《西安欧亚学院》PPT课件

西安歐亞學院信息工程学院实验中心,数字电子技术实验,多媒体CAI课件,实验一基本逻辑门功能及参数测试实验二组合逻辑电路设计实验三中规模组合器件及应用实验四触发器实验五计数器及应用实验六移位寄存器实验七555集成定时器及应用实验八综合应用实验,目录,HH1713双路直流稳压电源,实验仪器,M92A数字万用表,多功能电子线路实验箱,DOS-622B双踪示波器,DCLI型数字电路实验箱,实验一基本逻辑门功能及参数测试,1.1测试基本运算门电路逻辑功能1.2基本门电路选通功能测试1.3集成逻辑门电压传输特性测试,1.1基本运算门电路功能介绍,实验目的1.验证基本逻辑门的基本逻辑功能2.研究用基本逻辑门选通数字信号的方法3.掌握TTL电路主要参数、特性的意义4.测试与非门的电压传输特性实验仪器及器件数字万用表DT9205双踪示波器DOS-622数字逻辑实验箱DCL1集成器件74LS0074LS0474LS0874LS3274LS8674LS20,实验内容,1.测试基本运算门电路逻辑功能74LS08为2输入四与门,下图为其引脚排列图及真值表。,74LS08逻辑功能测试,鉴别74LS082输入四与门的引出脚。把+5V、0V直流电压接到Ucc和地端(电源的正端必须接到+5V端)。用数据开关来设置逻辑状态“0”和“1”。对照前表中所给的该门输入端的各组逻辑状态，测量其输出值，得出对应的逻辑状态。,或门，对74LS32二输入四或门重复上面的内容，电路图自行设计。非门，对74LS04集成六非门重复上面的内容。电路图自行设计。与非门，对74LS00二输入四与非门重复上面的内容，电路图自行设计。异或门，对74LS86集成四二异或门重复上面的内容，电路图自行设计。,其它门电路逻辑功能测试,1.2基本门电路选通功能测试,门电路可以控制数字信号的通过。基本门点路有两个输入端和一个输出端。其中一个输入端(选通或控制输入端)用来控制数据从输入端到输出端的通过，即为选通。各种门的选通工作状态归纳如下：,基本门电路选通使用,异或门不作为独立单元，它的输出呈原码还是反码取决于选通(控制)输入端的信号，因此在数字运算电路中是一个非常有用的原反码电路。一个门电路的控制输入端可以是一个，也可以有多个。下图给出了一个具有两个控制输入端的门电路及其控制真值表。,基本门电路的选通测试电路,（1）按图1-7所示连接实验线路。（2）当B0和B1时，在双踪示波器上观察数据输出端和数据输入端的波形，并以同一标尺画出输入和输出的波形。,（3）其它门电路选通门的实现，重复实验步骤（2），并画出波形图。,1.3集成逻辑门电压传输特性测试,电压传输特性是指输出电压跟随输入电压变化的关系曲线，即Uo=f（Ui）函数关系。它是门电路的重要特性之一。它可以用下图所示的曲线表示。通过它可以知道与非门的一些重要参数。,电压传输特性的测试电路,按下图接线，调节电位器RW，使从0V向高电平变化，逐点测试和的对应值，记入下表中。,实验二组合逻辑电路设计,2.1简单组合逻辑电路的设计及功能测试2.2全加器电路设计及功能测试,2.1简单组合逻辑电路的设计及功能测试,实验目的1.了解组合逻辑电路设计的步骤2.简单组合逻辑电路（三变量表决器）设计及测试3.练习设计简单的组合逻辑电路实验器材与仪器多功能电子线路实验箱双踪示波器数字器件:74LS0074LS8674LS0874LS20,2.1简单组合逻辑电路的设计及功能测试,实验内容,逻辑抽象:既将文字描述的逻辑命题转换成真值表。首先要分析逻辑命题，确定输入、输出变量；然后用二值逻辑的0、1两种状态分别对输入、输出变量进行逻辑赋值，即确定0、1的具体含义；最后根据输出与输入之间的逻辑关系列出真值表。写出逻辑表达式：根据真值表列出逻辑表达式,并进行化简。化简过程中注意“最小化”电路不一定是“最佳化”电路，要从实际出发，根据现有的逻辑集成电路进行化简。根据逻辑函数表达式及选用的逻辑器件画出逻辑电路图。,设计流程,组合逻辑电路设计及功能测试,（1）用“与非”门设计一个表决电路。当4个输入端中有3个或4个为“1”时，输出端才为“1”。设计步骤：a.根据题意列出如下表所示的真值表，再填入卡诺图。,b.由卡诺图得出逻辑表达式，并演化成“与非”的形式，即,组合逻辑电路设计及功能测试（续）,Z=ABC+BCD+ACD+ABD=,c.根据逻辑表达式画出用“与非门”构造的逻辑电路，如下图,（2）用实验验证逻辑功能：在实验装置的适当位置选定3个14P插座，按照集成芯片定位标记插好集成块。按其真值表要求，逐次改变输入变量，测量相应的输出值，验证逻辑功能，测试所设计的逻辑电路是否符合要求。,2.2全加器电路设计及功能测试,全加器是带有进位的二进制加法器，逻辑符号如下图所示，它有三个输入端An，Bn，Cn-1，Cn-1为低位来的进位输入端，两个输出端Sn，Cn。实现全加器逻辑功能的方案有多种，下图为用与门、或门和异或门构成的全加器。,设计全加器电路并测试功能,用74LS08、74LS32、74LS86构成一位全加器，连接电路图参考上图所示。按下表改变输入端的输入状态，测试全加器的逻辑功能，记录之。,三位加法电路的测试,连接电路图如下图所示。按下表所示改变全加器输入端（接逻辑开关）的输入状态即加数和被加数，输出端接电平指示器，记录相加结果。,3.1变量译码器逻辑功能测试及应用3.2字段译码器逻辑功能测试及应用3.3数据选择器逻辑功能测试及应用,实验三MSI组合器件及其应用,3.1变量译码器逻辑功能测试及应用,实验目的1.掌握译码器的逻辑功能2.掌握常用集成译码器的使用方法3.熟悉常用译码器的典型应用实验器材与仪器多功能电子线路实验箱双踪示波器数字器件:74LS13874LS15474LS248,74LS42,BS201,74LS20,实验内容,1.测试38译码器的逻辑功能并设计电路74LS138为38译码器,下图为其引脚排列图。其中A2A1A0为地址端，Y0Y7为译码输出端，S1S2S3为使能端.,74LS138功能表,74LS138逻辑功能测试,S1S2S3及地址端A2A1A0接逻辑电平开关输出口,8个输出端Y0Y7依次连接在逻辑电平显示器的8个输入口上拨动逻辑电平按功能表逐项测试,74LS138应用电路设计,1.用两片74LS138构成一个4线16线译码器。改变地址端的状态，观察并记录输出状态,列出真值表检查电路设计是否正确。2.用74LS138译码器和门电路构成一位全加器电路。改变地址端的状态，观察并记录输出状态，列出真值表检查电路设计是否正确。,2.测试416译码器功能并设计电路,74LS154为416线全译码器，其引脚图如下图所示ABCD：地址输入端；Q0Q15：输出端；G1G2：低电平有效的选通输入端。,74LS154功能表,74LS154功能测试与应用,1.用实验箱按功能表逐项测试74LS154的逻辑功能.2.用74LS154实现下列函数:,3.410线译码器功能测试及应用,74LS42是线译码器，又称二十进制译码器或码制变换器。其引脚图如右图所示。,74LS42功能表,74LS42的应用,1.用4-10线74LS42译码器构成数据分配器（时钟脉冲控制信号）,图中D作为数据输入端，ABC作为地址输入端。当CBA=000-111时，测试相应Q0-Q7的输出。（1）D端输入秒脉冲（T=1秒）信号，列表整理测试结果。（2）D端输入约2KHZ连续脉冲，观察并记录输入，输出波形。,2.用74LS42及若干与非门设计一位全加器，要求画出逻辑图。,设A、B为一位全加器的两个输入的一位二进制数，CI为低位二进制数相加的进位输出到本位的输入，F为本位二进制数A、B和低位进位输入CI的相加之和，CO为A、B和CI相加向高位的进位输出。,设计思路:,一位全加器的表达式及电路图,3.2字段译码器逻辑功能测试及应用,实验目的1.掌握七段译码驱动器74LS248逻辑功能2.掌握LED七段数码管的判别方法3.熟悉常用字段译码器的典型应用实验器材与仪器多功能电子线路实验箱双踪示波器数字器件:74LS4774LS248,CD4511,BS204,实验内容,1.74LS248七段译码驱动器功能测试,74LS248（74LS48）是内部带有上拉电阻的BCD七段译码驱动器；ABCD为输入端，QA-QF为译码输出端，辅助控制端有三个：,（a）LT是灯信号输入端，用以检查数码管的好坏，当LT=0BI=1时，七段全亮，表明数码管是好的，否则是坏的。（b）BI熄灭信号输入端（与灭零信号输出端公用），用于闪歇显示控制。当BI=0时，不论其它输入是什么状态，七段全灭。（c）RBI灭零信号输入端。当RBI=0，且输入DCBA=0000时，七段全灭，数码管不显示。RBO灭零信号输出端，在多位显示电路中，它与RBI配合使用，可将整数部分的前面数位和小数部分的后面数位的零熄灭。,74LS248功能表,中规模集成七段显示译码器74LS248的功能测试,按图2-3-5连线，输出端接至数码管，对照功能表逐项进行测试，并将实验结果与功能表作比较。,2.LED七段数码显示器件,由7个发光二极管构成七段字形，它是将电信号转换为光信号的固体显示器件，通常由磷砷化镓（GaAsP）半导体材料制成。故又称为GaAsP七段数码管，其最大工作电流为10mA或15mA分共阴和共阳两类品种。常用共阴型号有BS201，BS202，BS207LCS011-11等。共阳型号有BS204，BS206，LA5011-11等。下图分别是共阴显示器，共阳显示器的引脚排列图。,共阳显示器,共阴显示器,（）共阳共阴及好坏判别,先确定显示器的两个公共端，两者是相通的。这两端可能是两个地端（共阴极），也可能是两个c端（共阳极），然后用三用表象判别普通二极管正、负极那样判断，即可确定出是共阳还是共阴，好坏也随之确定。,2.LED七段数码管的判别方法,(2)字段引脚判别,将共阴显示器接地端接电源cc的负极，cc正极通过左右的电阻接七段引脚之一，则根据发光情况可以判别出a、b、c等七段。对于共阳显示器，先将它的cc端接电源的正极，再将几百欧姆一端接地，另一端分别接显示器各字段引脚，则七段之一分别发光，从而判断之。,3.3数据选择器逻辑功能测试及应用,实验目的1.熟悉中规模数据选择器的逻辑功能及测试方法.2.学会用数据选择器实现组合逻辑函数.实验仪器及器材多功能电子线路实验箱双踪示波器数字器件:74LS151，74LS153,实验内容,1.四选一数据选择器74LS153功能测试,测试74153的功能并设计电路,1.测试74LSl53双四选一数据选择器的逻辑功能地址端、数据输入端、使能端接逻辑开关，输出端接电平指示器。按上图功能表逐项进行验证2.用74LSl53构成三变量表决器电路先用双四选一扩展成八选一，然后实现三变量表决器路，测试其逻辑功能记录结果。,3.用74LSl53构成全加器,全加器和数及向高位进位数的逻辑方程为：,用74LSl53实现全加器的接线图:,按图连接实验电路，测试全加器的逻辑功能,并记录之。,2.八选一数据选择器74LS151功能测试及电路设计,74LSl5l为八选一数据选择器,A2A1A0为地址输入端,D0-D7为数据输入端。按地址选择其中的一个送到输出端Y。引脚排列及功能图，如下图所示。,测试74151的功能并设计电路,1.测试74LSl51八选一数据选择器的逻辑功能.按上功能表逐项进行验证。2.用74LSl53实现下述函数(1)四变量判偶电路自行接线并测试逻辑功能。(2)实现函数:,设计电路并检测功能。,实验目的1.熟悉并验证触发器的逻辑功能。2.掌握D触发器.JK触发器功能测试与使用方法。实验仪器及器件1.数字电路实验箱DCL-12.数字器件:双JK触发器74LS1124输入二与非门74LS00双D触发器74LS74。,实验四触发器及应用,用D触发器构成二进制计数器,1.按图在实验箱上连接电路，用四个D触发器构成四位二进制异步加法计数器，2.用示波器观察输出波形,记录结果.,实验五计数器及应用,5.1中规模计数器的功能测试5.2中规模计数器的应用,实验目的1.掌握集成计数器的基本功能及测试方法2.熟悉计数器的级联方法,5.1集成计数器的功能测试,实验仪器与器件1.多功能电子线路实验箱2.双踪示波器3.数字器件:74LS161、74LS16374LS160、74LS16274LS192、74LS19374LS290、74LS90,熟悉集成计数器基本功能一同步集成计数器1.四位二进制计数器二进制可予置计数器74LS161,74LS163二进制可予置可逆计数器74LS193.十进制计数器十进制可予置计数器74LS16074LS162十进制可予置可逆计数器74LS192二异步集成计数器异步二五十进制计数器74LS290、74LS90,实验内容,CP计数脉冲DA数据输入端清除端QDQA输出端预置端CTP、CTT计数允许端C0进位输出端,1.四位二进制同步可予置计数器74LS161/74LS163,74161功能表(异步清零),74163功能表(同步清零),OC=TQDQCQBQA,2.四位二进制同步可逆计数器74LS193,74LS193由四只触发器和若干门电路组成，正边沿触发。它具有加法计数（+加计数脉冲,_加高电平）减法计数（_送计数脉冲，+加高电平）。直接予置（D)和清除（r）等功能。其引脚图如右图所示。,2.十进制可予置计数器74LS160/74LS162,CP计数脉冲DA数据输入端清除端QDQA输出端预置端CTP、CTT计数允许端C0进位输出端,74160功能表(异步清零),74162功能表(同步清零),OC=TQDCBQA,4.同步十进制可逆计数74LS192,74LS192由四只触发器和若干门电路组成，正边沿触发。它具有加法计数CP+加计数脉冲,CP-加高电平,减法计数CP-送计数脉冲，CP+加高电平。直接予置端D和清除r等功能。其引脚图如右图所示,5.异步二-五-十进制计数器,74LS290、74LS90的引脚,逻辑功能表,掌握集成计数器功能测试方法,测试74LS161/74LS163的逻辑功能,测试74LS193的逻辑功能,测试74LS160/74LS162的逻辑功能,测试74LS192的逻辑功能,在实验箱上用脉冲信号源,示波器,数码显示器测试计数器功能.,74LS290逻辑功能测试,74LS290清“”，置“”功能测试74LS290二进制计数器功能测试74LS290五进制计数器功能测试74LS290十进制计数器功能测试,74LS290清“”，置“”功能测试,按上图接线,74LS290二进制计数器功能测试,按下图接线，测试结果记录于下表中,0A与0A可选其中之一或共同接低电平，9A与9B也可选其中之一或共同接低电平。做实验前，必须首先清“”，然后输入单次脉冲，这样可保证显示结果在与之间变化。,注意事项:,74LS290五进制计数器功能测试,按上图接线，将测试结果填入表中。,74LS290十进制计数器功能测试,按上图接线，测试结果记录于表中,5.2中规模计数器的应用,实验目的1.掌握任意模值计数器的设计方法2.熟悉计数器的级联方法,实验仪器与器件1.多功能电子线路实验箱2.双踪示波器3.数字器件:74LS161、74LS16374LS160、74LS16274LS192、74LS19374LS290、74LS90,实验内容,用74161和74163构成模10计数器将计数器与发光二极管,数码显示器,脉冲信号发生器相连,观察数码显示