数字电子技术实验指导书
数字电子技术实验指导书
实验一：测量集成门电路的传输延迟时间( 2学时) (1)实验二：组合逻辑电路设计—译码显示电路设计（2学时） (3)实验三：触发器及键盘消抖电路设计（2学时） (5)实验四: 现代数字电路设计——熟悉开发环境和基本语法训练（2学时） (8)实验五: 基于Verilog HDL及FPGA的组合逻辑电路设计——显示译码（2学时） (15)实验六：基于Verilog HDL及FPGA的时序逻辑电路设计——十进制计数器设计（4学时） (20)实验七: 基于Verilog HDL及FPGA的时序逻辑电路设计——移位寄存器设计（4学时） 29实验一：测量集成门电路的传输延迟时间( 2学时)一、实验目的了解集成门电路的传输延时的基本概念，掌握示波器的使用，学会使用示波器测量电路参数的基本方法。
二、实验仪器设备面包板、芯片（74LS00）、导线、示波器、直流电源、信号源三、实验要求1．熟悉数字示波器的使用2．熟悉面包板的使用3．熟悉集成门电路器件手册的查找及使用方法4．测量74LS00芯片的四级集成门传输延时5．根据测量得到的延迟计算一级门传输延迟时间6．多测量几次计算平均延迟时间7．实验前写出预习报告，画出实验必须的原理图和连线图。
四、实验原理TTL门电路的主要参数涉及电路的工作速度、功耗、抗干扰能力和驱动能力等。
这些参数对我们合理、安全地应用器件是很重要的。
本次实验基本要求是集成门电路传输延迟时间的测量。
传输延时t pd是指与非门输出波形相对于输入波形的延时，见下图。
可以看出：对应输入，输出波形不仅反了一个相，而且还发生了延时。
我们把输入波形上升沿的50%起至输出波形反相至下降沿的50%止的这段时间叫导通延时，用t pHL表示；把输入波形下降沿的50%起至输出波形反相至上升沿的50%止的这段时间叫关闭延时，用t pLH表示。
导通延时和关闭延时的平均值叫做平均传输延时，简称传输延时，用t pd表示t pd =（t pHL+t pLH）/2影响传输延时的主要因素是晶体管的开关特性、电路结构和电路中各电阻的阻值，tpd 的大小反映了电路的工作速度。
数字电子技术实验指导书
数字电子技术实验指导书数字实验部分实验一 TTL、CMOS门电路逻辑功能测试一、实验目的1、熟悉TTL、CMOS门电路的外型和管脚排列。
2、了解TTL、CMOS门电路的原理、性能和使用方法。
3、学习逻辑门电路功能测试方法，并测“与非”、“或非”、“与或非”门及传输门电路的逻辑功能，验证门电路逻辑功能。
4、初步学会DLB-6型数字逻辑实验箱的结构和使用方法。
二、实验内容说明组成数字逻辑电路的基本单元有两大部分，一部分是门电路，另一部分是触发器。
门电路实际上是一种条件开关电路，只有在输入信号满足一定的逻辑条件时，开关电路才允许信号通过，否则信号就不能通过，即门电路的输出信号与输入信号之间存在着一定的逻辑关系，故又称之为逻辑门电路。
最基本的逻辑门路有“与”门、“或”门及“非”门电路，但常用的则是“与非”门、“或非”门、“与或非”门以及“异或”门等具有复合逻辑功能的门电路。
以前逻辑电路都是用分立元件组成，现在大量使用的则是集成门电路，若按电路中晶体管导电类型分，集成门电路可分为双极型和单极型两大类。
双极型中应用最多的是晶体管——晶体管逻辑门电路，即TTL门电路。
单极型的有金属——氧化物——半导体互补对称逻辑门电路，即CMOS门电路。
图图1-1 图1-21、TTL“与非”门电路。
图1-1a所示为TTL集成“与非”门的典型电路，图b为其逻辑符号。
电路中V1称为多发射极晶体管，其等效电路如图1-2所示，相当于一个“与门”电路；V2起放大及电平转移作用；V5起反相作用，用于实现逻辑“非”运算；V3和V4组成两级射极输出器，用以改善门电路的输出特性。
其逻辑表达为：F=C·A·B2、TTL“或非”门电路。
图1-3所示为其典型电路及逻辑符号。
电路中V3和V4采用并接方式，只要其中有一只管子饱和导通，都将使饱和导通，V5和VD截止。
其逻辑表达为：F=BA+图1-3 图1-43、TTL“与或非”门电路。
数字电子技术试验指导书
实验一 晶体管开关特性、限幅器与钳位器一、实验目的1、观察晶体二极管、三极管的开关特性，了解外电路参数变化对晶体管开关特性的影响。
2、掌握限幅器和钳位器的基本工作原理。
二、实验原理1、晶体二极管的开关特性由于晶体二极管具有单向导电性，故其开关特性表现在正向导通与反向截止两种不同状态的转换过程。
如图1－1电路，输入端施加一方波激励信号v i ，由于二极管结电容的存在，因而有充电、放电和存贮电荷的建立与消散的过程。
因此当加在二极管上的电压突然由正向偏置(+V 1)变为反向偏置(-V 2)时，二极管并不立即截止，而是出现一个较大的反向电流RV 2，并维持一段时间t s （称为存贮时间）后，电流才开始减小，再经t f （称为下降时间）后，反向电流才等于静态特性上的反向电流I 0，将t rr ＝t s ＋t f 叫做反向恢复时间，t rr 与二极管的结构有关，PN 结面积小，结电容小，存贮电荷就少，t s 就短，同时也与正向导通电流和反向电流有关。
当管子选定后，减小正向导通电流和增大反向驱动电流，可加速电路的转换过程。
2、晶体三极管的开关特性晶体三极管的开关特性是指它从截止到饱和导通，或从饱和导通到截止的转换过程，而且这种转换都需要一定的时间才能完成。
如图1－2电路的输入端，施加一个足够幅度（在－V 2和+V 1之间变化）的矩形脉冲电压v i 激励信号，就能使晶体管从截止状态进入饱和导通，再从饱和进入截止。
可见晶体管T 的集电极电流 i c 和输出电压v o 的波形已不是一个理想的矩形波，其起始部分和平顶部分都延迟了一段时间，其上升沿和下降沿都变得缓慢了，如图1－2 波形所示，从v i 开始跃升到i C 上升到0.1I CS ，所需时间定义为延迟时间t d ，而i C 从0.1I C S 增长到0.9I C S 的时间为上升时间t r ，从v i 开始跃降到i C 下降到0.9I C S 的时间为存贮时间 t S ,而i C 从0.9I C S 下降到0.1I CS 的时间为下降时间t f ，通常称t on ＝t d ＋t r 为三极管开关的“接通时间”，t of f ＝t S ＋t f 称为“断开时间”，形成上述开关特性的主要原因乃是晶体管结电容之故。
数字电子技术础实验指导书(第四版本)答案
数字电子技术基础实验指导书(第四版本)答案实验一：二进制和十进制数转换实验目的通过本实验，学生应能够掌握以下内容：•理解二进制和十进制数的定义；•掌握二进制和十进制数之间的相互转换方法；•了解计算机中数字的表示方式。
实验器材•D型正相触发器74LS74；•全加器IC 74LS83N；•BCD码转十进制码芯片74LS85N；•多路数据选择器74LS139；•Logisim仿真软件。
实验原理在本实验中，我们将学习如何将二进制数转换为十进制数，以及如何将十进制数转换为二进制数。
二进制数转换为十进制数二进制数是一种由0和1组成的数制。
要将二进制数转换为十进制数，我们将按照以下步骤进行：1.从二进制数的最低位开始，将每个位上的数字乘以2的幂，幂的值从0开始，并以1递增。
2.计算结果得到的数值将二进制数转换为十进制数。
例如，将二进制数1101转换为十进制数的过程如下：(1 × 2^3) + (1 × 2^2) + (0 × 2^1) + (1 × 2^0)= 13十进制数转换为二进制数十进制数是一种由0到9组成的数制。
要将十进制数转换为二进制数，我们将按照以下步骤进行：1.将十进制数除以2，得到商和余数。
2.将商除以2，得到新的商和余数，重复此步骤，直到商为0。
3.将每个余数按从下到上的顺序排列，得到二进制数的表示。
例如，将十进制数13转换为二进制数的过程如下：13 ÷ 2 = 6 余 16 ÷ 2 = 3 余 03 ÷ 2 = 1 余 11 ÷2 = 0 余 1余数从下到上排列为1101，即为二进制数13的表示。
实验步骤1.将电路搭建如图所示：实验电路图实验电路图2.打开Logisim仿真软件，导入上述电路图。
3.分别输入二进制数和十进制数，并进行转换。
4.验证转换结果的正确性。
实验结果分析我们使用Logisim仿真软件进行实验，输入了二进制数1101和十进制数13，进行转换。
数字电子技术实验指导书
数字电子技术实验指导书河北科技师范学院机电工程学院电基础教研室2009.7.30目录实验一门电路实验二组合逻辑电路实验三触发器实验四译码驱动显示电路实验五二进制计数器实验实验六计数器及译码驱动显示实验七倒T型电阻网络Ｄ／Ａ转换器《数字电子技术》课程实验指导书使用说明《数字电子技术》实验指导书适用于电气工程、电子信息专业和计算机科技、网络工程等本科及专科专业，共有验证型实验 6个、综合型实验 1 个。
其中网络工程专业实验 12 学时，实验/理论学时比为48/12 ，包括门电路实验、组合逻辑电路实验、触发器实验、译码驱动显示电路实验、二进制计数器实验、倒T型电阻网络Ｄ／Ａ转换器实验等6个实验项目。
计数器及译码驱动显示实验为选作综合型实验。
本实验现有主要实验设备 16 台（套），每轮实验安排学生 30 人，每组 2 人，每轮实验需要安排实验指导教师2人。
实验指导书执笔人：郭秀梅实验指导书审核人：郭秀梅实验一：门电路实验实验学时：2实验类型：（验证型） 实验要求：（必修）一、实验目的：熟悉、掌握门电路的逻辑功能 二、实验仪器和设备：１、ＳＸＪ－３Ｃ型数字电路学习机 ２、数字万用表 三、实验原理及主要知识点1．与非门_____AB F =（有0出1，全1出0） 2．与或非门_____________CD AB F +=（画真值表自行总结） 3．或门B A F +=（有1出1，全0出0） 四、实验步骤实验前的准备：在学习机上未接任何器件的情况下（指实验用插座部分），先合上交流电源，检查５V 电源是否正常，再合直流电源测V CC 处电压是否正常，测两排插口中间V CC 插口处电压是否正常，全正常后断开全部电源。
随后选择好实验用集成片，查清集成片的引腿及功能，然后根据实验图接线，特别注意V CC 及地的接线不能接错，待老师检查后方可接通电源进行实验，以后所有实验依此办理。
（一） 测与非门的逻辑功能 １、选双４输入正与非门74LS20集成芯片一只；选择一个组件插座（片子先不要插入）按图接好线。
数字电子技术实训指导书
数字电子技术实训指导书电子与电气工程系电子秒表的设计与制作一、设计目的1、了解计时器主体电路的组成及工作原理；2、熟悉集成电路及有关电子元器件的使用；3、学习数字电路中基本RS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。
二、实验原理图1为电子秒表的电路原理图，按功能划分成四个单元电路进行分析。
图1 电子秒表原理图1、基本RS 触发器图1中单元I 是用集成与非门构成的、低电平直接触发的基本RS 触发器，具有直接置位、复位功能。
其一端输出Q 作为单稳态触发器的输入、Q 作为与非门5的控制信号。
按下按钮K2，1Q =、0Q =；K2弹起后Q 与Q 的状态保持不变。
再按下按钮K1，则1Q =，门5开启，为计数器启动做准备；0Q =，启动单稳态触发器工作。
基本RS 触发器在电子秒表中的作用是启动和停止秒表的工作。
2、单稳态触发器图1中单元II 为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器，图2为各点波形图。
单稳态触发器的输入触发脉冲信号V 1由基本RS 触发器Q 端提供，输出负脉冲V 0通过非门加到计数器的清除端R 。
静态时，门4应处于截止状态，故电阻R 必须小于门的关门电阻R OFF 。
定时元件RC 取值不同，输出脉冲宽度也不同。
当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时，可以省去输入微分电路的R P 和C P 。
单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。
3、时钟发生器图1中单元III 为用555定时器构成的多谐振荡器。
调节电位器R W ，使输出端3输出频率为50Hz 的矩形波信号。
当基本RS 触发器1Q =时，门5开启，此时50Hz 脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计数器(1)的计数输入端CP 2。
4、计数及译码显示二-五-十进制加法计数器74LS90构成电子秒表的计数单元，如图1中单元IV 所示。
其中计数器(1)接成五进制形式，对频率为50Hz 的时钟脉冲进行五分频，在输出端Q D 获得周期为0.1s 的矩形波脉冲，作为计数器(2)的时钟输入。
数字电子技术实验指导书
实验一 TTL集成逻辑门电路的参数的测试一．预习要求1．预习TTL与非门有关内容，阅读TTL电路使用规则。
2．与非门的功耗与工作频率和外接负载情况有关吗？为什么？3．测量扇出系数的原理是什么？为什么一个门的扇出系数仅由输出低电平的扇出系书来决定？4．为什么TTL与非门的输入引脚悬空相当于接高电平？5．TTL门电路的闲置输入端如何处理？二．实验目的1．掌握TTL集成与非门的主要参数、特性的意义及测试方法。
2．学会TTL门电路逻辑功能的测试方法。
三．实验原理TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门，本实验采用4输入双与非门74LS20，在一片集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。
74LS20内部逻辑图及引脚排列如图1-1(a)、（b）所示。
图1-1（a）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”。
）对与非门进行测试时，门的输入端接数据开关，开关向上为逻辑“1”，向下为逻辑“0”。
门的输出端接电平指示器，发光管亮为逻辑“1”，不亮为逻辑“0”。
基本测试方法是按真值表逐项测试，但有时按真值表逐项进行测试似嫌多余，对于有四个输入端的与非门，它有十六个最小项，实际上只要按表1-1所示的五项进行测试，便可以判断此门的逻辑功能是否正常。
表1-12.TTL 与非门的主要参数（1）导通电源电流I CCL 与截止电源电流I CCH与非门在不同的工作状态，电源提供的电流是不同的，I CCL 是指输出端空载，所有输入端全部悬空，与非门处于导通状态，电源提供器件的电流。
I CCH 是指输出端空载，输入端接图1-2（a ） 图1-2（b ）图1-1（b ）地，与非门处于截止状态，电源提供器件的电流。
测试电路如图1-2(a)、（b ）所示。
通常I CCL >I CCH ，它们的大小标志着与非门在静态情况下的功耗大小。
《数字电子技术》实验指导书
数字电子技术实验指导书电气与电子工程学院实验一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. 熟悉数字电路实验仪及示波器使用方法二、实验仪器及材料1. 双踪示波器2. 器件74LS00 二输入端四与非门 2片74LS20 四输入端双与非门 1片74LS86 二输入端四异或门 1 片三、实验内容1.测试门电路逻辑功能（1）.选用双四输入与非门74LS20一只，插入14P锁& 紧插座上按图1.1接线、输入端接K1-K16（电平开关输出插口），输出端接电平显示发光二极管（L1-L16任意一个）（2）.将电平开关按表1.1置位，分别测输出电压及逻辑状态。
表 1.1输出输出1 2 4 5 Y 电压（V）H H H HL H H HL L H HL L L HL L L L2．异或门逻辑功能测试（1）.选二输入四异或门电路74LS86，按图1.2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1.2置位拨动，将输出结果填入表中。
表 1.2输入输出A B Y Y电压L L L LH L L LH H L LH H H LH H H HL H L H3、逻辑电路的逻辑关系（1）.用74LS00、按图1.3，1.4接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.3、表1.4中，表1.3输入输出A B YL LL HH LH H表1.4输入输出A B Y ZL LL HH LH H（2）.写出上面两个电路逻辑表达式。
五、实验报告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）异或门又称可控反相门，为什么？实验二组合逻辑电路（半加器、全加器）一、实验目的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。
数电实验指导书
数字电子技术实验指导书江苏科技大学电子信息学院1目录实验一基本逻辑门器件功能与参数测试 (1)实验二组合逻辑电路的分析与设计 (6)实验三基于CPLD/FPGA的组合逻辑电路设计 (10)实验四基于CPLD/FPGA的时序逻辑电路设计 (17)实验五状态机初步 (22)实验六音乐播放电路 (28)实验七电子秒表设计 (33)附录（一）常用电路的Verilog实现范例 (35)附录（二）QuartusII 使用简明教程 (43)附录（三）部分集成电路引脚排列 (53)2实验一基本逻辑门器件功能与参数测试一、实验目的1.掌握集成逻辑门基本的功能。
2.掌握数字器件主要参数的测试方法。
二、实验设备及器件1.EEEC-010B实验箱2.74LS00 四二输入与非门3.74HC00四二输入与非门4.74LS02 四二输入或非门5.74LS86 四二输入异或门6.74LS125 三态缓冲器（三态门）三、实验内容及步骤为了测试们电路的逻辑功能，门电路的输入端应接相应的电平信号（利用实验箱上的拨动开关，输入高/低电平），输出接LED发光管显示输出电平状态（利用实验箱提供红、黄、绿三种色彩的LED发光管，做输出显示，注意该实验箱LED显示部分，高电平驱动LED点亮，低电平驱动LED熄灭）。
1.与非门逻辑功能测试用74LS00（四二输入与非门）进行实验，引脚图如图1-1所示，按照图1-2所示接线图1-1 图1-2根据表1-1，改变输入端A、B的电平状态，观测输出显示并将结果填入表中，将实验实测结果与理论结果对比给出结论。
122. 用74LS02（四二输入或非门）进行实验，引脚图如图1-3所示，按照图1-4所示接线图1-3图1-4根据表1-2，改变输入端A 、B 的电平状态，观测输出显示并将结果填入表中，将实验实测结果与理论结果对比给出结论。
3. 用74LS86（四二输入异或门）进行实验，引脚图如图1-5所示，按照图1-6所示接线，图1-5 图1-6 根据表1-3，改变输入端A 、B 的电平状态，观测输出显示并将结果填入表中，将实验实测结果与理论结果对比给出结论。
数字电子技术实验指导书
《数字电子技术》实验指导书目录第一部分实验基础知识一.实验的基本过程二.实验操作规范和故障检查方法三.数字集成电路概述、特点及使用须知四.数字逻辑电路的测试方法第二部分基础性实验实验一集成逻辑门电路逻辑功能的测试实验二集成逻辑门电路的参数测试实验三组合逻辑电路的实验分析实验四数据选择器实验五触发器实验六计数器实验七中规模集成电路计数器的应用实验八计数、译码、显示综合实验实验九利用TTL集成逻辑门构成脉冲电路实验十555时基电路第三部分设计性实验实验一简易数字控制电路实验二简易数字计时电路实验三电梯楼层显示电路实验四循环灯电路实验五数字电子技术课程设计－数字钟的设计第一部分实验基础知识随着科学技术的发展，脉冲与数字技术在各个科学领域中都得到了广泛的应用，它是一门实践性很强的技术基础课，在学习中不仅要掌握基本原理和基本方法，更重要的是学会灵活应用。
因此，需要配有一定数量的实验，才能掌握这门课程的基本内容，熟悉各单元电路的工作原理，各集成器件的逻辑功能和使用方法，从而有效地培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力，树立科学的工作作风。
一.实验的基本过程实验的基本过程，应包括确定实验内容，选定最佳的实验方法和实验线路，拟出较好的实验步骤，合理选择仪器设备和元器件，进行连接安装和调试，最后写出完整的实验报告。
在进行数字电路实验时，充分掌握和正确利用集成元件及其构成的数字电路独有的特点和规律，可以收到事半功倍的效果，对于完成每一个实验，应做好实验预习，实验记录和实验报告等环节。
（一）实验预习认真预习是做好实验的关键，预习好坏，不仅关系到实验能否顺利进行，而且直接影响实验效果，预习应按本教材的实验预习要求进行，在每次实验前首先要认真复习有关实验的基本原理，掌握有关器件使用方法，对如何着手实验做到心中有数，通过预习还应做好实验前的准备，写出一份预习报告，其内容包括：1．绘出设计好的实验电路图，该图应该是逻辑图和连线图的混合，既便于连接线，又反映电路原理，并在图上标出器件型号、使用的引脚号及元件数值，必要时还须用文字说明。
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数字电子技术实验指导书数字电子技术实验教学实验一门电路实验一、实验目的：1、掌握与非门的逻辑功能。
2.熟悉集成块销的排列特点和使用方法。
2、实验仪器和设备：１、thd-1型数字电路实验箱2.数字万用表1块3，集成四个2输入与非门74001块4，集成两个4输入与非门74201块3，实验原理集成与非门是数字电路中广泛使用的一种基本逻辑门，使用时必须对它的逻辑功能、主要参数进行测试，以确定其性能好坏。
本实验采用ttl集成元件74ls00、74ls20与非门进行测试。
74ls00是一个2输入4与非门。
它的形状是双线的，逻辑表达式是f？ab.销布置图如图1.1所示。
74ls00的真值表如表1.1所示。
输a0011入输b0101f1110出图1.174ls00引脚排列表1.174ls00真值表b?c?d。
74ls20是一个双4输入端与非门，形状为双列直插式，逻辑表达式为f?a其引脚排列图如图1.2所示。
图1.27420销布置四、实验步骤实验前准备：当没有连接设备时，先关闭电源开关，检查5V电源是否正常，然后断开电源。
然后选择集成芯片进行实验，找出集成芯片的引线和功能，然后根据实验图连接接线。
特别注意VCC和接地的错误连接。
1、验证74ls00的逻辑功能选择一个与非门74ls00集成芯片，按图连接线路，输入端连接电平开关的输出插座，输出端连接LED显示插座。
转动液位开关，根据表中的情况测量输出液位，并将测量值填入表1.2。
表1.274ls00逻辑功能表输入端子12001130101电压（V）输出端子11逻辑状态2。
验证74ls20的逻辑功能选双４输入正与非门74ls20集成芯片一只，按图接好线。
输入端接电平开关输出插口，输出端接发光二极管显示插口。
拨动电平开关，按表中情况分别测出输出端电平，测得数值填入表1.3中。
表1.374ls20逻辑功能表输入端１１００００２１１０００４１１１００５１１１１０输出端６电压(v)逻辑状态3、根据真值表1.5，自己设计电路，用一片74ls00完成设计要求。
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实验一 门电路本实验为验证性实验 一、实验目的熟悉门电路的逻辑功能。
二、实验原理TTL 集成与非门是数字电路中广泛使用的一种基本逻辑门。
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，以确定其性能的好坏。
与非门逻辑功能测试的基本方法是按真值表逐项进行。
但有时按真值表测试显得有些多余。
根椐与非门的逻辑功能可知,当输入端全为高电平时，输出是低电平；当有一个或几个输入端为低电平时，输出为高电平。
可以化简逻辑函数或进行逻辑变换。
三、实验内容及步骤首先检查5V 电源是否正常，随后选择好实验用集成块，查清集成块的引脚及功能．然后根据自己的实验图接线， 特别注意Vcc 及地的接线不能接错(不能接反且不能短接)，待仔细检查后方可通电进行实验，以后所有实验均依此办理。
(一)、测与非门的逻辑功能1、选择双4输入正与非门74LS20，按图3_1_1接线；2、输入端、输出端接LG 电平开关、LG 电平显示元件盒上；集成块及逻辑电平开关、逻辑电平显示元件盒接上同一路5V 电源。
3、拨动电平开关，按表3_1_1中情况分别测出输出电平.614 Vcc7地 图3_1_1表3_1_1输入端输出端1２４５６电位(V)逻辑状态1l l lO111O O1l0001O0O O(二)、测试与或非门的逻辑功能l、选两路四输入与或非门电路1个74LS55，按图3_1_2接线：２、输入端接电平的输出插口，拨动开关当输入端为下表情况时分别测试输出端(8)的电位，将结果填入表3_1_2中：表3_1_2输入端输出端1２ 3４10111213 8电位(V)逻辑状态l111000Ol1110001000O1l l 11O O01l110O O l O0O l0O O O O O O0(三)、测逻辑电路的逻辑关系用74LS00电路组成下列逻辑电路，按图3_1_3、图3_1_4接线，写出下列图图3_1_2的逻辑表达表并化简，将各种输入电压情况下的输出电压分别填入表3_1_3、表3_1_4中，验证化简的表达式。
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<<数字电子技术课程>>电子技术基础（数字部分）实验教案（实验指导书）雷兴王中丽通信工程1001班黄淮学院信息工程学院2011.2.20目录<<数字电子技术课程>> (1)（实验指导书） (1)<<数字电子技术课程>> (1)指导书前言 (2)一、数电指导书：部分实验内容及要求 (2)二、参考资料一：常见数字电路实验范例 (33)实验一：集成逻辑门电路逻辑功能的测试 (33)实验二：集成逻辑门电路的参数测试 (34)实验三：组合逻辑电路的实验分析 (36)实验四：变量译码器 (38)实验五：数据选择器 (38)实验六：触发器 (39)实验七：计数器 (41)实验八：计数、译码、显示综合实验 (42)实验九：利用TTL集成逻辑门构成脉冲电路 (43)实验十：555定时器电路 (44)三、参考资料二、常用数字集成电路编号和引脚图 (45)<<数字电子技术课程>>电子技术基础（数字部分）实验教案（实验指导书）教学目的手段等说明本实验教案是模拟电路实验，配合我系通信工程专业和电子信息工程专业的模拟电路课程使用。
本实验课程的授课对象为：通信工程专业和电子信息工程专业本科生。
本实验课程的目的为：配合我系通信工程专业和电子信息工程专业本科生培养计划，着重培养学生对电子电路理解和和电路设计能力，电路调试方法，测量仪器的使用，测量方法，及动手能力。
本实验课程是基础电子电路实验课程，在本专业中有着极其重要的地位。
本实验课程的性质：以验证性实验为主，并有一定的设计性实验，主要配合模拟电路理论课程开设，是对理论课的重要补充，是电子技术课程不可或缺的一部分，应加以重视和强化。
本实验课程的实验手段：本实验采用实验室内实验室方法，以XT—7电子综合实验台为基础，配合其它测试仪器组成完整的实验设备系统，以课堂实验的方式开出，分组进行，相当于每个学生每周实验一次（俩节课）。
数字电子技术实验指导书(答案)课件
输入
输出
引脚1 L L H H
引脚2 L H L H
引脚3 L H H L
表1.3 74LS86真值表
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二 、 TTL、HC和HCT器件的电压传输特性
(一)、实验目的
•
１.掌握TTL、HCT和 HC器件的传输特性。
•
２.掌握万用表的使用方法。
(二)、实验所用器件
•
１.六反相器７４ＬＳ０４片
（二）简单逻辑电路设计 根据题目要求，利用EDA工具MAX-PlusII
的原理图输入法，输入设计的电路图；建立 相应仿真波形文件，并进行波形仿真，记录 波形和输入与输出的时延差；分析设计电路 的正确性。
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1. 设计一个2-4译码器
2-4译码器功能表如下
输入
输出
E
A1 A2 Q0
Q1
图表示一条主干公路 （东一面）与一条二级道路 的交叉点。车辆探测器沿着 A、B、C和D线放置。当没有 发现车辆时，这些敏感组件 的输出为低电平‘0”。当发 现有车辆时，输出为高电平 “1”。交叉口通行灯根据下 列逻辑关系控制:
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交叉口通行灯逻辑问题的实现
（a）东一西灯任何时候都是绿的条件 （1）C和D线均被占用； （2）没有发现车辆； （3）当A、B线没同的占用时，C或D任一条线被占用；
从实验台上的时钟脉冲输出端口选择两个 不同频率（约 7khz和 14khz）的脉冲信号分别加 到Ｘ0和Ｘ1端。对应 Ｂ和 Ｓ 端数字信号的所有 可能组合，观察并画出输出端的波形，并由此得出 Ｓ和Ｂ（及/Ｂ）的功能。
选通选择线
SB B
X0 数据输入
数据输出
数字电子技术实验指导书(学生版)
《数字电子技术》实验指导书一、实验目的数字逻辑是一门实践性、工程性很强的技术基础课。
因此，不仅要重视理论教学，更要注重实践技能的培养和训练。
实验是本课程的重要组成部分，通过实验，使学生学会查阅产品手册、拟定实验方案、选择与配置实验设备、查明与排除故障和分析实验现象等。
从而巩固、加深和拓宽学生对课程内容的理解，培养分析、设计和调试数字系统的能力。
二、实验程序通过逻辑设计实验，可验证设计思想，测试和调整电路的输入、输出关系，进一步完善电路的逻辑功能。
实验的一般程序是：1．实验准备实践证明，实验前的准备工作做得越充分，则实验成功的可能性就越大。
因此，不可忽视实验前的准备，实验前应做好如下工作。
①实验者应根据实验目的、要求及内容，认真复习有关的理论知识，并写出满足实验内容要求的逻辑函数表达式。
②根据实验所提供的集成电路组件，将输出函数表达式转换成适当的形式。
③写实验预习报告。
实验预习报告是实验操作的依据，要求报告尽可能写得简洁，思路清楚，一目了然。
实验预习报告以实验逻辑图为主，附以简要的文字说明，并拟定好实验步骤以及记录实验结果的有关表格。
2．布线实验准备工作完毕后，就要动手将逻辑电路图变为实际电路。
在布线前，必须校准集成电路组件两排引脚的距离，使之与实验台的通用逻辑测试板上的插孔行距相等。
将集成电路组件插入测试板时，用力要轻、均匀，开始不要插得太紧，待确定集成电路组件的引脚和插孔位置一致后，再用力将其插牢。
这样可避免集成电路组件引脚弯曲或折断。
布线所用导线最好选用不同颜色，以便区别不同用途。
例如，接地导线用黑色，电源线用红色，输入信号线统一用黄色，输出信号线统一用白色等。
布线最好有顺序地进行，不要随意接线，以免漏接。
布线时应首先将电源、地线及实验过程中始终不改变电平的输入端接好，然后按信号流向顺序依次布线。
布线用的导线不宜太长，并且应尽量避免导线相互重叠、跨越集成电路组件的上空及无规则的交错连接在空中搭成网状等现象。
《数字电子技术》实验指导书
《数字电子技术》实验指导书《数字电子技术》实验指导书主编黑龙江农业工程职业学院《数字电子技术》实验指导书主编专业班级姓名实验一：楼梯照明电路的设计设计一个楼梯照明电路，装在一、二、三楼上的开关都能对楼梯上的同一个电灯进行开关控制。
合理选择器件完成设计。
1．实验目的（1）学会组合逻辑电路的设计方法。
（2）熟悉74系列通用逻辑芯片的功能。
（3）学会数字电路的调试方法。
（4）学会数字实验箱的使用。
2．实验前准备（1）复习组合逻辑电路的设计方法。
（2）熟悉逻辑门电路的种类和功能。
（3）实验器材准备：数字电路实验箱、导线若干。
3．实验内容1）分析设计要求，列出真值表。
设A、B、C分别代表装在一、二、三楼的三个开关，规定开关向上为1，开关向下为0；照明灯用Y 代表，灯亮为1，灯暗为0。
根据题意列出真值表如表1所示。
表1照明电路真值表输入输出 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 2）根据真值表，写出逻辑函数表达式。
3）将输出逻辑函数表达式化简或转化形式。
4）根据输出逻辑函数画出逻辑图。
如图1所示。
图1照明电路逻辑图5）实验箱上搭建电路。
将输入变量A、B、C分别接到数字逻辑开关k1（对应信号灯LED1）、k2（对应信号灯LED2）、k3（对应信号灯LED3）接线端上，输出端Y接到“电位显示”接线端上。
将面包板的Ucc和“地”分别接到实验箱的+5V与“地”的接线柱上。
检查无误后接通电源。
6）将输入变量A、B、C的状态按表2-19所示的要求变化，观察“电位显示”输出端的变化，并将结果记录到表2中。
表2照明电路实验结果输入输出 LED1 LED2 LED3 电位输出暗暗暗暗暗亮暗亮暗暗亮亮亮暗暗亮暗亮亮亮暗亮亮亮 4．实验报告（1）写出设计过程（2）整理实验记录表，分析实验结果（3）画出用与非门、或非门和非门实现该电路的逻辑图实验二：三人表决器的设计设计一个三人（用A、B、C代表）表决电路。
数字电子技术基础实验指导书
数字电子技术基础实验指导书实验一实验设备认识及门电路一、目的：1、掌握门电路逻辑功能测试方法；2、熟悉示波器及数字电路学习机的使用方法；3、熟悉TTL器件与CMOS器件的使用特点。
二、实验原理门电路的静态特性。
三、实验设备与器件设备1、电路学习机一台2、万用表两快器件1、74LS00 一片（四2输入与非门）2、74LS04 一片（六反向器）3、CD4001 一片（四2输入或者非门）四、实验内容与步骤1、测试74LS04的电压传输特性。
按图1—1连好线路。
调节电位器，使VI在0~+3V间变化，记录相应的输入电压V1与输入电压V的值。
至少记录五组数据，画出电压传输特性。
2、测试四二输入与非门74LS00的输入负载特性。
测试电路如图1—2所示。
请用万用表测试，将VI 与VO随RI变化的值填入表1—1中,画出曲线。
表1－13、测试与非门的逻辑功能。
测量74LS00二输入与非门的真值表：将测量结果填入表1—2中。
表1—24、测量CD4001二输入或者非门的真值表，将测量结果填入表1-2中。
注意CMOS 电路的使用特点：应先加入电源电压，再接入输入信号；断电时则相反，应先测输入信号，再断电源电压。
另外，CMOS 电路的多余输入端不得悬空。
五、预习要求1、阅读实验指导书，熟悉学习机的结构；2、熟悉所有器件（74LS00，74LS04，CD4001）的引脚结构；3、TTL 电路与CMOS 电路的使用注意事项。
图1－1 图1－2300V O一、实验目的1、学习并掌握小规模芯片（SSI）实现各类组合逻辑电路的方法；2、学习用仪器检测故障，排除故障。
二、实验原理用门电路设计组合逻辑电路的方法。
三、实验内容及要求1、用TTL与非门与反向器实现“用三个开关操纵一个灯的电路。
”要求改变任一开关状态都能操纵灯由亮到灭或者由灭到亮。
试用双四输入与非门74LS20与六反向器74LS04与开关实现。
测试其功能。
2、用CMOS与非门实现“推断输入者与受血者的血型符合规定的电路”，测试其功能。
数字电子技术实验指导书
数字电子技术综合性、设计性实验指导书于瑞红编防灾科技学院2013年4月实验一 基本逻辑门电路功能测试一、实验目的1．初步学习使用数字电子实验箱。
2．在数学电路学习机上测试基本逻辑门电路的功能。
二、实验仪器及材料1．数字电子实验箱 2．与非门（74LS20）、异或门（74LS86）、与或非门（74LS64）三、预习要求1．预习基本逻辑门电路的功能。
2．画出与非门、异或门、与或非门的逻辑真值表。
四、实验概述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（即有“0”得“1”，全“1”得“0”。
）其逻辑表达式为 ....AB Y =本实验采用四输入双与非门74LS20，其引脚排列如图1.1所示。
1C 1A 1B 1F 2A 2B 2F图 1.1 图 1.22．异或门的逻辑表达式为 .....⊕⊕=B A Y本实验采用二输入四异或门74LS86，其引脚排列如图1.2所示。
3．与或非门的逻辑表达式为 .....++=CD AB Y 本实验采用与或非门74LS64，其引脚排列如图1.3所示。
图 1.3 图 1.4五、实验任务1．测试与非门的逻辑功能。
在数字实验箱上插装一个与非门（74LS20），用逻辑电平开关的输出作为与非门的输入，发光二极管作为与非门的输出指示，改变输入电平，记录下与非门的输出状态，画出真值表，测试结果应与真值表相符。
2.测试异或门的逻辑功能。
在数字实验箱上插装一个异或门（74LS86），其引脚排列如图1.2所示。
选择两个逻辑电平开关的输出作为异或门的输入，用发光二极管作为输出指示，改变输入电平，记录异或门的输出状态，画出真值表。
3．图1.4所示是一个与或非门，写出它们的逻辑表达式。
在数字实验箱上插装一个与或非门（74LS64），测试它的逻辑功能。
记录测试结果并列真值表。
六、实验报告1．要求画出真值表并与测试结果比较。
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数字电子技术实验指导书（学院自动化专业用）自动化系2014年1月10日实验室：信工405数字电子技术实验必读本实验指导书是根据本科教学大纲安排的，共计14学时。
第一个实验为基础性实验，第二和第七个实验为设计性实验，其余为综合性实验。
本实验采取一人一组，实验以班级为单位统一安排。
1．学生在每次实验前应认真预习，用自己的语言简要的写明实验目的、实验原理，编写预习报告，了解实验容、仪器性能、使用方法以及注意事项等，同时画好必要的记录表格，以备实验时作原始记录。
教师要检查学生的预习情况，未预习者不得进行实验。
2．学生上实验课不得迟到，对迟到者，教师可酌情停止其实验。
3．非本次实验用的仪器设备，未经老师许可不得任意动用。
4．实验时应听从教师指导。
实验线路应简洁合理，线路接好后应反复检查，确认无误时才接通电源。
5．数据记录记录实验的原始数据，实验期间当场提交。
拒绝抄袭。
6．实验结束时，不要立即拆线，应先对实验记录进行仔细查阅，看看有无遗漏和错误，再提请指导教师查阅同意，然后才能拆线。
7．实验结束后，须将导线、仪器设备等整理好，恢复原位，并将原始数据填入正式表格中，经指导教师签名后，才能离开实验室。
目录实验1 TTL基本逻辑门功能测试实验2 组合逻辑电路的设计实验3 译码器及其应用实验4 数码管显示电路及应用实验5 数据选择器及其应用实验6 同步时序逻辑电路分析实验7 计数器及其应用实验1 TTL基本逻辑门功能测试一、实验目的1、熟悉数字电路试验箱各部分电路的基本功能和使用方法2、熟悉TTL集成逻辑门电路实验芯片的外形和引脚排列3、掌握实验芯片门电路的逻辑功能二、实验设备及材料数字逻辑电路实验箱，集成芯片74LS00（四2输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS08(四2输入与门)、74LS10（三3输入与非门）、74LS20（二4输入与非门）和导线若干。
三、实验原理1、数字电路基本逻辑单元的工作原理数字电路工作过程是数字信号，而数字信号是一种在时间和数量上不连续的信号。
（1）反映事物逻辑关系的变量称为逻辑变量，通常用“0”和“1”两个基本符号表示两个对立的离散状态，反映电路上的高电平和低电平，称为二值信息。
（2）数字电路中的二极管有导通和截止两种对立工作状态。
三极管有饱和、截止两种对立的工作状态。
它们都工作在开、关状态，分别用“1”和“0”来表示导通和断开的情况。
（3）在数字电路中，以逻辑代数作为数学工具，采用逻辑分析和设计的方法来研究电路输入状态和输出状态之间的逻辑关系，而不必关心具体的大小。
2、TTL集成与非门电路的逻辑功能的测试TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门。
实验采用二4输入与非门74LS20芯片，其部有2个互相独立的与非门，每个与非门有4个输入端和1个输出端。
74LS20芯片引脚排列和逻辑符号如图2-1所示。
图2-1 74LS20芯片引脚排列和逻辑符号与非门的逻辑功能是：“输入信号只要有低电平，输出信号为高电平；输入信号全为高电平，输出则为低电平”（即有0得1，全1得0）。
在测试与非门的逻辑功能时，输入端接至逻辑拨位开关，开关向上为逻辑“1”，相应灯亮；开关向下为逻辑“0”，相应灯不亮。
输出端接发光二极管显示，亮为逻辑“1”，不亮则为逻辑“0”。
四、实验容实验逻辑门集成芯片插在扩展板上。
芯片Vcc电源为+5V，“GND”为地。
74LS20芯片按图2—1所示连接，二进制的输入端A、B、C、D接逻辑拨位开关，灯亮为高电平逻辑“1”，灯灭为低电平逻辑“0”，输出端Y接发光二极管显示。
按照真值表逐项测试。
但是，对于74LS20芯片有4个输入端的与非门，有16个最小项，根据与非门的逻辑功能，只要按表2—1所示的5项进行测试，便能判断与非门的逻辑功能是否正常。
表2-1 双4输入与非门74LS20功能测试同理，测试集成逻辑门芯片74LS00、74LS04、74LS08、74LS10，分别自拟真值表，记录实验状态，总结各逻辑门的逻辑功能。
五、预习要求（1）复习TTL集成逻辑门的有关容，认真阅读使用TTL门的注意事项。
（2）了解数字电路实验箱的结构、功能及使用方法。
（3）写出集成芯片74LS00（四2输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS08（四2输入与门）、74LS10（三3输入与非门）、74LS20（二4输入与非门）的真值表。
六、实验报告与思考题(1)列表记录74LS00、74LS04、74LS08、74LS10、74LS20实验结果，写出各芯片的逻辑功能。
(2)怎样判断门电路逻辑功能是否正常？(3)与非门一个输入端接连续脉冲，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？附：实验TTL集成芯片引脚排列和逻辑符号实验2 组合逻辑电路的设计一、实验目的1、加深理解组合逻辑电路的特点和一般分析方法。
2、掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法。
二、实验设备及材料数字逻辑电路实验箱，集成芯片74LS00（四2输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS10（三3输入与非门）、74LS20（二4输入与非门）和导线若干。
三、实验原理组合逻辑电路的设计是指根据已知条件和所需实现的逻辑功能，设计出最简单的逻辑电路图。
设计思想如图2-1所示，用门电路设计组合逻辑电路的步骤为1、根据题目逻辑问题的要求，确定输入变量和输出变量“0”和“1”的含义，列出真值表。
2、由于真值表写出逻辑函数表达式，或者直接画出函数的卡诺图。
3、对逻辑函数化简或变换，得到所需的最简表达式。
4、由最简表达式用给定的或相应的逻辑门构成电路，画出逻辑电路图。
5、验证设计的正确性。
图2-1 组合逻辑电路的设计思路与步骤四、实验容组合逻辑电路的设计：4位代码数字锁设计电路。
使用最少的与非门、非门设计一把四位输入数字锁，如图所示，A,B,C,D为输入的四个代码。
每把锁有四位数字代码（如0101，1001等）。
不开锁时，既没有输入（A,B,C,D均为零），信号输出为0（Z1=0，Z2=0）。
如果输入代码符合该锁的代码时，锁才能被打开（Z1=1，Z2=0）；如果不符，开锁时，电路发出报警信号（Z1=0，Z2=1）。
五、预习要求1、复习各种基本门电路的功能。
2、设计4位代码数字锁设计电路，要求写出步骤（真值表、卡诺图、逻辑表达式），用实验给定的集成芯片实现逻辑电路。
3、把所设计的逻辑电路利用multisim软件实现仿真并验证电路的正确性。
实验3 译码器及其应用一、实验目的1、掌握3线-8线译码器的逻辑功能。
2、掌握3线-8线译码器的应用。
3、掌握用中规模集成芯片74LS138实现逻辑函数和数据分配器的方法。
二、实验设备及材料数字逻辑电路实验箱，集成芯片74LS20、74LS138三、实验原理译码器是编码的逆过程，将二进制代码所表示的信息翻译出来，称为译码。
实现译码功能的电路称为译码器。
译码器在数字电路中应用广泛，不仅用于代码转换、终端的数字显示，还用于数据分配、存储器寻址和组合控制信号等。
常用的译码器有二进制译码器，二—十进制译码器和七段译码器。
不同的功能可选用不同种类的译码器。
二进制译码器是将n位二进制代码译成电路的2n种输出状态。
一般原理如图3-1所示。
图3-1 译码器原理图中规模3线－8线译码器集成芯片74HC138含有输入使能端，n个输入端，2n个输出端。
当使能输入端满足要求时，输入一组代码，输出对应十进制的只有一个低电平为有效电平，其余的输出为无效状态高电平。
每一组输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。
二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器，若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就称为一个数据分配器（又称为多路数据分配器）。
中规模集成译码器74LS138：74LS138是集成3线－8线译码器，在数字系统中应用比较广泛。
图3-2 74LS138译码器引脚排列图图3－2是其引脚排列。
其中A2、A1、A0为地址输入端，为译码输出端，为使能端。
四、实验容1、74LS138译码器逻辑功能测试（验证性实验）集成芯片74LS138的8脚接地，16脚接电源（+5V），使能端E3接高电平，使能端为低电平，输出端分别接到8个发光二极管显示，以低电平灭灯显示十进制数，输入端接逻辑拨位开关，输入二进制数据。
实验结果记入表3-1中。
表3-1 测试译码器74LS138逻辑功能表2、 集成芯片74LS138译码器的应用（设计性实验）利用74LS138译码器和74LS20实现逻辑函数：利用3线－8线译码器能够产生3变量函数的全部最小项，实现3变量的逻辑函数。
用74LS138实现逻辑函数ABC C B A C B A C B A F +++=。
画出实现电路原理图，并利用multisim 软件实现仿真，通过实验进行验证。
自拟表格记录实验数据（表格必须有使能端、输入端、输出端的数据）五、 预习要求1、复习有关译码器的原理2、根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格，实验前并利用multisim 软件实现仿真六、 实验报告与思考题1、画出实验的原理图，记录实验结果，进行分析和小结。
2、掌握用3线-8线译码器实现逻辑函数的方法。
实验4 数码管显示电路及应用一、实验目的1、熟悉七段共阴、共阳LED数码管的结构及其使用方法。
2、熟悉共阴译码驱动电路的原理及使用方法。
3、掌握数码显示电路的应用。
二、实验设备及材料数字逻辑电路实验箱共阴数码管，4线—七段译码/驱动器74LS48。
三、实验原理4线—七段译码/驱动器是对给定的代码进行翻译，直观地用七段显示数字。
显示与译码是配套使用的。
在数字测量仪表和各种数字系统中，将数字量直观地显示出来。
人们一方面可直接读取测量和运算的结果；另一方面可用于监视数字系统的工作情况。
因此，数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。
数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器等部分组成的。
如图4-1所示。
图4-1 数字显示电路组成方框图1、LED数码管数码的显示方式一般有三种：①字型重叠显示式；②分段显示式；③点阵显示式。
以分段显示式应用最为普遍。
主要器件是七段发光二极管（LED）显示器。
它可分为两种形式：一种是共阳极显示器，另一种是共阴极显示器。
如图4-2，4-3所示。
（a）七段共阴发光二极管（b）共阴引脚图图4-2 七段共阴数码管（a）七段共阳发光二极管（b）共阳引脚图图4-3 七段共阳数码管一个数码管可以显示一位0～9十进制数和一个小数点。
小型数码管（0.5英寸和0.36英寸）每段发光二极管的正向压降，随着显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同而略有差别，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。
LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字需要有一个专门的译码器，该译码器不但要有译码功能，还要有相当的驱动能力。