實驗一組合邏輯電路實驗

實驗一組合邏輯電路實驗第一頁，共十五頁，2022年，8月28日實驗教學(xué)目的目的：使學(xué)生更好地鞏固和加深對理論知識的理解，增強學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，提高學(xué)生的工程素質(zhì)，通過實踐教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生在理論指導(dǎo)下有所創(chuàng)新，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)和今后工作打下良好的基礎(chǔ)。

本實驗課是《數(shù)字邏輯設(shè)計基礎(chǔ)》專業(yè)基礎(chǔ)課程的課內(nèi)實踐教學(xué)課，重在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字電路的實踐技能。要求學(xué)生完成基本實驗、綜合實驗，學(xué)會中小型數(shù)字系統(tǒng)的工程設(shè)計方法，并能獨立完成調(diào)試過程。第二頁，共十五頁，2022年，8月28日實驗方式（1）由指導(dǎo)教師講解實驗的基本要求、任務(wù)、操作步驟及注意事項。（2）在教師的指導(dǎo)下，完成本課程必修的實驗項目或選修的實驗項目。（3）一人一組獨立完成實驗項目。第三頁，共十五頁，2022年，8月28日實驗基本要求（1）掌握數(shù)字邏輯實驗箱等常用儀器的基本原理、功能及其使用方法。

（2）了解常用數(shù)字集成電路的主要參數(shù)及邏輯功能。

（3）具有使用儀器查找和排除電路故障的能力，能根據(jù)電路原理對故障現(xiàn)象進行分析，借助相關(guān)儀器，逐步縮小故障范圍，排除故障。（4）通過實驗，進一步掌握數(shù)字電路的綜合分析與設(shè)計方法。

第四頁，共十五頁，2022年，8月28日序號實驗項目內(nèi)容提要實驗要求實驗類型1電子儀器的使用

及組合邏輯電路設(shè)計與實現(xiàn)熟悉數(shù)字電路實驗箱使用。2.與非門、優(yōu)先編碼器及7段顯示譯碼器功能驗證。3.數(shù)字電路小系統(tǒng)（水箱液位監(jiān)測顯示電路）設(shè)計與實現(xiàn)。必修綜合設(shè)計2基于QuartusII原理圖輸入的PLD時序邏輯電路設(shè)計與實現(xiàn)1.熟悉EDA應(yīng)用軟件QuartusII的使用。2.基于PLD的8位流水燈控制器設(shè)計、仿真與下載。(QuartusII原理圖輸入方式)必修綜合設(shè)計3時序邏輯電路設(shè)計與實現(xiàn)計數(shù)器及移位寄存器功能驗證。數(shù)字電路小系統(tǒng)（交通燈控制電路）設(shè)計與實現(xiàn)。必修綜合設(shè)計4基于QuartusII文本輸入的PLD時序邏輯電路設(shè)計與實現(xiàn)1.進一步熟悉EDA應(yīng)用軟件QuartusII的使用。2.基于PLD的60進制計數(shù)器設(shè)計、仿真與下載。(QuartusII文本輸入方式)必修綜合設(shè)計實驗內(nèi)容（自動化、測控、通信工程、計算機等專業(yè)適用.16學(xué)時）第五頁，共十五頁，2022年，8月28日實驗中應(yīng)注意的問題電路設(shè)計問題

在數(shù)字邏輯電路設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)要求進行設(shè)計。布線問題做到認真、合理地布線：

1.設(shè)計電路，畫出邏輯電路圖，并標(biāo)出各管腳號，將所用芯片所有端（數(shù)據(jù)輸入，使能、清零、置位等端子）預(yù)先標(biāo)記：接電源、地或外部輸入信號等，為實驗布線打好基礎(chǔ)。2.布線時，先將電源和地線接好（包括使能端、清零端等），再按信號的輸入輸出關(guān)系連好電路，需要經(jīng)常變換的信號線最后接。3.接好后，對照電路圖仔細核對后，再打開電源，開始實驗測試。第六頁，共十五頁，2022年，8月28日故障檢測與排除用設(shè)計好的數(shù)字電路進行實驗，電路達不到預(yù)期的邏輯功能時，如果是組合電路，說明電路沒能按真值表工作；如是時序電路，說明電路沒能按狀態(tài)表工作，均表明電路存在故障。發(fā)現(xiàn)和排除故障主要掌握數(shù)字電路是一個二元系統(tǒng)（只用“0”和“1”兩種狀態(tài)）的特點，利用“邏輯判斷”方法：1.

完成布線后應(yīng)檢查一遍，以查出漏接和錯接的導(dǎo)線。2.

檢查電源是否正常，芯片是否發(fā)燙，如是，則立即斷電。3.

用邏輯筆查出斷線、引線虛接等。按照電路的邏輯功能，分別檢查各級電路的輸入輸出是否正常。4.

對于有故障的多級電路，為減少調(diào)測工作量，可將可疑范圍分成兩個區(qū)，分別檢測。5.

如果懷疑芯片壞了，對于SSI或簡單功能的MSI，可以通過測試它的邏輯功能，迅速判斷芯片的好壞。第七頁，共十五頁，2022年，8月28日實驗箱面板介紹電源開關(guān)LED發(fā)光二極管顯示區(qū)（共12個）連線區(qū)邏輯開關(guān)區(qū)（12個）單脈沖連續(xù)脈沖邏輯筆七段數(shù)碼管顯示區(qū)BCD碼輸入第八頁，共十五頁，2022年，8月28日（1）熟悉數(shù)字電路實驗箱的基本功能和使用方法。（2）了解TTL集成電路的參數(shù)規(guī)范。驗證TTL與非門、優(yōu)先編碼器及7段顯示譯碼器基本功能。（3）掌握常規(guī)組合邏輯電路的設(shè)計方法。實驗?zāi)康模?）實驗器件:74LS00、74LS147、74LS48（實驗箱中）各一片。（2）實驗設(shè)備：數(shù)字電子技術(shù)實驗箱1臺。2.實驗儀器及器件實驗一電子儀器的使用及組合邏輯電路設(shè)計與實現(xiàn)第九頁，共十五頁，2022年，8月28日3.實驗原理（1)TTL與非門74LS00邏輯功能簡介第十頁，共十五頁，2022年，8月28日（2)MSI優(yōu)先編碼器74LS147邏輯功能簡介

10線-4線的高位優(yōu)先編碼器74LSl47是將代表十進制數(shù)的10個輸入信號分別變成對應(yīng)的BCD代碼輸出的二-十進制編碼器。低電平輸入有效，反碼輸出。輸入端在集成塊中沒有引出，當(dāng)比高的所有輸入均為1時，即對編碼。第十一頁，共十五頁，2022年，8月28日（3)MSI7段顯示譯碼器74LS48邏輯功能簡介為燈測試輸入。只要，，無論輸入為何種狀態(tài)，輸出均為高電平。

/是雙重功能端口，為滅燈輸入，為滅零輸出。只要，

，輸出均為低電平，共陰極數(shù)碼管7段全熄滅。數(shù)碼管7段全亮顯示8。，為滅零輸入。是專為多位數(shù)字顯示時滅掉不需要顯示的0而設(shè)定的，在譯碼工作情況下，當(dāng)，時，共陰極數(shù)碼管應(yīng)顯示的0被消隱。第十二頁，共十五頁，2022年，8月28日第十三頁，共十五頁，2022年，8月28日1.掌握數(shù)字電路實驗箱的基本功能及使用方法。2.驗證74LS00、74LS147及74LS48的邏輯功能，用邏輯開關(guān)模擬輸入信號，用數(shù)碼管或LED顯示結(jié)果，自行列表記錄數(shù)據(jù)。3.用與非門實現(xiàn)兩個變量的異或。要求：

（1）寫邏輯表達式，畫出邏輯電路；

（2）在實驗箱上連接出電路，列表記錄電路的輸入與輸出結(jié)果。4.設(shè)計水箱水位監(jiān)測顯示電路。（用所給芯片實現(xiàn)）要求：

（1）列真值表，畫出設(shè)計的原理電路圖；

（2）在實驗箱上連接出電路，列表記錄電路的輸入與輸出結(jié)果。（用邏輯開關(guān)模擬水箱水位