数字逻辑实验报告

肇庆学院
计算机学院软件学院
数字逻辑
实验报告
专业
班级
学号
学生姓名
指导教师连晋平
完成时间
目录
实验一基本门电路实验 (1)
1．1预习内容 (1)
1．2目的要求 (1)
1．3实验仪器及材料 (1)
1．4实验内容 (1)
1．5实验体会及问题解答 (3)
实验二组合逻辑电路实验 (3)
2．1预习内容 (3)
2．2目的要求 (4)
2．3实验仪器及材料 (4)
2．4实验内容 (4)
2．5实验体会及问题解答 (5)
实验三基本RS触发器和D触发器 (5)
3．1预习内容 (5)
3．2目的要求 (5)
3．3实验仪器及材料 (5)
3．4实验内容 (6)
3．5实验体会及问题解答 (6)
实验四计数器及其应用 (7)
4．1预习内容 (7)
4．2目的要求 (7)
4．3实验仪器及材料 (7)
4．4实验内容 (7)
4．5实验体会及问题解答 (9)
实验一基本门电路实验
1．1预习内容
1．复习门电路工作原理及相应逻辑表达式
2．熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途
1．2目的要求
1．熟悉门电路逻辑功能
2．熟悉数字电路教学实验系统板
1．3实验仪器及材料
1．数字电路教学实验系统板
2．器件
74LS00 二输入端四与非门 1 片
74LS32 二输入端四或门 1 片
74LS86 二输入端四异或门 1 片
3．导线若干
1．4实验内容
实验前按数字电路教学实验系统板使用说明先检查实验系统板电源是否正常。

然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc及地线不能接错。

线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。

1．测试或门电路的逻辑功能
（１）．选用二输入端四或门74LS32一只，插入面包板，按图1.1接线，输入端接D1、D2(电平开关输入插口)，输出端接电平显示发光二极管L1。

（２）．将电平开关按表1.1置位，分别测出电压及逻辑状态。

（3）．将表中结果和“或门”的真值表对比，判断是否实现了“或”逻辑功能。

2.异或门逻辑功能测试 （1）．选二输入四异或门电路74LS86一只，插入面包板，按图1.2接线，输入端接D1、D2(电平开关输入插口)，输出端接 电平显示发光二极管L1。

图1.2
（2）．将电平开关按表1.2置位，将结果填入表中。

表1.2
（3）．将表中结果和“异或门”的真值表对比，判断是否实现了“异或”逻辑功能。

3. “异或”逻辑函数的“与非”门实现 （１）．将“异或”逻辑函数转成“与非”表达式。

B AB A AB B A B A B A B A F ⋅=⋅=+=
（2）．选二输入四与非门电路74LS00一只，插入面包板，按图1.3接线，输入端接D1、D2(电平开关输入插口)，输出端接电平显示发光二极管L1。

将电平开关按表1.3置位，将结果填入表中。

图1.3
（3）．将表1.3中结果和表1.2中“异或门”的真值表对比，判断是否实现了“异或”逻辑功能。

表1.3
1．5实验体会及问题解答
1．按各步骤要求填表并画逻辑图。

2．回答问题：
（1）怎样判断门电路逻辑功能是否正常？
（2）与非门一个输入接连续脉冲，其余端什么状态时允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过？
（3）异或门又可称可控反向门，为什么？
实验二组合逻辑电路实验
2．1预习内容
1．预习组合逻辑电路的分析方法。

2．预习用与非门和异或门构成的半加器﹑全加器的工作原理。

3．预习二进制数的运算。

2．2目的要求
1．掌握组合逻辑电路的功能测试。

2．验证半加器和全加器的逻辑功能。

3．学会二进制数的运算规律。

2．3实验仪器及材料
1． 数字电路教学实验系统板 2． 器件
74LS00 二输入端四与非门 3 片 74LS20 四组输入与或非门 1 片 74LS86 二输入端四异或门 1 片 3．导线若干 2．4实验内容
1. 分析、测试74LS00（CC4011）组成的半加器的逻辑功能。

（1）用74LS00组成半加器，如图2.1所示电路，写出逻辑表达式，并验证逻辑关系。

（2）列出真值表，并化简。

（3）分析、测试用异或门74LS86（CC4030）与74LS00（CC4011）组成的半加器的逻辑功能，自己画出电路，将测试结果填入自拟表格中，并验证逻辑关系。

2. 分析、测试全加器电路。

用74LS86组成全加器电路如图2.2所示，将测试结果填在真值表内，验证其逻辑关系。

全加和： S=(A ⊕B)⊕C
进位：
C i+1=(A ⊕B)C+AB AB C B A ⋅⊕=)(
图2.2 全加器电路图
3．设计
用“与非门”设计一个表决电路。

当四个输入端中有3个或4个“1”时，输出为“1”
步骤：
（1）写出真值表。

（2）用卡诺图化简。

（3）写出逻辑表达式。

（4）用“与非门”构成的逻辑电路图。

4．自行设计
设计一个对两个两位无符号二进制数进行比较的电路，根据第一个数是否大于、等于、小于第二个数，使相应的三个输出端中的一个输出为“1”。

2．5实验体会及问题解答
1．整理实验数据并填表，对实验结果进行分析。

2．总结组合逻辑电路的分析与设计方法。

3．思考题：
设计一个四人无弃权表决电路（多权赞成时，则提案通过）。

要求采用四2输入与非门实现。

实验三基本RS触发器和D触发器
3．1预习内容
1．预习触发器的相关内容。

2．熟悉触发器功能测试表格。

3．2目的要求
1．熟悉并验证触发器的逻辑功能。

2. 掌握RS和D触发器的使用方法和逻辑功能的测试方法。

3．3实验仪器及材料
1．数字电路教学实验系统板
2．器件
74LS00 二输入端四与非门 1 片 74LS74 双D 触发器 1 片 3．导线若干 3．4实验内容
1．测试基本RS 触发器的逻辑功能
按图3.1连接电路，用两个与非门组成基本RS 触发器，输入端S 、
R 接逻辑开关的输出插口，输出端、接逻辑电平显示输入接口，
按表3.1的要求测试，并记录。

表3.1
2. 测试D 触发器的逻辑功能。

（1）测试D R ，D S 的复位、置位功能。

在D R =0，D S =1作用期间，改变D 与CP 的状态，观察、状态。

在D R =1，D S =0作用期间，改变D 与CP 的状态，观察、
状态。

自拟表格记录。

（2）测试D 触发器的逻辑功能 3．5实验体会及问题解答
1. 整理实验所测结果，总结RS 触发器和D 触发器的特点。

2. 在R-S 触发器中，对触发器脉冲的宽度有何要求？
图3.1
实验四 计数器及其应用
4．1预习内容
1．复习计数器电路工作原理。

2．预习中规模集成电路计数器74LS192的逻辑功能及使用方法。

3．复习实现任意进制计数的方法。

4．2目的要求
1．学习集成触发器构成计数器的方法。

2．掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法。

3．用集成电路计数器构成1/N 分频器。

4．3实验仪器及材料
1．数字电路教学实验系统板 2．器件
74LS00 二输入端四与非门 1 片 CC40161 4位二进制同步计数器 1 片 74LS74 双D 触发器 2 片 74LS192 同步十进制可逆计数器 2 片 3．导线若干 4．4实验内容
1. 用74LS74（D 触发器）构成四位二进制异步加法计数器
（1）按图4.1连接，D R 接至逻辑开关输出插孔，将CP O 端接单次脉冲源，输出端Q 3、Q 2、Q 1、Q 0接逻辑电平显示插孔，D S 接高电平+5V 。

（2）清零后，逐个送入单次脉冲，观察并记录Q 3、Q 2、Q 1、Q 0状态。

（3）将单次脉冲改为1Hz 的连续脉冲，观Q 3、Q 2、Q 1、Q 0的状态。

（4）将CP O 改为1KHz ，用示波器观察CP 、Q 3、Q 2、Q 1、Q 0端波形。

（5）将图4.1改成减法计数器，重复上述步骤，并列表记录输出状态。

2. 74LS192逻辑功能测试
将74LS192的CP 接单脉冲源，清零端（CR ）
、置数端（LD ）、数据输入端（D 3 ~ D 0）分别接逻辑开关，输出端（Q 3~Q 0）接逻辑电平显示插孔；CO 和BO 接逻辑电平显示插孔或译码显示输入的相应插孔。

按表4.1逐项测试，检查是否相符。

（1）清零（CR ）
当CR=1，其它输入端状态为任意态，此时Q 3Q 2Q 1Q 0=0000。

之后，置CR=0，清零结束。

（2）置数
当CR=0，CP u 、CP D 任意，D 3D 2D 1D 0任给一组数据， LD =0时，输出Q 3Q 2Q 1Q 0与D 3D 2D 1D 0数据相同，此时74LS192处于置数状态。

（3）加法计数
CR=0，LD =1=CP D ，CP u 接单次脉冲源。

在清零后送入10个单次脉冲，观察输出状态变化是否发生在CP u 的上升沿。

（4）减计数
CR=0，LD =CP u =1，CP D 接单次脉冲源。

参照（3）进行实验。

3. 任意进制的实现
分别按图4.2连接电路，构成5进制计数器。

按图4.3连接电路，构成十进制计数器。

图4.1 四位二进制异步加法计数
9 按图4.4连接电路，实现00～99加法计数，输入1Hz 连续计数脉冲。

并记录之。

4．5实验体会及问题解答
1． 画出实验线路图，记录整理实验现象及实验所得的有关波形，对实验结果进行分析。

2．总结使用集成计数器的体会。

3．思考题
a.将两位十进制加法计数器改为两位十进制减法计数器，实现由99~00递减计数。

b.设计一个六十进制计数器。

图4.2 用复位法构成五进制计数器 图4.3
利用置位法构成十进制计图4.4 计数器扩展。