北工大電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)三組合電路功能及測(cè)試

實(shí)驗(yàn)三

組合邏輯電路應(yīng)用

74LS00,74LS20,74LS55,74LS86,74LS138,74LS1512021/5/91

電工電子實(shí)驗(yàn)中心

數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：正確認(rèn)識(shí)數(shù)電實(shí)驗(yàn)箱；熟悉實(shí)驗(yàn)箱上各部分的功能,掌握各部分功能的測(cè)試方法.認(rèn)清芯片管腳，芯片不要接反,按實(shí)驗(yàn)電路正確連線；注意所有連接線在接入電路前，要先檢查其好壞；注意電源極性，不要接錯(cuò)；連接電路時(shí)請(qǐng)不要帶電操作；應(yīng)特別注意：輸入脈沖幅度不能高于電源電壓；不用的輸入端必須按要求接地或接+5V。2021/5/92

電工電子實(shí)驗(yàn)中心

數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，要做到“聽、看、摸、聞”。所謂“聽”，即聽是否有異常的聲音；

“看”，即看是否有冒煙、起火的現(xiàn)象；

“摸”，摸芯片是否發(fā)燙；

“聞”，即是否聞到有燒焦的糊味。如有上述異?，F(xiàn)象發(fā)生，請(qǐng)及時(shí)關(guān)掉電源，檢查電源是否接錯(cuò)。保持室內(nèi)衛(wèi)生，不要亂扔紙屑和廢棄物。2021/5/93實(shí)驗(yàn)完成后請(qǐng)注意：1、做完實(shí)驗(yàn)拆線時(shí)，手要捏住導(dǎo)線的底部，以防導(dǎo)線斷開。

2、做完實(shí)驗(yàn)后，要關(guān)掉電源，將工具盒交回。凳子放到桌子下面，桌上的實(shí)驗(yàn)設(shè)備均擺放整齊，方可離開。謝謝合作！

2021/5/94六位譯碼器/LED數(shù)碼顯示電平指示燈亮為1.滅為0直流電源共四路,其中第一路電源的負(fù)極與地相通AC電源單脈沖兩路直流信號(hào)源兩路可調(diào)連續(xù)脈沖固定脈沖邏輯電平10路(0或1)元件庫(kù)2位數(shù)碼顯示(無(wú)譯碼)電位器地實(shí)驗(yàn)區(qū)蜂鳴器地2021/5/95固定脈沖邏輯電平六位譯碼器/LED數(shù)碼顯示直流電源電平指示單脈沖可調(diào)連續(xù)脈沖2021/5/96

面包板是實(shí)驗(yàn)室中用于搭接電路的重要工具，熟練掌握面包板的使用方法是提高實(shí)驗(yàn)效率，減少實(shí)驗(yàn)故障出現(xiàn)幾率的重要基礎(chǔ)之一。下面就面包板的結(jié)構(gòu)和使用方法做簡(jiǎn)單介紹。2021/5/97窄條寬條

面包板的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如上圖所示，常見(jiàn)的最小單元面包板分上、中、下三部分，上面和下面部分一般是由一行或兩行的插孔構(gòu)成的窄條，中間部分是由中間一條隔離凹槽和上下各5行的插孔構(gòu)成的條。2021/5/98

窄條上下兩行之間電氣不連通。每5個(gè)插孔為一組（通常稱為“孤島”），通常的面包板上有10組。這10組“孤島”一般有3種內(nèi)部連通結(jié)構(gòu)：①左邊5組內(nèi)部電氣連通，右邊5組內(nèi)部電氣連通，但左右兩邊之間不連通，這種結(jié)構(gòu)通常稱為5-5結(jié)構(gòu)。②左邊3組內(nèi)部電氣連通，中間4組內(nèi)部電氣連通，右邊3組內(nèi)部電氣連通，但左邊3組、中間4組以及右邊3組之間是不連通的，這種結(jié)構(gòu)通常稱為3-4-3結(jié)構(gòu)。③還有一種結(jié)構(gòu)是10組“孤島”都連通，這種結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。對(duì)上面和下面部分的窄條，外觀和結(jié)構(gòu)如下圖：外觀小窄條中間不連通內(nèi)部五組孔之間互相連通2021/5/99

中間部分寬條是由中間一條隔離凹槽和上下各5行的插孔構(gòu)成。在同一列中的5個(gè)插孔是互相連通的，列和列之間以及凹槽上下部分則是不連通的。外觀及結(jié)構(gòu)如下圖：外觀縱向5個(gè)插孔是互相連通用于隔離上下兩部分的凹槽2021/5/910

在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，通常是使用兩窄一寬組成的小單元，同學(xué)們應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的示范和要求，在寬條部分搭接電路的主體部分，上面的窄條取一行做電源，下面的窄條取一行做接地。使用時(shí)注意窄條的中間部分不通。 在搭接數(shù)字電路時(shí)，有時(shí)由于電路的規(guī)模較大，需要多個(gè)寬條和窄條組成的較大的面包板，但在使用時(shí)同樣通常是兩窄一寬同時(shí)使用，兩個(gè)窄條的第一行一般和地線連接，第二行和電源相連。由于集成塊電源一般在上面，接地在下面，如此布局有助于將集成塊的電源腳和上面第二行窄條相連，接地腳和下面窄條的第一行相連，減少連線長(zhǎng)度和跨接線的數(shù)量。中間寬條用于連接電路，由于凹槽上下是不連通的，所以集成塊一般跨插在凹槽上。2021/5/911面包板布線的幾個(gè)基本原則

在面包板上完成電路搭接，不同的人有不同的風(fēng)格。但是，無(wú)論什么風(fēng)格、習(xí)慣，完成的電路搭接，必須注意以下幾個(gè)基本原則：1）

連接點(diǎn)越少越好。每增加一個(gè)連接點(diǎn)，實(shí)際上就人為地增加了故障概率。面包板孔內(nèi)不通，導(dǎo)線松動(dòng)，導(dǎo)線內(nèi)部斷裂等都是常見(jiàn)故障。2）

盡量避免立交橋。所謂的“立交橋”就是元器件或者導(dǎo)線騎跨在別的元器件或者導(dǎo)線上。初學(xué)者最容易犯這樣的錯(cuò)誤。這樣做，一方面給后期更換元器件帶來(lái)麻煩，另一方面，在出現(xiàn)故障時(shí)，零亂的導(dǎo)線很容易使人失去信心。3）

盡量牢靠。有兩種現(xiàn)象需要注意：第一、集成電路很容易松動(dòng)，因此，對(duì)于數(shù)字、運(yùn)放等集成電路，需要用力下壓，一旦不牢靠，需要更換位置。第二、有些元器件管腳太細(xì)，要注意輕輕撥動(dòng)一下，如果發(fā)現(xiàn)不牢靠，需要更換位置。2021/5/9124）

方便測(cè)試。5孔孤島一般不要占滿，至少留出一個(gè)孔，用于測(cè)試。5）

布局盡量緊湊。信號(hào)流向盡量合理。6）

布局盡量與原理圖近似。這樣有助于同學(xué)們?cè)诓檎夜收蠒r(shí)，盡快找到元器件位置。7）

電源區(qū)使用盡量清晰。在搭接電路之前，首先將電源區(qū)劃分成正電源、地、負(fù)電源3個(gè)區(qū)域，并用導(dǎo)線完成連接。2021/5/913TPE-D3Ⅱ多功能數(shù)字電路學(xué)習(xí)機(jī)面包板的布線地線連接正確！電源沒(méi)有接通！2021/5/914錯(cuò)誤！2021/5/915引線排列從左下角開始,逆時(shí)針計(jì)算

缺口標(biāo)記17814絕大多數(shù)右下角GND絕大多數(shù)左上角Vcc

74LS00是在一個(gè)封裝內(nèi)有四個(gè)相同的與非門。其外形如圖所示。正視圖集成與非門—74LS002021/5/916

缺口標(biāo)記向左

缺口標(biāo)記向左

缺口標(biāo)記向左2021/5/9171）LS是低功耗肖特基，HC是高速COMS；LS的速度比HC略快，HCT輸入輸出與LS兼容，但是功耗低；F是高速肖特基電路；2）LS是TTL電平，HC是COMS電平；3）LS輸入開路為高電平，HC輸入不允許開路，HC一般都要求有上下拉電阻來(lái)確定輸入端無(wú)效時(shí)的電平，LS卻沒(méi)有這個(gè)要求；4）LS輸出下拉強(qiáng)上拉弱，HC上拉下拉相同；5）工作電壓不同：LS只能用5V，而HC一般為2V到6V；6）電平不同：LS是TTL電平，其低電平和高電平分別為0.8和V2.4，而CMOS在工作電壓為5V時(shí)分別為0.3V和3.6V，所以CMOS可以驅(qū)動(dòng)TTL，但反過(guò)來(lái)是不行；7）驅(qū)動(dòng)能力不同：LS一般高電平的驅(qū)動(dòng)能力為5mA，低電平為20mA；而CMOS的高低電平均為5mA；8）CMOS器件抗靜電能力差，易發(fā)生栓鎖問(wèn)題，所以CMOS的輸入腳不能直接接電源。2021/5/918

一:實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握中規(guī)模集成譯碼器的邏輯功能和使用方法。2、熟悉數(shù)碼管的使用，了解七段數(shù)碼顯示電路的工作原理。3、學(xué)習(xí)用數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成組合邏輯電路的方法。2021/5/919二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)一個(gè)基于門電路的路口信號(hào)燈控制電路；（74LS00、74LS20）2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于74LS138譯碼器和與非門的一位二進(jìn)制全減器3、用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)函數(shù)

4、用給定的74LS00、74LS86、74LS55三種芯片構(gòu)成一位二進(jìn)制全加器2021/5/92074LS20管腳圖74LS00管腳圖2021/5/92174LS55管腳圖74LS86管腳圖2021/5/922集成二進(jìn)制譯碼器74LS138（3線-8線譯碼器）2021/5/923三、實(shí)驗(yàn)原理A2、A1、A0為二進(jìn)制譯碼輸入端為譯碼輸出端（低電平有效）G1、、為選通控制端當(dāng)G1＝1、時(shí)，譯碼器處于工作狀態(tài)；當(dāng)G1＝0、時(shí)，譯碼器處于禁止?fàn)顟B(tài)。2021/5/9243線－8線譯碼器74LS138的功能表反碼輸出即：輸入某種狀態(tài)，則對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)輸出項(xiàng)為0。GAG2A+G2BA2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70xxxx11111111x1xxx1111111110000011111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110輸出輸入2021/5/92574LS15174LS151管腳圖74LS151邏輯符號(hào)三個(gè)地址輸入端A2、A1、A0，八個(gè)數(shù)據(jù)輸入端D0~D7，兩個(gè)互補(bǔ)輸出的數(shù)據(jù)輸出端Y和Y，一個(gè)控制輸入端S。2021/5/9268選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151功能表2021/5/9271、設(shè)計(jì)一個(gè)基于門電路的路口信號(hào)燈控制電路；（74LS00、74LS20）定義紅燈、黃燈、綠燈的狀態(tài)為輸入變量，分別用A、B、C表示，并規(guī)定燈亮?xí)r為1，不亮?xí)r為0。取故障信號(hào)為輸出變量，用Y表示。并規(guī)定正常工作狀態(tài)下Y為0，發(fā)生故障時(shí)Y為1。根據(jù)題意列邏輯真值表如下：根據(jù)真值表列邏輯函數(shù)式根據(jù)邏輯函數(shù)式畫出電路圖。ABGY000100100100011110001011110111112021/5/9282、設(shè)計(jì)一個(gè)基于74LS138譯碼器和與非門的一位二進(jìn)制全減器輸入輸出AiBiCi-1DiCi0000010100111001011101112021/5/9292、設(shè)計(jì)一個(gè)基于74LS138譯碼器和與非門的一位二進(jìn)制全減器12365415792021/5/9303、用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151實(shí)現(xiàn)函數(shù)

采用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151可實(shí)現(xiàn)任意三輸入變量的組合邏輯函數(shù)。作出函數(shù)Y的功能表將函數(shù)Y功能表與8選1數(shù)據(jù)選擇器的功能表相比較，可知（1）將輸入變量C、B、A作為8選1數(shù)據(jù)選擇器的地址碼A2、A1、A0。（2）使8選1數(shù)據(jù)選擇器的各數(shù)據(jù)輸入D0～D7分別與函數(shù)Y的輸出值一一相對(duì)應(yīng)。即：A2A1A0＝CBA，

D0＝D7＝0，D1＝D2＝D3＝D4＝D5＝D6＝1

則8選1數(shù)據(jù)選擇器的輸出