第4章数字电路实训

1、页眉：小五号宋居右第四章 数字电路实训目标规划(一)知识目标：巩固和加深对数字电路课程理论知识的理解，将数字电路与其它实践应用内容进行综合，并转化为实践技能，可以提高数字电子技术应用能力。(二)技能目标：培养学生的实践技能和动手操作能力，培养学生从电路的识图、制作到调试、维修等的完整的电子制作的全过程。第一节 集成门电路一、集成门电路功能测试1、实训目的(1) 学习双踪示波器及数字电路实训箱的使用方法；(2) 学习COMS门电路和TTL门电路功能的测试方法；(3) 学习门电路多余输入端的处理方法；(4) 学习实训数据的分析处理方法；2、实训原理，基础知识图4.1.1门电路符号与非门、或非门是构

2、成数字电路的基本单元。它也可看作是一种条件开关。在一定条件下它能允许信号通过，条件不满足时，信号就不能通过。门电路的输出与输入之间存在着一定的逻辑关系。所以又叫逻辑门电路。基本的逻辑门电路有“与”门、“或”门、与非门、或非门、“非”等，由于目前新旧符号及国外符号比较混杂，在图4.1.1将新旧符号及国外符号一并画出，作为识图的参考。 (1)认识门电路 A. “或非”门“或非”门是执行“或非”功能的逻辑部件，其逻辑关系的特点是：只有当全部输入端都为低电平时，输出端才为高电平;只要有一个输入端是高电平，输出端就输出低电平。例如2输人端“或非”功能的逻辑表达式可写成：Y= ，其中A和B为两个输入端，Y

3、为输出端。逻辑图如图4.1.1a所示.。CMOS4000系列“或非”门有四种型号，分别是四2输入“或非”门CD4001、双4输入“或非”门CD4002、三3输入“或非”门CD4025和8输入“或非/或门CD4078，其引脚功能如图4.1.2所示。上述“或非”门名称中，前一个中文数字代表一个封装中此类门的个数，中文数字之后的阿拉伯数字代表每个字之后的阿拉伯数字代表每个门的输入端的个数。如三3输入“或非”门CD4025，表示CD4025这集成电路含有“三”个“或非”门，每个“或非”门有“3”个输入端。三个“或非”门共用一组电源V DD和VSS，其余功能均是独立的。引脚功能图中有的引脚标注为“NC，

4、表示内部无连接，为空脚。 图4.1.2 集成电路或非门引脚 在这4种集成电路中，CD4078有些特殊，即它有Y和两个输出端，由以前学过的“关于否定的性质”可知，若输出Y对于输入是“或非”关系，则Y对于输入便是“或”关系，因此称CD4078为“或非/或”门。B. “与非”门 “与非”门是执行与非功能的逻辑部件，其逻辑关系的特点是:只有当全部输入端都处于高电平时，输出端才呈现低电平;只要有一个输入端处于低电平，输出端就输出高电平。例如，2输入端“与非”功能的逻辑关系式可写成Y = ,其中A和B为两个输入端，Y为输出端，逻辑图如前图4.1.1b如示。 CMOS4000系列“与非”门有四种型号，分别是

5、四2输入“与非”门CD4011、三3输入“与非”门CD4023、双4输入“与非”门CD4012、3输入“与非/与”门CD4068。大家可能已经注意到“与非”门和“或非”门的型号之间有一定的对应规律，可以利用这种规律记忆一些常用型号，以便在设计电路时随手拈来，熟练应用。4种“与非”门的引脚功能如图4.1.3所示。如同前述。CD4068亦可作为“与”门使用。图4.1.3 集成电路与非门引脚C.“或”门和“与”门“或”门是执行“或”功能的逻辑部件，其逻辑关系的特点是：只有当全部输入端都处于低电平时，输出端才输出低电平;只要有一个输入端出现高电平，输出端便为高电平.例如，2输入端“或”功能的关系式为：

6、Y=A+B。相应的逻辑图如图图4.1.1c所示。CMOS4000系列“或”门有3种型号:四2输入“或”门CD4071、三3输入“或”门CD4075、双4输入“或”门CD4072。引脚功能如图图4.1.4所示.图4.1.4 集成电路或门引脚“与”门是执行“与”功能的逻辑部件，其逻辑关系的特点是:只有当全部输入端都处于高电平时，输出端才为高电平，只要有一个输入端是低电平，输出端就处于低电平。例如，2输入端“与”门的逻辑关系式为:Y=AB。逻辑图如图图4.1.1d所示。 CMOS4000系列“与”门有3种型号：四2输入“与”门CD4081、三3输入“与”门CD4073、双4输入“与”门CD4082。

7、引脚功能如图4.1.5所示。图4.1.5 集成电路与门引脚D. 反相器反相器是执行逻辑反相功能的电路。CD4069、CD40106为六反相器电路，其中CD40106有斯密特触发器反相器电路，每一个反相器单元都由最基本的单级反相器线路构成。它主要用于CMOS逻辑系统的反相操作，在不要求电平变换的情况下，也可用来直接驱动TTL电路。此外，它还可用于脉冲整形、振荡器和高输人阻抗的电压放大器等。CD4069的引脚功能如图4.1.6所示。 图4.1.6 集成反相器引脚E、“多余”和“欠缺”输入端的处理办法在实际应用中经常碰到一些门电路的输人端“多余”或“欠缺”的情况。例如需要一个2输入“与非”门，而只有

8、一个3输入“与非”门可以利用，这就是输入端“多余”;而需要一个3输入“与非”门，却只有一个2输入“与非”门可以利用，则为“欠缺”。 “多余”输入端的处理方法有两种。如果电路的工作速度不高、功耗也不需要特别考虑，可将多余的输入端与使用端并接使用。另外一种办法是根据电路的功能分别处置.例如“与”门和“与非”门的多余输入端应接至VDD，而“或”门和“或非”门的多余输入端应接至VSS。当电路中“欠缺”输入端时，可利用二极管的单向导电性进行扩展。图4.1.7是“与非”门扩展输入端的电路，对于“与”门也同样适用。扩展后逻辑表达式为:Y=，相当于变成了一个4输入端的“与非门。图4.1.7 图4.1.8图4.

9、1.8是“或非”门扩展输入端的电路，对于“与”门也同样适用。扩展后逻辑表达式为: Y=，相当于变成了一个4输入端的“或非”门。 这种扩展方法在一些小型电子产品设计中很有用，可以缩小体积、降低成本。3、实训仪器和设备(1) 万用表 1块(2) SR8（或其它型号）双踪示波器 1台(3) 直流稳压电源 1台(7) 面包板 1块(8) 各色导线若干，常用工具 1套这里先提一下实训用面包板，面包板如图4.1.9所示。图4.1.9面包板面包板中间有一道横沟，将双列直插封装的集成电路骑跨在沟上，引脚插入相应的小孔内。沟的上下各有五行孔：A E , F J以及60-65列孔，每一行孔的各孔间是不导通的。但每

10、一列的5个小孔是相互导通的。电路中的电阻、电容、电感、晶体管等元件可直接插入小孔内形成电路，其它连接采用直径为0. 5mm左右的单股导线，一般要准备4至5种颜色的导线。面包板的最上面和最下面各有一行孔，即X和Y行，它们是供连接正负电源的。一般上面为正，下面为负。X行和Y行中间可能分成两段或三段，段与段之间不导通，必要时可用连线把各段连接起来形成一条正电源线和一条负电源线。面包板的最大特点是使用方便、无需焊接、元器件可反复使用。缺点是容易接触不良，元器件引脚之间容易触碰短路，使用中要多加注意。4、实训内容和步骤(1) 集成电路引脚识别 将集成电路有字面朝上，将有缺口或有记号部位向左边，左下角第一

11、脚就是引脚“1”，其它引角逆时针方向数即可。如图4.1.10所示，数字集成电路的下面一排的最后一个角是Vss端，通常接电源负极，上面一排最后一个脚则是VDD端，接电源的正极。图4.1.10 集成电路引脚识别将COMS与非门CC4011、TTL或非门74LS02分别按图4.1.11连接输入端分别接逻辑开关，输出端分别接发光二极管。图4.1.11 与非门和或非门接线电路5、实训器材表4.1.1图形符号元件名称型号参数实物图IC二输入四与非门 CC4011二输入四或非门 74LS02开关R电阻300发光二极管6、实训步骤（1）、改变输入状态的高、低电平，观察发光二极管的亮灭，并将输出的状态填入表4.

12、4.2中；（2）、将A输入端分别接地、电源端、悬空、与B端并接，观察B端输入信号分别为高、低电平时相应输出端的状态，并将输出的状态填入表4.1.3中； 表4.1.2输入 A B输出 CC4011 Y1输出 74LS02 Y2 0 00 11 01 1逻辑表达式逻辑功能 表4.1.3输 入输 出ABCC4011 Y174LS02 Y2接 地01接 电 源01悬 空01A、B并接017、实训注意事项(1)注意正确连线，集成电路电压极性；(2)要正确使用万用表测量；(3)要正确使用直流稳压电；(4)在实训过程中要遵守实训规则，注意人身安全；8、实训报告要求实训报告要包含以下内容（1） 实训名称：（2

13、） 实训目的：（3） 实训原理：简单说明原理，并附上实训电路图。（4） 实训仪器、仪表、设备：请在实训时记录下各仪器、仪表的名称、型号、规格、数量和备注等；实训内容和步骤：简略叙述完成实训的关键步骤，分析比较实训结果，写出实训结论；9、课后延伸(1)实训思考题：通过实训过程，门电路的有哪些功能？(2)数字集成电路的引脚功能有哪些特点；(3)COMS门电路与TTL门电路有什么区别？(4)若用与或非门实现功能，多余输入端应如何处理？ 二、门电路逻辑功能及测试1、实训目的熟悉门电路逻辑功能(1)熟悉数字电路学习使用方法。(2)了解数字电路构成振荡器的方法及用处(3)熟悉双踪示波器的使用方法；(4)掌

14、握与门电路的逻辑功能及其特点；2、实训原理本实训由五个小电路组成，见图4.1.124.1.16。第一个振荡器电路如图4.1.12所示。“非”门1和“非”门2组成最简单的脉冲振荡器。图4.1.12为显示直观，将振荡频率选得较低，并增加三极管驱动发光二极管LED闪光，以准确判断出振荡状态。图4.1.12电路中的脉冲周期为T=2.2R2C1，振荡频率f=0.45R2C1。当电阻R的单位用“欧姆”、电容C的单位用“法拉”时，所得频率f的单位为“赫兹”。由此，图4.1.12电路的振荡频率f = 0. 45Hz。接在“非”门1输人端的电阻R1为补偿电阻，主要用于改善由于电源电压变化而引起的振荡频率不稳定。

15、一般取R12R2。改变图4.1.12中的R2或C2的数值，振荡频率会相应地发生变化。实验时可多替换几组RC，以加深印象。应注意:当振荡频率高于20Hz时，发光二极管LED的闪动就不明显了，人眼的惰性所致。此时可以用扬声器代替发光二极管，电路如图4.1.13改变电阻R的数值，可明显听出扬声器音调的变化。图4.1.13上面二个图中的“非”门可使用CD4069，使用其中的任意两个“非”门即可。要注意电源输入VDD、VSS一定要接上，虽然图中未画，但电源是必不可少的。电源可使用各种电池或直流稳压电源，一般选69V。除了利用“非”门组成振荡器之外，利用“与非”门和“或非”门也同样可以组成相同的振荡器。实

16、际上把“与非”门和“或非”门的各输入端并接在一起就成了“非”门，就可以如图4.1.14一样组成脉冲振荡器.而且利用其中的某个输入端，还可组成“可控振荡器”，如图4.1.14。在图4.1.14 (a)中，两个“与非”门组成振荡器，但仅当“与非”门1的输入A为高电平时，电路才振荡；当A为低电平时，电路停振。所以，A点输入电平的高低可控制振荡器的工作与否。在图4.1.14 (b)中，两个“或非”门组成振荡器，但只有当“或非”门1的输入A为低电平时，电路才能振荡；当A为高电平时电路停振，所以也组成一个可控振荡器。图4.1.14另外，当A点输入的是另外一个频率较低的脉冲振荡信号时，就形成了低频振荡信号对

17、高频振荡信号的调制，如图4.1.15 (a)所示。图4.1.15图4.1.16波形见图4.1.15 (b)，图4.1.15 (a)电路可作为警报声源，听起来是断续的“嘟、嘟、”声，要比连续的“嘟一”声更易引起人们注意。此外，图4.1.15 (a)电路还可以用作红外载波发射电路，当然，R、C的数值要改变，高颇振荡器振荡频率要在38kHz左右，低颇振荡信号作为数据去调制38kHz振荡信号。上面都是用RC组成的多谐振荡器，频率稳定度比较底，在频率稳定要求高的时钟电路中还可以利用“非”门的晶体振荡电路来实现所需的时钟信号，如图4.1.16所示。需要着重说明的是，利用CMOS门电路做振荡器使用时，其工作

18、电压不应低于4. 5 V，否则电路有停振的可能。3、实训仪器和设备(1) 面板板 1块；(2) SR8（或其它型号）双踪示波器 1台；(3) 万用表 1只；(4) 直流稳压电源 1台(5) 各色导线若干，常用工具 1套4、实训器材和步骤(1) 实训器材见表4.1.3表4.1.3图形符号元件名称型号参数实物图IC二输入四与非门 CC4011二输入四或非门 CD4001六反相器CD4069JT晶振32768HzK1、K2拔动开关电阻10M1、220k4、100k4、10k4、68k2、1k1电解电容10uF2、涤伦电容0.14瓷片电容50pF1、10pF1扬声器8发光二极管实训时，按上面各图分别自

19、己设计的实训接线图连线，特别注意Vcc及地线不能接错。线接好后必须经检查无误方可接通电实训。实训中改动接线须先断开电源，接好后再通电实训。连接好图4.1.12中的元件接上电源，发光二极管应一亮一暗的发光。连接好图4.1.13中的元件接上电源，扬声器会发出声音。其它电路连接后通过示波器来进行测量其波形，将图4.1.14a的A端接正极，图4.1.14b的A端接地，双踪示波器的二个探头分别接图4.1.14a与图4.1.14b的B端应可测量出方波，然后将二个A端倒过来连接，原来接正的接地，接地的接正，这时示波器就没有波形。将示波器二个探头分别接图4.1.15 的A、B端，可以看到图4.1.15b的波形

20、。将示波器一个探头接图4.1.16A端，调整示波器的扫描时间，可以看到振荡波形。(2) 实训注意事项 A、要正确联接数字电路；B、要正确使用双踪示波器一只；要正确使用直流稳压电；C、在实训过程中要遵守实训规则，注意人身安全，避免设备的损坏。5、实训报告要求 实训报告要包含以下内容(1) 实训名称：(2) 实训目的：(3) 实训原理：简单说明原理，并附上实训电路图。(4) 实训仪器、仪表、设备：请在实训时记录下各仪器、仪表的名称、型号、规格、数量和备注等；(5) 实训内容和步骤：简略叙述完成实训的关键步骤，分析比较实训结果，写出实训结论；6、课后延伸(1)实训思考题：通过实训，简述门电路振荡器的

21、特点；第二节 集成组合逻辑电路一、 组合逻辑电路功能测试1、实训目的（1）通过实训熟悉组合逻辑电路的特点及一般分析、设计方法；（2）通过实训理解逻辑函数的最简表达式与逻辑电路的关系； 2、实训原理与非门、异或门是组成组合逻辑电路的基本元件，设计一个组合逻辑电路的步骤主要有：首先要列出满足系统功能要求的真值表接着依据真值表写出逻辑函数表达式再利用卡诺图或逻辑代数的基本定律将逻辑函数式化成最简的表达式最后根据最简的表达式画出逻辑电路。3、实训仪器和器材(1) MF47型万用表 1块；(2) SR8（或其它型号）双踪示波器 1台(3) 直流稳压电源 1台(4) 74LS00 二输入四与非门 2片 (

22、5) 12开关 3个(6) 面包板 1块(7) 各色导线若干，常用工具 1套4、实训内容和步骤(1)用2片74LS00组成图4.2.1所示逻辑电路。为便于接线检查，在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。(2)图中A、B、C接电平开关，Y1、Y2接发光管电平显示。(3)按表4.2.1给定的电平要求，改变A、B、C的状态，测量输出端信号值填入表4.2.1并分别写出Y1、Y2的逻辑表达式。表4.2.1输 入输 出ABCY1Y2000001011111110100101010 (4)将理论运算结果与实训结果进行分析比较。 图4.2.1 组合逻辑电路功能测试 Y1 Y25、实训注意事项1、 要注意集成

23、门电路多余引脚的处理方式；2、 电路图中要标明各引脚的编号，连接时不要接错；3、 组合电路时要注意各引脚的接通情况，要避免虚接；4、 要注意逻辑电路中的竞争及其险象；6、实训报告要求实训报告要包含以下内容（1） 实训名称：（2） 实训目的：（3） 实训原理：简单说明原理，并附上实训电路图。（4） 实训仪器、仪表、设备：请在实训时记录下各仪器、仪表的名称、型号、规格、数量和备注等；（5） 实训内容和步骤：简略叙述完成实训的关键步骤，分析比较实训结果，写出实训结论；7、课后延伸（1）总结组合逻辑电路的一般分析和设计方法；（2）分析逻辑函数的最简表达式与逻辑电路的关系；（3）如何用74LS00二输入

24、四与非门实现异或非门的逻辑功能（要写出逻辑表达式、画出电路图）第三节译码器和数据选择器一、 实训概要译码器通常是一种组合电路，其工作状态的改变无需依赖时序脉冲。这里介绍的译码器分为数码译码器和显示译码器两大类，其中包括一些多功能译码电路，如将计数、锁存和译码单元集成在同一芯片上的产品(这种计数器和时序脉冲有关);也包括与译码操作相反的编码器。1、实训总体要求通过实训，要进一步理解集成组合逻辑译码电路的工作原理；掌握译码电路的设计方法和步骤：能据最简与一或表达式和所用的逻辑门器件画出逻辑电路图。逻辑电路一般使用电性能较好的复合逻辑门，即与非门、或非门、与或非门和异或门。2、实训重点熟悉译码电路的

25、功能特点、结构特点，学习译码电路的一般分析、设计及实现方法，要注意将逻辑函数式化成最简的逻辑函数表达式。掌握译码电路的功能测试方法。3、实训知识准备（1）预习74LS138译码电路的分析方法；（2）预习数据选择器的分析方法；（3）预习BCD一锁存/7段译码/驱动器的工作原理（4）预习二一十进制计数/锁存/7段译码/驱动器4、实训达到目标（1）掌握译码电路的一般分析、设计方法；（2）掌握译码电路功能的测试方法；（3）了解译码器和数据选择器的分析设计方法；二、集成译码器74LS1381、实训目的（1）了解译码器的工作原理和电路实现；（2）学习集成译码器74LS138的使用方法；（3）了解数据选择器

26、的电路构成和工作原理（4）熟悉集成数据选择器的逻辑功能及应用2、实训原理译码的功能是对给定的输入代码进行翻译，将其变换成输出端的一组高、低电平信号，当事先认定高电平有效时（当然也可以认定低电平为有效电平，但两者必居其一），对每一种可能的输入组合会有一个、也仅有一个输出端的电平为有效电平。这样也就建立了输入代码与输出代码之间的一一对应关系。实现译码的器件叫译码器。数据选择器又称多路选择器,是从多通道的数据中选择某一通道的数据送到输出端的器件。它在地址码（或称选择控制码）电位的控制下，从几个数据输入源中选择一个，并将其送到一个公共端输出。3、实训仪器和器材(1) SR8（或其它型号）双踪示波器 1

27、台(2) 函数信号发生器 1台(3) 直流稳压电源 1台(4) 74LS138 38译码器 1片(5) 74LS153 双4选1数据选择器 1片(6) 74LS00 二输入端四与非门 1片(7) 74LS32 二输入端四或门 1片(8) 12拨动开关 5个(9) 300电阻 8只(10) 发光二极管 8只(11) 面包板 1块(12) 各色导线若干，常用工具 1套 4、实训内容和步骤(1) 集成译码器74LS138电路测试A、74LS138为38线译码器，将输入C、B、A分别接高低电平开关，用于选择y0y7中的一个；B、输出y0y7分别接8只发光二极管，用于指示y0y78只引脚的输出高低电平的

28、情况；C、使能端G1、G2A、G2B按表4.3.1要求接入高低电平，并将测试结果填入表4.3.1中。 a. 74LS138引脚功能b. 74LS138功能测试图图4.3.1 74LS138为3线8线译码器表4.3.1输 入输 出使 能选 择Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7G1 G2A G2BC、 B、A 1 0 00 0 0 1 0 00 0 1 1 0 00 1 0 1 0 00 1 1 1 0 01 0 0 1 0 01 0 1 1 0 01 1 0 1 0 01 1 1 (2)数据选择器的测试（1）、将双4选1数据选择器74LS153参照图4.3.2接线，测试数据选择器功能并填写功能表4

29、.3.2中 图4.3.2 数据选择器74LS153测试电路（2）、将学习机脉冲信号源分别输出固定的4个不同频率的连续脉冲信号，接到数据选择器4个数入端，将选择端置位，于是输出端可分别观察到4种不同频率的脉冲信号。 （3）分析上述实训检测结果，并总结数据选择器的作用 表4.3.2选 择 端数 据 输 入 端输出控制输 出BAC0C1C2C3GYXXXXXX1000XXX0001XXX001X0XX001X1XX010XX0X010XX1X011XXX0011XXX105、实训注意事项1、 总结组合逻辑电路的分析、设计方法；2、 正确使用数字电路实训箱；3、 要正确使用双踪示波器一只；要正确使用直

30、流稳压电；4、 要学会正确地处理门电路中多余的引脚；5、 在实训过程中要遵守实训规则，注意人身安全，避免设备的损坏；6、实训报告要求实训报告要包含以下内容(1) 实训名称：(2) 实训目的： (3) 实训原理：简单说明原理，并附上实训电路图。(4) 实训仪器、仪表、设备：请在实训时记录下各仪器、仪表的名称、型号、规格、数量和备注等；(5) 实训内容和步骤：简略叙述完成实训的关键步骤，分析比较实训结果，写出实训结论；7、课后延伸用一片 74LS138设计 一个A、B、C三变量的两组输出的奇偶校验器，即：1、 当ABC为奇数个1时，输出L1为1，否则为0；2、 当ABC为偶数个1时，输出L2为1，

31、否则为0；3、 要求列出L1、L2的真值表，写出L1、L2的函数表达式，用74LS138实现L1、L2的功能；4、 画出用74LS138实现奇偶校验器的连接图。三、一位数字显示电路1、实训目的(1)了解BCD-锁存/7段译码/驱动器CD4511工作原理和电路实现；(2) 了解二一十进制同步加计数器CD4518工作原理和电路实现；(3) )学习CD4511和CD4518的使用方法；2、实训原理(1) CD4511译码器CD4511译码器是把BCD码变换成七段ag显示的驱动集成电路，主要用于驱动LED数码管十进制显示，其逻辑功能及实物如图4.3.3图4.3.3 CD4511译码器LE称这锁存端，加

32、“H”电平则在此之前一瞬间的AD (BCD码输入)被 锁存，译码器输出原状态不变，在LE=“L”电平时AD输入直接到达译码变成七段信号从ag输出；译码器输出还受到 (低电平空白)和 (全亮测试)的控制，加“L”电平ag均成为“L”电平，显示器为全暗(不显示空白状态)，加“L”电平ag均成为“H”电平，显示出“8”字全亮。可用于不需要显示时节约耗电或者“溢出”时作闪动显示等；可用于检测显示器是否缺少笔划，故称为“灯测试”。(2) 二一十进制同步加计数器CD4518二一十进制同步加计数器CD4518，在一个封装中含有两个相同的二一十进制计数器，引脚功能见图4.3.4，表4.3.3是功能表，图4.3

33、.5是波形图。表4.3.3CPENCR功能10加计数00加计数0不变0不变00不变10不变1Q1Q4=1图4.3.4CD4518有两个时钟输入端CP和EN，如果要甩时钟的上升沿触发，则信号由CP端输入，并使EN端为“1”电平；如用时钟的下降沿触发，则信号由EN端输入，并使CP端保持为“0”电平。另外还有一个清零端CR，当在CR端上加“1”电平或正脉冲时，则计数器各输出端为“0”，电平。计数器只有10个状态，如表4.4.5所示。从图4.4.9波形图亦可反映出来，Q1波形上边的数字代表状态，如在状态3, Q1 = Q2 = 1，Q3 = Q4 = 0,所以输出Q4Q1为“0011;在状态9, Q1

34、 = Q4 = 1, Q2 = Q3= 0，所以输出Q4Q1为“1001”。下一个状态时，Q4Q1变成“0000”而不是“1010”，因为CD4518采用二一十进制编码，它只有10个状态。图4.3.5 CD4518波形图(3) 数码显示在数字电路中用来显示阿拉伯数字的显示器常用的有液晶显示器(LCD)和发光二极管(LED)两种。这里只介绍LED驱动方式。LED数码管外形如图4.3.6所示。一般由8段笔划组成。 图4.3.6 LED数码管这8段笔划实际上是8只LED。若8只LED的阳极连在一起作为一个引出端，则称其为“共阳数码管”。若8只LED的阴极连在一起作为一个引出端，则称其为“共阴数码管”

35、，参见图4.3.7。图4.3.7 数码管引脚3、实训仪器和器材(1) MF47型万用表一志块；(2) SR8（或其它型号）双踪示波器 1台(3) 函数信号发生器 1台(4) 直流稳压电源 1台(5) 面包板 1块(6) 各色导线若干，常用工具 1套(7) CD4511 1块(8) CD4518 1块(9) 七段共阴数码管 1块(10) 300电阻 7只4、实训内容和步骤1位计数显示电路，用一片CD4518 CD4511可以构成1位计数显示电路如图4.3.8所示，CD4518的计数结果由CD4511译码后显示，可以多级级联，但要注意显示数字的高位与低位，应将高位安排在左边。7个300电阻是LED

36、数码管的限流电阻，实用中可根据电源电压VDD，的高低适当进行调整。图4.3.8 1位计数显示电路5、实训注意事项按图连接好后在CP端输入方波信号，信号幅度1/2VDD，但不要超过VDD。频率根据计数快慢进行调整，不要太快，否则看不到数字显示。6、实训报告要求实训报告要包含以下内容(1) 实训名称：(2) 实训目的：(3) 实训原理：简单说明原理，并附上实训电路图。(4) 实训仪器、仪表、设备：请在实训时记录下各仪器、仪表的名称、型号、规格、数量和备注等；(5) 实训内容和步骤：简略叙述完成实训的关键步骤，分析比较实训结果，写出实训结论；7、课后延伸CD4511的 A、B、C、D输入端输入的是十

37、进制码，还是二进制码，或者BCD码？第四节 触发器及其应用一、实训概要触发器是一个具有记忆功能的二进制信息存贮器件，是构成各种时序电路的最基本的逻辑单元。本章介绍了基本RS触发器，JK触发器，D触发器，移位寄存器，计数器，多谐振荡器的原理应用电路与计算机仿真设计方法。本章的重点是掌握触发器组成的应用电路的仿真设计与分析方法。注意不同结构形式的触发器之间的差别，注意采用不同触发器构成的寄存器，计数器，多谐振荡器的特点。1、实训总体要求通过实训，要进一步理解集成触发器电路的工作原理；掌握触发器的设计方法和步骤：根据逻辑功能的不同，了解触发器RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器和触发器的性能。

38、2、实训重点熟悉触发器的功能特点、结构特点，学习触发器的一般分析、设计及实现方法，描述触发器常用的方法有特性方程、真值表（特性表）、波形图，要求读者熟悉波形图的描述方法。3、实训知识准备（1）预习74LS74、74LS112 、74LS00 电路的分析方法；（2）预习触发器的分析方法；（3）预习RS、D、JK触发器的工作原理二、基本R-S触发器功能测试1、实训目的1、通过实训熟悉基本RS触发器的逻辑功能和特点；2、通过实训掌握基本RS触发器的测试方法；3、通过实训熟悉异步输入信号RD、SD的作用；4、通过实训掌握基本RS触发器的典型应用；2、实训原理基本RS触发器是由两个与非门交叉耦合组成，它

39、是最基本的触发器，也是构成其它复杂触发器电路的一个组成部分。当RDSD1时，两个与非门的工作都尤如非门，Q接至与非门G2的输入，使G2输出为Q；Q接至与非门G1的输入，使G1的输出为Q。从而使触发器维持输出状态不变。3、实训仪器和设备(1) MF47型万用表 1块；(2) SR8（或其它型号）双踪示波器 1台(3) 函数信号发生器 1台(4) 直流稳压电源 1台(5) 面包板 1块(6) 各色导线若干，常用工具 1套(4) 74LS00 二输入四与非门 1片4、实训内容和步骤实训内容与步骤两个TTL与非门首尾相接构成的基本R-S触发器的电路如图4.4.1所示逻辑电路。为便于接线检查，在图中要注

40、明芯片编号及各引脚对应的编号。 图4.5.1 基本R-S触发器功能测试按表4.5.1所示的顺序在d、d两端信号，观察并记录R-S触发器Q端的状态，并将结果填入表4.5.1中 表4.5.1ddQQn+1逻 辑 功 能0000010110101111(1) d端接低电平，d端加脉冲。(2) d端接高电平，d端加脉冲。(3)令d =d，在 d端加脉冲。纪录并观察上面种情况下，Q，Qn+1端的状态。从中总结基本R-S触发器的Q端的状态改变和输入端的关系。5、实训注意事项接线时要注意电路图中各引脚的编号，连接时不要接错；手动施加0、1输入电平时要注意开关动作的稳定性和可靠性，要避免开关的抖动；用双踪示波

41、器观察输出波形时，要注意选择一个较为合适的输入信号的频率；6、实训报告要求实训报告要包含以下内容(1) 实训名称：(2) 实训目的：(3) 实训原理：简单说明原理，并附上实训电路图。(4) 实训仪器、仪表、设备：请在实训时记录下各仪器、仪表的名称、型号、规格、数量和备注等；(5) 实训内容和步骤：简略叙述完成实训的关键步骤，分析比较实训结果，写出实训结论；7、课后延伸试根据基本R-S触发器给定的输入信号波形画出与之对应的输出端的波形；试写出基本R-S触发器的约束方程，并说明哪个是复位端、哪个是置位端？三、触发器及其应用1实训目的：1.掌握基本RS、D、JK触发器逻辑功能及其测试方法。2.熟悉不

42、同触发器间相互转换的方法。3.学会正确使用集成触发器。2实训仪器及器件(1) MF47型万用表 1块；(2) SR8（或其它型号）双踪示波器 1台(3) 函数信号发生器 1台(4) 直流稳压电源 1台(5) 面包板 1块(6) 各色导线若干，常用工具 1套(7) 器件： 74LS74 双正沿触发D触发器 1片74LS112 双负沿触发JK触发器 1片74LS00 四2输入与非门 1片3实训预习：1.对所用的集成触发器查出外引线排列图，了解集成块各管脚作用。2.复习RS、D、JK触发器的逻辑功能（包括：逻辑符号、真值表、特性方程、时序图）及不同触发器之间相互转换的方法。4实训原理：1.触发器是具

43、有记忆功能能存储数字信息的最常用的一种基本单元电路，是构成时序逻辑电路的基本逻辑部件。触发器具有两个稳定的状态：0状态和1状态；在适当触发信号作用下，触发器的状态发生翻转，即触发器可由一个稳态转换到另一个稳态。当输入触发信号消失后，触发器翻转后的状态保持不变（记忆功能）。2.根据电路结构和功能的不同，触发器有RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器等类型。下面将它们的逻辑功能的表示方法列于下表4.4.1中： 表4.4.1逻辑符号上的D是直接复位端，D是直接置位端，只要D =0，D =1,则触发器置0；D =1，D =0,则触发器置1；其作用不受CP脉冲的控制。3.集成触发器的主要产品是D触发

44、器和JK触发器，其他功能的触发器可由D、JK触发器进行转换。将D触发器的D端连到其输出端，就构成T触发器。将JK触发器的J、K端连在一起输入信号，就构成T触发器。 表4.4.1 常用触发器逻辑功能的表示方法RS触发器JK触发器D触发器T触发器逻辑符号QQSRCPSDRDQQJKCPSDRDQQDCPSDRDQQTCPSDRD特性表S R Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 不定J K Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 QnD Qn Qn+10 0 Qn0 1 01 0 11 1 1T Qn Qn+10 0 00 1 11 0 11 1 0特性方程Qn+1=S+RQnS

45、R=0Qn+1=JQn+KQnQn+1=DQn+1=TQn特 点1信号双端输入2.具有置0、置1、保持功能3.S和R有约束条件，SR=01信号双端输入2.具有置0、置1、保持、翻转功能1信号单端输入2.具有置0、置1功能1信号单端输入2.具有保持、翻转功能5实训内容：(1) 基本RS触发器功能测试：&表4.4.2逻辑功能11100100图4.4.1(1)将两个TTL与非门首尾相连构成基本RS触发器,如图4.4.1所示(2)将图中R端接电平开关,QQ端接电平显示灯按表4.4.2顺序在S端加信号,观察并记录Q端状态填入表中,并说明其逻辑功能(3)当S、都接低电平时，观察Q、端的状态。当S、同时由低

46、电平跳为高电平时，注意观察Q、端，重复35次，看Q、端的状态是否相同，以正确理解“不定”状态含义。(2) D触发器功能测试:(1)双上升沿触发D触发器74LS74逻辑符号如图4.4.2所示(2)将图中SD、RD、D、CP端接电平开关, Q、端接电平显示灯按表4.4.3顺序输入信号,观察并记录Q、端状态填入表中,并说明其逻辑功能 Q Q SD RD1D C1 CPD CP表4.4.3DDCP DQn+1 n+1逻辑功能01 10 11(01) 00111(01) 101图4.4.2 (3) JK触发器功能测试：(1)双下降沿触发JK触发器74LS112的逻辑符号如图4.4.3所示 (2)将图中D、D、J、K、CP端接电平开关，Q、端接电平显示灯，按表4.4.3顺序输入信号，观察并记录Q、端状态填入表中，并说明其逻辑功能。表4.4.3CP J K 逻辑功能01 10 11(10) 0 00111(10) 0 10111(10) 1 00111(10) 1 101 J CP KQ QSD RD 1J 1KC1 图4.4.3(4) 触发器功能转换：(1)