或EDA實驗環(huán)境中完成。附錄部分給出了實驗箱的操作使用、實驗中所使用到的集成電路管腳圖，以及常用邏輯符號對照表，方便學(xué)生查閱。

限于編者水平有限，加之編寫時間倉促，錯誤和疏漏之處在所難免，真誠希望各位教師和同學(xué)提出批評和改進意見。

實驗一?數(shù)字電路實驗基礎(chǔ)

一、實驗?zāi)康?/p>

⑴掌握實驗設(shè)備的使用和操作

⑵掌握數(shù)字電路實驗的一般程序

⑶了解數(shù)字集成電路的基本知識

二、預(yù)習(xí)要求

復(fù)習(xí)數(shù)字集成電路相關(guān)知識及與非門、或非門相關(guān)知識

三、實驗器材

⑴直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字邏輯電路實驗箱、萬用表

⑵74LS00、74LS02、74LS48

四、實驗內(nèi)容和步驟

1、實驗數(shù)字集成電路的分類及特點

目前，常用的中、小規(guī)模數(shù)字集成電路主要有兩類。一類是雙極型的，另一類是單極型的。各類當(dāng)中又有許

多不同的產(chǎn)品系列。

⑴雙極型

雙極型數(shù)字集成電路以TTL電路為主，品種豐富，一般以74（民用）和54（軍用）為前綴，是數(shù)字集成電路的參考標(biāo)準(zhǔn)。其中包含的系列主要有：

1.標(biāo)準(zhǔn)系列——主要產(chǎn)品，速度和功耗處于中等水平

2.LS系列——主要產(chǎn)品，功耗比標(biāo)準(zhǔn)系列低

3.S系列——高速型TTL、功耗大、品種少

4.ALS系列——快速、低功耗、品種少

5.AS系列——S系列的改進型

⑵單極型

單極型數(shù)字集成電路以CMOS電路為主，主要有4000／4500系列、40H系列、HC系列和HCT系列。其顯著的特點之一是靜態(tài)功耗非常低，其它方面的表現(xiàn)也相當(dāng)突出，但速度不如TTL集成電路快。

TTL產(chǎn)品和CMOS產(chǎn)品的應(yīng)用都很廣泛，具體產(chǎn)品的性能指標(biāo)可以查閱TTL、CMOS集成電路各自的產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊。在本實驗課程中，我們主要選用TTL數(shù)字集成電路來進行實驗。

2、TTL集成電路使用注意事項

⑴外形及引腳

TTL集成電路的外形封裝與引腳分配多種多樣，如附錄中所示的芯片封裝形式為雙列直插式（DIP）。芯片外形封裝上有一處豁口標(biāo)志，在辨認(rèn)引腳分配時，芯片正面（有芯片型號的一面）面對自己，將此豁口標(biāo)志朝向左手側(cè)，則芯片下方左起的第一個引腳為芯片的1號引腳，其余引腳按序號沿芯片逆時針分布。

⑵電源

每片集成電路芯片均需要供電方能正常使用其邏輯功能，供電電源為+5V單電源。電源正端（+5V）接芯片的VCC引腳，電源負(fù)端（0V）接芯片的GND引腳，兩者不允許接反，否則會損壞集成電路芯片。除極少數(shù)芯片（如74LS76）外，絕大多數(shù)TTL集成電路芯片的電源引腳都是對角分布，即VCC和GND引腳呈左上右下分布。

⑶輸出端

芯片的輸出引腳不允許與+5V和地直接相連，也不允許連接到邏輯開關(guān)上，否則會損壞芯片。但沒有使用的輸出引腳允許懸空，盡量避免讓多余輸入端懸空。除OC門和三態(tài)外，不允許將輸出端并聯(lián)使用。

⑷芯片安裝

在通電狀態(tài)下，不允許安裝和拔起集成電路芯片。否則極易造成芯片損壞。

在使用多個芯片時應(yīng)當(dāng)注意芯片的豁口標(biāo)志朝向一致。

⑸芯片混用問題

一般情況下，盡量避免混合使用TTL類與CMOS類集成電路。如需要混合使用時，必須考慮它們之間的電平匹配及驅(qū)動能力問題。碰此種情況時，可以查閱相關(guān)資料說明，在此不再贅述。

3、輸入與輸出信號的加載與觀察

邏輯電路為二值邏輯，取值只有“0”、“1”兩種情況。對于邏輯電路的輸入，用邏輯開關(guān)來產(chǎn)生高、低電平，通過導(dǎo)線將開關(guān)連接到電路中，即可輸入變量的“0”、“1”取值，原理如圖1-1所示。對邏輯電路的輸出，實驗中用兩種器件來進行觀察：一種器件是發(fā)光二極管，原理如圖1-2所示；當(dāng)輸出為高電平時，發(fā)光二極管發(fā)光；反之，發(fā)光二極管，熄滅。另一種器件是數(shù)碼顯示器，參見附錄B“常見集成電路外部引腳”部分。

????????????

圖1-1邏輯開關(guān)原理圖????????????圖1-2邏輯電平顯示原理圖

3、邏輯功能測試

分別測試一個與非門和一個或非門的邏輯功能，畫出實驗邏輯圖，并將測試結(jié)果記錄在自制的表中。（提示：與非門芯片的型號為74LS00，或非門芯片的型號為74LS02。測試時，輸入端分別接2只邏輯開關(guān)，以產(chǎn)生輸入變量的組合；輸出端接到LED上作為結(jié)果觀察。測試結(jié)果即為與非邏輯、或非邏輯的真值表。）

4、顯示電路測試

按圖1-1連接邏輯電路，在芯片的輸入端上依次加上0000～1111的二進制代碼，將相應(yīng)的電路輸出顯示結(jié)果記錄到表1-1中。（試想，實驗中為什么需要一塊74LS48芯片呢不用芯片只接用邏輯開關(guān)與數(shù)碼管相連行不行）

?

圖1-1?數(shù)碼顯示器測試電路

表1-1?數(shù)碼顯示器測試結(jié)果

輸入輸出

DCBA16進制數(shù)10進制

數(shù)顯示結(jié)果（涂

黑）

0000??

0001??

0010??

0011??

0100??

0101??

0110??

0111??

1000??

1001??

1010??

1011??

1100??

1101??

1110??

1111??

五、思考題

⑴正邏輯情況下，數(shù)字電路中的邏輯“1”、邏輯“0”、高電平、低電平、VCC、GND、+5V、0V之間有什么關(guān)系

⑵數(shù)字電路中的正邏輯與負(fù)邏輯有什么不同

⑶什么是高電平有效和低電平有效什么是最高有效位和最低有效位

⑷BCD碼與8421碼是等同的嗎

⑸如何將邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)化成邏輯電路圖或反之

實驗二?集成邏輯門電路的邏輯功能

一、實驗?zāi)康?/p>

⑴熟悉TTL集成邏輯門電路的邏輯功能及其特點

⑵掌握TTL集成邏輯門電路邏輯功能的測試方法

⑶熟悉TTL集成邏輯門電路之間的邏輯關(guān)系

二、預(yù)習(xí)要求

⑴復(fù)習(xí)與非門、與門、或門、或非門、與或非門、異或門及三態(tài)門的邏輯功能

⑵復(fù)習(xí)邏輯代數(shù)以及邏輯表達(dá)式之間的轉(zhuǎn)換

三、實驗器材

⑴直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字邏輯電路實驗箱

⑵74LS00、74LS02、74LS125

四、實驗內(nèi)容和步驟

1．TTL門電路無用輸入端的處理方法

TTL與非門電路和或非門電路的流行符號如圖2-1所示，與國家公布的標(biāo)準(zhǔn)符號有一定的區(qū)別。

???????

圖2-1“與非”門、“或非”門電路符號

如果要用與非門（74LS00）和或非門（74LS02）分別構(gòu)成非門（反相器），應(yīng)如何實現(xiàn)畫出實現(xiàn)非邏輯的電路圖。如果有多余的輸入引腳沒有使用，在實驗中應(yīng)如何處理

2．用“與非”門構(gòu)成的基本電路

用與非門74LS00組成下列門電路，并測試它們的邏輯功能。

⑴；⑵；⑶；⑷；⑸

把設(shè)計的邏輯電路圖畫出，然后按電路圖接線，對所設(shè)計的邏輯電路進行測試，并將測試的結(jié)果（即真值表）填入自制的表中。

3．TTL三態(tài)門的邏輯功能測試

將TTL三態(tài)門74LS125和與非門74LS00按圖2-2連線，輸入端A、B、分別接到3個邏輯開關(guān)，輸出端Y接到一個發(fā)光二極管。改變控制端和輸入端A、B輸入信號的高、低電平，觀察輸出端的輸出狀態(tài)，將結(jié)果填入自制的表中，并分析電路的作用原理。

??????????????????

圖2-2“三態(tài)”門的測試電路????????????????圖2-3思考題電路

五、思考題

⑴若與或非門電路如圖2-3所示，要實現(xiàn)功能，多余輸入端應(yīng)如何處理

⑵想要實現(xiàn)“線與”邏輯，應(yīng)該使用什么樣的邏輯門請畫出實現(xiàn)的原理圖并加以說明。

實驗三?組合邏輯電路的分析

一、實驗?zāi)康?/p>

⑴熟悉組合邏輯電路的特點及一般分析方法

⑵熟悉中規(guī)模集成組合電路編碼器、譯碼器等器件的基本邏輯功能和簡單應(yīng)用

二、預(yù)習(xí)要求

⑴復(fù)習(xí)組合邏輯電路的分析方法

⑵復(fù)習(xí)全加器、編碼器、譯碼器

三、實驗器材

⑴直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字邏輯實驗箱

⑵74LS00、74LS48、74LS51、74LS86、74LS138、74LS148

四、實驗內(nèi)容和步驟

1．全加器的功能測試

將74LS86（異或門）、74LS00和74LS51（與或非門）按圖3-1連線。輸入端Ai、Bi、Ci-1分別接3個邏輯開關(guān)，輸出端Si、Ci分別接2個發(fā)光二極管。改變輸入端輸入信號的狀態(tài)，觀察輸出端的輸出信號狀態(tài)，把結(jié)果填入自制的表中，并寫出輸出函數(shù)Si、Ci的邏輯表達(dá)式（化簡）。

2．8線－3線優(yōu)先編碼器的功能測試

將8－3線優(yōu)先編碼器74LS148按圖3-2接線，其中輸入端分別接9個邏輯開關(guān)，輸出端QC、QB、QA、GS

和EO分別接5個發(fā)光二極管。按表3-1改變輸入端的輸入狀態(tài)，觀察輸出端的輸出狀態(tài)并把結(jié)果填入表中。

?????????????????

????????????????

圖3-1全加器的測試電路??????????圖3-28－3線優(yōu)先編碼器電路

3．譯碼器的功能測試

⑴將二進制3-8線譯碼器74LS138按圖3-3接線。用邏輯開關(guān)輸入G1、G2A、G2B、A、B、C等信號，用發(fā)光二極管觀察輸出Y0～Y7狀態(tài)，并把結(jié)果填入表3-2中。

⑵將BCD碼到七段碼譯碼／驅(qū)動器74LS48按圖3-4接線。用邏輯開關(guān)輸入BCD碼的編碼信號D、C、B、A，通過七段數(shù)碼管的顯示，觀察電路的輸出狀態(tài)，并把結(jié)果填入表3-3。

?????????????????

?

???????????????????

圖3-33－8譯碼器電路??????圖3-4BCD碼－七段碼譯碼／驅(qū)動電路注：G2＝G2A＋G2B

五、思考題

如何用兩片74LS138組成4-16線譯碼器（畫出邏輯原理圖）

實驗四?數(shù)據(jù)選擇器一、實驗?zāi)康?/p>

⑴熟悉四選一、八選一數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能

⑵熟悉中規(guī)模集成組合電路的分析方法

二、預(yù)習(xí)要求

⑴復(fù)習(xí)組合邏輯電路的分析方法

⑵復(fù)習(xí)常用中規(guī)模組合邏輯器件相關(guān)知識

三、實驗器材

⑴直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字邏輯實驗箱

⑵74LS138、74LS151、74LS153

四、實驗內(nèi)容和步驟

1．四選一數(shù)據(jù)選擇器的測試

將四選一數(shù)據(jù)選擇器74LS153按圖4-1接線。B、A、1C3、1C2、1C1、1C0為信號輸入端，1Y為相應(yīng)的信號輸出端。在1C3、1C2、1C1、1C0狀態(tài)確定的條件下，改變B、A信號，觀察1Y的輸出狀態(tài)，并把結(jié)果填入表4-1。然后寫出1Y的邏輯表達(dá)式。

2．四選一數(shù)據(jù)選擇器的分析

用雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74LS153組成如圖4-2所示電路。先對該邏輯進行測試，把測試的結(jié)果填入自制的表中。然后分析測試結(jié)果，寫出輸出函數(shù)1Y、2Y的邏輯表達(dá)式，并說明該邏輯電路完成什么樣的邏輯功能。

???????????

圖4-1四選一數(shù)據(jù)選擇器測試??????????圖4-2四選一數(shù)據(jù)選擇器分析

?

3．八選一數(shù)據(jù)選擇器的測試

將八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151按圖4-3接線。其中C、B、A為三位地址碼，為低電平選通輸入端，D0～D7

為數(shù)據(jù)輸入端，Y為原碼輸出端，W為反碼輸出端。按照表4-3所示在電路的輸入端加載輸入信號，觀察輸出端的輸出狀態(tài)，并把結(jié)果填入表4-2。

4．八選一數(shù)據(jù)選擇器的分析

????????

圖4-3八選一數(shù)據(jù)選擇器測試?????????圖4-4八選一數(shù)據(jù)選擇器分析

分析圖4-4的邏輯電路完成什么樣的邏輯功能。置數(shù)據(jù)輸入端D0～D7的輸入信號分別為或兩種狀態(tài)后，再分別兩次加載地址碼輸入端C、B、A的輸入信號為0～7，同時觀察發(fā)光二極管的狀態(tài)，將結(jié)果記錄到表4-4中，然后根據(jù)結(jié)果對電路進行分析。

五、思考題

8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151芯片組成圖4-5所示電路。⑴分析電路功能，寫出電路輸出函數(shù)F的邏輯表達(dá)式。⑵若改用74LS153芯片實現(xiàn)函數(shù)F，試畫出其電路圖。

圖4-5思考題電路

實驗五?小規(guī)模組合邏輯電路的設(shè)計

一、實驗?zāi)康?/p>

⑴掌握用集成門電路進行組合電路設(shè)計的方法，并通過實驗驗證設(shè)計的正確性

⑵熟悉靈活運用不同的門電路來達(dá)到同一設(shè)計要求的方法

二、實驗預(yù)習(xí)

⑴復(fù)習(xí)組合邏輯電路的設(shè)計方法

⑵根據(jù)實驗任務(wù)和要求以及實驗提供的門電路和裝置設(shè)計邏輯電路，要求所設(shè)計的電路在條件允許下盡量優(yōu)化

三、實驗器材

⑴直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字邏輯實驗箱

⑵74LS00、74LS04、74LS10、74LS20

四、實驗內(nèi)容和步驟

1．三變量不一致電路

設(shè)計一個“三變量不一致電路”，當(dāng)輸入的三個變量不相同時，電路輸出為“1”，否則為“0”。要求全部用“與非”門實驗，且輸入僅給出原變量。

2．裁判表決電路

舉重比賽有三個裁判，一個主裁判A，兩個副裁判B、C。在杠鈴是否完全舉起的裁決中，每一個裁判通過按下自己面前的按鈕來裁決。最終的裁決取決于至少兩名裁判的裁決，其中必須要有主裁判。如果最終的裁決為杠鈴舉起成功，則輸出舉重“有效”指示燈亮，否則“無效”指示燈亮。請設(shè)計此邏輯電路。

3．簡易自動售票機

設(shè)計一臺簡易自動售票機的控制電路，要求投入伍角、貳角或兩個壹角的錢幣時，輸出一張價值貳角的郵票，并能找補多余的零錢。

4．交通信號故障監(jiān)測

設(shè)計一個監(jiān)測信號燈工作狀態(tài)的邏輯電路。每一組信號燈由紅、黃、綠三盞燈組成，正常工作情況下，任何時刻點亮的狀態(tài)只能是紅、綠或黃加上綠當(dāng)中的一種。而當(dāng)出現(xiàn)其他五種點亮的狀態(tài)時，電路發(fā)生故障，要求邏輯電路發(fā)出故障信號，以提醒維修人員前去修理。

五、思考題

總結(jié)使用小規(guī)模組合邏輯器件設(shè)計邏輯電路的一般方法。

實驗六?中規(guī)模組合邏輯電路的設(shè)計

一、實驗?zāi)康?/p>

⑴熟悉中規(guī)模集成電路的使用

⑵掌握用中規(guī)模集成電路設(shè)計組合邏輯電路的方法

二、實驗預(yù)習(xí)

復(fù)習(xí)數(shù)據(jù)選擇器和譯碼器的邏輯功能

三、實驗器材

⑴直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字邏輯實驗箱

⑵74LS00、74LS20、74LS151、74LS138

四、實驗內(nèi)容和步驟

1．路燈控制電路

試用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個路燈控制電路，要求在四個不同的地方都能獨立地開燈和關(guān)燈。2．一位全減器

試用3－8譯碼器74LS138設(shè)計一位全減器。

3．三變量邏輯函數(shù)

用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151芯片實現(xiàn)三變量邏輯函數(shù)：

4．多輸出邏輯函數(shù)

試?yán)?-8譯碼器74LS138產(chǎn)生一組多輸出邏輯函數(shù)：

五、思考題

總結(jié)使用中規(guī)模組合邏輯器件設(shè)計邏輯電路的一般方法。

實驗七?觸發(fā)器

一、實驗?zāi)康?/p>

⑴學(xué)習(xí)觸發(fā)器邏輯功能的測試方法

⑵進一步熟悉RS觸發(fā)器、集成D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器的邏輯功能及其觸發(fā)方式

二、實驗預(yù)習(xí)

⑴復(fù)習(xí)各種觸發(fā)器的邏輯功能

⑵復(fù)習(xí)不同觸發(fā)器的相應(yīng)觸發(fā)方式

三、實驗器材

⑴直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字邏輯實驗箱

⑵74LS00、74LS74、74LS76

四、實驗內(nèi)容和步驟

1．基本RS觸發(fā)器

基本RS觸發(fā)器用與非門74LS00構(gòu)成，按圖7-1接好線。在輸入端加上不同的信號，通過發(fā)光二極管觀察電路輸出端的狀態(tài)。把結(jié)果填入自制的表中。

????????????????

圖7-1基本RS觸發(fā)器?????????圖7-2D觸發(fā)器的預(yù)置和清零功能

2．D觸發(fā)器

用帶預(yù)置和清除的雙D型觸發(fā)器74LS74來測試上升沿觸發(fā)集成D型觸發(fā)器的邏輯功能。先按圖7-2接線，在時鐘脈沖的不同電平狀態(tài)，改變預(yù)置端PRE和清除端CLR的信號，通過發(fā)光二極管觀察觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。把結(jié)果填入自制的表中。然后，按圖7-3接線，測試D觸發(fā)器的邏輯功能。

在D觸發(fā)器的邏輯功能測試中，先將數(shù)據(jù)輸入端D分別置入“0”或“1”，再用清零端CLR和預(yù)置端PRE

分別將觸發(fā)器的輸出端清除為“0”或置位為“1”，最后再用單脈沖按鈕向觸發(fā)器的時鐘輸入端CLK發(fā)出脈沖的上升邊沿和下降邊沿，同時觀察電路輸出端Q的輸出狀態(tài)，把結(jié)果填入表7-1中。

注意：清零和置位之后，清除端CLK和預(yù)置端PRE必須置成“1”狀態(tài)。

???????????????????

圖7-3D觸發(fā)器邏輯功能測試?????7-4JK觸發(fā)器清除和預(yù)置功能的測試

表7-1

DCLK

Qn+1

Qn＝0Qn＝1

0????

1????

3．JK觸發(fā)器

用帶預(yù)置和清除的雙JK觸發(fā)器74LS76來測試下降沿觸發(fā)集成JK觸發(fā)器的邏輯功能。先按圖7-4接線，改變預(yù)置端PRE和清除端CLR的信號，通過發(fā)光二極管觀察觸發(fā)器Q輸出端的輸出狀態(tài)。把結(jié)果填入自制的表中。然后，按圖7-5接線，測試JK觸發(fā)器的邏輯功能。

圖7-5JK觸發(fā)器邏輯功能測試?

表7-2

JKCLK

Qn+1

Qn＝0Qn＝1

00????

01????

10????

11????

在JK觸發(fā)器的邏輯功能測試中，先將數(shù)據(jù)輸入端J、K分別置入00、01、10或11，再用清除端CLR和預(yù)置端PRE分別將觸發(fā)器的輸出端清除為“0”或置位為“1”，最后再用單脈沖按鈕向觸發(fā)器的時鐘輸入端CLK發(fā)出脈沖的上升邊沿和下降邊沿，同時觀察電路輸出端Q的輸出狀態(tài)，把結(jié)果填入表7-2中。

注意：清零和置位之后，清除端CLK和預(yù)置端PRE必須置成“1”狀態(tài)。

4．觸發(fā)器的簡單應(yīng)用

用觸發(fā)器可以很容易地實現(xiàn)對輸入脈沖信號的分頻功能。圖7-6中，用D觸發(fā)構(gòu)成的分頻電路實現(xiàn)對CP1脈沖的二分頻，用JK觸發(fā)器構(gòu)成的分頻電路實現(xiàn)對CP2脈沖的四分頻。按圖接線，Q1和Q2分別接到2個發(fā)光二極管，CP1和CP2同時接到單脈沖的輸出端。按動單脈沖按鈕，觀察Q1與CP1和Q2與CP2的對應(yīng)關(guān)系，把觀察的結(jié)果記錄到自制的表中，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出Q1、Q2與CP對應(yīng)的波形圖。

注意：在按下和釋放單脈沖按鈕的時刻，就應(yīng)對Q1和Q2的狀態(tài)變化進行觀察。

????

圖7-6二分頻和四分頻電路

五、思考題

⑴RS觸發(fā)器“不定”狀態(tài)的含義是什么

⑵指出圖7-7的電路是什么功能，并畫出時序圖。

圖7-7思考題電路

實驗八?同步時序邏輯電路的分析

一、實驗?zāi)康?/p>

⑴熟悉同步時序邏輯電路的一般分析、設(shè)計方法

⑵熟悉移位寄存器和同步計數(shù)器的邏輯功能

二、實驗預(yù)習(xí)

復(fù)習(xí)觸發(fā)器的功能、特點和應(yīng)用

三、實驗器材

⑴直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字邏輯實驗箱

⑵74LS00、74LS08、74LS10、74LS86、74LS74、74LS76

四、實驗內(nèi)容和步驟

1．移位寄存器型計數(shù)器

⑴將集成D型觸發(fā)器74LS74按圖8-1接線。電路的脈沖輸入端CP接單脈沖，三個輸出端Q3、Q2、Q1分別接發(fā)光二極管。用觸發(fā)器的異步清零端CLR將觸發(fā)器初始狀態(tài)復(fù)位為“000”，Q3Q2Q1＝000。逐次按動單脈沖按鈕，觀察在CP脈沖作用下，計數(shù)器輸出端的變化狀態(tài)，將結(jié)果填入自制的表中。分析電路輸出端狀態(tài)變化的規(guī)律，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，并說明電路的功能。

圖8-1移位寄存器型計數(shù)器（1）

⑵將集成D型觸發(fā)器74LS74按圖8-2接線。電路的脈沖輸入端CP接單脈沖，四個輸出端Q4、Q3、Q2、Q1分別接發(fā)光二極管。用觸發(fā)器的異步清除端CLR將觸發(fā)器初始狀態(tài)復(fù)位為“0000”，Q4Q3Q2Q1＝0000。（同樣，可以用各觸發(fā)器的預(yù)置端將觸發(fā)器的初始狀態(tài)置為某個狀態(tài)。）逐次按動單脈沖按鈕，觀察在CP脈沖作用下，計數(shù)器輸出端的變化狀態(tài)，將結(jié)果填入自制的表中。分析電路輸出端狀態(tài)變化的規(guī)律，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，并說明電路的功能。

觸發(fā)器組成的同步計數(shù)器

將集成JK觸發(fā)器74LS76按圖8-3接線。A端接邏輯開關(guān)，CP端接單脈沖，Q1、Q2、Y端分別接三個發(fā)光二極管。設(shè)各觸發(fā)器的初始狀態(tài)均為“0”（用異步清零端復(fù)位），觀察當(dāng)A端分別接“0”和“1”電平時，觸發(fā)器輸出端Q1、Q2和電路輸出端Y的變化情況，并把結(jié)果填入自制的表中。根據(jù)結(jié)果分析電路輸出的變化規(guī)律，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，并說明電路的功能。

圖8-2移位寄存器型計數(shù)器（2）

圖8-3JK觸發(fā)器組成的同步計數(shù)器電路

五、思考題

總結(jié)同步時序邏輯電路的一般分析方法。

實驗九?中規(guī)模集成時序邏輯器件的應(yīng)用

一、實驗?zāi)康?/p>

⑴熟悉中規(guī)模集成時序電路：同步十進制計數(shù)器74LS160、雙向移位寄存器74LS194的邏輯功能和使用方法

⑵掌握中規(guī)模集成時序電路的分析方法

二、實驗預(yù)習(xí)

⑴計數(shù)器、移位寄存器的功能和特點

⑵中規(guī)模集成時序電路的功能特點和使用方法

三、實驗器材

⑴直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字邏輯實驗箱

⑵74LS00、74LS160、74LS194

四、實驗內(nèi)容和步驟

1．同步十進制計數(shù)器

⑴集成同步十進制計數(shù)器74LS160除了具有十進制加法計數(shù)功能之外，還有預(yù)置數(shù)、異步清零和計數(shù)保持的功能，其功能表如表9-1所示。

建立74LS160的實驗電路如圖9-1。使能端ENT和ENP接高電平“1”，清零端CLR和置數(shù)端LOAD也接高電平“1”，使集成同步十進制計數(shù)器74LS160進入同步十進制計數(shù)狀態(tài)。計數(shù)輸出端QD、QC、QB、QA接BCD-七段碼譯碼／驅(qū)動顯示器，用于觀察狀態(tài)數(shù)的變化。同時，計數(shù)輸出端也接到邏輯分析儀，用來觀察計數(shù)器的時序波形。

打開仿真開關(guān)，在連續(xù)脈沖的作用下，觀察譯碼顯示器數(shù)字的變化規(guī)律，并用邏輯分析儀觀察計數(shù)器狀態(tài)的轉(zhuǎn)換規(guī)律。試在圖9-1-A的波形圖中標(biāo)出顯示器數(shù)字變化時計數(shù)器輸出的狀態(tài)。

表9-1

CLKCLRLOADENPENT工作狀態(tài)

×0×××清零

10××預(yù)置數(shù)

×1101保持

×11×0保持

1111計數(shù)

圖9-174LS160同步十進制計數(shù)器電路

將74LS160計數(shù)器的QB端和QC端分別連到一個與非門的輸入端，與非門的輸出端接74LS160的異步清除端～CLR，其余的連接關(guān)系不變，如圖9-1a。這樣就構(gòu)成了一個采用清零法的同步六進制計數(shù)器。打開仿真開關(guān)，在連續(xù)脈沖的作用下，觀察譯碼顯示