数字电子部分.ppt

1、实验1 基本逻辑门逻辑功能测试及使用,一、实验目的 熟悉数字电路实验系统的正确使用。 掌握各种常用门电路的逻辑符号及逻辑功能。 了解TTL、CMOS集成电路外引线排列。 了解TTL、CMOS集成电路的标示识别。 了解 TTL、CMOS集成电路正确的使用方法。 通过验证掌握常用的TTL、CMOS集成门电路的逻辑功能。 熟悉并掌握OC门、三态门的典型应用。,数字电子部分,返回,实验内容,实验1 基本逻辑门逻辑功能测试及使用,二、实验器材 数字实验系统一台。 TTL集成门电路74LS00二输入端四与非门，74LS32二输入端四或门， 74LS08二输入端四与门， 74LS04六反相器，74LS125

2、四三态门。 74LS86四异或门，CMOS集成门电路CD4002四输入端二或非门各1块。 数字万用表1块。 三、预习要求 认真复习知识要点所述内容。 查找书后附录，画好进行实验用各芯片管脚图及实验接线图。 画好实验用记录表格。,数字电子部分,返回,实验内容,实验1 基本逻辑门逻辑功能测试及使用,四、实验内容及要求 在实验系统（箱）上找到相应的门电路。并把输入端接实验箱的逻辑开关，输出接发光二极管，接线见图2-23a。 验证与门，或门，与或非门，异或门及反相器的逻辑功能。若实验系统（箱）上无门电路集成元件，可把相应型号的集成电路插入实验箱集成块空插座上。注意必须再接上电源正，负极，输入端接逻辑开

3、关，输出端接发光二极管LED，即可进行验证。见图2-23b。按门电路逻辑功能表2-16中“与门”一栏输入A,B（0，1）信号，观察输出结果（看发光二极管，如灯亮为1，灯灭为0）填入表2-16中。按同样方法验证“或门”74LS32，“与非门”74LS20，“异或门”74LS86，反相器74LS04的逻辑功能，并把结果填入表2-16中。,数字电子部分,返回,实验内容,实验1 基本逻辑门逻辑功能测试及使用,验证CMOS或非门CD4002逻辑功能: CD4002逻辑图见图2-24a，接线图见图2-24b。记录测试数据并填入自己设计的记录表格。 三态门74LS125应用测试：74LS125三态门外引脚排

4、列见图2-25。利用74LS125三态门“线与”连接，实验电路见图2-26。三个三态门的输入分别接高电平、地、连续脉冲。根据三个开关不同状态观察指示灯的变化，体会三态门的功能。自行设计记录表格进行记录。,数字电子部分,返回,实验内容,实验1 基本逻辑门逻辑功能测试及使用,五、实验报告要求 画出实验用逻辑门的逻辑符号，并写出逻辑表达式。 整理实验表格和结果。 总结三态门功能及正确的使用方法。 通过本次实验总结TTL及CMOS器件的特点及使用的收获和体会。 回答思考题。 六、思考题 欲使1只异或门实现非逻辑，电路将如何连接，为什么说异或门是可控反相器? 对于TTL电路为什么说悬空相当于高电平?而C

5、MOS集成门电路多余端为什么不能悬空？,数字电子部分,返回,实验内容,实验2 TTL74系列与非门器件参数测试,一、实验目的 掌握TTL集成与非门的主要参数的测试方法。 掌握TTL器件的使用规则。 进一步熟悉数字电路实验箱的结构、基本功能和使用方法。 加深对与非门逻辑功能的认识。 二、实验器材 数字实验系统。 数字万用表。 74LS00集成电路、1k电位器、200电阻各1个。,数字电子部分,返回,实验内容,实验2 TTL74系列与非门器件参数测试,三、预习要求 复习TTL与非门各参数定义、意义与测试方法。 熟悉与非门静态传输特性及测试方法。 四、实验内容及要求 74LS00技术参数的测试 Ii

6、l测试线路见图2-29a，Iih测试线路见图2-29b,UOH、UOL测试线路见图2-29c。将测试结果记入表2-17中。 电压传输特性的测试 按图2-29d接线，调节电位器Rw，使Ui从0V向高电平变化，逐点测量Ui和对应于Ui的Uo值，记入表2-18中。,数字电子部分,返回,实验内容,实验2 TTL74系列与非门器件参数测试,五、实验报告要求 记录、整理实验结果，并对结果进行分析。 画出实测的电压传输特性曲线，并从中读出有关参数值。 六、思考题 TTL与非门输入端悬空相当于输入何种逻辑？为什么？ 如何处理各种门电路的多余输入端？,数字电子部分,返回,实验内容,实验3 中小规模集成电路组合逻

7、辑设计,一、实验目的 掌握用SSI及MSI实现组合电路的设计方法。 掌握实现组合电路的连接及调试方法。通过功能验证锻炼解决实际问题的能力。 二、实验器材 数字实验系统。 TTL型集成电路与非门74LS00、或非门74LS02、异或门74LS86、4-16线译码器74LS154，其他自选或相应CMOS器件皆可。,数字电子部分,返回,实验内容,实验3 中小规模集成电路组合逻辑设计,三、预习要求 根据所指定的设计题目按正规设计步骤写出真值表、输出函数表达式、卡诺图化简过程，得到简化表达式并按指定逻辑写出表达式。 根据实验要求应画出总体实验接线图。 四、设计性实验 设计内容要求,数字电子部分,返回,实

8、验内容,实验3 中小规模集成电路组合逻辑设计,1） 题目A: 血型合格鉴定电路的设计及验证 人类有四种基本血型：A，B，AB，和O。要求输血者和受血者的血型必需符合下述原则：O型血可以输给任意血型的人，但O型血的人只能接受O型的血；AB型血只能输给AB血型的人，但AB型血的人能接受所有血型的血；A型血能输给A型血和AB型血的人，而A型血的人只能接受A型血和O型血；B型血能输给B型血和AB型血的人，而B型血的人只能接受B型血和O型血。血型关系的示意见图2-34。 要求写出真值表、逻辑表达式（如何化简自己决定）。试用与非门设计该逻辑电路，选择尽可能少的器件。试用4-16译码器中规模集成电路设计该逻

9、辑电路。,数字电子部分,返回,实验内容,实验3 中小规模集成电路组合逻辑设计,2） 题目B: 码制转换电路设计及验证 设计一个如表2-22所示的8421码和2421码相互转换的逻辑电路。 要求写出真值表、逻辑表达式（如何化简自己决定）。试用最简逻辑门设计该电路,并在实验台上进行调试及验证。 3） 题目C：四人表决电路设计及验证 要求写出真值表、逻辑表达式（如何化简自己决定）。四人表决时，当多数人通过时用发光二极管显示。试用最简逻辑门设计该电路，具体电路形式不限，并在实验台上进行调试及验证。,数字电子部分,返回,实验内容,实验3 中小规模集成电路组合逻辑设计,4） 题目D：2位二进制乘法器设计及

10、验证（综合实验） 输入A1A0和B1B0两路二进制信号，输出为A1A0B1B0的乘积，通过数码管显示出来。例如A1A0和B1B0两路二进制信号假若为11和10时，则显示“6”，具体电路形式不限。 设计实验要求 写出真值表、逻辑表达式（如何化简自己决定）。试用与非门设计该逻辑电路，选择尽可能少的器件。可利用实验系统上已连接好的BCD/七段译码显示电路和数码管，并在实验台上进行调试及验证。 5） 题目E：2位二进制平方电路设计及验证（综合实验） 输入A2A1A0三位二进制数，用两位数码管显示其平方数。例如A2A1A0=111时，则应显示“49”。(具体电路形式不限),数字电子部分,返回,实验内容,

11、实验3 中小规模集成电路组合逻辑设计,6） 题目F：代码转换电路设计及验证 用4位全加器（74LS283）和门电路设计一个电路，将余三码转换为8421码。 设计实验要求 写出真值表，逻辑表达式（如何化简自己决定）试用与非门设计该逻辑电路，选择尽可能少的器件）。如用中规模电路设计，请写明设计步骤。（如需显示，可利用实验系统上以连接好的BCD/七段译码显示电路和数码管）。并在实验台上进行调试及验证。 7） 题目G：数据范围指示器的设计及验证 设A、B、C、D是4位二进制数码，可用来表示16个十进制数。设计一个组合逻辑电路，使之能够区分下列三种情况：0X4 5X9 10X15，要求用与非门及数据选择

12、器两种方法实现。,数字电子部分,返回,实验内容,实验3 中小规模集成电路组合逻辑设计,8） 题目H：奇校验器设计及验证 对十六进制代码A4A3A2A1完成奇校验。 2. 实验内容 对以上设计题目在实验系统上进行连接调试。 五、实验报告要求 按正规设计要求写出真值表，化简得到简化逻辑表达式,选择器件,画出逻辑图。 总结设计实验心得体会。,数字电子部分,返回,实验内容,实验4 触发器、锁存器功能测试及应用,一、实验目的 掌握基本RS触发器的原理及应用。 掌握集成D、JK触发器的逻辑功能及其应用。 熟悉D锁存器的功能及其应用。 二、实验器材 数字实验系统。 双踪示波器1台。 集成电路芯片74LS74

13、、74LS112、74LS00、74LS75、74LS86各1块，3k电阻2只。,数字电子部分,返回,实验内容,实验4 触发器、锁存器功能测试及应用,三、预习要求 认真复习触发器章节知识相关内容。 了解本次实验所用器件管脚功能及测试方法。 四、实验内容及要求 用基本RS触发器做消机械抖动开关。 1） 验证如图2-37中基本RS触发器的逻辑功能。 2） 连接图2-37中的-A及-B线，每拨动一次开关K，用万用表或发光二极管 监测Q和的状态如何变化。,数字电子部分,返回,实验内容,实验4 触发器、锁存器功能测试及应用,2. JK触发器 1） JK触发器功能测试 本实验选用74LS112。连接好测试

14、电路并请根据表2-23中条件观察JK触发器74LS112输出端Qn+1的变化情况，填入表2-23。 2） 用74LS112 JK触发器接成T 触发器按图2-38接线用逻辑箱上的连续脉冲做CP时钟，用示波器观测并记录CP，Q的同步波形。认真体会触发器的分频作用。 D触发器逻辑功能测试 1） 本实验选用74LS74。连接好测试电路并请根据表2-24中条件观察D触发器输出端Qn+1的变化情况，填入表2-24 。 2） 用74LS74 D触发器接成T触发器按图2-39接线用逻辑箱上的连续脉冲做CP时钟，用示波器观测并记录CP，Q的同步波形。同样体会一下触发器的分频作用。如果在图2-39接线基础上加上如

15、图2-40连接的反馈回路再用示波器观测并记录ui 与uo的同步波形，体会一下触发器的倍频作用。,数字电子部分,返回,实验内容,实验4 触发器、锁存器功能测试及应用,4. D锁存器 本实验选用74LS75。按图2-41连接好测试电路D4D3D2D1=1001，当G从0变为高电平时观察D锁存器输出端的变化情况。 五、实验报告要求 画出各部分实验接线图，整理实验结果，说明基本RS触发器、D触发器、JK触发器、D锁存器的逻辑功能。 认真总结本次实验的收获和体会。 七、思考题,数字电子部分,返回,实验内容,1. 异步置位端 和 为什么不允许出现 情况?正常工作情况下 、 应为何种态？,2. 请分析一下消

16、振颤电路的工作原理。,实验5 集成计数器及应用,一、实验目的 掌握中规模集成计数器（CMOS型 CC40161）的使用及功能测试方法。 掌握用中规模集成计数器构成N进制计数器。 二、实验器材 数字实验台一台。 CMOS集成同步计数器 CC40161一块，及74LS00与非门一块。,数字电子部分,返回,实验内容,实验5 集成计数器及应用,三、预习要求 认真理解CMOS集成同步计数器 CC40161的功能及使用方法，设计出测试电路。 认真理解用中规模电路设计N进制计数器的方法并根据实验内容画出实验线路。 四、实验内容及要求 CMOS集成同步计数器CC40161功能测试 根据预习中设计好的测试电路连

17、接，按表2-25真值表要求验证。 用CMOS集成同步计数器CC40161分别采用复位法及置位法设计成6进制计数器并进行验证。,数字电子部分,返回,实验内容,实验5 集成计数器及应用,五、实验报告要求 总结集成计数器 CC40161的使用体会。 总结利用集成计数器实现N进制计数器的使用体会。 回答思考题。 六、思考题 如果用 CC40161设计一个N=60的计数器，试问电路应该如何连接?请画出电路图。 如果需要设计一个十进制减法计数器，试问该选用何种电路?使能端如何设置？（见参考文献）,数字电子部分,返回,实验内容,实验6 555定时电路及应用,一、实验目的 加深对555定时器电路工作原理的理解

18、与认识；熟悉基本定时电路的工作原理及定时元件对振荡周期和脉冲宽度的影响。 掌握555定时器的应用设计和调试方法；并掌握用555集成定时器构成单稳触发器，自激多谐振荡器的方法。 二、预备知识 熟悉555定时器的工作原理，含引脚功能型号参数意义。 掌握555定时器的基本应用电路的工作原理（多谐振荡器，单稳态触发器，施密特触发器）。 复习示波器的使用方法，特别是用示波器测量波形幅度，周期，时间，频率的方法；根据实验内容设计好实验线路并计算出相关元件参数。 完成预习报告。,数字电子部分,返回,实验内容,实验6 555定时电路及应用,三、实验项目 自激多谐振荡器 单稳触发器 设计性实验 1） 题目A： 设计一个施密特触发器 要求回差电压可调。 2） 题目B： 设计一个警笛电路 用两块555（7555）或一块556（7556）（及其他器件）设计一个电路， 可以发出类似于救护车声音。 即：高频 低频 高频 -交替时间为12s。频率应明显有所区别。 3） 题目C： 设计一个占空比可变的多谐振荡器 用555（7555）定时器（及其他器件）设计一个占空比可变的多谐振荡器，其振荡频率为1HZ，占空比为1/2-2/3（连续可调）。,数字电子部分,返回,实验内容,实