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。
[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。
[整理]15数字逻辑实验指导书1
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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)’。
0级《数字逻辑电路》实验指导书 1
课程名称：数字逻辑电路实验指导书课时：8学时集成电路芯片一、简介数字电路实验中所用到的集成芯片都是双列直插式的，其引脚排列规则如图1－1所示。
识别方法是：正对集成电路型号（如74LS20）或看标记（左边的缺口或小圆点标记），从左下角开始按逆时针方向以1，2，3，…依次排列到最后一般排在左上端，接地一脚（在左上角）。
在标准形TTL集成电路中，电源端VCC，7脚为GND。
若集端GND一般排在右下端。
如74LS20为14脚芯片，14脚为VCC成芯片引脚上的功能标号为NC，则表示该引脚为空脚，与内部电路不连接。
二、TTL集成电路使用规则1、接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。
2、电源电压使用范围为＋4.5V～＋5.5V之间，实验中要求使用Vcc＝＋5V。
电源极性绝对不允许接错。
3、闲置输入端处理方法(1)悬空，相当于正逻辑“1”，对于一般小规模集成电路的数据输入端，实验时允许悬空处理。
但易受外界干扰，导致电路的逻辑功能不正常。
因此，对于接有长线的输入端，中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路，不允许悬空。
（也可以串入一只1～10KΩ的固定电阻）或接至某一固定(2)直接接电源电压VCC电压(＋2.4≤V≤4.5V)的电源上，或与输入端为接地的多余与非门的输出端相接。
(3)若前级驱动能力允许，可以与使用的输入端并联。
4、输入端通过电阻接地，电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。
当R ≤680Ω时，输入端相当于逻辑“0”；当R≥4.7KΩ时，输入端相当于逻辑“1”。
对于不同系列的器件，要求的阻值不同。
5、输出端不允许并联使用（集电极开路门(OC)和三态输出门电路(3S)除外）。
否则不仅会使电路逻辑功能混乱，并会导致器件损坏。
6、输出端不允许直接接地或直接接＋5V电源，否则将损坏器件，有时为了使后，一般取R＝3～5.1K 级电路获得较高的输出电平，允许输出端通过电阻R接至VccΩ。
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。
数字逻辑实验指导书multisim
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—70C，电源电压工作范围为05V±5%V，而54 系列工作环境温度规定为-55—±125C，电源电压工作范围为5V±10%V。
054H 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。
1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
数字逻辑新数电指导书
实验一基本逻辑门电路实验类型：验证性实验按照实验要求，由学生操作，对基本逻辑门电路进行相应测试，验证课堂所学的理论，加深对门电路的理解，掌握基本的实验知识、实验方法和实验技能，并能对实验数据进行处理，撰写规范的实验报告。
一、实验目的1、了解（TTL）与非门各参数的意义；2、掌握（TTL）与非门主要参数的测试方法。
3、加深对（TTL）与非门的逻辑功能的认识；4、学习查阅集成电路器件手册，熟悉与非门的外形和引脚。
二、实验仪器数字电路实验箱三、实验内容及步骤1、测试与门的逻辑功能在实验系统（箱）上找到相应的与门。
按图1.1（a）连接实验线路，把输入端接实验箱的逻辑开关，输出端接LED显示器。
按表1.2.2 输入A、B的信号0或1（逻辑开关高电平时为1，逻辑开关低电平时为0），观察输出结果（看LED显示器，如果灯亮为1，灯灭为0）填入表1.1 中。
图1.1 与门、或门实验接线图2、测试或门的逻辑功能在实验系统（箱）上找到相应的或门。
按图1.2.4 (b) 连接实验线路，把输入端接实验箱的逻辑开关，输出端接LED显示器。
按表1.2.2 输入A、B的信号0或1（逻辑开关高电平时为1，逻辑开关低电平时为0），观察输出结果（看LED 显示器，如果灯亮为1，灯灭为0）填入表1.1 中。
3、测非门的逻辑功能在实验系统（箱）上找到相应的非门。
按图1.2（a）连接实验线路，把输入端接实验箱的逻辑开关，输出端接LED显示器。
按表1.2 输入A的信号0或1（逻辑开关高电平时为1，逻辑开关低电平时为0），观察输出结果（看LED显示器，如果灯亮为1，灯灭为0）填入表1.2.3中。
4、测二输入与非门的逻辑功能在实验系统（箱）上找到相应的二输入与非门。
按图1.2.5（b）连接实验线路，把输入端接实验箱的逻辑开关，输出端接LED显示器。
按表1.2.3 输入A、B的信号0或1（逻辑开关高电平时为1，逻辑开关低电平时为0），观察输出结果（看LED显示器，如果灯亮为1，灯灭为0）填入表1.2.3 中。
《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
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。
答案数字逻辑实验指导书(multisim)答案
答案数字逻辑实验指导书（Multisim）答案本文档旨在为数字逻辑实验中使用Multisim软件的学生提供详细的步骤和答案解析。
以下是针对常见实验的答案。
实验一：简单门电路实验1. 题目描述设计一个两输入门电路，使用Multisim软件验证其功能。
2. 答案在Multisim软件中，选择“逻辑门”部分。
在工作区中拖动两个输入开关和一个输出指示灯到工作区。
在两个输入开关的属性设置中，将“初始状态”设置为1（ON）。
连接两个开关和输出指示灯，使电路完成。
3. 实验过程1.打开Multisim软件。
2.在组件库中找到“逻辑门”部分，并从中选择两个输入开关和一个输出指示灯。
3.拖动这些组件到工作区。
4.右键单击其中一个输入开关，选择属性编辑。
5.在属性编辑对话框中，将“初始状态”设置为1（ON），然后点击“确定”。
6.重复上一步，将另一个输入开关的属性也设置为1（ON）。
7.连接两个输入开关和输出指示灯，以完成电路。
8.在工具栏上点击“运行”按钮，观察输出指示灯的状态。
4. 实验结果在两个输入开关的状态均为1（ON）时，输出指示灯也将亮起。
实验二：组合逻辑电路实验1. 题目描述设计一个组合逻辑电路，使用Multisim软件验证其功能。
2. 答案在Multisim软件中，选择“逻辑门”部分。
在工作区中拖动两个输入开关和一个输出指示灯到工作区。
在两个输入开关的属性设置中，将“初始状态”设置为1（ON）。
连接两个开关和输出指示灯，使电路完成。
3. 实验过程1.打开Multisim软件。
2.在组件库中找到“逻辑门”部分，并从中选择两个输入开关和一个输出指示灯。
3.拖动这些组件到工作区。
4.右键单击其中一个输入开关，选择属性编辑。
5.在属性编辑对话框中，将“初始状态”设置为1（ON），然后点击“确定”。
6.重复上一步，将另一个输入开关的属性也设置为1（ON）。
7.连接两个输入开关和输出指示灯，以完成电路。
8.在工具栏上点击“运行”按钮，观察输出指示灯的状态。
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”。
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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1.2 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2.1所示，按照表2.1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2.12 数据选择器的测试（74LS151）按照表2.2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2.23 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。
GND 816 Vcc 74LS1381 A 02 A 13 A 24 S 25 S 3 7 Y 7 15 Y 0 14 Y 1 13 Y 2 12 Y 3 11 Y 4 6S 1 10 Y 5 9 Y 6GND 816 Vcc 74LS1511 D 32 D 23 D 24 D 05 Y 7 G 15 D 4 14 D 5 13 D6 12 D7 11A 0 6 Y 10 A 1 9A 2实验三加法器和中规模集成电路的改造一实验目的1掌握半加器和全加器的功能测试2掌握中规模集成电路的功能改造。
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74LS151 八选一的数据选择器1片74LS86 二输入端四异或门1片74LS54 四组输入与或非门1片三实验内容1 测试用异或门（74LS86）和与非门（74LS00）组成的半加器的逻辑功能（1）按照图3.1进行连线，其中A、B接电平开关，Y、Z接发光二极管。
（2）按表的要求改变A、B状态，填表。
2 测试全加器的逻辑功能（1）用异或门74LS86、与或非门74LS54、与非门74LS00组成全加器，按图3.2接线，其中A、B、CI接电平开关，S、CO接发光二极管，74LS54的3、4、5、9、10、11均接地。
（2）按表要求改变A、B、CI的状态，并填表。
图3.23 测试以下电路的逻辑功能，要求写出真值表，得出逻辑表达式并化为最简与或式。
74LS54逻辑表达式：J I H G F E D C B A F ⋅+⋅⋅+⋅⋅+⋅=GND 7 14 Vcc 74LS541 A2 B 3C 4D 5E 6 Y 13 J12 I 11 H 10 G9 F8GND816 Vcc 74LS1511 D 32 D 23 D 24 D 05 Y 7 G 15 D 4 14 D 5 13 D6 12 D7 11A 0 6 Y 10A 1 9A 2实验四 中规模集成电路的改造一 实验目的掌握中规模集成电路的功能改造。
二 实验仪器及芯片1 实验箱2 芯片： 74LS151 八选一的数据选择器 1片74LS04 六非门 1片三 实验内容1 用74LS151和74LS04实现逻辑函数∑=),,,(),,,(m m m m D C B A F ,并画出逻辑图GND 816 Vcc 74LS1511 D 32 D 23 D 24 D 05 Y 7 G 15 D 4 14 D 5 13 D6 12 D7 11A 0 6 Y 10 A 1 9A 2实验五 触发器及示波器的使用一 实验目的1 熟悉并掌握D ，J-K 触发器的构成工作原理和功能测试方法。
2 学会正确使用触发器集成芯片。
二 实验仪器及芯片1 双踪示波器2 器件：74LS74 双D 触发器 一片 74LS76 双JK 触发器 一片三 实验内容边沿触发器的测试1在实验箱上将D 触发器连接成T ’触发器2 用示波器CH1通道显示时钟CP 信号；用CH1通道显示触发器输出信号Q ，观察Q 的变化发生在CP 的什么状态？3 把D 触发器换成JK 触发器，并连接成T ’触发器，利用示波器观察Q 与CP 的关系4 绘制时序图5 要求画出D 和JK 触发器改造成T ’触发器的连接图。
74LS7421D3 1CP 5 1Q GND 7 14 Vcc 12 2D 11 2CP 9 2Q 8 2Q 13 2R D 10 2S D 6 1Q 1 1R D 41S D 74LS761 1CP 4 1J 5 Vcc 15 1Q 16 1K 13 GND 12 2K 11 2Q9 2J 2 1S D 6 2CP 3 1R D 7 2S D 82R D10 2Q 141Q 图5.1 D 触发器的逻辑符号图5.2 JK 触发器的逻辑符号实验六 集成移位寄存器一 实验目的掌握集成双向移位寄存器74LS194的逻辑功能。
二 实验仪器及芯片1 实验箱2 芯片：74LS194 双向移位寄存器 1片三 实验内容1 并行输入－并行输出寄存器逻辑功能的测试。
0D ~3D 接逻辑电平开关，0Q ~3Q 接发光二极管，CP 接按键脉冲。
74LS194的状态功能如表6.1。
按照表6.2的要求进行输入，观察输出0Q ~3Q ，并在表中记录结果。
表6.12 右移逻辑功能的测试按照表6.2的要求进行输入，观察输出0Q ~3Q ，并在表中记录结果。
3左移逻辑功能的测试按照表6.3的要求进行输入，观察输出0Q ~3Q ，并在表中记录结果。
表6.2 并行输入－输出功能测试74LS1941 CR 4 D 1 5 D2 15 Q 0 16 Vcc 13 Q 2 12 Q 3 11CP 9 S 02 S R 6 D3 3 D 0 7 S L 8GND 10S 114 Q 1 图6.1 74LS194的管脚图表6.3 右移功能测试表6.4 左移功能测试4用74LS194和74LS04实现扭环形计数器，画出逻辑图和状态转换图。
实验七 集成计数器一 实验目的1 掌握集成计数器74LS161的逻辑功能。
2 熟悉74LS161的管脚排列。
二 实验仪器及芯片1 实验箱2 芯片：74LS161 四位二进制计数器 一片三 实验内容1 并行预置输入芯片管脚如图7.1所示。
0D ~3D 接逻辑电平开关，0Q ~3Q 接发光二极管，CP 接按键脉冲，LD 接地，CR 接高电平（＋5V ），P 和T 一起接高电平（＋5V ）。
按照表7.2的要求进行输入，观察输出0Q ~3Q ，并在表中记录结果。
2 计数功能的测试0D ~3D 接逻辑电平开关，0Q ~3Q 接发光二极管，CP 接按键脉冲。
要求计数器从100074LS1614 D 15 D 2 15 CO 16 Vcc 13 Q 1 12 Q 2 11Q 3 2 CP 6 D 3 3 D 0 7 P 8GND 10T14 Q 0 1 CR 9 LD图7.1 74LS161的管脚图开始计数，一直到1111。
按照表的要求进行输入，观察输出0Q ~3Q ，并在表7.3中记录结果。
表7.3 计数器计数逻辑功能测试3 用预置法实现七进制计数器，要求分别用发光二极管和七段数码管显示。
使用74LS00和74LS161各一片，画出连线图。
只需要画出原理图即可。
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实验八用555定时器构成多谐振荡器一实验目的1．掌握555定时器的逻辑功能。
2．熟悉555定时器的管脚排列。
二实验仪器及芯片1．实验箱2．芯片：555定时器一片三实验内容1．用555定时器构成如图多谐振荡器电路（所标出的电容、电阻为参考值）。
调整R2的阻值，用实验箱的频率计测量频率f，再用示波器测量T、t W1、t W2.，用万用表测量R1、R2的电阻值，计算占空比q，填入表中：2．根据R1、R2、C的值，用理论公式计算以下表中各项，并求与理论值的相对误差：。