实验一组合逻辑电路实验

1、数字逻辑设计基础课程实验数字逻辑设计基础课程实验 实验教学目的实验教学目的实验方式与基本要求实验方式与基本要求实验课程内容实验课程内容实验中应注意的问题实验中应注意的问题故障检测与排除故障检测与排除实验教学目的实验教学目的 目的目的：使学生更好地巩固和加深对理论知识的理解，：使学生更好地巩固和加深对理论知识的理解，增强学生理论联系实际的能力，提高学生的工程素质，通增强学生理论联系实际的能力，提高学生的工程素质，通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和今后工作打下良好的基础。学习和今后工作打下良好的基础。 本实验课是本实验课是数

2、字逻辑设计基础数字逻辑设计基础专业专业基础课程的课基础课程的课内实践教学课，内实践教学课，重在培养学生数字电路的实践技能。要求重在培养学生数字电路的实践技能。要求学生完成基本实验、综合实验，学会中小型数字系统的工学生完成基本实验、综合实验，学会中小型数字系统的工程设计方法，并能独立完成调试过程。程设计方法，并能独立完成调试过程。实验方式实验方式（1 1）由指导教师讲解实验的基本要求、任务、操作）由指导教师讲解实验的基本要求、任务、操作 步骤及注意事项。步骤及注意事项。 （2 2） 在教师的指导下，完成本课程必修的实验项目在教师的指导下，完成本课程必修的实验项目 或选修的实验项目。或选修的实验项

3、目。（3 3） 一人一组独立完成实验项目。一人一组独立完成实验项目。实验基本要求实验基本要求 （1 1）掌握数字逻辑实验箱等常用仪器的基本原理、功）掌握数字逻辑实验箱等常用仪器的基本原理、功能及其使用方法。能及其使用方法。 （2 2）了解常用数字集成电路的主要参数及逻辑功能。）了解常用数字集成电路的主要参数及逻辑功能。 （3 3）具有使用仪器查找和排除电路故障的能力，能）具有使用仪器查找和排除电路故障的能力，能根据电路原理对故障现象进行分析，借助相关仪器，逐根据电路原理对故障现象进行分析，借助相关仪器，逐步缩小故障范围，排除故障。步缩小故障范围，排除故障。 （4 4）通过实验，进一步掌握数字电

4、路的综合分析与通过实验，进一步掌握数字电路的综合分析与设计方法。设计方法。 序号号实验项实验项目内内容提要实验实验要求要求实验实验类型类型1电子仪器的使用电子仪器的使用 及及组合逻辑电路组合逻辑电路设计与实现设计与实现熟悉熟悉数字电路实验箱使用。数字电路实验箱使用。2. 与非门、优先编码器及与非门、优先编码器及7段显示译码器功能验证。段显示译码器功能验证。3. 数字电路小系统（水箱液位监测显示数字电路小系统（水箱液位监测显示电路电路）设计设计与实现。与实现。必修必修综合综合设计设计2基于基于QuartusII原理图输入的原理图输入的PLD时序逻辑电时序逻辑电路设计与实现路设计与实现1.1.熟悉

5、EDA应用软件应用软件QuartusII的使用。的使用。2. 基于基于PLD的的8位流水灯控制器设计、仿真与下载。位流水灯控制器设计、仿真与下载。 (QuartusII原理图输入方式原理图输入方式)必修必修综合综合设计设计3时序时序逻辑电路设逻辑电路设计与实现计与实现计数器及移位寄存器功能验证。计数器及移位寄存器功能验证。数字电路小系统（交通灯控制电路）设计与实数字电路小系统（交通灯控制电路）设计与实现。现。必修必修综合综合设计设计4基于基于QuartusII文本输入的文本输入的PLD时序逻辑电路设时序逻辑电路设计与实现计与实现1.1.进进一步熟悉EDA应用软件应用软件QuartusII的使用

6、。的使用。2. 基于基于PLD的的60进制计数器设计、仿真与下载。进制计数器设计、仿真与下载。 (QuartusII文本输入方式文本输入方式)必修必修综合综合设计设计 实验内容实验内容 （自动化（自动化 、测控、通信工程、计算机等专业适用、测控、通信工程、计算机等专业适用. 16学时）学时）实验中应注意的问题实验中应注意的问题 电路设计问题电路设计问题 在数字逻辑电路设计时，应根据要求进行设计。在数字逻辑电路设计时，应根据要求进行设计。布线问题布线问题 做到认真、合理地布线：做到认真、合理地布线： 1.1.设计电路，画出逻辑电路图，并标出各管脚号，将所用芯片设计电路，画出逻辑电路图，并标出各管

7、脚号，将所用芯片 所有端（数据输入，使能、清零、置位等端子）预先标记：接所有端（数据输入，使能、清零、置位等端子）预先标记：接电源、地或外部输入信号等，为实验布线打好基础。电源、地或外部输入信号等，为实验布线打好基础。2. 2. 布线时，先将电源和地线接好（包括使能端、清零端等），再布线时，先将电源和地线接好（包括使能端、清零端等），再 按信号的输入输出关系连好电路，需要经常变换的信号线最后接。按信号的输入输出关系连好电路，需要经常变换的信号线最后接。3. 3. 接好后，对照电路图仔细核对后，再打开电源，开始实验测试。接好后，对照电路图仔细核对后，再打开电源，开始实验测试。故障检测与排除故障检

8、测与排除用设计好的数字电路进行实验，电路达不到预期的逻辑功能时，如果是组用设计好的数字电路进行实验，电路达不到预期的逻辑功能时，如果是组合电路，说明电路没能按真值表工作；如是时序电路，说明电路没能按状合电路，说明电路没能按真值表工作；如是时序电路，说明电路没能按状态表工作，均表明电路存在故障。态表工作，均表明电路存在故障。发现和排除故障主要掌握数字电路是一个二元系统（只用发现和排除故障主要掌握数字电路是一个二元系统（只用“0 0”和和“1 1”两种两种状态）的特点，利用状态）的特点，利用“逻辑判断逻辑判断”方法：方法：1. 完成布线后应检查一遍，以查出漏接和错接的导线。完成布线后应检查一遍，以

9、查出漏接和错接的导线。2. 检查电源是否正常，芯片是否发烫，如是，则立即断电。检查电源是否正常，芯片是否发烫，如是，则立即断电。3. 用逻辑笔查出断线、引线虚接等。按照电路的逻辑功能，分别检查用逻辑笔查出断线、引线虚接等。按照电路的逻辑功能，分别检查各级电路的输入输出是否正常。各级电路的输入输出是否正常。4. 对于有故障的多级电路，为减少调测工作量，可将可疑范围分成两对于有故障的多级电路，为减少调测工作量，可将可疑范围分成两个区，分别检测。个区，分别检测。5. 如果怀疑芯片坏了，对于如果怀疑芯片坏了，对于SSI或简单功能的或简单功能的MSI，可以通过测试它，可以通过测试它的逻辑功能，迅速判断芯

10、片的好坏。的逻辑功能，迅速判断芯片的好坏。实验箱面板介绍实验箱面板介绍电电源源开开关关LED发光二极管发光二极管 显示区（共显示区（共12个）个）连线区连线区逻辑开关区（逻辑开关区（12个）个）单脉冲单脉冲连续脉冲连续脉冲逻辑笔逻辑笔七段数码管显示区七段数码管显示区BCD码输入码输入（1 1）熟悉数字电路实验箱的基本功能和使用方法。）熟悉数字电路实验箱的基本功能和使用方法。（2 2）了解）了解TTL集成电路的参数规范。验证集成电路的参数规范。验证TTL与非门、与非门、优先编码器及优先编码器及7 7段显示译码器基本功能。段显示译码器基本功能。（3 3）掌握常规组合逻辑电路的设计方法。）掌握常规组

11、合逻辑电路的设计方法。实验目的实验目的（1 1）实验器件）实验器件:74LS00:74LS00、 74LS147 74LS147、 74LS48 74LS48（实验箱中）各一片（实验箱中）各一片。（2 2）实验设备：数字电子技术实验箱）实验设备：数字电子技术实验箱1 1台。台。2. 实验仪器及器件实验仪器及器件实验一实验一 电子仪器的使用电子仪器的使用及及组合逻辑电路设计与实现组合逻辑电路设计与实现3. 实验原理实验原理（1) TTL与非门与非门74LS00逻辑功能简介逻辑功能简介（2) MSI 优先编码器优先编码器74LS147逻辑功能简介逻辑功能简介 1010线线-4-4线的高位优先编码器

12、线的高位优先编码器74LSl4774LSl47是将代表十进制数的是将代表十进制数的10个输入信号分别变成对应的个输入信号分别变成对应的BCD代码输出的二代码输出的二-十进制编码器。十进制编码器。低电平输入有效，反码输出。低电平输入有效，反码输出。 输入端在集成块中没有引出，输入端在集成块中没有引出，当比当比 高的所有输入均为高的所有输入均为1时，即对时，即对 编码。编码。0A（3) MSI 7段显示译码器段显示译码器74LS48逻辑功能简介逻辑功能简介 为灯测试输入。只要为灯测试输入。只要 ， ，无论，无论 输入为输入为何种状态，输出均为高电平。何种状态，输出均为高电平。 LT0LT 1BI

13、/ 是双重功能端口，是双重功能端口， 为灭灯输入，为灭灯输入， 为灭零输出。只要为灭零输出。只要 ， ， 输出输出 均为低电平，均为低电平，BIORB3210A A A A0BI agYY共阴极数码管共阴极数码管7段全熄灭。段全熄灭。数码管数码管7段全亮显示段全亮显示8。IRB0RBI 32100000A A A A ， 为灭零输入。是专为多位数字显示时灭掉不需要显示的为灭零输入。是专为多位数字显示时灭掉不需要显示的0而设定的，而设定的，在译码工作情况下，当在译码工作情况下，当 ， 时，共阴极数码管时，共阴极数码管应显示的应显示的0被消隐。被消隐。1. 掌握数数字电电路实验实验箱的基本功能及使用方法。2.验证验证74LS00、74LS147及74LS48的逻辑逻辑功能，用逻辑开关逻辑开关模拟拟输输入信号号，用数码数码管或LED显显示结结果，自行列表记录数记录数据。3. 用与与非门实现两个变门实现两个变量的异异或。要求： （1）写逻辑写逻辑表达达式，画画出逻辑电逻辑电路； （2）在实验实验箱上连连接出电电路，列表记录电记录电路的输输入与输与输出结结果。4. 设计设计水箱水位监测显监测显示电电路。（用所给给芯片实现实现）要求： （1）列真值真值表，画画出设计设计的原