《数字电子技术实验》讲义
数字电子技术实验讲义
实验一示波器与数字电路实验箱的使用及门电路逻辑功能测试、变换（验证）一、实验目的：1、熟悉示波器及数字电路实验箱的使用2、验证门电路的逻辑功能3、掌握门电路的逻辑变换二、实验仪器及器材1、Vp—5225A—12、数字电路实验箱3、器件：74LS00（二输入与非门）、74LS02（或非门）、74LS86（异或门）说明：1）以上三个门电路中的V CC接电源电压，GND接地。
2）A、B为输入端，Y为输出端，指示灯亮为高电平，灯灭为低电平。
3）实验时，检查导线是否折断，方法：一端接电源，一端接指示灯。
三、实验内容：1、熟悉示波器各旋钮的功能作用并学会正确使用。
2、熟悉数字电路实验箱并正确使用。
3、时钟波形参数的测量1）测量脉冲波形的低电平和高电平。
（取f=1KHZ）2）测量脉冲的幅度（V OM），脉宽（T P），周期（T）。
（取f=1KHZ）3）用示波器调出频率f=2KHZ的波形图，并画出波形图。
4、门电路逻辑功能测试74LS00（二输入与非门）、74LS02（或非门）、74LS86（异或门）5、用与非门（74LS00）实现其它门电路的逻辑功能1）实现或门逻辑功能：写出转换表达式，画出电路图并验证功能。
2）实现异或门逻辑功能：写出转换表达式，画出电路图并验证功能四、数据记录及处理：1、脉冲波形参数的测量1）V H=？V L=？2）V OM=？T P=？T=？3）画出频率f=2KHZ的波形图2、门电路逻辑功能测试74LS00 与非门74LS02 或非门74LS86 异或门1）写出逻辑表达式的变换A+B=2）画出电路图3）功能测试4、用与非门74LS00实现异或门的逻辑功能1）写出逻辑表达式的变换A B=2）画出电路图3）功能测试五、注意事项：1、示波器的辉度不要太亮。
2、V/DIN衰减开关档应打得合适。
3、插入芯片时，应注意缺口相对，否则就错了。
4、接线时，注意检查电源、地线是否接正确。
六、思考题：在给定的器件中，自己选择一个器件并设计电路，使输入波形与输出波形反相，用示波器观察。
数字电子技术实验-组合逻辑电路设计
学生在使用实验箱时，应注意遵守实验室规定，正确连接电源和信号线， 避免短路和过载等事故发生。
实验工具介绍
实验工具类型
数字电子技术实验中常用的实验工具包括万用表、示波器、信号 发生器和逻辑分析仪等。
实验工具功能
这些工具用于测量电路的各种参数，如电压、电流、波形等，以及 验证电路的功能和性能。
01
02
03
逻辑门
最基本的逻辑元件，如与 门、或门、非门等，用于 实现基本的逻辑运算。
触发器
用于存储一位二进制信息， 具有置位、复位和保持功 能。
寄存器
由多个触发器组成，用于 存储多位二进制信息。
组合逻辑电路的设计方法
列出真值表
根据逻辑功能，列出输入和输 出信号的所有可能取值情况。
写出表达式
根据真值表，列出输出信号的 逻辑表达式。
05 实验结果与分析
实验结果展示
实验结果一
根据给定的逻辑函数表达式，成 功设计了对应的组合逻辑电路， 实现了预期的逻辑功能。
实验结果二
通过仿真软件对所设计的组合逻 辑电路进行了仿真测试，验证了 电路的正确性和稳定性。
实验结果三
在实际硬件平台上搭建了所设计 的组合逻辑电路，经过测试，实 现了预期的逻辑功能，验证了电 路的可实现性。
路图。
确保电路图清晰易懂，标注必要 的说明和标注。
检查电路图的正确性，确保输入 与输出之间的逻辑关系正确无误。
连接电路并测试
根据逻辑电路图，正确连接各 逻辑门和输入输出端口。
检查连接无误后，进行功能测 试，验证电路是否满足设计要 求。
如果测试结果不符合预期，检 查电路连接和设计，并进行必 要的调整和修正。
数字电子技术实验-组合逻辑电路 设计
16课时--数电实验讲义(2015-7-2)(1)课案
TPE-D型系列数字电路实验箱数字电子技术实验指导书信息学院2015 年7 月目录第一部分基础实验实验一门电路逻辑功能测试┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 1 实验二组合逻辑电路（逻辑运算及全加器）┄┄┄┄┄┄┄5 实验三交通灯报警电路(M u l t i s i m)┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄8 实验四组合逻辑功能器件的应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄9 实验五集成触发器的逻辑功能测试┈┈┈┄┄┈┈┈┈┈12 实验六计数、译码、显示综合实验┄┄┄┄┄┈┈┈┈┈┈┄15 实验七555时基电路的应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄17 实验八D/A、A/D转换器┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄22第二部分设计性实验题目1编码译码显示电路的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄27 题目2奇/偶校验电路的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄27 题目3巡回检测电路┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄27 题目4声控开关的设计与制作┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 题目5篮球竞赛24秒定时电路┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 题目6电子密码锁┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 题目7简易频率计的设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 题目8多功能数字钟┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄29附录一设计性实验报告格式┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄30 附录二本讲义所用集成块管脚排列图及部分真值┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄31数字电路实验注意事项1．每次实验前，必须预习，并自行设计实验原始记录表格，提交预习报告。
2．每次实验完毕，须做好实验原始记录；关闭所有仪器的电源，关闭电源插座板上的开关；整理实验台，并在学生实验记录本上签名，并记录仪器使用情况。
该项工作作为部分成绩记入实验总成绩。
最后，经老师同意方可离开实验室。
3．做好实验总结报告，准时在下次实验时提交。
4．拨插芯片请使用专用工具，在把芯片插入插座之前，请用镊子将芯片管脚修理整齐，拨芯片须使用起拨器。
数字电子技术实验讲义试用
数字电子技术实验简要讲义适用专业:电气专业编写人:于云华、何进中国石油大学胜利学院机械与控制工程学院2015、3目录实验一:基本仪器熟悉使用与基本逻辑门电路功能测试..................、、3 实验二:小规模组合逻辑电路设计............................................................、4 实验三:中规模组合逻辑电路设计............................................................、5 实验四:触发器的功能测试及其应用 (7)实验五:计数器的功能测试及其应用 (8)实验六: 计数、译码与显示综合电路的设计....................................、、 (9)实验一:基本仪器熟悉使用与常用门电路逻辑功能测试(建议实验学时:2学时)一、实验目的:1、熟悉实验仪器与设备,学会识别常用数字集成芯片的引脚分配;2、掌握门电路的逻辑功能测试方法;3、掌握简单组合逻辑电路的设计。
二、实验内容:1、测试常用数字集成逻辑芯片的逻辑功能:74LS00,74LS02,74LS04,74LS08,74LS20,74LS32,74LS86等(预习时查出每个芯片的逻辑功能、内部结构以及管脚分配)。
2、采用两输入端与非门74LS00实现以下逻辑功能:①F=ABC ②F=ABC③F=A+B ④F=A B+A B三、实验步骤:(学生根据自己实验情况简要总结步骤与内容)主要包括:1、实验电路设计原理图;如:实现F=A+B的电路原理图:2、实验真值表;:输入输出A B F30 0 灭0 1 亮1 0 亮1 1 亮四、实验总结:(学生根据自己实验情况,简要总结实验中遇到的问题及其解决办法)注:本实验室提供的数字集成芯片有:74LS00,74LS02,74LS04,74LS08,74LS20,74LS32,74LS74,74LS90,74LS112,74LS138,74LS1 53, 74LS161实验二:小规模组合逻辑电路设计(建议实验学时:3学时)一、实验目的:1、学习使用基本门电路设计、实现小规模组合逻辑电路。
数字电子技术实验指导书(讲义)
实验箱简介一、实验箱的组成及特点1．实验箱的供电实验箱的后方设有带保险丝管（0.5A）的220V单相交流三芯电源插座（配有三芯插头电源线一根）。
箱内设有一只降压变压器，供直流稳压电源。
2．两块大型（433 mm×323mm）单面散敷铜印刷线路板，正面丝印有清晰的各部件、元器件的图形、线条和字符；反面则是装接其相应的实际元器件。
该板上包含着以下各部分内容：（1）左下角装有带灯电源总开关一只。
（2）高性能双列直插式圆脚集成电路插座41只（其中40P 3只，28P 2只，24P，2只，20P 4只，16P 17只，14P 9只，8P 4只）。
（3）900多只高可靠的自锁紧式、防转、叠插式插座。
它们与集成电路插座、镀银针管座以及其它固定器件，线路等已在印制板面连接好。
正面板上有黑线条连接的地方，表示内部（反面）已接好。
采用高性弹性插件，这类插件，其插头与插座之间的导电接触面很大，接触电阻极其微小（接触电阻＜Ω,使用寿命＞10000次以上），而且插头之间可以叠插，从而可形成一个立体布线空间，使用起来极为方便。
（4）90多根镀银长（15mm）紫铜针管插座，供实验接插小型电位器、电阻、电容等分立元件之用（它们与相应的锁紧插座已在印刷面连通）。
（5）2只无译码LED数码管，其中“共阴”，“共阳”各一只。
￥八个显示段的管脚均已与相应的锁紧插座相连。
（6）6位十六进制七段译码器与LED数码显示器每一位译码器均采用可编程器件GAL设计而成，具有十六进制全译码功能。
显示器采用LED共阴极红色数码管（与译码器在反面已连接好），可显示四位BCD码十六进制的全译码代号：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
（7）4位BCD码十进制码拔码开关组每一位的显示窗指示出0～9中的一个十进制数字，在A、B、C、D四个输出插口处输出相对应的BCD 码。
每按一次“+”或“-”键，将顺序地进行加1计数或减1计数。
《数字电子技术实验》讲义课件
实验一 门电路逻辑功能测试及简单设计一、实验目的1．熟悉数字万用表、示波器和数字电路基础实验箱的使用；2．掌握TTL 和CMOS 与门主要参数的测试方法；3．了解门电路的电压传输特性的测试方法；4．掌握74LS00与非门、74LS02或非门、74LS86异或门、74LS125三态门和CC4011门电路的逻辑功能；5．掌握三态门的逻辑功能。
6．掌握利用门电路设计数字电路的方法。
二、预习要求1．了解TTL 和CMOS 与非门主要参数的定义和意义。
2．熟悉各测试电路，了解测试原理及测试方法。
3．熟悉74LS00、74LS02、74LS86、74LS125和CC4011的外引线排列。
4．画实验电路和实验数据表格。
三、实验原理与参考电路1、TTL 与非门的主要参数TTL 与非门具有较高的工作速度、较强的抗干扰能力、较大的输出幅度和负载能力等优点烟而得到了广泛的应用。
（1）输出高电平OH V ：输出高电平是指与非门有一个以上输入端接地或接低电平时的输出电平值。
空载时，OH V 必须大于标准高电平（V V SH 4.2=），接有拉电流负载时，OH V 将下降。
测试OH V 的电路如图1.1所示。
（2）输出低电平OL V ： 输出低电平是指与非门的所有输入端都接高电平时的输出电平值。
空载时，OL V 必须低于标准电平（V V SL 4.0=），接有灌电流负载时，OL V 将上升。
测试OL V 的电路如图1.2所示。
图1.1 V OH 的测试电路 图1.2 V OL 的测试电路（3）输入短路电流IS I ：输入短路电流IS I 是指被测输入端接地，其余输入端悬空时，由被测输入端流出的电流。
前级输出低电平时，后级门的IS I 就是前级的灌电流负载。
一般IS I ＜1.6mA 。
测试IS I 的电路见图1.3。
（4）扇出系数N ：扇出系数N 是指能驱动同类门电路的数目，用以衡量带负载的能力。
图1.4所示电路能测试输出为低电平时，最大允许负载电流OL I ，然后求得ISOL I I N 。
数字电子技术实验讲义(13年12月修订)
二、实验方式和手段
目前，我们采用华中科技大学计算机学院欧阳星明老师编写的《数字电路逻辑设计》作为 主教材，采用清华大学教学仪器厂研制的 TEC-8 计算机硬件综合实验系统和欧阳星明老师组 织研制的 IVDLEP 虚拟实验平台实施《数字电子技术》的实验教学。 TEC-8 实验系统提供了不同规格的芯片插槽， 可以使用中小规模集成电路芯片采用硬连线 的方式完成基本的数字电路实验，也可以使用实验系统上提供的 FPGA 完成综合性数字电路 及数字系统设计实验，灵活性较大。 IVDLEP 虚拟实验平台是一个专门用于《数字逻辑》实验的软件系统，借助这个系统， 可 以完成原来必须在硬件试验箱上进行的实验内容， 使得数字系统设计的实验不再受到实验设备 和器件的制约，同时又能够充分体验到硬件实验的过程和效果。
七、思考题
1．与非门的多余输入端应如何处理？能不能接低电平（或接地） ？为什么？ 2．这里使用的与非门与集电极开路的与非门有什么不同？
4
实验二
一、实验目的
利用 SSI 设计组合逻辑电路
1．掌握用 SSI 器件设计组合逻辑电路的基本方法； 2．学会使用给定的 SSI 器件设计组合逻辑电路。
二、实验说明
1
数字《数字电子技术》 是计算机科学相关专业必修的一门专业技术基础课程， 也是一门理论与 实践紧密结合的课程。 《数字电子技术》实验是该课程的一个重要教学环节，这个环节将在学 生较全面地掌握数字系统分析与设计的理论知识的基础上， 充分运用所学知识， 选择熟悉的各 种不同规模的逻辑器件进行逻辑电路的设计。 通过这个过程， 强化学生理论应用于实践的灵活 性，进一步提高学生分析问题和解决问题的能力。
6
实验三
一、实验目的
利用 MSI 设计组合逻辑电路
数字电子技术实验(数电实验)教学内容
（3） 根据真值表和选用逻辑器件的类型，写出相应的逻辑函数表达式。当采用 SSI集成门电路设计时，为了使电路最简，应将逻辑表达式化简，并变换成与门 电路相对应的最简式；当采用MSI组合逻辑器件设计时，则不用将逻辑函数进行 化简，只需将其变换成MSI器件所需要的函数形式。
1
F4
F3
F2
F1
C4 7 4 L S 2 8 3
C0
B 4B 3B 2B 1
A 4A 3A 2A 1
图5-3
2. 组合逻辑研究（二）
一 实验目的
1．了解译码器、数据选择器的工作原理及其功能。 2．掌握用译码器、数据选择器实现组合逻辑电路的方法。
二 实验仪器
1. 万用表 2. 直流稳压电源 3. 数字电路实验板
VCC
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
16
15
14
13
12
11
10
9
74LS138
1
2
3
4
5
6
7
8
A0
A1
A2
G2 A G2B
G1
Y7 GND
图5-5 74LS138管脚图
2.数据选择器
数据选择器又称多路开关（MUX），是一个多路输入，单端输出（有的具有互补 输出端）的组合逻辑器件。其工作原理类似于一个单刀多掷开关，在地址码 （或称选择输入端）的控 制下将某一路的输入作为输出，以实现多通道数据传输。数据选择器有74LS157 （四2选1MUX），74LS153（双4选1MUX），74LS151（8选1MUX），74LS150（16 选1MUX）等。 这里主要介绍8选1数据选择器74LS151。
数字电子技术实验讲义(试用)
数字电子技术实验讲义(试用)标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-数字电子技术实验简要讲义适用专业：电气专业编写人：于云华、何进中国石油大学胜利学院机械与控制工程学院目录实验一：基本仪器熟悉使用和基本逻辑门电路功能测试 (3)实验二：小规模组合逻辑电路设计 (4)实验三：中规模组合逻辑电路设计 (5)实验四：触发器的功能测试及其应用 (7)实验五：计数器的功能测试及其应用 (8)实验六：计数、译码与显示综合电路的设计 (9)实验一：基本仪器熟悉使用和常用门电路逻辑功能测试(建议实验学时：2学时)一、实验目的：1、熟悉实验仪器与设备，学会识别常用数字集成芯片的引脚分配；2、掌握门电路的逻辑功能测试方法；3、掌握简单组合逻辑电路的设计。
二、实验内容：1、测试常用数字集成逻辑芯片的逻辑功能：74LS00，74LS02，74LS04，74LS08，74LS20，74LS32，74LS86等（预习时查出每个芯片的逻辑功能、内部结构以及管脚分配）。
2、采用两输入端与非门74LS00实现以下逻辑功能：① F=ABC ② F=ABC③ F=A+B ④ F=A B+A B三、实验步骤：（学生根据自己实验情况简要总结步骤和内容）主要包括：1、实验电路设计原理图；如：实现F=A+B的电路原理图：2、实验真值表；3、实验测试结果记录。
如：输入输出A B F300灭01亮10亮11亮四、实验总结：（学生根据自己实验情况，简要总结实验中遇到的问题及其解决办法）注：本实验室提供的数字集成芯片有：74LS00, 74LS02,74LS04,74LS08,74LS20,74LS32,74LS74，74LS90,74LS112，74LS138，74LS153, 74LS161实验二：小规模组合逻辑电路设计一、实验目的：1、学习使用基本门电路设计、实现小规模组合逻辑电路。
2、学会测试、调试小规模组合逻辑电路的输入、输出逻辑关系。
数字电子技术实验讲义
数字电子技术实验简要讲义适用专业：电气专业编写人：于云华、何进中国石油大学胜利学院机械与控制工程学院2015.3目录实验一：基本仪器熟悉使用和基本逻辑门电路功能测试 (3)实验二：小规模组合逻辑电路设计 (4)实验三：中规模组合逻辑电路设计 (5)实验四：触发器的功能测试及其应用 (7)实验五：计数器的功能测试及其应用 (8)实验六：计数、译码与显示综合电路的设计 (9)实验一：基本仪器熟悉使用和常用门电路逻辑功能测试(建议实验学时：2学时)一、实验目的：1、熟悉实验仪器与设备，学会识别常用数字集成芯片的引脚分配；2、掌握门电路的逻辑功能测试方法；3、掌握简单组合逻辑电路的设计。
二、实验内容：1、测试常用数字集成逻辑芯片的逻辑功能：74LS00，74LS02，74LS04，74LS08，74LS20，74LS32，74LS86等（预习时查出每个芯片的逻辑功能、内部结构以及管脚分配）。
2、采用两输入端与非门74LS00实现以下逻辑功能：①F=ABC ②F=ABC③F=A+B ④F=A B+A B三、实验步骤：（学生根据自己实验情况简要总结步骤和内容）主要包括：1、实验电路设计原理图；如：实现F=A+B的电路原理图：2、实验真值表；3、实验测试结果记录。
如：输入输出A B F30 0 灭0 1 亮1 0 亮1 1 亮四、实验总结：（学生根据自己实验情况，简要总结实验中遇到的问题及其解决办法）注：本实验室提供的数字集成芯片有：74LS00, 74LS02,74LS04,74LS08,74LS20,74LS32,74LS74，74LS90,74LS112，74LS138，74LS153, 74LS161实验二：小规模组合逻辑电路设计(建议实验学时：3学时)一、实验目的：1、学习使用基本门电路设计、实现小规模组合逻辑电路。
2、学会测试、调试小规模组合逻辑电路的输入、输出逻辑关系。
二、实验内容：1、用最少的门电路设计三输入变量的奇偶校验电路：当三个输入端有奇数个1时，输出为高，否则为低。
数电实验讲义 (2)
数字电子技术实验讲义万用表及实验箱使用一、万用表使用重点讲解：1、电压和电阻测量2、“HOLD”数据保持按钮3、自动关闭功能4、用完后关闭电源二、示波器的使用由学生阅读示波器使用手册完成1、校准和选择探头（P）2、观察输入信号并调出稳定波形3、精确测量输入信号的幅度、周期和频率三、实验箱的构成1、电源开关2、电源输出：要求测量数据3、数据开关：可输出高低电平。
要求测量数据。
4、逻辑开关：可输出单次脉冲。
要求测量数据。
5、元件区：介绍集成块引脚识别、判断集成块是否插好。
6、电平指示：7、数码显示8、拨码开关：9、导线：要求判断通断四、使用注意事项1、导线插拨方法2、接线和更改线路一定要关闭电源3、注意观察电源指示灯，如接通电源时指示灯变暗，说明接线有短路，应关闭电源实验课的目的是培养学生的电子电路实验研究能力，培养学生理论联系实际的能力。
使学生能根据实验结果，利用所学理论，通过分析找出内在联系。
从而对电路参数进行调整，使之符合性能要求。
在实验中培养1.正确使用常用电子仪器。
2.3.4.5.6.7.能独立写出严谨的、有理论分析的、实事求是的、文理通顺、字迹端正的实验报为了顺利完成实验任务，确保人身、设备安全，培养严谨、踏实、实事求是的科学作风和爱护国家财产的优秀品质，特制1.1.1 认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的估算。
1.21.31.42.使用仪器、设备前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。
3.实验时接线要认真，相互仔细检查，确信无误才能接通电源。
初学或没有把握时应经指导教师审查同意后才能接通电源。
4.实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)，应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。
找出原因、排除故障并经指导教师同意才能再继续实验。
如果发生事故(例如元件或设备损坏)应主动填写实验事故报告单，服从实验室和指导教师对事故的处理决定(包括经济赔偿)5.6.实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果(数据、波形及其现象)。
数电实验讲义
数电实验讲义数字电子技术基础一实验设备认识及门电路功能测试一、目的：1、熟悉万用表及电子技术综合实验平台的使用方法；2、掌握门电路逻辑功能测试方法；3、了解TTL器件和CMOS器件的使用注意事项。
二、实验原理门电路的逻辑功能。
三、实验设备与器件1、电子技术综合实验平台一台2、万用表一块3、器件(1) 74LS02 一片（四二输入或非门）(2)74HC86 一片（四二输入异或门）(3) 74LS03 一片（四二输入与非门(OC)）(4)74LS00 一片（四二输入与非门）四、实验内容和步骤1、测试74LS02和74HC86的逻辑功能。
注意CMOS电路的多余输入端不得悬空，应按需要接成相应的高低电平。
表中VO为不加负载时的电压，即开路输出电压。
表4-1-12.OC门上拉电阻计算及逻辑功能测试2.1 OC门上拉电阻的计算OC门输出端可以并联连接，即OC门可以实现“线与”逻辑，但必须接一个合适的上拉电阻RL，计算方法如下：RL(max)VCC VOLVCC VOHRL(mi nnIOH mIIHILM m IIL式中：m ― 负载门总输入端数n ― OC门并联的个数m ― 负载门个数IOH ― OC门输出管截止时的漏电流(对于74LS03按IOH=50 A计算) ILM ― OC门输出管导通时允许的最大灌电流(按VOL≤0.3V，ILM≤7.8mA估算) IIH ― 负载门每个输入端的高电平输入电流(对于74LS00按IIH=0.01 A) IIL ― 每个负载门的低电平输入电流(对于74LS00按IIL=-0.25mA估算) VCC ― 电源电压(5V) VOH ― 输出高电平(按3V估算) VOL ― 输出低电平(按0.3V估算)图4-1-1 2.2 OC门“线与”应用将各OC门输入端A、B和C分别接逻辑开关；Z、Y1和Y2分别接LED指示灯，连接电路图如图4-1-1所示。
当输入端A、B和C取不同值时，观察Z、Y1和Y2的变化情况，填入表4-1-2中。
最新数字电子技术实验课件 - 第三章数字系统33教学讲义PPT
图 2.3 74HC04电 压 传 输 特 性 曲 线
Vo(V)
5
4 3
2
1
0
12345
V I( V )
图 2.4 74HCT04电 压 传 输 特 性 曲 线
燕山大学电子实验中心
二 、 TTL、HC和HCT器件的电压传输特性
４.比较三条电压传输特性曲线的特点。
尽管只对三个芯片在输出无负载情况下进行了电压传输特性测 试，但是从图２.２、图２.３和图２.4所示的三条电压传输特性曲 线仍可以得出下列观点: （1）74LS芯片的最大输入低电平VＩＬ低于74HC芯片的最大输入 低电平VＩＬ，74LS芯片的最小输入高电平ＶＩＨ低于74HC芯片 的最小输出高电平ＶＩＨ。 （２）74LS芯片的最大输入低电平ＶＩＬ、最小输入高电平ＶＩＨ 与74HCT芯片的最大输入低电平ＶＩＬ、 最小输出高电平ＶＩＨ 相同。 （３）74LS芯片的最大输出低电平ＶＯＬ高于74HC芯片和74HCT 芯片的最大输出低电平ＶＯＬ。74LS芯片的最小输出高电平ＶＯ Ｈ低于74HC芯片和74HCT芯片的最小输出高电平ＶＯＨ。 （４）74HC芯片的最大输出低电平 ＶＯＬ、最小输出高电平 ＶＯ Ｈ与 74HCT芯片的最大输出低电平ＶＯＬ、最小输出高电平ＶＯ Ｈ相同。
（四）、实验提示 • １.注意被测器件的引脚７和引脚１４分别接地和十5Ｖ。 • ２.将实验台上４.７ＫΩ电位器RTL的电压输出端连接到被测非门的输入端，
RTL的输出端电压作为被测非门的输入电压。旋转电位器改变非门的输入电压 值。 • ３.按步长0.2Ｖ调整非门输入电压。首先用万用表监视非门输入电压，调好 输入电压后，用万用表测量非门的输出电压，并记录下来。
数字电子技术实验课件 - 第三 章数字系统33
数字电子技术实验ppt课件
• 实验概述 • 基本理论 • 实验操作 • 实验结果与分析 • 结论与建议
01
实验概述
实验目的
掌握数字电子技术的 基本原理和实验方法。
加深学生对数字电子 技术在现代电子系统 中的应用理解。
培养学生对数字电路 的分析、设计、调试 和故障排除能力。
实验设备与材料
01
数字示波器
寄存器与移位器实验
总结词：理解寄存器与移位器
的工作原理和功能
01
详细描述
02
介绍寄存器和移位器的基本概
念，包括寄存器的读写操作、
移位器的位移操作等。
03
演示寄存器和移位器的电路图
、符号和功能表。
04
实验操作演示，包括寄存器和 移位器的输入和输出测量。
05
分析实验结果，总结寄存器和 移位器的工作原理和应用。
实验操作演示，包括逻辑门电路的输入和 输出测量。
05
06
分析实验结果，总结逻辑门电路的功能和 应用。
触发器实验
总结词：理解触发器的工 作原理和功能
介绍触发器的基本概念， 包括RS触发器、D触发器
等。
实验操作演示，包括触发 器的输入和输出测量。
详细描述
演示触发器的电路图、符 号和状态转换图。
分析实验结果，总结触发 器的工作原理和应用。
数据和参与运算等功能。
寄存器的分类
寄存器可以分为基本寄存器和移位 寄存器两大类。
移位器的应用
移位器主要用于实现数据的位移操 作，如左移、右移和循环移位等。
03
实验操作
逻辑门电路实验
总结词：理解逻辑门电路的基本原理和功能
01
02
详细描述
精选数字电子技术讲义(ppt)
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CHale Waihona Puke K[例5.2.1] 已知电平触
O
S
t
发SR触发器的输入波
形如图所示，画出 Q
O
t
R
和Q′端的电压波形。
RD＝1
Q＝0
锁存器的0态
复位端或置0输入端
SD＝0 Q=0
Q ＝1
c . RD＝0，SD＝0
若Q＝0
SD＝0 Q =0
Q * ＝1
Q*＝0
Q-原态，Q*-新态
若Q＝1
Q * ＝0
RD＝0
Q* =0
Q*＝Q 保持原态
Q*＝1
d . RD＝1，SD＝1
1
0
Q＝Q = 0，为禁态，也称为
不定态，即RD和SD同时去掉
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触发器的分类：
1. 根据电路结构形式的不同分为： 基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、 维持阻塞触发器、CMOS边沿触发器。
2. 根据逻辑功能的不同分为： RS触发器、 JK触发器、 T触发器、 D触发器。
3. 根据存储数据的原理不同分为: 静态触发器和动态触发器。
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2.由与非门构成：
功能表如表5.2.2所示
表5.2.2
SD RD
00 01
Q* 说明 1 ① 禁态（不定态） 1 置1(置位）
1 0 0 置0(复位） 1 1 Q 储存
[例5.1.1]已知基本RS触发器输入信号的波形， 画出输出信号波形。
数字电子技术实验讲义
预备实验门电路逻辑功能及测试一、实验目的1.熟悉门电路逻辑功能。
2.熟悉示波器使用方法。
二、实验仪器及材料双踪示波器74LS00 四2输入与非门 2片74LS20 二4输入与非门 1片74LS86 四2输入异或门 1片三、预习要求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。
3.了解双踪示波器使用方法。
实验前先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成电路，按自己的实验接线图接好连线，特别注意Vcc及地线不能接错。
先接好后经实验指导教师检查无误后可通电实验。
实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。
1.测试门电路逻辑功能1)选用74LS20按图0-1接线输入端接S1-S4（电平开关输出插口），输出端接电平显示发光二极管（D1-D8任意一个）。
2)将电平开关按表0-1置位，分别测出电压及逻辑状态。
表0-12. 异或门逻辑功能测试1) 选74LS86按图0-2接线输入端1、2、4、5接电平开关，输出端A 、B 、Y 接电平显示发光二极管。
2) 将电平开关按表0-2置位，将结果填入表中。
表0-23.逻辑电路的逻辑关系1) 用74LS00按图 0-3，0-4接线，将输入输出逻辑关系分别填入表0-3，0-4中。
2) 写出上面两个电路逻辑表达式。
表0-3表0-4图0-2图 0-3图 0-44. 利用与非门控制输出用74LS00按图0-5接线，S 接任一电平开关用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用。
5.用与非门组成其它门电路并测试验证1) 组成或非门：用一片四2输入与非门组成或非门，画出电路图，测试并填表0-5。
2) 组成异或门：将异或门表达式转化为与非门表达式后，画出逻辑电路图，测试并填表0-6。
表0-5五、 实验报告1. 按各步骤要求填表并画出逻辑图。
2.思考题1) 怎样判断门电路逻辑功能是否正常？2) 与非门的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) 异或门又称可控反相门，为什么？表0-6图 0-5实验一TTL与非门主要参数测试一、实验目的掌握TTL与非门电路主要参数的意义及测试方法。
《数字电子技术实验》讲义
实验一 门电路逻辑功能测试及简单设计一、实验目的1．熟悉数字万用表、示波器和数字电路基础实验箱的使用；2．掌握TTL 和CMOS 与门主要参数的测试方法；3．了解门电路的电压传输特性的测试方法；4．掌握74LS00与非门、74LS02或非门、74LS86异或门、74LS125三态门和CC4011门电路的逻辑功能；5．掌握三态门的逻辑功能。
6．掌握利用门电路设计数字电路的方法。
二、预习要求1．了解TTL 和CMOS 与非门主要参数的定义和意义。
2．熟悉各测试电路，了解测试原理及测试方法。
3．熟悉74LS00、74LS02、74LS86、74LS125和CC4011的外引线排列。
4．画实验电路和实验数据表格。
三、实验原理与参考电路1、TTL 与非门的主要参数TTL 与非门具有较高的工作速度、较强的抗干扰能力、较大的输出幅度和负载能力等优点烟而得到了广泛的应用。
（1）输出高电平OH V ：输出高电平是指与非门有一个以上输入端接地或接低电平时的输出电平值。
空载时，OH V 必须大于标准高电平（V V SH 4.2=），接有拉电流负载时，OH V 将下降。
测试OH V 的电路如图1.1所示。
（2）输出低电平OL V ： 输出低电平是指与非门的所有输入端都接高电平时的输出电平值。
空载时，OL V 必须低于标准电平（V V SL 4.0=），接有灌电流负载时，OL V 将上升。
测试OL V 的电路如图1.2所示。
图1.1 V OH 的测试电路 图1.2 V OL 的测试电路（3）输入短路电流IS I ：输入短路电流IS I 是指被测输入端接地，其余输入端悬空时，由被测输入端流出的电流。
前级输出低电平时，后级门的IS I 就是前级的灌电流负载。
一般IS I ＜1.6mA 。
测试IS I 的电路见图1.3。
（4）扇出系数N ：扇出系数N 是指能驱动同类门电路的数目，用以衡量带负载的能力。
图1.4所示电路能测试输出为低电平时，最大允许负载电流OL I ，然后求得ISOL I I N 。
电子信息技术专业《数字电子技术实验讲义》
实验十一LSTTL与非门的参数测量一．实验目的了解TTL与非门参数的物理意义和测试方法二．电路介绍与非门是逻辑电路中应用最广的一种门电路，其输入输出之间满足逻A 。
A、B代表输入变量，Y代表输出变量。
了解与非门的辑关系Y=B参数和测量方法是十分必要的，在数字实验电路中，大都采用低功耗肖特基TTL电路（即LSTTL电路），与非门采用74LS00的二输入端四与非门，逻辑图及外引线排列见下图所示。
典型参数：t pd =9.5ns P D=2mw/每门三．实验内容与方法数字集成电路的性能，可以由它的参数来表示。
各种参数可以从产品手册中查到，也可以通过专门的仪器测得。
下面主要测量与非门的几个主要参数。
1．空载导通功耗P ON——静态工作、输出为低电平时的功耗，即电源电压V CC和导通电源电流I CCL的乘积。
测试电路见图11-1。
图11-1 P ON 测试图P ON=V CCL ╳I CCL = 5 I CCL2．输入短路电流I IS——任何一个输入端接地时，流经这个输入端的电流（其余输入端悬空或接高电平）。
测试电路见图11-2。
I IS = mA。
图11-2 I I S 测试图图11-3 I I H 测试图3．输入漏电流I IH——任何一个输入端接高电平时（其余端接地）的输入电流。
测试电路见图11-3。
I IH = μA。
4．输入关门电平V OFF及输出高电平V OH——当输出电压为额定输出高电平V OH的90% 时，相应的输入电平，称为输入关门电平V OFF 。
当输入端之中任何一个接低电平时的输出电平为输出高电平V OH。
测量电路见图11-4，方法是将电路在一输入端与地之间，接入0.8V 电压,其余输入端开路,输出接规定负载R L,测出V OH (R L= V OH/NI IH=3.2/(8╳50)=8KΩ)。
由0逐渐增大输入电压,当V0H下降至V OH的90%时,测得输入电压为V OFF 。
V OFF= （V）。
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实验一 门电路逻辑功能测试及简单设计一、实验目的1．熟悉数字万用表、示波器和数字电路基础实验箱的使用；2．掌握TTL 和CMOS 与门主要参数的测试方法；3．了解门电路的电压传输特性的测试方法；4．掌握74LS00与非门、74LS02或非门、74LS86异或门、74LS125三态门和CC4011门电路的逻辑功能；5．掌握三态门的逻辑功能。
6．掌握利用门电路设计数字电路的方法。
二、预习要求1．了解TTL 和CMOS 与非门主要参数的定义和意义。
2．熟悉各测试电路，了解测试原理及测试方法。
3．熟悉74LS00、74LS02、74LS86、74LS125和CC4011的外引线排列。
4．画实验电路和实验数据表格。
三、实验原理与参考电路1、TTL 与非门的主要参数TTL 与非门具有较高的工作速度、较强的抗干扰能力、较大的输出幅度和负载能力等优点烟而得到了广泛的应用。
（1）输出高电平OH V ：输出高电平是指与非门有一个以上输入端接地或接低电平时的输出电平值。
空载时，OH V 必须大于标准高电平（V V SH 4.2=），接有拉电流负载时，OH V 将下降。
测试OH V 的电路如图1.1所示。
（2）输出低电平OL V ： 输出低电平是指与非门的所有输入端都接高电平时的输出电平值。
空载时，OL V 必须低于标准电平（V V SL 4.0=），接有灌电流负载时，OL V 将上升。
测试OL V 的电路如图1.2所示。
图1.1 V OH 的测试电路 图1.2 V OL 的测试电路（3）输入短路电流IS I ：输入短路电流IS I 是指被测输入端接地，其余输入端悬空时，由被测输入端流出的电流。
前级输出低电平时，后级门的IS I 就是前级的灌电流负载。
一般IS I ＜1.6mA 。
测试IS I 的电路见图1.3。
（4）扇出系数N ：扇出系数N 是指能驱动同类门电路的数目，用以衡量带负载的能力。
图1.4所示电路能测试输出为低电平时，最大允许负载电流OL I ，然后求得ISOL I I N 。
一般N>8的与非门才被认为是合格的。
2、CMOS 与非门的主要参数（1）输出高电平OH V 输出高电平OH V 是指在规定的电源电压下（例如12V ）下，输出端开路时的输出高电平。
通常VOH≈VDD 。
（2）输出低电平OL V 输出低电平OL V 是指在规定的电源电压下（例如12V ）下，输出端开路时的输出低电平。
通常VO Ｌ≈0V 。
图1.5 CMOS 与非门 测OH V 和OL V 电路 图1.3 I IS 的测试电路 图1.4 I oL 的测试电路OH V 和OL V 的测试电路如图1.5所示。
输入端全部接高电平时测OL V ；将其中任一输入端接地，其余输入端接高电平时测OH V 。
本实验选用的TTL 与非门为74LS00，选用的CMOS 与非门为CC4011。
它们的外引线排列如图1.6 和图1.7所示。
3、三态门 逻辑门的输出有高、低电平、高阻三种状态的门电路。
（1）三态门种类按逻辑功能分：三态与非门、三态缓冲门、三态非门、三态与门。
按控制模式分：低电平有效的三态门和高电平有效的三态门。
（2）三态门逻辑符号本实验选用的74LS125，外引线排列如图1.8所示。
图1.6 74LS00外引线排列图1.7 CC4011外引线排列四、实验内容1．用数字万用表分别测量TTL 与非门74LS00在带负载和开路两种情况下的输出高电平OH V 和输出低电平OL V 。
测试电路如图1.1及图1.2所示。
2．测试TTL 与非门的输入短路电流IS I ，测试电路如图1.3所示。
3．测试与非门为低电平时，允许灌入的最大负载电流OL I ，然后利用公式求出该与非门的扇出系数N 。
测试电路见图1.4，用万用表直流电压挡测量O V ，若V V O 4.0 ，则产品合格。
然后再用万用表电流挡测出OL I ，通过公式计算出扇出系数。
5．按TTL 与非门的真值表逐项验证其逻辑功能。
6．验证74LS02或非门和74LS86四异或门的逻辑功能（表格自列）。
7．验证74LS125的逻辑功能。
8．用数字万用表分别测量CMOS 与非门CC4011在开路情况下的输出高电平OH V 和输出低电平OL V 。
测试电路如图1.5所示。
验证CC4011的逻辑功能（表格自列）。
9．用与非门设计三人表决器，用与非门和异或门设计一位全加器电路。
五、预习报告和实验报告要求1．实验目的；2．实验仪器与元器件；3．画出74LS00、74LS02、74LS86、74LS125和CC4011的外引线排列图（实验中所用到集成块外引线排列图）；4．列出实验步骤及内容，并画出实验电路和实验数据表格，设计内容要求写出设计过程如真值表、化简、电路等。
以上内容在实验前完成。
5．测试结果分析及思考题；6．体会（总结）。
六、思考题1．分析与非门高低电平分别在空载和负载时的电平值有什么特点。
2．根据测试结果分析所测试的74LS00是否合格。
3．如何将与非门作为非门使用？4．TTL或非门（或门）不用的输入端应如何处理？5．TTL与非门和CMOS与非门有何异同点？6、分析74LS125是什么三态门，控制端是什么电平有效。
七、实验注意事项TTL和CMOS与非门在使用时有很多不同之处。
必须严格遵循：1．TTL与非门对电源电压的稳定性要求较严，只允许在5V上有±10%的波动。
电源电压超过5.5V，易使器件损坏；低于4.5V又易导致器件的逻辑功能不能正常。
2．TTL与非门不用的输入端不能接低电平。
3．TTL与非门的输出端不能直接接+5V或地，也不能与其它输出端并联。
4．CMOS门的电源电压为3～18V，5．CMOS与非门不用的输入端不能悬空，应按逻辑功能接高电平VDD或低电平VSS。
6．CMOS与非门的输出端不允许直接接VDD或VSS。
实验四编码、译码、显示电路实验一、目的要求通过本实验教学，要求学生掌握编码器原理及基本电路，掌握七段译码器的逻辑功能和使用，掌握七段显示器的使用方法，进一步学习组合电路的应用。
掌握示波器、函数信号发生器、频率计、稳压电源、万用电表常用电子仪器设备的使用。
使学生获得编码、译码、显示电路的应用能力。
二、预习要求1．预习74LS148、74LS48译码器和共阴极七段显示器的工作原理及使用方法。
2．熟悉74LS00、74LS148、74LS04、74LS48、七段显示器的外引线排列。
3．画实验电路和实验数据表格。
三、实验原理编码、译码、显示原理电路图4.1所示。
该电路由8线-3线优先编码器74LS148、4线-七线译码器/驱动器74LS48、反相器74LS04和共阴极七段显示器等组成。
显示器：显示器采用七段发光二极管显示器，它可直接显示出译码输出的十进制数。
七段发光显示器有共阳接法和共阴接法两种如图4.2。
共阳接法就是把发光二极管的阳极都连在一起接到高电平上，与其配套的译码器为74LS46，74LS47；共阴极接法则相反，它是把发光二极管的阴极都连在一起接地，与其配套的译码器为74LS48，74LS49。
四、 实验内容1. 分析图4.1的逻辑功能，现修改图4.1，使无开关拨下时，不显示任何数据，并记录数据。
2．输入开关改为10个，需要两片74LS148构成16－4编码器，但显示仍只需1个，设计电路图，在无开关拨下时，不显示任何数据，通过实验验证。
五、预习和实验报告要求1．实验目的；2．实验仪器与元器件；3．画出74LS00、74LS148、74LS04、74LS48、七段显示器的外引线排列；4．列出实验步骤及内容，并画出实验电路和实验数据表格。
以上内容在实验前完成。
5．测试结果分析及思考题；6．体会（总结）。
e d c g p 4.2数码管引脚图实验五 时序逻辑电路的设计一、实验目的1．掌握基本RS 、JK 、D 和T 触发器的逻辑功能；2．掌握集成触发器逻辑功能的测试方法；3．掌握用基本门电路设计RS 解触发器的设计方法；4．掌握用中小规模集成电路设计计数器方法。
二、预习要求1．复习触发器的基本类型及其逻辑功能；2．复习74LS00、74LS74、74LS161、74LS290、CC4511和数码显示集成电路的外引脚功能。
三、实验原理1、触发器触发器是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件，是构成多种时序电路的最基本逻辑单元。
触发器具有两个稳定状态，即"0"和"1"，在一定的外界信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。
1.1 基本RS 触发器图4.1为由两个与非门交叉耦合构成的基本RS 触发器，它是无时钟控制低电平直接触发的触发器。
基本RS 触发器具有置“0”、置“1”和“保持”3种功能。
通常称S 为置“1”端，因为)1(0==R S 时触发器被置“1”； R 为置“0”端，因为)1(0==S R 时触发器被置“0”，当1==R S 时状态保持；0==R S 时，触发器状态不定，应避免此种情况发生，表5.1为基本RS 触发器的功能表。
1.2 JK 触发器 图5.1 基本RS 触发器电路 表5.1 基本RS 触发器逻辑功能表在输入信号为双端的情况下，JK 触发器是功能齐全、用途广泛和通用性较强的一种触发器。
本实验选用74LS112，74LS112 内含两个相同的JK 触发器，下降沿触发，有预置和清除端（即直接置位、复位端）。
其电路符号和引脚排列如图5.2所示。
图中J 、K 为控制信号端；CP 为时钟信号端，下降沿有效；d S 是直接置位端、d R 是直接复位端，都是低电平有效。
特性见表5.21.3 D 触发器D 触发器的状态方程为：Q n+1=D 。
其状态的更新发生在CP 脉冲的边沿，74LS74（CC4013）、74LS175图5.2 集成JK 触发器74LS112 (a) 外引脚图 (b) 逻辑符号表5.2 74LS112功能表（CC4042）等均为上升沿触发，故又称之为上升沿触发器的边沿触发器，触发器的状态只取决于时针到来前D 端的状态。
D 触发器应用很广，可用做数字信号的寄存，移位寄存，分频和波形发生器等，图5.3为74LS74外引线排列，图5.4 为D 触发器逻辑符号。
2、计数器计数器是一种重要的时序逻辑电路，它不仅可以计数，而且可用作定时控制及进行数字运算等。
按计数进位规律分类: 加法、减法和可逆计数器；按计数进制可分为: 二进制和任意进制计数器，任意进制计数器中常用的是十进制计数器。
根据计数脉冲引入的方式分为: 同步和异步计数器。
在同步计数器中，所有触发器都以输入计数脉冲为时钟脉冲，应翻转的触发器同时翻转。
在异步计数器中，有的触发器以计数脉冲作为时钟脉冲，有的则以其它触发器的输出作为时钟脉冲，故而状态更新有先有后，称为异步。