数字电路实验报告

2016-6-12 数字电路实验报告

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学号：*************

班级：1401

学院：电气工程学院

专业：电气工程及其自动化

目录

实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试 (2)

实验二组合逻辑电路的设计（半加器与全加器） (6)

实验三数据选择器及应用 (9)

实验四触发器和计数器 (12)

实验五脉冲的产生的与整形电路 (21)

实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试

一．实验目的

1．掌握了解TTL系列、CMOS系列外形及逻辑功能。

2．熟悉各种门电路参数的测试方法。

3. 熟悉集成电路的引脚排列，如何在实验箱上接线，接线时应注意什么。

二、实验仪器及材料

1.数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。

2.TTL器件：

74LS00 二输入端四与非门 1片 74LS02 二输入端四或非门 1 片

三．预习要求和思考题：

1．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门电路的功能、特点。

3）熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。

4）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。

四．实验原理

1．本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录。

2．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，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············。如图 1—1 所示。具体的各个管脚的功能可通过查找相关手册得知，本书实验所使用的器件均已提供其功能。

图1—1

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，特别注意Vcc及GND不能连接错。线连接好后经检查无误方可通电实验。实验中需要改动接线时，必须断开电源，接好后检查无误再通电实验。

1. TTL门电路功能测试。

TTL与非门74LS00、和或非门74LS02分别按图1-2连线：输入端Ａ、Ｂ接逻辑开关，输入端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，并将输出状态填入表1-1中：

表1-1

Multisim电路图：

2.TTL门电路多余输入端的处理方法：

将74LS00和74LS02按图示1-2连线后，A输入端分别接地、高电平、悬空、与B端并接，观察当B端输入信号分别为高、低电平时，相应输出端的状态，并填表1-2.

表1-2

3.用与非门实现或非逻辑功能:

̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅,写出逻辑表达式，画出逻辑图，连线测试其功能，用74LS00实现与或非逻辑Y=AB+CD

改变四输入信号A、B、C、D的输入状态，观察输出状态，填写逻辑真值表，总结用与非门

实现其他逻辑功能的一般步骤。

逻辑表达式：

̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅

Y=AB+CD

逻辑图：

Multisim电路图：

逻辑真值表：

用与非门实现其他逻辑功能的一般步骤:

五．实验报告

1．按各步骤完成各项实验内容。

2. 通过实验分析，总结用与非门实现其他逻辑功能的一般步骤。答：写逻辑真值表，写出逻辑表达式，画出逻辑图，连线测试其功能。

实验二组合逻辑电路的设计（半加器与全加

器）

一、实验目的

1.掌握组合逻辑电路的分析与设计方法。

2.熟悉组合逻辑电路的特点。

二、实验仪器及材料

a)数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。

b) 参考元件：74LS86、74LS00。

三、预习要求及思考题

1．预习要求：

复习组合逻辑电路的分析和设计方法。

复习半加器、全加器的工作原理.

根据设计任务要求，设计组合逻辑电路，画出逻辑图.

用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。

四、实验原理

1．本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录

2. 用集成电路进行组合逻辑电路设计的一般步骤是：

1）根据设计要求，定义输入逻辑变量和输出逻辑变量，然后列出真值表；

2）利用卡诺图或公式法得出最简逻辑表达式，并根据设计要求所指定的门电路或选定的门电路，将最简逻辑表达式变换为与所指定门电路相应的形式；

3）画出逻辑图；

4）用逻辑门或组件构成实际电路，最后测试验证其逻辑功能。

五、实验内容

1．用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）设计一个一位全加器。

1）列出真值表,如下表2-1。其中Ai、Bi、Ci分别为一个加数、另一个加数、低位向本位的进位；Si、Ci+1分别为本位和、本位向高位的进位。

表 2-1 全加器真值表

1 0 1 0 1

1 1 0 0 1

1 1 1 1 1

2）由表2-1全加器真值表写出函数表达式。

3）将上面两逻辑表达式转换为能用四 2 输入异或门（74LS86）和四 2 输入与非门（74LS00）实现的表达式。

4）画出逻辑电路图如图2-1，并在图中标明芯片引脚号。按图选择需要的集成块及门电路连线，将Ai、Bi、Ci接逻辑开关，输出Si、Ci+1接发光二极管。改变输入信

号的状态验证真值表。

5）画出实验电路连线示意图（multisim）：

经过仿真，实验结果与理论值相等。

2.试用异或门设计3变量判奇电路，要求变量中1的个数为奇数时，输出为1，否则为0。（请按照设计步骤独立完成之）

1）列出真值表，如下表2-2。其中A、B、C代表三个变量，Y代表输出。

表2-2 3变量判奇电路