[整理]15数字逻辑实验指导书1
数字逻辑实验指导书(multisim)(精)
实验一集成电路的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握Multisim软件的使用方法。
2、掌握集成逻辑门的逻辑功能。
3、掌握集成与非门的测试方法。
二、实验原理TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构,所以称作三极管、三极管逻辑电路(Transistor -Transistor Logic 简称TTL电路。
54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。
所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽,电源允许的范围也更大。
74 系列的工作环境温度规定为0—700C,电源电压工作范围为5V±5%V,而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C,电源电压工作范围为5V±10%V。
54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同,就像54 系列和74 系列的区别那样。
在不同系列的TTL 器件中,只要器件型号的后几位数码一样,则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。
TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广,特别对我们进行实验论证,选用TTL 电路比较合适。
因此,本实训教材大多采用74LS(或74系列TTL 集成电路,它的电源电压工作范围为5V±5%V,逻辑高电平为“1”时≥2.4V,低电平为“0”时≤0.4V。
它们的逻辑表达式分别为:图1.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。
图1.1 TTL 基本逻辑门电路与门的逻辑功能为“有0 则0,全1 则1”;或门的逻辑功能为“有1则1,全0 则0”;非门的逻辑功能为输出与输入相反;与非门的逻辑功能为“有0 则1,全1 则0”;或非门的逻辑功能为“有1 则0,全0 则1”;异或门的逻辑功能为“不同则1,相同则0”。
三、实验设备1、硬件:计算机2、软件:Multisim四、实验内容及实验步骤1、基本集成门逻辑电路测试 (1测试与门逻辑功能74LS08是四个2输入端与门集成电路(见附录1,请按下图搭建电路,再检测与门的逻辑功能,结果填入下表中。
《数字逻辑》实验指导书
《数字逻辑》实验指导书四、实验提示1．74LS73引脚11是GND，引脚4是VCC。
2．D触发器74LS74是上升沿触发，JK触发器74LS73是下降沿触发；3．在测试D触发器和J-K触发器时，注意CLK在按下之前和按下之后对输出Q/Q的影响。
五、实验报告要求1．根据实验内容1～4的结果作出各触发器的功能表；2．根据实验内容5的实验结果画出电路的数字波形图，并分析电路的工作原理。
5实验五计数器一、实验目的1．掌握异步计数器和同步计数器的工作原理；2．掌握集成同步十进制计数器74LSl62的功能和使用方法。
二、实验器件和设备1．双J-K触发器74LS73 2．同步4位BCD计数器74LS162 3．四2输人正与门74LS08 4．TDS-2数字电路实验系统三、实验内容1．图5-1为J-K触发器构成的3位异步二进制计数器。
输出Q2、Q1、Q0分别接LED指示灯，使用单脉冲做为计数时钟，测试计数器的功能，观测计数状态，并记录。
2片 1片 1片 1台图5-1 3位异步二进制计数器2．图5-2为J-K触发器构成的3位同步二进制计数器。
输出Q2、Q1、Q0分别接LED指示灯，使用单脉冲做为计数时钟，测试计数器的功能，观测计数状态，并记录。
图5-2 3位同步二进制计数器3．图5-3为集成4位同步十进制计数器74LSl62的应用图例，RCO、QD、QC、QB、QA分别LED指示灯，使用单脉冲做为计数时钟，测试计数器的功能，观测计数状态，并记录。
四、实验报告要求1．作出实验内容1和2的功能表，并画出在连续计数脉冲下Q2、Q1、Q0的波形图；2．根据实验3的结果画出在连续计数脉冲下RCO、Q2、Q1、Q0的波形图。
图5-3 4位同步十进制计数器6实验六集成计数器的应用一、实验目的1．掌握计数器74LSl62的功能和级连方法； 2．掌握任意模计数器的构成方法。
二、实验说明1．计数器器件是应用较广的器件之一。
它有很多型号，各自完成不同的功能，供不同的需要选用。
[工学]数字逻辑实验指导书
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《数字逻辑实验指导书》实验一组合逻辑电路分析与设计一、实验目的：1、掌握PLD实验箱的结构和使用；2、学习QuartusⅡ软件的基本操作；3、掌握数字电路逻辑功能测试方法；4、掌握实验的基本过程和实验报告的编写。
二、原理说明：组合电路的特点是任何时刻的输出信号仅取决于该时刻的输入信号，而与信号作用前电路的状态无关。
(一)组合电路的分析步骤：（二）组合逻辑电路的设计步骤首先根据给定的实际问题进行逻辑抽象，确定输入、输出变量，并进行状态赋值，再根据给定的因果关系，列出逻辑真值表。
然后用公式法或卡诺图法化简逻辑函数式，以得到最简表达式。
最后根据给定的器件画出逻辑图。
三、实验内容(一)组合逻辑电路分析：1.写出函数式，画出真值表；2.在QuartusⅡ环境下用原理图输入方式画出原理图，并完成波形仿真；3.将电路设计下载到实验箱并进行功能验证，说明其逻辑功能。
（必做）(二)1. 设计一个路灯的控制电路，要求在四个不同的路口都能独立地控制路灯的亮灭。
(用异或门实现)画出真值表，写出函数式，画出实验逻辑电路图。
在Quartus Ⅱ环境下实现设计，完成对波形的仿真，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。
（必做）要求：用四个按键开关作为四个输入变量；用一个LED 彩灯（发光二极管）来显示输出的状态，“灯亮”表示输出为“高电平”，“灯灭”表示输出为“低电平”。
2. 设计一个保密锁电路，保密锁上有三个键钮A 、B 、C 。
要求当三个键钮同时按下时，或A 、B 两个同时按下时，或按下A 、B 中的任一键钮时，锁就能被打开；而当不符合上列组合状态时，将使电铃发出报警响声。
试设计此电路，列出真值表，写出函数式，画出最简的实验电路。
(用最少的与非门实现)。
在Quartus Ⅱ环境下实现设计，完成对波形的仿真，并将设计下载到实验箱并进行功能验证。
（选做）(注：取A 、B 、C 三个键钮状态为输入变量，开锁信号和报警信号为输出变量，分别用F 1用F 2表示。
数字逻辑实验指导书(1)
实验一 实验箱及小规模集成电路的使用一 实验目的1 掌握实验箱的功能及使用方法2 学会测试芯片的逻辑功能二 实验仪器及芯片1 实验箱2 芯片：74LS00 二输入端四与非门 1片74LS86 二输入端四异或门 1片 74LS04 六非门 1片三 实验内容1 测试芯片74LS00和74LS86的逻辑功能并完成下列表格。
（1） 74LS00的14脚接＋5V 电源，7脚接地；1、2、4、5、9、10、12、13脚接逻辑开关，3、6、8、11接发光二极管。
（可以将1、4、9、12接到一个逻辑开关上，2、5、10、13接到一个逻辑开关上。
）改变输入的状态，观察发光二极管。
74LS86的接法74LS00基本一样。
表 74LS00的功能测试表 74LS86的功能测试（2）分析74LS00和74LS86的四个门是否都是完好的。
2 用74LS00和74LS04组成异或门，要求画出逻辑图，列出异或关系的真值表。
（3）利用74LS00和74LS04设计一个异或门。
画出设计电路图。
实验二译码器和数据选择器一实验目的1继续熟悉实验箱的功能及使用方法2掌握译码器和数据选择器的逻辑功能二实验仪器及芯片1 实验箱2 芯片：74LS138 3线－8线译码器 1片74LS151 八选一数据选择器 1片74LS20 四输入与非门 1片三实验内容1 译码器功能测试（74LS138）芯片管脚图如图所示，按照表连接电路，并完成表格。
其中16脚接＋5V，8脚接地，1～6脚都接逻辑开关，7、9、10、11、12、13、14、15接发光二极管。
表2 数据选择器的测试（74LS151）按照表连接电路，并完成表格。
其中16脚接＋5V，8脚接地；9、10、11，为地址输入端，接逻辑开关；4、3、2、1、12、13、14、15为8个数据输入端，接逻辑开关；G为选通输入端，Y为输出端，接发光二极管。
表选通端地址输入端 数据输入端 输出 GA 2 A 1 A 0 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 Y 1 × × × × × × × × × × × 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 11111113 分别用74LS138（配合74LS20）和74LS151实现逻辑函数),,,(7421m m m m F ∑=,要求画出逻辑图。
数字逻辑与数字系统实验指导(1)
实验一 逻辑门电路的功能及测试一．实验目的1．掌握了解TTL 系列门电路的外形及逻辑功能。
2. 熟悉集成电路的引脚排列，在实验箱上接线的方法及接线时的注意事项。
二、实验仪器及材料1.NJS-II 实验箱2.TTL 器件：74LS20 1 片、74LS86 1 片 、74LS02 1 片、74LS00 1片、74LS04 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．常用TTL 门电路功能和特点。
3．熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。
4. 画出各实验的电路图。
四．实验原理1． TTL 门电路基本结构门电路是最基本的逻辑元件，它能实现最基本的逻辑功能，即其输入与输出之间存在一定的逻辑关系。
TTL 集成门电路的工作电压为“5V ±10%”。
本实验中使用的TTL 集成门电路是双列直插型的集成电路，其管脚识别方法：将TTL 集成门电路正面（印有集成门电路型号标记）正对自己，有缺口或有圆点的一端置向左方，如图1-1，左下方第一管脚即为管脚“1”，按逆时针方向数，依次为1、2、3、4……。
注意不同的门电路管脚个数不一定相同。
2．图1—2为基本门电路各逻辑功能的测试方法。
图1-1图1-2五.实验内容及步骤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，线连接好后经检查无误方可通电。
1.TTL门电路的功能测试。
将TTL74LS20、74LS86、74LS02、74LS00、74LS04分别按图1-2连线：输入端接逻辑开关，输出端Ｙ接发光二极管，改变输入状态的高低电平，观察二极管的亮灭，并将相应状态变化列出真值表。
2. 利用“与非”门组成其它逻辑门电路，并验证。
（1）用2输入“与非”门组成“或”门(Y=A+B)。
（2）用2输入“与非”门组成“与”门（Y=A∙B）。
（3）用2输入“与非”门组成“同或”门（Y=A⊙B）。
（4）用2输入“与非”门组成“异或”门(Y=A⊕B)。
3. 选做：设计一个4位二进制数为密码的数字密码锁，功能框图见图1-3，如果A1、B1、C1、D1输入的密码与事先设置的密码A0、B0、C0、D0一样时，锁打开时开锁灯亮。
数字逻辑与数字系统实验与课程设计指导书1
实验一基本逻辑门实验一、实验目的1.熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。
2.熟悉数字电路实验箱的使用。
二、实验器材1.数字万用表1块2.数字电路实验箱1台3.二输入四与非门74LS001片4.二输入四或非门74LS02 1片5.二输入四异或门74LS86 1片6.六反相器74LS04 1片三、实验说明本实验采用的集成块引脚排列见图1-1所示：1.将被测器件插入实验箱上的14芯插座中。
2.将器件的引脚7与实验箱的“地（GND）”连接，引脚14与实验箱的“+5V”直流电源连接。
3.用实验箱的电平开关输出作为被测器件的输入。
拨动开关，则改变器件的输入电平。
4.将被测器件的输出引脚与实验箱上的电平指示灯连接。
指示灯亮表示输出电平为1，指示灯灭表示输出电平为0。
四、实验内容及步骤1.与非门逻辑功能测试按图1-2连接电路，输出结果记入表1-1中。
表1-12.异或门逻辑功能测试按图1-3连接电路，输出结果记入表1-2中。
表1-2按图1-4连接电路，输出结果记入表1-34.门电路输出控制分别按图1-5连接电路，S 为电平开关，一个输入端接连续脉冲，用示波器观察输出端波形，记入表1-4中。
74LS00D&R 300LEDA BA BY表1-4五、实验总结1.由表1-2和1-3写出逻辑表达式，指出电路逻辑功能。
2.说明与非门在什么情况下封锁信号，在什么情况下允许信号通过？3.若用异或门作为控制门，一端接电平开关S ，另一端接连续脉冲，情形会怎样？74LS00D&SY74LS02D>=1SY实验二数据选择器和译码器一、实验目的1.掌握译码器的逻辑功能及应用。
2.掌握数据选择器的逻辑功能及应用。
二、实验器材1.数字万用表1块2.数字电路实验箱1台3.数字存储示波器1台4.3线-8线译码器74LS138 1片5.八选一数据选择器74LS151 1片6.四输入二与非门74LS20 1片7.4线－七段译码器/驱动器4511 1片8.共阴极七段显示器1片三、实验说明1.74LS138、74LS151、74LS20和4511的引脚图如图2-1所示。
数字逻辑实验指导书
照附录熟识各管脚的功能。
（一）测试门电路逻辑功能
测量以上四种门的逻辑功能，输入接高低电平开关，输出接高低电平指示灯。列出
真值表，并填入测试结果，写出逻辑表达式。
（二）实现其它逻辑门的功能
1、按图 1－1 和图 1－2 组成逻辑电路。测试输出与输入的逻辑关系并列出真值
表。填写实验结果。写出表达式。
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数字逻辑实验指导书
可见这些触发器的动作时间各异。计数器由 RD 输入负脉冲置零后，计数脉冲从 CP 端
输入，第一个计数脉冲输入后，计数器状态均为 Q4Q3Q2Q1 = 0001，随着计数脉冲的继 续输入，计数器的状态根据二进制码顺序依次递增，第十五个脉冲输入后，计数器状态
为 1111。第十六个脉冲输入后，计数器恢复起始状态 0000，并在 RD 端送出一个进位脉
（1）QA、QB、QC、QD 四个输出端分别接发光管二极管显示，CP 端接连续脉冲或单脉 冲。
（2）在 CP 端接连续脉冲，观察 CP、QA、QB、QC、QD 的波形。 （3）画出 CP、QA、QB、QC、QD 的波形。
图 3-3 异步二 — 十进制加法计数器
六、实验报告 1、画出实验内容要求的波形及记录表格。 2、总结时序电路特点。
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数字逻辑实验指导书
实验四 电子秒表的电路实现
一、实验目的
1、学习数字电路中基本 RS 触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示 等单元电路的综合应用。
2、学习电子秒表的调试方法。
二、实验设备及器件
1、＋5V 直流电源 3、数字万用表 5、单次脉冲源 7、逻辑电平开关 9、译码显示器
2、双踪示波器 4、数字频率计 6、连续脉冲源 8、逻辑电平显示器 10、74LS00×2 555×1 74LS90×3
《数字逻辑》实验指导书
目录实验1: 基本逻辑门电路 (2)EDA设计实验的基本步骤和注意事项 (4)实验2: 译码器及其应用 (10)实验3 触发器、移位寄存器的设计和应用 (15)实验4: 计数器 (18)实验5: 数字系统的设计 (19)实验报告格式和内容 (20)实验1: 基本逻辑门电路一、实验目的1: 掌握各种门电路的逻辑功能及测试方法。
2: 学习用与非门组成其它逻辑门电路。
二、实验用的仪器、仪表TEC —５实验箱 74LS00二输入四与非门 三态门74LS125三、实验原理与非门的逻辑功能是: 当输入端中有一个或一个以上低电平时, 输出端为高电平。
只有当输入端全为高电平时, 输出端才为低电平（即有“0”得“1”, 全“1”出“0”）。
三态输出门是一种特殊的门电路。
它与普通的逻辑门电路不同, 它的输出状态除了高、低电平两种状态（均为低阻状态）外, 还有第三种状态,即高阻态。
处于高阻态时, 电路与负载之间相当于开路。
三态门主要用途之一是实现总线传输。
三态输出门符号与功能表如下（此例以低有效的使能器件为例）。
四、实验内容 1: 测试二输入与非门的逻辑功能与非门的输入端接逻辑开关电平, 输出端接发光二极管。
按表1－2所示测试与非门, 并将测试结果填入表中。
B A F •= 表1－１AB2: 学习用二输入与非门构成其他逻辑电路的方法, 并测试。
与门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,所以用2个与非门即可实现与门逻辑功能。
输入A 、B 接逻辑开关, 输出端接发光二极管。
参考表1－１, 设计表格, 并将测试结果填入表中。
或门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,所以用3个与非门即可实现或门逻辑功能。
输入A 、B 接逻辑开关, 输出端接发光二极管。
参考表1－1, 设计表格, 并将测试结果填入表中。
异或门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,根跟据此异或逻辑表达式经过变换, 逻辑图如下, 请自行验证此逻辑图的正确性, 同时思考如果直接据逻辑表达式画逻辑图, 效果如何, 近而体会变换的作用。
数字逻辑专题实验指导书
目录第1章数字逻辑电路实验基础知识 (1)1.1 实验的基本过程 (1)1.1.1 实验预习 (1)1.1.2 实验数据记录 (1)1.2.3 实验报告 (2)1.2 实验操作规范和常见故障检查方法 (3)1.2.1 实验基本操作规程 (3)1.2.2 电路连接操作 (4)1.2.3 故障检查方法 (5)1.3 常用数字集成芯片的参数与主要性能 (6)1.3.1 集成电路的型号命名法 (6)1.3.2 数字集成电路的分类 (6)1.3.3 数字集成电路特点及使用须知 (9)1.4 数字逻辑电路的测试方法 (11)1.4.1组合逻辑电路的测试 (11)1.4.2时序逻辑电路的测试 (11)第2章数字逻辑实验基本技能 (12)2.1 实验基本目标要求 (12)2.2 实验技能基本要求 (12)2.3 实验内容基本要求 (14)第3章数字逻辑电路基本实验 (16)实验一：EDA软件QuartusII的使用 (16)实验二：实验仪器的使用及元器件测试 (16)实验三：组合电路险象观察与排除 (17)实验四：简单逻辑电路功能分析与变换 (18)实验五：运算器电路分析与设计 (18)实验六：状态监测电路设计 (19)实验七：符合判别电路设计 (20)实验八：多数表决器设计 (22)实验九：译码器测试实验 (22)实验十：数据选择器测试实验 (24)实验十一：逻辑函数发生器设计 (25)实验十二：二进制码∕BCD码变换器设计 (26)实验十三：格雷码变换器设计 (27)实验十四：BCD码加法器设计 (27)实验十五：触发器功能测试 (28)实验十六：四相时钟分配器设计 (29)实验十七：四位二进制计数器功能测试 (31)实验十八：异步十进制计数器设计 (32)实验十九：集成计数器测试实验 (33)实验二十：集成计数器应用设计 (34)实验二十一：数码显示电路实验 (35)第4章数字逻辑综合设计实验 (37)设计项目一：数字时钟设计 (37)设计项目二：出租车计价器设计 (40)设计项目三：交通灯控制器设计 (50)设计项目四：电子密码锁设计 (55)设计项目五：智力竞赛抢答器设计 (59)其他参考选择题目 (64)。
数字逻辑电路实验指导书.
数字逻辑电路实验指导书2013年6月前言数字逻辑电路是计算机科学与技术及相关专业的一门专业基础课，是一门重点课程。
在计算机硬件的各个领域中均会用到数字逻辑的有关知识。
本实验课程的主要目的是使学生通过实验手段掌握各种集成电路及其设计，同时训练学生一定的实验动手能力，也使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练。
本实验指导书的内容主要包括门电路逻辑功能及测试、组合逻辑电路的分析与设计、译码器、选择器、触发器、计数器、时序逻辑电路的分析与设计等的综合实验。
实验的重点是通过实验认识并验证各种集成芯片工作原理及其相关注意事项；实验的难点也在于用所学知识设计综合性实验。
数字逻辑电路实验作为计算机各专业数字逻辑课程的一个重要环节。
在这一环接中，数字逻辑侧重讨论各种集成芯片，学会设计简单的电路。
因此，它的先修课程是计算机基础、离散数学、大学物理、模拟电子线路等。
本实验指导书以素质教育为目标，力求使学生通过实验加深对基础知识的理解，同时强化实际的动手能力，切实做到理论与实际应用相结合。
本书中所涉及的实验都是以启东市东疆计算机有限公司生产的DJ-SD型数字逻辑实验箱为模板进行讲解，由于编者水平有限，书中难免存在纰漏之处，恳请各位同仁赐教。
实验须知数字逻辑电路实验课程是一门专业基础课，具有很强的实践性，是数字逻辑电路教学中必不可少的环节。
使学生通过实验手段掌握各种集成电路及其设计，同时训练学生一定的实验动手能力，也使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练，为后续专业课的学习打下坚实的基础。
在实验的过程中需要注意一下两点问题：一、实验要求：1．做好课前的预习准备工作。
为了能够保证实验的顺利进行，且提高实验效率，实验前必须做好充分的预习，仔细阅读将要做的实验内容，复习相关理论知识，明确实验目的和要求，熟悉实验要用到的芯片功能及各引脚的作用，熟悉实验原理、实验步骤和实验注意事项，对思考题、实验的结果和可能出现的问题进行分析和预估，并将相应的预习结果记录下来，以备使用。
数字逻辑实验指导书(multisim).
数字电路与逻辑设计实验指导2015年1月实验一集成电路的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握Multisim软件的使用方法。
2、掌握集成逻辑门的逻辑功能。
3、掌握集成与非门的测试方法。
二、实验原理TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构，所以称作三极管、三极管逻辑电路（Transistor -Transistor Logic ）简称TTL电路。
54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。
所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽，电源允许的范围也更大。
74 系列的工作环境温度规定为0—700C，电源电压工作范围为5V±5%V，而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C，电源电压工作范围为5V±10%V。
54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同，就像54 系列和74 系列的区别那样。
在不同系列的TTL 器件中，只要器件型号的后几位数码一样，则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。
TTL 集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广，特别对我们进行实验论证，选用TTL 电路比较合适。
因此，本实训教材大多采用74LS(或74)系列TTL 集成电路，它的电源电压工作范围为5V±5%V，逻辑高电平为“1”时≥2.4V，低电平为“0”时≤0.4V。
它们的逻辑表达式分别为：图1.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。
图1.1 TTL 基本逻辑门电路与门的逻辑功能为“有0 则0，全1 则1”；或门的逻辑功能为“有1则1，全0 则0”；非门的逻辑功能为输出与输入相反；与非门的逻辑功能为“有0 则1，全1 则0”；或非门的逻辑功能为“有1 则0，全0 则1”；异或门的逻辑功能为“不同则1，相同则0”。
三、实验设备1、硬件：计算机2、软件：Multisim四、实验内容及实验步骤1、基本集成门逻辑电路测试 （1）测试与门逻辑功能74LS08是四个2输入端与门集成电路（见附录1），请按下图搭建电路，再检测与门的逻辑功能，结果填入下表中。
数字逻辑试验指导书
数字逻辑实验要求随着大规模集成电路的迅速发展，数字电路技术已非常广泛地应用到各行各业之中。
数字系统的设计方法也发生了根本的变化由原来的标准集成电路，如从开始的TTL集成电路，到后来的GAL 编程芯片，再到现在迅速普及使用的ASIC专用集成电路和VHDL硬件描述语言的出现及系统级仿真和综合技术，成为电子设计自动化（EDA）技术向更高层次发展的重要因素，采用EDA技术可以极大的提高设计效率和设计精度。
其特点主要包括两个方面：1，采用可编程逻辑器件后对系统硬件的改造。
在各种大规模的高速数据采集和处理系统中，可编程逻辑部件可以高速、准确的完成一些控制算法，并且简化了系统结构。
2，改进了系统设计方案。
EDA环境下的系统设计一般都采用自上而下的设计方法，它采用概念输入模式，突破破了具体工艺的束缚。
对于模拟电路和数字电路的设计，EDA提供了丰富的参数优化工具及模型库和建模工具，其硬件描述语言（HDL）不依赖于特定的工艺和固定的设计方法。
并且能够提供统一的防真环境，使模拟电路、数字电路和硬件描述语言动态的连接起来，同步协调地运行。
系统的软硬、件还可以同时设计，从而有效解决设计中的瓶颈问题，缩短了设计时间。
同时，EDA技术可以对系统产生测试向量，进行故障仿真，从而可以大大降低实际系统的故障率。
因此，在我们的数字逻辑实验设计内容中，将按照上述几种典型的常用芯片进行设计，如TTL电路用EDA进行设计方法，GAL芯片使用方法，又必须了解掌握和使用新的数字系统的设计方法，如FPGA芯片的使用方法及用VHDL等硬件描述语言进行编程等。
目的就是让我校计算机系的本科学生了解掌握和使用先进的电路设计方法。
《数字逻辑电路设计》是计算机专业硬件设计必修基础课，是一门理论与实践紧密结合的课程，其目的在于切实加强学生数字电路技术的分析和应用。
与《数字逻辑电路设计》相配套的数字逻辑实验是一门实验性较强的课程，是教学中的一个非常重要环节，通过实验不仅可以使学生在消化、巩固、加深理解开拓课堂教学内容，培养学生严谨认真求实的科学态度，培养学生实际动手的实践技能，提高学生分析和解决问题的能力，还可以帮助学生了解多种常用芯片的特性，及使用方法，掌握计算机局部逻辑的设计和调试和验证过程。
数字逻辑 实验指导书
数字逻辑实验讲义实验一 基本逻辑门电路测试一．实验目的：1. 掌握TTL 与非门主要外部特性参数的测试方法。
2. 掌握TTL 与非门逻辑功能测试方法。
2. 熟悉数字电路实验箱、数字万用表的使用。
二．实验仪器及器件：1.数字电路实验箱 1台2.数字万用表 1块3.器件： 74LS00 四2输入与非门 1片 电阻：200Ω 1个三．实验预习：复习TTL 与非门的逻辑功能、主要参数及其测量方法和电压传输特性。
四．实验原理：TTL 与非门电路是目前较为普遍的一种集成门电路。
本实验采用四2输入与非门74LS00，即在一块集成块内含有四个互相独立的与非门,每个与非门有2个输入端。
其电路图、逻辑符号及引脚排列如图1(a)、(b)、(c)所示。
图1出0。
与非门的逻辑函数式：Y=AB 对于使用集成电路者来说，所关心的是集成门电路从导通到截止所需要的转Y A B (b)+ V (+5V) (c) 74LS00换条件其所表现出来的转换特性，诸如开门电平、输出高电平、输出低电平等这样一些静态参数，以及诸如平均传输延迟时间一类动态参数的测量，下图所示为与非门电路的转换特性（电压传输特性）曲线，它表示输入由低电平变到高电平时输出电平的相应变化，所有这些都是选择和设计电路所必须了解的。
五．实验内容：1.测试TTL 与非门的静态参数：（1）输入短路电流I IS 和输入漏电流I IH ： I IS （或I IL ）：指被测输入端接地，其余输入端和输出端悬空时，由被测输入端流出的电流。
也称低电平输入电流。
在由多级门构成的电路中，I IS 相当干前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流。
因此，I IS 关系到前级门的灌电流负载能力，I IS 越小，前级门带负载的个数就越多。
测试电路如图2（a ）所示。
I IH ：指被测输入端接高电平，其余输入端接地，输出端悬空时，流入被测输入端的电流。
也称高电平输入电流。
在由多级门构成的电路中，它相当于前级门输出高电平时，前级门的拉电流负载。
《数字逻辑》--实验指导书2015最新
《数字逻辑》实验指导书计算机科学与技术与学院二○一五年目录实验一集成门电路逻辑功能测试及逻辑变换 (1)实验二组合逻辑电路功能测试及应用电路设计 (5)实验三触发器的应用 (9)实验四计数器及其设计 (12)实验一集成门电路逻辑功能测试及逻辑变换【目的与要求】1、掌握TTL集成逻辑门电路的逻辑功能和测试方法。
2、掌握TTL器件的使用规则以及实现逻辑变换的方法。
3、学习查阅集成电路器件手册，熟悉集成电路封装与引脚。
4、熟悉数字电路实验装置的结构、基本功能和使用方法。
【实验仪器和器件】1、数字电路实验箱2、实验器件74LS00、74LS32、74LS86【实验原理】74LS00为二输入四与非门，即在一块集成芯片内含有四个互相独立的与非门，每个与非门有两个输入端。
与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平。
其逻辑表达式为：BAY⋅=。
74LS32为二输入四或门，即在一块集成芯片内含有四个互相独立的或门，每个或有两个输入端。
或门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是高电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为低电平时，输出端才是低电平。
其逻辑表达式为：Y=A+B。
74LS54是一个2-3-3-2输入与或非门，其逻辑功能为：JIHGFEDCBAY⋅+⋅⋅+⋅⋅+⋅=74LS86为二输入四异或门，即在一块集成芯片内含有四个互相独立的异或门，每个异或门有两个输入端。
异或门的逻辑功能是：当两个输入为相同的电平时，输出端为低电平；当两个输入为不同的电平时，输出端为高电平。
其逻辑表达式为：BAY⊕=。
【实验内容】1、集成逻辑门电路的功能测试（1）测试与非门74LS00的逻辑功能，给出测试电路及其真值表。
74LS00真值表（2）测试或门74LS54的逻辑功能，给出其真值表。
由于实验箱输入端个数的限制，所以为了在现有实验条件下测试其功能，对芯片与或非门74LS54做如下的连接并进行测试，结果填入下表。
数字逻辑(实验指导书)
数字逻辑实验指导书2012-3目录实验一TTL集成逻辑门的参数测试（基本）...............................2学时实验二组合逻辑电路的设计（设计）..... .....................................2学时实验三BCD七段显示译码器（应用）.. ............... ............... .......2学时实验四触发器的功能测试（基本）...............................................2学时实验五数据选择器的功能分析与设计（综合）...........................2学时实验六移位寄存器及其应用（应用）............. ....... .....................2学时实验七555定时器的应用（综合）...............................................2学时实验一 TTL集成逻辑门的参数测试实验学时：2实验类型：基本实验要求：必做一、实验目的1、了解TTL与非门各参数的意义。
2、掌握TTL集成门电路的逻辑功能和参数测试方法。
3、熟悉TPE－D3数字电路实验箱的基本功能和使用方法。
二、实验原理、方法和手段TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门，使用时，必须对它的逻辑功能、主要参数和特性曲线进行测试，以确定其性能好坏。
本实验主要是对TTL集成与非门74LS20进行测试，该芯片外形为DIP双列直插式结构。
原理电路、逻辑符号和管脚排列如图1-1(a)、(b)、(c)所示。
图1-1 74LS20芯片原理电路、逻辑符号和封装引脚图1. 与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当输入端有一个或一个以上的低电平时，输出端为高电平；只有输入端全部为高电平时，输出端才是低电平。
(即有“0”得“1”，全“1”得“0”。
数字逻辑电路实验指导书2016
Xuzhou Institute of Technology数字逻辑电路实验指导书使用班级：15级计算机专业2016年9月目录学生实验守则 (3)电工电子实验室安全制度 (4)实验报告要求 (5)实验一 THD-1数字电路箱的使用 (6)实验二 TTL集成门电路 (9)实验三组合逻辑电路设计 (13)实验四综合实验（组合电路）................. 错误!未定义书签。
实验五译码器、显示器....................... 错误!未定义书签。
实验六触发器 . (16)实验七计数器及其应用 (24)实验八 555定时器 (28)实验九移位寄存器 .......................... 错误!未定义书签。
实验十综合实验（时序电路）................. 错误!未定义书签。
附录1 V-252型双踪示波器.................... 错误!未定义书签。
附录2 EE1641B型函数信号发生器.............. 错误!未定义书签。
附录3 SX2172型交流毫伏表................... 错误!未定义书签。
附录4 VC9801+型数字万用表 (29)附录5 EWB电子仿真软件 (33)学生实验守则一、参加实验时应衣冠整洁。
进入实验室后应保持安静，不要大声喧哗和打闹，妨碍他人学习和实验。
不准吸烟，不准随地吐痰，不准乱扔纸屑及杂物。
二、进行实验时必须严格遵守实验室的规章制度和仪器操作规程。
爱护仪器设备，节约实验器材，未经许可不得乱动实验室的仪器设备。
三、注意人身安全和设备安全。
若仪器出现故障，要立即切断电源并立即向指导教师报告，以防故障扩大。
待查明原因、排除故障之后才可继续进行实验。
四、要以严格、认真的科学态度进行实验，结合所学理论，独立思考，分析研究实验现象和数据。
五、实验完毕后必须收拾整理好自己使用的仪器设备，保持实验台整洁，填写实验仪器使用记录。
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-------------数字逻辑与数字系统实验指导书青岛大学信息工程学院实验中心巨春民2015年3月-------------实验报告要求本课程实验报告要求用电子版。
每位同学用自己的学号+班级+姓名建一个文件夹（如2014xxxxxxx计算机X班张三），再在其中以“实验x”作为子文件夹，子文件夹中包括WORD 文档实验报告（名称为“实验x实验报告”，格式为实验名称、实验目的、实验内容，实验内容中的电路图用Multisim中电路图复制粘贴）和实验中完成的各Multisim文件、VerilogHDL源文件、电路图和波形图（以其实验内容命名）。
实验一电子电路仿真方法与门电路实验一、实验目的1．熟悉电路仿真软件Multisim的安装与使用方法。
2．验证常用集成逻辑门电路的逻辑功能。
3．掌握各种门电路的逻辑符号。
4．了解集成电路的外引线排列及其使用方法。
5. 学会用Multisim设计子电路。
二、实验内容1．用逻辑门电路库中的集成逻辑门电路分别验证二输入与门、或非门、异或门和反相器的逻辑功能，将验证结果填入表1.1中。
注：与门型号7408，或门7432，与非门7400，或非门7402，异或门7486，反相器7404.2．用L=ABCDEFGH，写出逻辑表达式，给出逻辑电路图，并验证逻辑功能填入表1.2中。
()'三、实验总结四、心得与体会实验二门电路基础一、实验目的1. 掌握CMOS反相器、与非门、或非门的构成与工作原理。
2. 熟悉CMOS传输门的使用方法。
3. 了解漏极开路的门电路使用方法。
二、实验内容1. 用一个NMOS和一个PMOS构成一个CMOS反相器，实现Y=A’。
给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-1。
表2-1 CMOS反相器逻辑功能表2. 用2个NMOS和2个PMOS构成一个CMOS与非门，实现Y=(AB)’。
给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-2。
3. 用2个NMOS和2个PMOS构成一个CMOS或非门，实现Y=(A+B)’。
给出电路图，分析其工作原理，测试其逻辑功能填入表2-3。
表2-3 CMOS或非门逻辑功能表4. 用CMOS传输门和反相器构成异或门，实现Y=A B。
给出电路图，测试其逻辑功能填入表2-4。
表2-4 或非门逻辑功能表5. 用1片漏极开路的2输入端CMOS与非门电路74HC01D实现与或非门Y=（AB+CD+EF+GH）’，给出电路图，并测试其逻辑功能填入表2-5。
表2-5与或非门逻辑功能表三、实验总结四、心得与体会实验三组合逻辑电路设计（一）一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的设计方法2. 掌握全加器的逻辑功能3. 了解七段显示数码管的原理及显示译码器的设计方法。
二、实验内容(以下题目任选1~2个)1. 设计一个1位全加器电路，写出各输出端的逻辑表达式，给出电路图并验证其逻辑功能填入表2.1中。
表2.12. 某火车站有特快、直快和慢车三种类型的客运列车进出，试用两输入与非门和反相器设计一个指示列车等待进站的逻辑电路，3个指示灯一、二、三号分别对应特快、直快和慢车。
列车的优先级别依次为特快、直快和慢车，要求当特快列车请求进站时，无论其它两种列车是否请求进站，一号灯亮。
当特快没有请求，直快请求进站时，无论慢车是否请求，二号灯亮。
当特快和直快均没有请求，而慢车有请求时，三号灯亮。
给出设计过程，写出各输出端的逻辑表达式，给出电路图并验证其逻辑功能。
3. 试设计一个码转换电路，将4位格雷码转换为自然二进制码。
可以采用任何逻辑门电路来实现。
给出设计过程，写出各输出端的逻辑表达式，给出电路图并验证其逻辑功能。
4. 试设计一个码转换电路，将4位自然二进制码转换为格雷码。
可以采用任何逻辑门电路来实现。
给出设计过程，写出各输出端的逻辑表达式，给出电路图并验证其逻辑功能。
5. 设计一个十六进制共阴极7段显示译码器，其译码输出真值表如表3.2所示，写出各输出端的逻辑表达式，给出其电路图，并在Multisim下仿真验证其功能。
表2.2 十六进制7段显示译码器输出真值三、实验总结四、心得与体会实验四编码器及其应用一、实验目的掌握优先编码器的逻辑功能，学会编码器的级联扩展应用。
二、实验内容1. 验证优先编码器74148的逻辑功能，给出接线电路图，并按表4.1输入编码信号，将各输出端测试结果填入表4.1中。
接线电路图，并验证其逻辑功能填入表4.2。
设编码输入信号为A’15~A’0，编码输出信号为高电平有效的Z3~Z0。
3. 用4片74148级联扩展实现32线-5线编码器的逻辑功能，画出逻辑电路图，给出Multisim 接线电路图，并验证其逻辑功能填入表4.3。
设编码输入信号为A’31~A’0，编码输出信号为高电平有效的Z4~Z0。
三、实验总结四、心得与体会实验五 译码器及其应用一、实验目的掌握译码器的逻辑功能、级联扩展方法及实现逻辑函数的方法 二、实验内容1. 验证3-8译码器74138的逻辑功能，给出接线电路图，并按表5.1输入译码信号，将各输出端测试结果填入表5.1中。
2. 用2片74138级联扩展实现4线-16线译码器的逻辑功能，画出逻辑电路图，给出Multisim 逻辑电路图，并验证其逻辑功能填入表 5.2。
设译编码输入信号为B 3~B 0，译码输出信号为150'~'L L 。
3. 用74138译码器和适当的门电路实现逻辑函数'''''''=+++，给出逻F A B C AB C A BC ABC辑电路图，并验证其逻辑功能填入表5.3。
4. (选做)用4线-16线译码器74LS154来实现实验三“内容3——十六进制显示译码器”的逻辑功能。
写出逻辑表达式，给出逻辑电路图，并验证其逻辑功能。
三、实验总结四、心得与体会实验六组合逻辑电路设计（二）与数据选择器一、实验目的1.掌握数据选择器的逻辑功能及实现逻辑函数的方法2.熟练掌握组合逻辑电路的设计方法二、实验内容1. 验证4选1数据选择器74153的逻辑功能，给出接线电路图，并按表6.1输入数据和选择信号，将各输出端测试结果填入表6.1中。
2. 用8选1数据选择器74151和适当的门电路实现逻辑函数=+++，给出逻辑电路图，并验证其逻辑功能填入表6.3。
'''''''F A B C AB C A BC ABCA、B、AB、O四种，输血时必须满足图6.1中用箭头指示的授受关系。
要求用8选1数据选择器74151和适当的门电路来实现。
给出设计步骤，画出逻辑图，并在Multisim下验证其逻辑功能。
图6.1输血授受匹配关系三、实验总结四、心得与体会实验七触发器一、实验目的1．熟练掌握基本SR锁存器的逻辑功能与电路构成。
2．掌握触发器的电路结构与工作原理及状态转换时序关系。
3．掌握不同逻辑功能触发器之间的相互转换。
二、实验内容1. 用或非门构成基本SR锁存器，给出电路图，并用Multisim仿真验证其逻辑功能填入表7.1中。
仿真验证其逻辑功能填入表7.2中。
3. 验证D触发器74HC74的逻辑功能填入表7.3中。
表7.3 D触发器74HC74的功能4. 用上升沿D触发器加适当的门电路实现JK触发器的逻辑功能，写出激励信号逻辑表达式，给出逻辑电路图，并用Multisim仿真验证其逻辑功能填入表7.4中5. 用下降沿JK触发器加适当的门电路实现D触发器的逻辑功能，写出激励信号逻辑表达式，给出电路图，并用Multisim仿真验证其逻辑功能填入表7.5中表7.5 用JK触发器实现的D触发器的逻辑功能6.用4个下降沿JK触发器构成4位异步二进制计数器，给出电路图，并用Multisim 仿真验证其逻辑功能填入表7.6中三、实验总结四、心得与体会实验八逻辑电路综合设计（一）一、实验目的1.熟练掌握触发器的应用2.学会组合逻辑电路和时序逻辑电路的综合设计应用二、实验内容1. 设计一个简易4人知识竞赛抢答电路，要求是：裁判掌握一个按钮，作用是给电路复位和发出抢答开始命令；4名竞赛者各掌握一个按钮，每人对应一个指示灯，在主持人发出开始抢答命令后，哪位参赛者先按钮其对应的指示灯亮，而后，再按钮无效。
.2. 设计一个8人知识竞赛抢答电路，要求是：裁判掌握一个按钮，作用是给电路复位和发出抢答开始命令；8名竞赛者各掌握一个按钮，在主持人发出开始抢答命令后，哪位参赛者先按钮就在7段数码管上显示抢答者的编号。
三、实验总结四、心得与体会实验九计数器及其应用一、实验目的掌握集成同步二进制计数器的逻辑功能及实现其他进制的方法。
二、实验内容1．用Multisim仿真验证4位同步二进制计数器74161的逻辑功能，并填入表6-1中。
表6-1 4位同步二进制计数器74161的逻辑功能表2．用2片74161构成8位(模28)同步二进制计数器，给出电路接线图，并用Multisim仿真验证其逻辑功能。
3．分别采用反馈清零法和反馈置数法用74161和适当的逻辑门电路构成10进制同步计数器，给出电路接线图，并用Multisim仿真验证其逻辑功能。
4．用2片74161和适当的逻辑门电路构成129进制(模129)同步计数器，给出电路接线图，并用Multisim仿真验证其逻辑功能。
5．用2片同步十进制计数器74160和适当的逻辑门电路构成60进制计数器，给出电路接线图，并用Multisim仿真验证其逻辑功能。
三、实验总结四、心得与体会实验十逻辑电路综合设计（二）一、实验目的1.进一步掌握数字电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；2.基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；3.熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
二、实验内容用中小型规模集成电路设计一个数字电子时钟电路，要求1．具有“时”“分”“秒”的数字显示功能，并可以对时分进行时间校准2.用RGB三色发光二极管设计一个“表盘”，通过对应发光二极管的依次点亮来模拟表盘显示时间。
三、设计提示1.电路总体设计方案数字电子钟的总体框图如下图所示，它由数码显示、七段显示译码、发光二极管“表盘”显示、译码、计数电路、时分校准电路、秒脉冲产生电路七部分组成。
2.控制电路设计当电源重新接通或走时出现误差时需要对时间进行校正。
时间校正的方法是：先切断需校准的计数电路的计数脉冲输入，将秒脉冲直接接到需要校正的时或分计数脉冲输入端，待计数值达到要求后再切换回来即可。
3. “分秒”六十进制计数电路设计为了接成六十进制计数器，首先将两片74LS160接成百进制计数器，然后将电路的60状态译码产生CR=0的信号，同时加到两片74LS160上，使两片74LS160同时置0，从而得到六十进制计数器。