数电实验指导书12.2.doc

数 字 电 子 技 术实验指导书 实验一门电路实验一、实验目的：1、熟悉、掌握TTL与非门的逻辑功能。2、掌握TTL与非门主要参数、电压传输特性的测试方法。3、熟悉集成块管脚排列特点和使用方法。二、实验仪器和设备：、THD-1型数字电路实验箱2、数字万用表 1块3、集成四2输入与非门74LS00 1块4、集成二4输入与非门74LS20 1块三、实验原理 TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种基本逻辑门，使用时必须对它的逻辑功能、主要参数和特性曲线进行测试，以确定其性能好坏。本实验采用TTL集成元件74LS00、74LS20与非门进行测试。74LS00是一个2输入端4与非门，形状为双列直插式，逻辑表达式为。其引脚排列图如图1.1所示。74LS00的真值表如表1.1所示。输入输出ABF001011101110图1.1 74LS00引脚排列 表1.1 74LS00真值表74LS20是一个双4输入端与非门，形状为双列直插式，逻辑表达式为。其引脚排列图如图1.2所示。 图1.2 7420引脚排列图四、实验步骤实验前的准备：在未接任何器件的情况下，先合上电源开关，检查V电源是否正常，正常后断开电源。随后选择好实验用集成片，查清集成片的引腿及功能，然后根据实验图接线，特别注意VCC及地的接线不能接错，待老师检查后方可接通电源进行实验，以后所有实验依办理。1、 验证74LS00的逻辑功能 选与非门74LS00集成芯片一只，按图接好线。输入端接电平开关输出插口，输出端接发光二极管显示插口。参考电路如图1.3所示。测得数值填入表1.2中。图1.3 74LS00逻辑功能验证电路表1.2 74LS00逻辑功能表输入端输出端23电压(V)逻辑状态00011011地74LS20v双4输入正与非门74LS202、验证74LS20的逻辑功能 选双输入正与非门74LS20集成芯片一只，按图接好线。输入端接电平开关输出插口，输出端接发光二极管显示插口。拨动电平开关，按表中情况分别测出输出端电平。输入端输出端电压(V)逻辑状态表1.3 74LS20逻辑功能表3、测试TTL与非门的主要参数按资料规定的电源电压值接好（5V10%）。在对TTL与非门判断时，输入端全悬空，即全“1”，则输出端用万用表测应为0.4V以下，即逻辑“0”。若将其中一输入端接地，输出端应在3.6V左右（逻辑“1”），此门为合格门。（1）分别测量TTL与非门74LS00在带负载和开路情况下的输出高电平VOH和输出低电平VOL，参考电路如图1.4所示。VOH是指与非门一个以上的输入端接低电平或接地时，输出电压的大小。此时门电路处于截至状态。如输出空载，VOH必须大于标准高电平（VSH=2.4V）一般在3.6V左右。当输出端接有拉电流负 载时，VOH应降低。VOL是指与非门的所有输入端均接高电平时，输出电压的大小。此时门电路处于导通状态。如输出空载，VOL必须低于标准低电平（VSL=0.4V），约为0.1V左右。接有灌电流负载时，VOL将上升。图1.4 VOH、VOL测试电路（2）测量低电平输入电流IIL和高电平输入电流IIH，参考电路图如图1.5所示。IIL是指当一个输入端接地，而其他输入端悬空时，输入端流向接地端的电流，又称为输入短路电流。IIL的大小关系到前级门电路带动负载的个数。IIH是指当一个输入端接高电平，而其他输入端接地时，流过接高电平输入端的电流，又称为交叉漏电流。它主要作为前级门输出高电平时的拉电流。图1.5 IIL、IIH测试电路表1.4 74LS00参数电压(V)电流VOH VOL IILIIH空载负载空载负载4、根据真值表1.5，自己设计电路，用一片74LS00完成设计要求。表1.5输入输出ABF000011101110根据设计的电路图，在逻辑电路实验板上连接线路，进行设计验证。逻辑开关A、B可直接用实验箱上的逻辑开关K0K15中的任意两个，指示灯用逻辑电路实验板上的发光二极管。五、报告要求整理实验数据，并对数据进行分析，根据实验观察到的现象，回答下列问题。1、 与非门在什么情况下输出高电平？什么情况下输出低电平？六、预习要求1、 熟悉进行实验过程中，所用门电路的引脚位置，各引脚的用途。实验二 组合逻辑电路实验一、实验目的（一） 掌握组合逻辑电路的分析方法；（二） 验证半加器的逻辑功能；二、实验仪器及设备、THD-1型数字电路实验箱2、逻辑电路实验板3、数字万用表三、实验内容及步骤组合逻辑电路的分析是根据所给的逻辑电路，写出其输入与输出之间的逻辑关系（逻辑函数表达式或真值表）。从而判定该电路的逻辑功能。组合电路的分析方法，一般是首先对给定的逻辑电路，按逻辑门的连接方式，逐一地写出相应的逻辑表达式，然后写出输出函数的表达式（如果需要列真值表时，可由表达式通过运算求出）。但这样写出的逻辑表达式可能不是最简单的，所以还应该利用逻辑代数的公式进行化简。（一）分析半加器的逻辑功能1、写出下图电路的逻辑表达式&ABX1X2X3YZX1= ； X2= ； X3=Y= ； Z=2、 根据表达式列出真值表，并判断能否化简。ABX1X2X3YZ000110113、根据上图所示电路，在实验箱上用74138实现，将测试结果(逻辑状态)记入下列真值表，同时与上面真值表进行比较，两者是否一致。ABYZ00011011（二）要求用7400和7420设计火灾报警信号产生电路，具体要求如下：一个火灾报警系统，设有烟感、温感和红外光感三种不同类型的火灾探测器。为了防止误报警，要求只有当其中两种或两种类型以上的探测器发出火灾探测信号时，报警系统才发出报警信号。（三）根据CD4511和共阴极数码管的技术资料，自己设计原理图，实现通过四个逻辑开关控制数码管分别09十个数字。四、实验报告要求1、 整理实验数据表并对实验结果进行分析讨论；2、 总结组合逻辑电路的分析方法；五、预习要求1、 预习实验内容，画出测试电路；2、 复习半加器的工作原理。实验三 触发器一、实验目的、学习触发器逻辑功能的测试方法；、熟悉基本触发器逻辑功能及触发方式；、熟悉触发器和触发器的逻辑功能及触发方式；二、实验仪器及设备1、THD-1型数字电路实验箱2、逻辑电路实验板3、数字万用表三、实验内容及步骤（一）基本触发器的逻辑功能的测试 选用双与非门接成如下基本触发器。和端接入插孔，平时为高电平，利用输入电平的改变实现置0和置1。(V)(V)触发器状态011011利用万用表测及端的电位，借助发光二极管测触发器的状态，并计入下表：&QQRS（二）JK触发器逻辑功能测试借助发光二极管测量74LS76在下表情况下Q端的逻辑状态，填入表中，观察其触发方式是什么。J0011K0101Qn+1（三）D触发器（74LS74）逻辑功能的测试1、异步置位及复位功能的测试。D、CP端开路，用万用表测试表中所示情况下Q端的电位，并将其转为逻辑状态填入下表CPDQ端逻辑状态01102、借助发光二极管测量74LS74在下表情况下Q端的逻辑状态，填入表中，观察其触发方式是什么。D01Qn+1四、实验报告要求1、整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论2、实验收获五、预习要求1、预习触发器工作原理；2、熟悉集成芯片引脚、功能。附表74HC00 四 2 输入与非门 国际通用符号 54/7400 ， 54/74H00 ， 54L 00 ， 54/74S00 ， 54/74LS00 ， 54/74ALS00 ， 54/ 74F 00 ， 54/74HC00 ， 54/ 74AC 00 ， 54/74HCT00 ， 54/74ACT00 ， 54/74AHC00 ， 54/74AHCT00 ， 74LV00 ， 74LVC00 。 74HC02 四 2 输入或非门 国际通用符号 54/7402 ， 54L 02 ， 54/74S02 ， 54/74LS02 ， 54/74AS02 ， 54/74ALS02 ， 54/ 74F 02 ， 54/74HC02 ， 74AC 02 ， 54/74HCT02 ， 54/74ACT02 ， 54/74AHC02 ， 54/AHCT02 ， 74LV02 ， 74LVC02 。 74HC04 六反相器 国际通用符号 54/7404 ， 54L 04 ， 54/74H04 ， 54/74S04 ， 54/74LS04 ， 54/74AS04 ， 54/74ALS04 ， 54/ 74F 04 ， 54/74HCU04 ， 54/74HC04 ， 54/ 74AC 04 ， 54/74HCT04 ， 54/74ACT04 ， 54/74AHC04 ， 54/74AHCT04 ， 74LV04 ， 74LVC04 ， 54/74AHCU04 ， 74LVU04 ， 74LVCU04 。 74HC08 四 2 输入与门 国际通用符号 54/7408 ， 54/74S08 ， 54/74LS08 ， 54/74AS08 ， 54/74ALS08 ， 54/ 74F 08 ， 54/74HC08 ， 54/74HCT08 ， 54/ 74AC 08 ， 54/74ACT08 ， 54/74AHC08 ， 54/74AHCT08 ， 74LV08 ， 74LVC08 。 74HC10 三 3 输入与非门 国际通用符号 54/7410 ， 54L 10 ， 54/74H10 ， 54/74S10 ， 54/74LS10 ， 54/74AS10 ， 54/74ALS10 ， 54/ 74F 10 ， 54/74HC10 ， 54/ 74AC 10 ， 54/74HCT10 ， 54/74ACT10 ， 74LV10 。 74HC20 双 4 输入与非门 国际通用符号 54/7420 ， 54L 20 ， 54/74H20 ， 54/74S20 ， 54/74LS20 ， 54/74AS20 ， 54/74ALS20 ， 54/ 74F 20 ， 54/74HC20 ， 54/ 74AC 20 ， 54/74HCT20 ， 54/74ACT20 。 74HC30 8 输入与非门 国际通用符号 54/7430 ， 54L 30 ， 54/74H30 ， 54/74S30 ， 54/74LS30 ， 54/74AS30 ， 54/74ALS30 ， 54/74HC30 ， 54/74HCT30 ， 54/ 74F 30 ， 54/74AHCT30 。 74HC32 四 2 输入或门 国际通用符号 54/7432 ， 54/74S32 ， 54/74LS32 ， 54/74AS32 ， 54/74ALS32 ， 54/ 74F 32 ， 54/74HC32 ， 54/ 74AC 32 ， 54/74HCT32 ， 54/74ACT32 ， 54/74AHC32 ， 54/74AHCT32 ， 74LV32 ， 74LVC32 。 74HC42 BCD 十进制译码器 国际通用符号 54/ 7442A ， 54L 42 ， 54/74LS42 ， 54/74HC42 ， 54/74HCT42 十选一，在所有无效输入状态下，输出维持高电平。 7448 BCD 七段译码器 / 驱动器 国际通用符号 54/7448 ， 54/74LS48 有效高电平输出；内部有升压电阻因而无需外部电阻；试灯输入；前 / 后沿零灭灯控制；有灯光强度调制能力；输出最大电压 5.5V ；吸收电流： 7448 为 6.4 、 74LS48 为 6 。 7454 4-2 输入与或非门 国际通用符号 54/7454 74HC73 双 JK 触发器（带清除端） 国际通用符号 54/7473 ， CT54/74H73 ， 54L 73 ， 54/74LS 73A ， 54/74HC73 ， 54/74HCT73 74HC74 双 D 正沿触发器（带预置和清除端） 国际通用符号 54/7474 ， 54/74H74 ， 54L 74 ， 54/74S74 ， 54/74LS 74A ， 54/74AS74 ， 54/74ALS74 ， 54/ 74F 74 ， 54/74HC74 ， 54/ 74AC 74 ， 54/74HCT74 ， 54/74ACT74 ， 54/74AHC74 ， 54/74AHCT74 ， 74LV74 ， 74LVC74 ， 54/ 74F 5074 74HC85 四位幅值比较器 国际通用符号 54/7485 ， 54L 85 ， 54/74S85 ， 54/74LS85 ， 54/ 74F 85 ， 54/74HC85 ， 54/74HCT85 74HC86 四 2 输入异或门 国际通用符号 54/7486 ， 54L 86 ， 54/74S86 ， 54/74LS86 ， 54/74ALS86 ， 54/ 74F 86 ， 54/74HC86 ， 54/ 74AC 86 ， 54/74HCT86 ， 54/74ACT86 ， 54/74AHC86 ， 54/74AHCT86 ， 74LVC86 。 7490 十进制计数器 国际通用符号 54/7490 ， 54L 90 ， 54/74LS90 二分频和五分频；有门复零输入及门复置 9 输入（供 BCD9 的补码应用中使用）；为利用计数器最大计数长度，可将 B 输入接 QA 输出，输入计数脉冲加到输入 A 之后，输出如功能表所述；将 QD 输出接 A 输入，并把输入计数加到在输出 QA 处产生十分频方波的 B 输入，可获得对称的十分频计数。 7492 12 分频计数器 国际通用符号 54/ 7492A ， 54/74LS92 二分频和六分频；有复位输入。 74HC112 双 JK 负沿触发器（带预置与清除端） 国际通用符号 54/74S112 ， 54/74LS 112A ， 54/74AS112 ， 54/74ALS112 ， 54/ 74F 112 ， 54/74HC112 ， 54/ 74AC 112 ， 54/74HCT112 ， 54/74ACT112 ， 74LVC112 74HC123 双可再触发单稳态多谐振荡器 国际通用符号 54/74123 ， 54L 123 ， 54/74LS123 ， 54/74130 ， 54/74HC123 ， 74AC 123 可在 CEXT 和 REXT/CEXT 之间外接一定时电容。为改善脉冲宽度的精度和重复性，可在 REXT/CEXT 和之间外接一电阻，并将 RINT 开路。为得到可变脉冲宽度，可在 RINT （或 REXT/CEXT ）和之间外接一可变电阻。 74HC125 四总线缓冲门（三态） 国际通用符号 54/74125 ， 54/74LS 125A ， 54/74HC125 ， 54/74HCT125 ， 54/ 74AC 125 ， 54/74ACT125 ， 54/74AHC125 ， 54/74AHCT125 ， 74LV125 ， 7