数字电路实验指导书(14级数计软工)
数字电路实验指导书
实验一集成逻辑门电路逻辑功能的测试一、实验目的1．熟悉数字逻辑实验箱的结构、基本功能和使用方法。
2．掌握常用非门、与非门、或非门、与或非门、异或门的逻辑功能及其测试方法。
二、实验器材1．数字逻辑实验箱DSB-3 1台2. 万用表 1只3．元器件： 74LS00（T065） 74LS04 74LS55 74LS86 各一块导线若干三、实验说明1．数字逻辑实验箱提供5 V + 0.2 V的直流电源供用户使用。
2．连接导线时，为了便于区别，最好用不同颜色导线区分电源和地线，一般用红色导线接电源，用黑色导线接地。
3．实验箱操作板部分K0~K7提供8位逻辑电平开关，由8个钮子开关组成，开关往上拨时，对应的输出插孔输出高电平“1”，开关往下拨时，输出低电平“0”。
4．实验箱操作板部分L0~L7提供8位逻辑电平LED显示器，可用于测试门电路逻辑电平的高低，LED亮表示“1”，灭表示“0”。
四、实验内容和步骤1．测试74LS04六非门的逻辑功能将74LS04正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-1要求输入高、低电平信号，测出相应的输出逻辑电平。
表1-1 74LS04逻辑功能测试表2．测试74LS00四2输入端与非门逻辑功能将74LS00正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-2要求输入高、低电平信号，测出相应的输出逻辑电平。
3．测试74LS55 二路四输入与或非门逻辑功能将74LS55正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-3要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平，填入表中。
（表中仅列出供抽验逻辑功能用的部分数据）4．测试74LS86四异或门逻辑功能将74LS86正确接入面包板，注意识别1脚位置，按表1-4要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平。
五、实验报告要求1．整理实验结果，填入相应表格中，并写出逻辑表达式。
2．小结实验心得体会。
3．回答思考题若测试74LS55的全部数据，所列测试表应有多少种输入取值组合？实验二集成逻辑门电路的参数测试一、实验目的1．掌握TTL和CMOS与非门主要参数的意义及测试方法。
数字电路实验指导书
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Hale Waihona Puke “ 0 ”； 当 R≥ 4 ． 7K Ω 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。 3．输 出 端 不 允 许 直 接 接 电 源 或 接 地 ，有 时 为 了 使 后 级 电 路 获 得 较 高 的 输 出 电 平 ，允 许 输 出 端 通 过 电 阻 R 接 至 Vcc，一 般 取 R＝ 3~5.1 K Ω ； 不 允 许 直 接 并 联 使 用 （ 集 电 极 开 路 门和三态门除外） 。 4． 应 考 虑 电 路 的 负 载 能 力 （ 即 扇 出 系 数 ） ，要留有余地，以 免 影 响 电 路 的 正 常 工 作 。扇 出 系 数 可 通 过 查 阅 器 件 手 册 或 计算获得。 5．在 高 频 工 作 时 ，应 通 过 缩 短 引 线 、屏 蔽 干 扰 源 等 措 施 ， 抑 制电流的尖峰干扰。 CMOS 数 字 集 成 电 路 的 特 点 1．静 态 功 耗 低 ：电 源 电 压 V DD =5V 的 中 规 模 电 路 的 静 态 功 耗 小 于 100 μ W， 从 而 有 利 于 提 高 集 成 度 和 封 装 密 度 ， 降 低 成本，减小电源功耗。 2．电 源 电 压 范 围 宽 ：4000 系 列 CMOS 电 路 的 电 源 电 压 范 围 为 3～ 18V ，从 而 使 选 择 电 源 的 余 地 大 ，电 源 设 计 要 求 低 。 3 ． 输 入 阻 抗 高 ： 正 常 工 作 的 CMOS 集 成 电 路 ， 其 输 入 端 保 护 二 极 管 处 于 反 偏 状 态 ， 直 流 输 入 阻 抗 可 大 于 100M Ω ， 在工作频率较高时，应考虑输入电容的影响。 4． 扇 出 能 力 强 ：在 低 频 工 作 时 ，一 个 输 出 端 可 驱 动 50 个 以 上 的 CMOS 器 件 的 输 入 端 ， 这 主 要 因 为 CMOS 器 件 的 输 入电阻高的缘故。 5．抗 干 扰 能 力 强 ：CMOS 集 成 电 路 的 电 压 噪 声 容 限 可 达 电 源 电 压 的 45% ， 而 且 高 电 平 和 低 电 平 的 噪 声 容 限 值 基 本 相 等。 6．逻 辑 摆 幅 大 ： 空 载 时 ，输 出 高 电 平 V O H ＞（ V D D -0.05V ） , 输 出 低 电 平 V O L ＜ （ V S S +0.05V ） 。 CMOS 集 成 电 路 还 有 较 好 的 温 度 稳 定 性 和 较 强 的 抗 辐 射 能 力 。不 足 之 处 是 ，一 般 CMOS 器 件 的 工 作 速 度 比 TTL 集 成
数字电路试验指导书
数字电路试验指导书第一篇数字电路实验指导书实验一集成逻辑门功能测试及数字盒的使用I.实验目的1、了解数字实验箱的原理，掌握其使用方法2、掌握基本门电路逻辑功能的测试方法3、了解ttl和cmos器件的使用特点二、实验一起及实验器件1、数字实验箱2.20MHz双道示波器3。
500万用表4。
实验装置：74ls001片cd40011片74ls861片cd40111片三、实验任务（一）数字实验箱的使用1、用500型万用表分别测出固定直流稳压源的出去电压值2.用500万用表分别测量16个高、低电平信号源和单脉冲信号源的高、低电平值，观察察单次脉冲前后沿的变化3.用示波器测量连续脉冲源的频率范围和振幅Vp-p值4、分别用十六路高低电平信号源：单次脉冲信号源检查十六路高低电平指示灯的好坏（二）集成逻辑门的功能测试1.分别写出74ls00、74LS86、CD4011和CD4011的逻辑表达式，列出它们的真表值，并对其逻辑功能进行静态测试2.使用74ls00完成以下逻辑功能，编写逻辑表达式，绘制逻辑图并测试其功能。
4、预览需求1、复习数字试验箱的组成和工作原理2.分别检查TTL和CMOS电路的命名和使用规则。
3.仔细参考实验装置的功能表和引脚图4、列出实验任务的记录数据表格，写出实验的方法、步骤，画出实验电路实验二集成逻辑门的参数测试I.实验目的1、熟悉集成逻辑门主要参数的意义2、掌握集成逻辑门主要参数的测试方法3、了解ttl器件和cmos器件的使用特点二、实验仪器与器件1、数字实验箱2.20MHz双道示波器3。
500万用表4。
实验装置：74ls201片cd40121片三、实验任务1.TTL与非门主要参数测试①测试74ls20的空载功耗（pccl、pcch），低电平输入电流iil，高电平输入电流iih。
②用图形法测试74ls20的电压传输特性，读出相应的uoh，uol，uon，uoff③ 根据参数定义，分别测量uoh、UOL、uon和UOF。
《数字电路设计实训》实验指导书
数字电路设计实训实验指导书编写人：XXX审核人：XXXXX大学工学院电子信息通信学科目录一、基础实验部分实验一门电路逻辑功能及测试 (1)实验二组合逻辑电路（半加器、全加器及逻辑运算） (5)实验三R-S,D,JK触发器 (9)实验四三态输出触发器，锁存器 (12)实验五集成计数器及寄存器 (15)实验六译码器和数据选择器 (18)实验七555时基电路 (21)二、选做实验部分实验八时序电路测试机研究 (26)实验九时序电路应用 (29)实验十四路优先判决电路 (31)三、创新系列（数字集成电路设计）实验部分实验十一全加器的模块化程序设计与测试 (33)实验十二串行进位加法器的模块化程序设计与测试 (35)实验十三N选1选择器的模块化程序设计与测试 (36)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. 熟悉数字电路学习机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74LS04 六反相器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引线用途。
3. 了解双踪示波器的使用方法。
实验前按学习机使用说明先检查学习机电源是否正常，然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验电路图接好连线，特别注意Vcc及接地线不能接错。
线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。
实验中改动接线需先断开电源，接好线后再通电实验。
1. 测试门电路逻辑功能图1.1（1）选用四输入与非门74LS20一只，插入面包板，按图1.1接线，输入端接S1~S4（电平开关输出端口），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1.1置位，分别测输出电压及逻辑状态。
表1.12. 异或门逻辑功能测试。
图1.2（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。
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目录实验一、TTL集成逻辑门的参数测试 (1)实验二、CMOS集成逻辑门的参数测试 (2)实验三、TTL集电极开路门与三态输出门的应用 (4)实验四、与门、或门、异或门逻辑电路测试 (6)实验五、半加器、全加器电路实验 (7)实验六、RS、D、JK触发器及JK与D触发器的转换电路 (8)实验七、计算器 (10)实验八、移位寄存器及其应用 (12)实验九、译码器及变换方式 (14)实验十、数据选择器 (14)实验十一、用集成与非门构成单稳态触发器和RC环形多谐振荡器 (16)实验十二、利用门电路构成编码器、分配器、选择器 (17)实验十三、组合电路的设计之一 (18)实验十四、组合电路的设计之二——显示电路 (20)实验十五、同步时序电路的设计 (22)实验十六、计算机时序电路的设计 (24)实验十七、集成定时器测试及应用 (25)实验十八、D/A、A/D转换器 (27)实验十九、二极管与门、或门电路 (30)实验二十、三极管“非门”电路 (30)实验二十一、三极管“与非门”电路 (31)实验二十二、三极管“或非门”电路 (31)实验二十三、异步十进制加法计数器 (31)实验二十四、异步十进制减法计数器 (32)实验二十五、电子秒表——大型综合实验一 (32)实验二十六、智力竞赛抢答装置——大型综合实验二 (36)实验一TTL集成逻辑门的参数测试一、实验目的掌握TTL集成与非门的主要参数、特性的意义及测试方法。
实验原理:TTL门电路是最简单、最基本的数字集成电路元件，利用其通过适当的组合连接便可以构成任何复杂的组合电路。
因此，掌握TTL门电路的工作原理，熟悉、灵活的使用它们是数字技术工作者必备的基本功之一.1．与非门的逻辑功能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。
即有“0”得“1”，全“1得“0”.其逻辑表达式为Y=AB．2．本实验采用4输入双与非门74LS20,即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有4个输入端。
数字电路实_验指导书
数字电路实验指导书西安翻译学院信息工程系实验中心目录第一部分实验基础知识一实验的基本过程---------------------------------------------3二实验操作规范和故障检查方法---------------------------------4 三数字电路实验箱简介-----------------------------------------6 第二部分基本实验实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试------------------------------7 实验二组合逻辑电路的设计-------------------------------------10 实验三数据选择器及应用---------------------------------------12 实验四译码器及应用-------------------------------------------14 实验五字段译码器逻辑功能测试及应用---------------------------16 实验六触发器-------------------------------------------------19 实验七计数器及其应用-----------------------------------------22 实验八移位寄存器功能测试及应用-------------------------------25 实验九 555定时器---------------------------------------------28 附录：常用集成电路引脚功能图-------------------------32第一部分实验基础知识随着科学技术的发展，数字电子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。
数字电路实验指导书(14级数计软工)资料
计算机硬件基础实验指导书（2014级数计软工）每组2人；每个实验完成后，必须于下个实验前提交实验报告（纸质版）。
附录一数字电路实验箱的使用说明附录二数字电路实验器件引脚排列图实验仪器及实验器件需求每台实验箱需配备：1个示波器，1个面包板，1个万用表，1个电位器（可能实验箱上本身就有），若干导线。
所需芯片如下：（每台）74LS00 与非门1片74LS86 异或门1片74LS125 三态门1片74LS08 与门1片74LS04 非门1片74LS20 与非门3片74LS283 全加器1片74LS138 译码器1片74LS151 数据选择器1片74LS74 D触发器1片74LS112 JK触发器1片74LS161 计数器2片1、电子技术测量仪器的使用及门电路逻辑功能测试熟悉示波器和数字电路实验箱的使用方法，掌握脉冲信号参数的测试方法。
了解集成电路的外引线排列及其使用方法，测试各种逻辑门电路的逻辑功能。
一、实验目的了解数字实验箱的原理，掌握其使用方法了解TTL器件和CMOS器件的使用特点掌握基本门电路逻辑功能的测试方法二、实验仪器及实验器件器件：YB3262实验箱，YB4325示波器，1片74LS00与非门，1个万用表，1片74LS86异或门，1片74LS125三态缓冲器，1片74LS08与门，导线若干。
三、实验内容（1）数字实验箱的使用（参考附录一）用万用表测出固定直流稳压源的出去电压值。
用万用表分别测出十六路高低电平信号源和单次脉冲信号源的高低电平值，并观察单次脉冲前后沿（即输出波形的上升和下降时间）的变化。
分别用十六路高低电平信号源和单次脉冲信号源检查十二路高低电平指示灯的好坏。
用十六路高低电平信号源测试七段数码管的工作情况，观察是否正确显示0-9十个数码。
（2）分别写出74LS00，74LS86，74LS08，74LS125的逻辑表达式，列出其真值表，并分别对其逻辑功能进行静态测试。
74LS125三态缓冲器的逻辑功能为：E’为使能端，低电平有效。
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数字电路实验指导书1数字电路实验指导书计算机系用计算机系硬件实验室2实验一逻辑门电路的研究一、实验目的：1．分析“门”的逻辑功能。
2．分析“门”的控制功能。
3．熟悉门电路的逻辑交换及其功能的测试方法。
二、实验使用仪器和器件：1．数字逻辑电路学习机一台。
2．万用表一块。
三、实验内容和步骤：1．TTL集成门逻辑功能的测试：⑴“与非门”逻辑功能的测试：在学习机上插入74LS10芯片，任选一个三输入端“与非门”按表1完成逻辑功能的测试（输入“1”态可悬空或接5V，“0”态接地）。
表1输入逻辑状态输出逻辑A B C1 1 10 1 10 0 10 0 0状态电位（V）⑵用“与或非”门实现Z=AB+C的逻辑功能：在学习机上插入74LS54芯片，做Z=AB+C逻辑功能的测试，完成表2的功能测试并记录。
3表2输入逻辑状态输出逻辑A B C1 1 10 1 10 0 10 0 0状态电位（V）注意：测试前应将与或非门不用的与门组做适当处理。
2．“门”控制功能的测试：⑴“与非”门控制功能的测试：按图1接线，设A为信号输入端，输入单脉冲，B为控制端接控制逻辑电平“0”或“1”。
输出端Z接发光二极管（LED）进行状态显示，高电平时亮。
按表3进行测试，总结“封门”“开门”的规律。
图1 “与非门”控制功能测试电路表3A B Z A B Z11111111⑵用“与非门”组成下列电路，并测试它们的功能4“或”门： Z=A+B“与”门： Z=AB “或非”门： Z=A+B “与或”门： Z=AB+CD要求：画出电路图和测试记录表格，并完成逻辑功能的测试，总结控制功能的规律。
四、预习要求：要求认真阅读实验指导书并完成要求自拟的实验电路和测试记录表格，本实验属于一般验证性实验，学生应对所有测试表的结果可预先填好，实验时只做验证，且可做到胸中有数，防止盲目性，增加自觉性。
五、实验报告要求：总结“与非”、“与”、“或”、“或非”门的控制功能。
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数字逻辑电路实验指导书南京师范大学计算机系2017．10数字逻辑电路实验Digital Logic Circuits Experiments一、实验目的要求：数字逻辑电路实验是计算机科学与技术专业的基础实验，与数字逻辑电路理论课程同步开设（不单独设课），是理论教学的深化和补充，同时又具有较强的实践性，其目的是通过若干实验项目的学习，使学生掌握数字电子技术实验的基本方法和实验技能，培养独立分析问题和解决问题的能力。
二、实验主要内容：教学内容分为基础型、综合型，设计型和研究型，教学计划分为多个层次，学生根据其专业特点和自己的能力选择实验，1～2人一组。
但每个学生必须选做基础型实验，综合型实验，基础型实验的目的主要是培养学生正确使用常用电子仪器，掌握数字电路的基本测试方法。
按实验课题要求，掌握设计和装接电路，科学地设计实验方法，合理地安排实验步骤的能力。
掌握运用理论知识及实践经验排除故障的能力。
综合型实验的目的就是培养学生初步掌握利用EDA 软件的能力，并以可编程器件应用为目的，培养学生对新技术的应用能力。
初步具有撰写规范技术文件能力。
设计型实验的目的就是培养学生综合运用已经学过的电子技术基础课程和EDA软件进行电路仿真实验的能力，并设计出一些简单的综合型系统，同时在条件许可的情况下，可开设部分研究型实验，其目的是利用先进的EDA软件进行电路仿真，结合具体的题目，采用软、硬件结合的方式，进行复杂的数字电子系统设计。
数字逻辑电路实验实验1 门电路逻辑功能测试实验预习1 仔细阅读实验指导书，了解实验内容和步骤。
2 复习门电路的工作原理及相应逻辑表达式。
3 熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。
4 熟悉TTL门电路逻辑功能的测试。
5 了解数字逻辑综合实验装置的有关功能和使用方法。
实验目的1 熟悉数字逻辑实验装置的有关功能和使用方法。
2 熟悉双踪示波器的有关功能和使用方法。
3 掌握门电路的逻辑功能，熟悉其外形和外引线排列。
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实验二组合逻辑电路（一）一、实验目的加深理解用SSI(小规模数字集成电路)构成的组合逻辑电路的分析与设计方法。
二、预习要求1．按设计步骤，根据所给器件设计实验内容1、2的逻辑电路图。
2，弄懂图5.16.3的工作原理与设计思想。
3．在附录C中查出74LS00和74LS10的外引线排列图。
三、实验说明组合逻辑电路是最常见的逻辑电路之一，其特点是在任一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原来所处的状态无关。
组合逻辑电路的设计步骤如图5.16.1所示，先根据实际的逻辑问题进行逻辑抽象，定义逻辑状态的含意，再按照给定事件因果关系列出逻辑真值表。
然后用卡诺图或代数法化简，求出最简逻辑表达式。
用给定的逻辑门电路实现简化后的逻辑表达式，画出逻辑电路图。
值得注意的是，这里所说的“最简”，是指电路所用的器件数最少，器件的种类最少，而且器件之间的连线也最少。
若已知逻辑电路，要分析电路功能，则分析步骤为：由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式；列出真值表；根据真值表进行分析；确定电路功能。
四、实验内容1．设计一个能判断一位二进制数A与B大小的比较电路。
画出逻辑图(用L1、L2、L3分别表示三种状态，即L1(A>B)，L2(A<B)，L3(A=B))。
设A、B分别接至数据开关，L1、L2、L3接至逻辑显示器(灯)，将实验结果记入表5.16.1中。
表5.16.12．设A、B为数据选择控制端，Dl、D2、D3为数据输入端，L为输出端，试设计一具有表5.16.2所示功能的数据选择器。
设A、B接至数据开关，D1接至高电平，D2、D3分别接至50Hz方波和正弦波(或其它可区别又便于观测的信号电压)，试用手拨动数据开关，改变A、B状态，用示波器观测并记录输出端L的波形。
3.设有一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路如图5.16.3(a)所示(图5.16.3(b)为四输人与非门74LS20外引线排列图)。
图中用R、Y、G分别表示红、黄、绿三个灯(即一组灯)的状态，并规定灯亮时为1，不亮时为0。
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数字电子技术实验指导书学生实验守则1.遵守实验室各项管理制度，服从教师及管理人员的管理。
2.按时上课，不得旷课、迟到或早退。
请假需提交有效假条。
3.注意着装整洁。
保持实验室安静，严禁喧哗、打闹。
4.不得乱丢废弃物、吃零食，保持室内整洁卫生。
5.实验室内严禁吸烟。
6.严格遵守设备的操作规程，爱护实验室各种仪器设备，不得随意挪动仪器设备。
因违规操作，损坏仪器设备需按规定进行赔偿。
7.实验前必须预习实验内容，写出预习报告。
8.电路接线或焊接完成后，须经教师检查同意后，方可通电。
9.实验过程中出现异常情况，应立即切断电源，报告教师处理。
10.实验过程中改变连线或焊接，必须先关闭电源。
11.实验结束后，整理好工作台面、仪器设备，填写实学生验登记册，经教师检查允许后，方可离开。
12.在实验室上课时，不得从事与教学活动无关的其它活动。
13.违反上述规定者，教员有权取消其上实验课资格，并视情况轻重，按学校有关规定进行处罚。
实验报告包括1、院（系）别，班号，学号，组号，实验人姓名，同组人姓名，实验日期。
2、实验目的。
3、仪器、仪表目录：包括仪器设备的型号和规格，集成芯片的型号等。
4、实验设计任务与实验步骤。
5、实验内容：包括原始设计电路图，原始数据记录，正确的实验电路图，实验数据的处理，波形图及参数。
6、实验结果的分析、电路的改进和问题探讨。
（1）设计原理与设计要求分析。
（2）实验数据、波形的误差分析，故障分析与故障排除的描述等。
（3）实验中的电路改进，旨在开拓学生创新思路、提出新的方案。
7、思考题实验后的思考题拓展学生的思维空间，有力于培养学生的创造性思考能力。
要求采用学校统一格式实验报告纸完成。
常用集成器件外形管脚示意图74LS00 V CC74LS2074LS8674LS74V CC 5G 555SS74LS55V74LS731 Q 1QGND 2Q 2Q CC d d 74LS161（160）1 P实验一 门电路功能测试及应用一、实验目的1．熟悉集成芯片引脚识别方法。
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(5)平均传输延迟时间tpd
tpd是衡量门电路开关速度的参数，它是指输出波形边沿的0.5Vm至输入波形对应边沿0.5Vm点的时间间隔，如图2－5所示。
(a) 传输延迟特性(b) tpd的导通延迟时间，tpdH为截止延迟时间，平均传输延迟时间为
(3)接近理想的传输特性，输出高电平可达电源电压的 99.9％以上，低电平可达电源电压的0.1％以下，因此输出逻辑电平的摆幅很大，噪声容限很高。
(4)电源电压范围广，可在＋3V～＋18V范围内正常运行。
(5)由于有很高的输入阻抗，要求驱动电流很小，约0.1μA，输出电流在＋5V电源下约为 500μA，远小于TTL电路，如以此电流来驱动同类门电路，其扇出系数将非常大。在一般低频率时，无需考虑扇出系数，但在高频时，后级门的输入电容将成为主要负载，使其扇出能力下降，所以在较高频率工作时，CMOS电路的扇出系数一般取10～20。
(5) 焊接、测试和储存时的注意事项：
a、电路应存放在导电的容器内，有良好的静电屏蔽；
b、焊接时必须切断电源，电烙铁外壳必须良好接地，或拔下烙铁，靠其余热焊接；
c、所有的测试仪器必须良好接地；
三、实验设备与器件
1、+5V直流电源2、双踪示波器
3、连续脉冲源 4、逻辑电平开关
5、逻辑电平显示器 6、直流数字电压表
扇出系数NO是指门电路能驱动同类门的个数，它是衡量门电路负载能力的一个参数，TTL与非门有两种不同性质的负载，即灌电流负载和拉电流负载，因此有两种扇出系数，即低电平扇出系数NOL和高电平扇出系数NOH。通常IiH＜IiL，则NOH＞NOL，故常以NOL作为门的扇出系数。
NOL的测试电路如图2－3所示，门的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载RL，调节RL使IOL增大，VOL随之增高，当VOL达到VOLm（手册中规定低电平规范值0.4V）时的IOL就是允许灌入的最大负载电流，则
数字电路实验指导资料-----计科、软件专业6个实验
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实验二 组合逻辑电路的设计
实验预习要求
1、复习组合逻辑电路的设计方法。 2、了解八选一数据选择器 74LS151 的管脚图和逻辑功能。 3、了解双四选一数据选择器 74LS153 的管脚图和逻辑功能。 4、按实验内容中的要求，列各题的真值表，求出逻辑函数的表达式，并 画出相应的逻辑电路。
2.1 实验目的
其正常指标为：VON≤2V。
+VCC +5V
+
V - Vi
14
1
2 4
6
5 7
1.1K
+ V
-
图 1-9 开门电平测试电路
1.4.7 关门电平 VOFF
测试电路如图 1-10 所示。 调节输入电压 Vi ，使从 2V→0，当输出电压刚刚上升至 2.7V 左右时，记录此时的输入电压 Vi 值，即为关门电平 VOFF。 其正常指标为：VOFF≥0.8V。
1.2 实验原理
TTL 与非门是门电路中应用较多的一种，本实验使用的集成与非门的型号为 74LS20（二 4 输入与非门），它包含两个与非门，每个与非门有 4 个输入端，其逻辑符号及引脚如图 1-1 所示。 VCC 为＋5V，TTL 电路对电源电压要求比较严格，电源电压只允许在＋5V±10%的范围内工作， 超过 5.5V 将损坏器件，低于 4.5V 器件的逻辑功能将不正常。
VCC 2D 2C 2B 2A 2Y
A B
&
C
Y
D
14 13 12 11 10 9 8 74LS20
1 2 34 5 6 7
1A 1B 1C 1D 1Y GND
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计算机硬件基础实验指导书（2014级数计软工）每组2人；每个实验完成后，必须于下个实验前提交实验报告（纸质版）。
附录一数字电路实验箱的使用说明附录二数字电路实验器件引脚排列图实验仪器及实验器件需求每台实验箱需配备：1个示波器，1个面包板，1个万用表，1个电位器（可能实验箱上本身就有），若干导线。
所需芯片如下：（每台）74LS00 与非门1片74LS86 异或门1片74LS125 三态门1片74LS08 与门1片74LS04 非门1片74LS20 与非门3片74LS283 全加器1片74LS138 译码器1片74LS151 数据选择器1片74LS74 D触发器1片74LS112 JK触发器1片74LS161 计数器2片1、电子技术测量仪器的使用及门电路逻辑功能测试熟悉示波器和数字电路实验箱的使用方法，掌握脉冲信号参数的测试方法。
了解集成电路的外引线排列及其使用方法，测试各种逻辑门电路的逻辑功能。
一、实验目的了解数字实验箱的原理，掌握其使用方法了解TTL器件和CMOS器件的使用特点掌握基本门电路逻辑功能的测试方法二、实验仪器及实验器件器件：YB3262实验箱，YB4325示波器，1片74LS00与非门，1个万用表，1片74LS86异或门，1片74LS125三态缓冲器，1片74LS08与门，导线若干。
三、实验内容（1）数字实验箱的使用（参考附录一）用万用表测出固定直流稳压源的出去电压值。
用万用表分别测出十六路高低电平信号源和单次脉冲信号源的高低电平值，并观察单次脉冲前后沿（即输出波形的上升和下降时间）的变化。
分别用十六路高低电平信号源和单次脉冲信号源检查十二路高低电平指示灯的好坏。
用十六路高低电平信号源测试七段数码管的工作情况，观察是否正确显示0-9十个数码。
（2）分别写出74LS00，74LS86，74LS08，74LS125的逻辑表达式，列出其真值表，并分别对其逻辑功能进行静态测试。
74LS125三态缓冲器的逻辑功能为：E’为使能端，低电平有效。
当E’为低电平时，实现传输功能，逻辑表达试为Y=A；当E’为高电平时，输出Y呈现高阻态。
（3）用74LS00完成下列逻辑功能，分别写出逻辑表达式，画出逻辑图，测试其功能。
①构成或门（图1）②构成异或门（图2）图1 图2四、预习要求了解数字实验箱的组成和工作原理认真查阅实验器件的功能表和引脚图列出实验内容的记录数据表格，写出实验的方法和步骤，画出实验电路图了解74LS86异或门、74LS125三态缓冲器、74LS08与门的逻辑功能及其测试方法2、SSI组合逻辑电路的设计采用SSI（小规模集成电路）设计四人表决器、一位数值比较器、串行数据显示器的逻辑功能电路。
一、实验目的掌握组合逻辑电路的设计方法二、实验仪器及实验器件器件：YB3262实验箱，YB4325示波器，1片74LS00与非门，1片74LS04非门，1片74LS86异或门，3片74LS20与非门，导线若干。
三、实验内容要求：结合所提供的实验器件，设计以下三个题目，必须写出详细的设计过程，画出完整的逻辑电路图，记录实验结果。
（1）四人表决器（参考课后习题4.5）设计一个无弃权四人表决电路，要求三人或三人以上同意才能通过，输出为1，否则输出0。
（2）一位数值比较器设计一个电路，比较2个一位二进制数的数值大小。
（3）串行数据显示器利用两个数据输入开关和一个七段数码管，设计一个数据显示器，通过控制两个开关的四个不同状态，使数码管上依次显示1、6、9、8四个数字。
四、预习要求复习组合逻辑电路的设计方法和步骤根据实验要求，画出电路图，写出实验的方法和步骤3、MSI组合逻辑电路的设计采用MSI（中规模集成电路）设计全减器、Y=3X、函数发生器等的逻辑功能电路。
一、实验目的掌握组合逻辑电路的设计方法熟悉译码器、数据选择器、加法器的工作原理和逻辑功能掌握译码器、数据选择器、加法器的使用方法二、实验仪器及实验器件器件：YB3262实验箱，YB4325示波器，1片74LS283，1片74LS138，1片74LS151，1片74LS20与非门，导线若干。
三、实验内容要求：结合所提供的实验器件，设计以下几个题目，必须写出详细的设计过程，画出完整的逻辑电路图，记录实验结果。
（1）利用74LS283实现Y=3X。
其中X是不大于5的3位二进制数。
要求用2个数码管显示运算结果，1个作为十位数，1个作为个位数。
（提示：利用左移一位实现Y=2X。
）（2）利用74LS138构造一位全减器（参考课后习题4.14）（3）利用74LS151设计一个路灯控制电路。
现有一盏路灯由4个不同位置的开关独立控制，每个开关都能独立控制路灯的亮和灭。
当路灯点亮时，按下任何一个开关都能使它熄灭；反之，当路灯熄灭时，按下任何一个开关都能使它点亮。
（4）利用74LS151设计一个函数发生器电路，它的功能如表所示。
四、预习要求复习组合逻辑电路的设计方法和步骤熟悉译码器、数据选择器、加法器的工作原理及使用方法根据实验要求，画出电路图，写出设计过程4、触发器的功能及应用验证触发器的功能，并用触发器构成同步计数器。
一、实验目的掌握集成D、JK触发器的逻辑功能和使用方法掌握利用触发器构成计数器的方法二、实验仪器及实验器件器件：YB3262实验箱，YB4325示波器，1片74LS04，1片74LS00与非门，1片74LS74，1片74LS112，1片74LS20与非门，导线若干。
三、实验内容（1）测试74LS112的逻辑功能（下降沿JK触发器：异步置0，异步置1，保持，置0，置1，翻转）。
参考教材，列出该芯片的功能表。
测试74LS74的逻辑功能（上升沿D触发器：异步置0，异步置1，置0，置1）。
参考教材，列出该芯片的功能表。
（2）试用JK触发器和D触发器分别构成一个二进制和四进制同步计数器，记录输入和输出结果。
要求计数结果在数码管上显示，二进制显示0—1循环变化，四进制显示0—3循环变化。
（3）结合所有已提供的实验器件，设计一个七进制同步计数器，要求在数码管上能显示数字0—6的循环变化，即每按一次单脉冲，电路实现加1计数。
参考接法：用JK触发器构成二进制：1脚接CLK，2和3脚接1，5脚接电平指示器用D触发器构成二进制：3脚接CLK，2脚接6脚，5脚接电平指示器用JK触发器构成四进制：1和13脚接CLK，2和3脚接1，11和12脚接5脚，9和5脚接电平指示器用D触发器构成四进制：请自行设计。
四、预习要求复习各种触发器的逻辑功能及其触发方式复习利用触发器设计同步计数器的方法根据实验要求，画出电路图，写出实验的方法和步骤，并画出有关电路的理论波形5、计数器的功能及其应用验证计数器的功能，并用集成计数器构成任意进制计数器。
一、实验目的掌握中规模集成计数器的工作原理和任意进制计数器的设计方法二、实验仪器及实验器件器件：YB3262实验箱，YB4325示波器，1片74LS04，2片74LS161，1片74LS20与非门，导线若干。
三、实验内容测试74LS161的预置数、置零、计数功能（1）计数：清零端、预置数端接1，EP和ET接1，CLK接连续脉冲源。
（2）预置数：清零端接1，预置数端接0，D3D2D1D0接任意数。
（3）清零：清零端接0。
根据给定器件，设计一个20进制的计数器，并用数码管显示其结果。
试设计一个可控计数器，以输入变量M为控制端，当M=0时该电路实现七进制加法计数，数码管显示1—7循环变化；当M=1时该电路实现十二进制加法计数，数码管显示1—12循环变化。
注意：七进制计数器可以用单个或两个数码管显示结果，十二进制计数器必须用两个数码管显示结果，即正确结果应为01—12。
（1）若使用2片74LS161，结合SSI小规模集成电路芯片，实现可控计数器。
（2）若仅使用1片74LS161，结合中小规模集成电路芯片，实现可控计数器。
四、预习要求复习74LS161的逻辑功能、引脚作用及时序要求根据实验要求，画出电路图，写出实验的方法和步骤，并画出有关电路的理论波形6、综合实验：交通灯逻辑控制电路设计模拟十字路口交通信号灯控制器，设计一个交通灯控制电路并要求数字显示作为时间提示。
一、实验目的掌握中规模集成计数器的工作原理和任意进制计数器的设计方法掌握时序逻辑电路的设计方法培养综合运用所学知识及灵活使用各种器件解决实际问题的能力二、实验仪器及实验器件器件：YB3262实验箱，YB4325示波器，1片74LS04，1片74LS161，1片74LS74，1片74LS112，2片74LS20与非门，导线若干。
三、实验内容交通灯的工作状态如下：（1）绿灯亮，持续时间为15秒，数字显示从0计到14为止。
之后绿灯灭。
（2）黄灯亮，持续时间为15秒，数字显示从0计到14为止。
之后黄灯灭。
（3）红灯亮，持续时间为15秒，数字显示从0计到14为止。
之后红灯灭。
根据给定器件，设计出符合交通灯工作要求的逻辑电路，并用逻辑电平指示器显示绿灯、黄灯和红灯，用七段数码管或逻辑电平指示器显示每种灯的持续时间。
附加设计题：若要求数字显示为倒计时，即从14，13，12，…计到0为止，试利用已提供的所有器件，设计出倒计时的数字显示电路（不要求实现交通灯）。
四、预习要求复习74LS161、74LS74、74LS112的逻辑功能、引脚排列及使用方法复习利用触发器构成计数器的方法根据实验要求，画出电路图，写出实验的方法和步骤，并分析电路图的可行性和正确性附录一通用实验底板及其使用方法数字电路实验广泛使用各种逻辑实验箱或实验底板，它们的结构大同小异。
我们实验所使用的是YB3262型数字电路实验箱，实验箱的中间有3块插座板，上方有8路发光二极管逻辑电平指示器，下方有8只数据开关，右上角是电源接线柱。
通用实验底板及其使用方法：1、插座板使用的是面包板，它是实验板的主要部分，实验时使用的所有器件都在面包板上连接插线，实现各种电路功能。
每块面包板中央有一凹槽，凹槽两边各有59列小孔，每1列的5个小孔在电气上相互连通，相当于一个结点；列与列之间在电气上互不相通。
每一个小孔内允许插入一个元件引脚或一条导线。
面包板的上、下两边各有一排（50个小孔），每排小孔分为若干段（一般是2~3段），每段内部在电气上相互连通。
实验底板通过外部接线将各段连在一起，且将上排各孔与电源接线柱相连接，下排各孔与地线接线柱相连接。
2、LED逻辑电平指示器使用LED逻辑电平指示器。
被测信号从Z点输入，当被测信号是高电平时，LED点亮；当被测信号是低电平时，LED将熄灭。
通常使用的LED，其正向工作压降为2V，工作电流5~10mA。
从减少电平指示器对被测电路的影响来考虑，直接驱动电路是不适宜的。
实验底板上8路LED电平指示器的驱动电路，已经装入底板内，使用1只8孔插座作为被测信号的Z输入端，插孔与LED在位置上自左向右依次一一对应。