数字电路实验报告

1、2016-6-12名字：张明一学号： 27班级： 1401学院：电气工程学院专业：电气工程及其自动化数字电路实验报告目录实验1逻辑门的逻辑功能和测试2实验2组合逻辑电路的设计(半加和全加) 6实验3数据选择器及应用9实验4触发和计数器12实验5脉冲的产生和整形电路21实验1逻辑门的逻辑功能和测试1 .实验目的1 .理解TTL系列、CMOS系列的外形和逻辑功能。2 .精通各种闸门参数的测试方法。3 .精通集成电路引脚排列，如何在实验箱布线，布线时要注意什么。二、实验设备和材料1 .数字电气实验箱、双跟踪示波器、数字万用表。2.TTL设备：74LS00二输入端4和一个非门74LS02二输入端4和一

2、个非门3 .预习要求和思考问题：1 .预习要求：1 )复习与门电路的工作原理对应的逻辑公式。2 )一般的TTL门的功能、特征。3 )精通使用的集成电路的引线位置和各引线用途。用multisim软件模拟实验，分析实验是否成功。4 .实验原理1 .本实验中使用的集成电路的引脚功能图请参照附录。2 .门电路是最基本的逻辑元件，能够实现最基本的逻辑功能，即在其输入和输出之间具有一定的逻辑关系。TTL集成栅极的工作电压为“5V10%”。 本实验中使用的TTL集成栅极是双列直插式集成电路，其引脚识别方法是将TTL集成栅极的正面(印有集成栅极形式的标记)朝向自己，将有缺口和点的一侧放在左侧，左下的第一引脚为

3、引脚“1”，逆时针计数如图1-1所示。 在查找相关的手册中可以找到具体的各个管脚的功能，本说明书的实验中使用的装置都提供了该功能。图1-15 .实验内容和程序选择实验用的集成电路，按照自己设计的实验布线图布线，特别注意Vcc和GND的连接没有错误。 接线连接后，可以经过检查进行通电实验。 实验中需要变更配线时，请切断电源后，务必进行再通电实验。1. TTL门功能测试。TTL、not74ls00和nor74ls02分别如图1-2所示连接：输入端a、b连接逻辑开关，输入端y连接发光二极管，改变输入状态的高低电平，观察二极管的闪烁，将输出状态记录在表1-1中；表1-1的双曲馀弦值PS公司输出Y274

4、LS00输出Y374LS020 0110 1101 0101 100逻辑表达式PSPS公司逻辑功能否定或者Multisim电路图：2.TTL门的多馀输入侧的处理方法：在将74LS00和74LS02如图1-2那样接线后，a输入端分别与接地、高电平、空荡、b端子并联连接，观察b端子的输入信号分别为高电平、低电平时的输出端的状态，填写表1-2 .表1-2的双曲馀弦值输出甲组联赛乙级联赛74LS00Y174LS02Y2接地011110高电平011000漂浮在空中011000a、b并联连接0110103 .通过“与”门实现非逻辑功能：在74LS00中实现and或or逻辑Y=AB CD，写逻辑公式，画逻辑

5、图，连接测试其功能，改变四输入信号a、b、c、d的输入状态，观察输出状态，填写逻辑真值表，并总结用与门实现其他逻辑功能的一般步骤。逻辑表达式：Y=AB CD逻辑图：Multisim电路图：逻辑真值表：甲组联赛乙级联赛c.c德. dy00001000110010100110010010101101101011101000110011101011011011000110101110011110在nand门处实现其它逻辑功能的一般步骤：5 .实验报告1 .按各步骤完成各实验内容。2 .通过实验分析，总结了用andnot门实现其他逻辑功能的一般步骤。a :写逻辑真值表，写逻辑表达式，画逻辑图，连接测试

6、其功能。实验2组合逻辑电路的设计(半加和全加)一、实验目的1 .掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。2 .精通组合逻辑电路的特征。二、实验设备和材料a )数字电气实验箱、双跟踪示波器、数字万用表。b )参考设备： 74LS86、74LS00。三、预习要求和思考问题1 .预习要求：复习组合逻辑电路的分析和设计方法。复习半加法器、全加法器的工作原理根据设计任务的要求，组合逻辑电路，绘制逻辑图用multisim软件模拟实验，分析实验是否成功。四、实验原理1 .本实验中使用的集成电路的引脚功能图请参照附录2 .用集成电路设计组合逻辑电路的一般步骤如下1 )根据设计要求，定义输入逻辑变量和输出逻辑变量，并

7、列出真值表2 )使用卡诺图表或数学式方法来求出最简单的逻辑式，根据由设计请求指定的门电路或所选择的门电路，将最简单的逻辑式转换成与所指定的门电路对应的形式3 )画逻辑图4 )由逻辑门或组件构成实际电路，最后测试验证其逻辑功能。五、实验内容1 .使用四二输入异或门(74LS86 )和四二输入异或门(74LS00 )来设计一位的全加法器。1 )真值表如以下表2-1所示。 其中，Ai、Bi、Ci分别是一个加数、另一个加数、向下位本位的进位，Si、Ci 1分别是站台和站台的向上位的进位。表2-1全加法器真值表PR PSPR K 10 0 00 00 0 11 00 1 01 00 1 10 11 0

8、01 01 0 10 11 1 00 11 1 11 12 )从表2-1的全加法器的真值表中写入函数式。3 )将上述两个逻辑式转换成能够由42输入异或门(74LS86 )和42输入异或门(74LS00 )实现的式子。4 )逻辑电路图如图2-1所示，图中表示芯片引脚编号。 根据图选择所需的集合块和门电路布线将Ai、Bi、Ci连接到逻辑开关，将Si、Ci 1连接到发光二极管。 更改输入信号码的状态验证真值表。5 )描绘实验电路布线图(multisim )经过仿真，实验结果等于理论值。2 .使用异或门来设计三变量判定电路，在请求变量中的1的个数为奇数时，输出为1；否则为10。 (请按照设计步骤独立进

9、行)1 )真值表如以下表2-2所示。 其中a、b和c表示三个变量，y表示输出。表2-2 3变量判定电路输入。输出甲组联赛乙级联赛c.cy000000110101011010011010110011112 )从表2-23变量判定奇电路真值表中写入函数式。y=abcabcabc3 )将上述逻辑式变换为可以用四二输入异或门(74LS86 )实现的式。Y=ABC4 )逻辑电路图如图2-2所示，图中表示芯片引脚编号。5 )描绘实验电路布线图(multisim )经过仿真验证，实验结果与理论值相等。五、实验报告要求：1 .描绘实验电路的布线图，整理实验数据，分析实验结果和理论值是否相等。2.3设计变量判定

10、电路时，需要制作真值表，得到对应的输出公式和逻辑电路图。3 .总结中型集成电路的使用方法和功能。实验3数据选择器和应用一、实验目的1 .精通中型统一数据选择器的逻辑功能和测试方法。2 .学习用综合数据选择器的逻辑设计。二、实验设备和材料a )数字电气实验箱、双跟踪示波器、数字万用表。b )参考设备：数据选择器74LS153张。三、实验预习要求和思考问题1 .预习要求：精通74LS153的工作原理和使用方法。2 )根据实验内容的要求，写出设计的全过程，画出实验电路图。用multisim软件模拟实验，分析实验是否成功。四、实验原理1.74LS153的引脚功能图请参照附录。2 .数据选择器数据选择器

11、也称为复用开关，是能够实现从复用数据传输中选择哪个信号输出的重要组合逻辑部件，所选择的控制由专用列的端口代码决定，也称为地址码，数据选择器是多种逻辑功能，例如函数发生器用数据选择器实现组合逻辑函数。1 )选择器输出是标准和式，包含所有地址变量的最小项。 例如，4选择1数据选择器输出如下所示因为任何组合逻辑函数都可以表示最小项之和的形式，所以可以在数据选择器中实现。 n地址变量的数据选择器不需要增加门电路就能够实现最大N 1变量的逻辑函数。2 )步骤：写函数的表准和式和数据选择器输出信号式。对照比较，确定选择器各输入变量的公式。根据采用的数据选择器和求出的公式制作接线图。五、实验内容验证74LS

12、153的逻辑功能如图3-1所示，连接双四重选择一重数据选择器74LS153的电路将A1、A0连接到逻辑开关，将数据输入端D0D3连接到逻辑开关，将输出端y连接到发光二极管。 观察输出状态，填写表3-1。表3-1的双曲馀弦值输出A1 A0D3 D2 D1 D0y1000 00 0 0 0000 00 0 0 1100 10 0 0 0000 10 0 1 0101 00 0 0 0001 00 1 0 0101 10 0 0 0001 11 0 0 01图3-1实验电路接线图(multisim ) :2 .通过双4选1数据选择器74LS153实现全加法器1 )写设计过程。2 )画出接线图，把电路

13、连接到74LS153上。3 )验证逻辑功能。一)设计过程全加法器真值表PR PSPR K 10 0 00 00 0 11 00 1 01 00 1 10 11 0 01 01 0 10 11 1 00 11 1 11 1得：其中，AiBici AiBiCi=AiBi(1 0 )四个选定的数据选择器的输出如下通过比较来确定选择器的每个输入变量的表达式如下所示A1、A0是两个输入变量，即加数和被加数a、b、D0D3是第三个输入变量，即低位进位Ci，1Y是全加法器之和Si，2Y全加法器的高位进位Ci 1，数据选择器的输入为A1=A、A0=B、1 do=1do2 )画布线图把电路连接到74LS153上。74ls04是6变频器3 )验证逻辑功能。经过仿真，实验结果与理论值相同。六、实验报告要求：用数据选择器设计实验内容，写出设计的全过程，绘制布线图，总结进行逻辑功能测试的实验收获、体会。实验4触发和计数器一、实验目的1 .熟悉基本RS触发器、d触发器、JK触发器的逻辑功能和特征。2 .理解二进制计数器的工作原理。3 .利用中规模集成电路的计数器掌握配置任意的二进制计数器的方法。二、实验设备和材料a )数字电气实验箱、双跟踪示波器、数字万用表。b )参考设备：