新版数字电路实验指导书
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_实验三
《数字电路》实验指导书实验报告参考规范实验题目：班级________姓名________学号_________日期_______ 指导教师：_____________一、实验目的二、实验内容三、实验步骤四、实验结果分析五、实验小结实验三时序电路实验1. 实验目的和要求熟悉、掌握时序逻辑电路的设计方法。
2．实验设计要求设计M=24的加计数器和减计数器。
●加计数：00－01－－23●减计数：23－22－－00●画出设计电路原理图。
●安装并调试电路的逻辑功能。
3．实验提示（1）设计步骤a 确定输入输出变量数和状态数b 确定逻辑状态的含义并编号c 按题意列出状态转换图。
d状态简化将等价状态合并得到最简状态图e选择器件选择出器件类型和控制信号f 画出逻辑电路g 测试电路功能（2）状态流程a 加计数状态流程00 －01 －02－03－04－05－06－07－08－09－10－11－12－13－14－15－16－17－18－19－20－21－22－23－00b 减计数状态流程23－22－21－20－19－18－17－16－15－14－13－12－11－10－09 －08－07－06－05－04－03－02－01－00－23（3）器件选择与电路设计a 选择两片74LS192分为高位和地位。
b 高位计数0 －2 三个状态c 低位有0－9d 采用置数法实现，选择192的PL控制端e 加计数到“23”经7400译码产生置数信号PL，置数“00”f 减计数到“00”由借位信号经7432译码产生置数信号PL，置数“23”74LS192 状态转换图（4）0－24 加计数电路（5）0－24 减计数电路4. 实验要求：●实验目的●写出器件的主要性能和电路设计中使用的特性●画出设计电路●列出实验结果并与设计要求比较●实验总结●实验总结，提交一份实验报告（手写）。
数字电路 实验指导书
TPE-D型系列数字电路实验箱数字逻辑电路实验指导书实验一门电路逻辑功能及测试实验二组合逻辑电路（半加器、全加器及逻辑运算）实验三时序电路测试及研究实验四集成计数器及寄存器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、熟悉数字电路实验箱及示波器使用方法。
二、实验仪器及器件1、双踪示波器；2、实验用元器件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各引线用途。
3、了解双踪示波器使用方法。
四、实验内容实验前检查实验箱电源是否正常。
然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc 及地线不能接错(Vcc=+5v，地线实验箱上备有)。
线接好后经实验指导教师检查无误可通电实验。
实验中改动接线须先断开电源，接好后在通电实验。
1、测试门电路逻辑功能⑴选用双四输入与非门74LS20 一只，插入面包板（注意集成电路应摆正放平），按图1.1接线，输入端接S1～S4(实验箱左下角的逻辑电平开关的输出插口)，输出端接实验箱上方的LED 电平指示二极管输入插口D1～D8 中的任意一个。
⑵将电平开关按表1.1 置位，分别测出输出逻辑状态值及电压值填表。
表1.12、异或门逻辑功能测试⑴选二输入四异或门电路74LS86，按图1.5 接线，输入端1、2、4、5 接电平开关输出插口，输出端A 、B 、Y 接电平显示发光二极管。
⑵ 将电平开关按表1.2 的状态转换，将结果填入表中。
表 1.23、逻辑电路的逻辑关系⑴ 用 74LS00 双输入四与非门电路，按图1.3、图1.4 接线，将输入输出逻辑关系 分别填入表1.2，表1.3 中。
1.3⑵ 写出两个电路的逻辑表达式。
4、逻辑门传输延迟时间的测量用六反相器（非门）按图1.5 接线，输入80KHz 连续脉冲（实验箱脉冲源）， 用双踪示波器测输入、输出相位差。
数字电路实验指导书
数字电路实验指导书
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
数字电路实验指导书
实验一门电路逻辑功能测试及组成其他门电路一、实验目的1．掌握基本门电路逻辑功能测试方法。
2．掌握用与非门组成其他逻辑门的方法。
3．掌握Multisim元器件库中查找常用元件的方法。
二、实验设备及元器件1. PC人计算机及仿真软件Multisim 10。
2. 虚拟元件：与非门7400N、74LS04N、异或门7486N、三态门74LS125N。
3. 虚拟仪器：万用表XMM1、信号发生器XFG1、测量元件中的指示灯X1等。
三、实验内容1.测试与非门的逻辑功能（1）单击电子仿真软件Multisim 10基本界面左侧左列真实元件工具条的“TTL”按钮，从弹出的对话框中选取一个与非门7400N，将它放置在工作平台上；单击真实元件工具条的“电源”（Source）按钮，将电源和底线调出放置在电子平台上；单击真实元件工具条的“基本”（Basic）按钮，调出单刀双掷开关“SPDT”两只并将它们的key设置成“A”和“B”；单击真实元件工具条的“指示器”按钮其中调出红色指示灯一盏并把它放置在工作区中作为输出指示。
搭建后的电路如图3.1.1所示。
输出表达式Y=A·B。
图3.1.1（2）点击电子仿真软件Multisim 10基本界面右侧虚拟仪器工具条“万用表”按钮，调出虚拟万用表“XMM1”放置在电子平台上，将“XMM1”仪器连成仿真电路。
（3）双击虚拟万用表图标“XMM1”，将出现它的放大面板，按下放大面板上的“电压”和“直流”两个按钮，将它用来测量直流电压如图3.1.2所示。
（4）打开仿真开关，按照表 3.1.1，分别按动“A”和“B”键，使与非门的两个输入端为表中4种情况，从万用表的放大面板上读出各种情况的直流电位，将它们填入表内，并将电位转换成逻辑状态填入表3.1.1内。
图3.1.2（5）同样的步骤完成门电路7404N、7402N、7408N的功能测试,实验步骤自拟。
2. 用与非门组成其他功能门电路（1）用与非门组成或门：①根据摩根定律，或门的逻辑函数表达式Q=A+B可以写成：Q=A.B，因此，可以用三个与非门构成或门。
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。
数字电路系统实验任务指导书
“数字电路”系统实验任务指导书一、性质、目的“数字电路”系统实验是在学习“数字电路”课程以后，对该课程进行综合训练的一次实践过程，它是今后学习计算机硬件知识的主要基础。
学生运用理论教学的知识，通过选题，查阅资料、电路设计，安装调试和总结整理资料等环节。
既可以加深对基础知识的理解，提高分析问题和解决问题的能力，又能培养起实践技能和科技学风，为毕业设计和今后从事电子电路设计、研制电子产品打下良好的基础。
二、基本要求：通过对一个系统设计实验的全过程，使学生达到以下要求：１、巩固和加深数电课程理论知识的理解，运用课程中所学的电路分析和设计方法解决课程中的实际问题。
２、熟悉常用电子仪器，设备的使用方法。
３、熟悉常用电子元器件的种类、特性并合理选用。
４、根据课程需要，培养学生初具选学参考书籍和查阅资料手册的自学能力。
5、熟悉用常用EDA工具（EWB软件）设计、分析电路的方法。
6、具备搭建、调试简单数字电路的基本能力。
7、通过课题设计、制作的全过程，使学生树立严肃认真的工作作风和实事求是的科学态度。
三、设计课题及要求：1．用中小规模集成电路设计一个60进制计数器、24进制计数器。
2．用中小规模集成电路设计一个有“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示功能的电子钟。
3．出框图和逻辑电路图、写出设计、实验总结报告。
四、实验内容及步骤1、数字电子钟基本原理数字电子钟的逻辑框如图所示：它由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路组成，石英晶体振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。
A、石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率调整。
如果精度要求不高，可采用集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器。
B、分频电路的功能主要有两个:一是产生标准秒脉冲信号，二是可提供功能扩展电路所需要的信号。
C、显示“时”、“分”、“秒”需要6片中规模计数器。
数电实验指导书(无删减版)
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)i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)ii第1章数字逻辑电路实验基础知识随着科学技术的发展，数字逻辑电路技术在各个科学领域中都得到了广泛的应用。
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。
数字电路实验指导书
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。
数字电路实验指导书(修改)
电工电子实践教学中心数字电路实验指导书信息与通信工程学院二〇一五年九月说明《数字电路实验》为专业基础实验，面向电子信息工程、通信工程专业开设的独立设置的实验课程。
通过本课程的学习使学生进一步掌握常用仪器的使用，并掌握数字电路基本知识、常用芯片的功能及参数以及中、大规模器件的应用，掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。
同时通过学习，可以培养学生独立思考、独立解决问题的能力，加强动手能力的培养，使学生掌握数字电路的设计方法。
对较复杂的数字系统的分析方法能有所了解，掌握各种电子电路和系统的测试方法和技能。
1、本实验指导书的模板不统一，实验报告的格式也不要求统一。
2、实验采用预约的方式。
3、实验前必须预习，完成仿真，撰写预习报告。
4、实验报告交打印稿。
目录实验一组合逻辑电路的设计与测试 (1)实验二MSI组合逻辑器件及应用 1 (3)实验三触发器及其应用 (8)实验四24s倒计时电路设计 (14)实验一组合逻辑电路的设计与测试一、实验目的1、学会查阅数字芯片数据手册，掌握集成芯片的逻辑功能，了解芯片主要参数。
2、熟悉常用仪器如函数发生器，台式数字万用表及数字示波器的使用方法，熟悉电压、电流等参数测量。
3、掌握组合逻辑电路的设计与测试方法。
4、认识竞争冒险现象，加深对竞争冒险现象产生的理解，学会消除竞争冒险。
二、数字电路实验步骤1、查阅与实验相关芯片资料，从网站下载芯片数据手册。
2、列表，列出相关标准参数。
3、测试方案设定，画出电路原理图，并用multisim10软件进行功能仿真测试。
如何设计电路实现题设要求的逻辑功能，选择哪款芯片?考虑仪器、供电电源等各种误差，如何能测量准确?4、在实验室面包板上搭建系统、调试电路，测试逻辑功能，测量数据，绘制波形，并进行误差分析。
5、按要求完成实验报告三、实验任务1、查阅实验过程中所用芯片技术手册，给出相关技术指标和逻辑功能真值表，画出芯片物理与逻辑引脚图。
2、验证74LS00的逻辑功能，自行设计电路测试 VOL 、VOH、ICCL、ICCH等参数。
数字电路实验指导书
数字电路实验指导书————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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。
数字电路实验指导书
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。
数字电路实验指导书
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。
数字电路实验指导书
(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
数电实验一
数字电路实验实训指导书实验注意事项一、做好预习1．实验前要认真阅读实验指导书，明确实验目的，理解有关原理，熟悉实验电路内容、步骤及实验中的注意事项。
2．在实验课上，教师要对预习情况进行抽查提问，抽查通不过者暂不得参加本次实验。
二、认真实验1．实验时，应严格按照实验步骤进行，各种元器件应事先检验好坏，电子仪器应调试完好。
2．接线部分，每组学生可分工进行，但在接线完毕后，每个学生都要对全部接线进行检查。
共同确认无误后，再请教师复查。
如指导教师发现错误，应由学生自己改正。
最后经教师许可后，方可接电源，不得带电操作。
3．在实验过程中，如发现不正常现象（如稳压电源所指示的电压突降为零、电流过大、电压过高等），应立即断开电源，在教师指导下，共同分析检查原因；4．在测试数据中，一组学生应共同读取数据，并加以记录；5．实验过程中，应切实注意安全操作，防止触电事故；6．实验完毕后，先由本人检查实验是否符合要求，然后再请教师检查，经教师认可后再拆线，并将所有设备、元件放回原处，离开实验室。
7．要爱护国家财产，注意节约材料。
凡实验室的一切物品（包括导线、工具等）均不得私自带出实验场所，若发生仪器设备损坏事故，应立即报告指导教师，并到实验室办理事故登记和处理手续。
8．室内仪器设备，不准任意搬动调换。
9．遵守实验室规则，实验时要严肃认真，保持安静、整洁的学习环境。
三、实验报告1．报告由每人分别写出；2．报告应按实验指导书规定的要求抄写，字迹要清楚；3．凡指导教师认为不合格者，应退回重写；凡不交实验报告者，以缺席论。
实验一TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法2、掌握TTL器件的使用规则3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法二、实验原理本实验采用四输入双与非门74LS20，即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。
其逻辑框图、符号及引脚排列如图2－1(a)、(b)、(c)所示。
新版数字电路实验指导书
数字电子技术实验指导书适用专业：电子信息工程、应用电子浙江师范大学电工电子实验教学中心冯根良张长江目录实验项目实验一门电路逻辑功能的测试……………………………………验证型（1）实验二组合逻辑电路Ⅰ（半加器全加器及逻辑运算）…………验证型（7）实验三组合逻辑电路Ⅱ（译码器和数据选择器）………………验证型（13）实验四触发器………………………………………………………验证型（17）实验五时序电路（计数器、移位寄存器）………………………验证型（22）实验六组合逻辑电路的设计和逻辑功能验证……………………设计型（27）实验七D/A-A/D转换器……………………………………………设计型（34）实验八555定时的应用……………………………………………设计型（41）实验九集成电路多种计数器综合应用……………………………综合型（46）实验一门电路逻辑功能及测试一、实验目的1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。
2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。
3、学会检测基本门电路的方法。
二、实验仪器及材料1、仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱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、预习要求1. 预习门电路相应的逻辑表达式。
2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。
四、实验内容及步骤实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的IC 座，按自己设计的实验接线图接好连线。
注意集成块芯片不能插反。
线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。
实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。
1.与非门电路逻辑功能的测试（1）选用双四输入与非门74LS20一片，插入数字电路实验箱中对应的IC 座，按图1.1接线、输入端1、2、4、5、分别接到K 1~K 4的逻辑开关输出插口，输出端接电平显示发光二极管D 1~D 4任意一个。
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数字电子技术实验指导书适用专业：电子信息工程、应用电子浙江师范大学电工电子实验教学中心冯根良张长江目录实验项目实验一门电路逻辑功能的测试……………………………………验证型（1）实验二组合逻辑电路Ⅰ（半加器全加器及逻辑运算）…………验证型（7）实验三组合逻辑电路Ⅱ（译码器和数据选择器）………………验证型（13）实验四触发器………………………………………………………验证型（17）实验五时序电路（计数器、移位寄存器）………………………验证型（22）实验六组合逻辑电路的设计和逻辑功能验证……………………设计型（27）实验七 D/A-A/D转换器……………………………………………设计型（34）实验八 555定时的应用……………………………………………设计型（41）实验九集成电路多种计数器综合应用……………………………综合型（46）实验一门电路逻辑功能及测试一、实验目的1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。
2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。
3、学会检测基本门电路的方法。
二、实验仪器及材料1、仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱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、预习要求1. 预习门电路相应的逻辑表达式。
2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。
四、实验内容及步骤实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的IC座，按自己设计的实验接线图接好连线。
注意集成块芯片不能插反。
线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。
实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。
1.与非门电路逻辑功能的测试（1）选用双四输入与非门74LS20一片，插入数字电路实验箱中对应的IC座，按图1.1接线、输入端1、2、4、5、分别接到K1~K4的逻辑开关输出插口，输出端接电平显示发光二极管D1~D4任意一个。
（2）将逻辑开关按表1.1的状态，分别测输出电压及逻辑状态。
表1.1输入输出1(k1) 2(k2) 4(k3) 5(k4) Y 电压值（v）H H H HL H H HL L H HL L L HL L L L2. 异或门逻辑功能的测试图 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图 1.1图 1.3图 1.4表1.4输入输出A B Y Z LLHHLHLH表1.3输入输出A B Y LLHHLHLH接逻辑开关(K1~K4)，输出端A、B、Y接电平显示发光二极管。
（2）将逻辑开关按表1.2的状态，将结果填入表中。
表1.2输入输出1(K1) 2(K2) 4(K3) 5(K4) A B Y 电压（V）L H H H H L LLHHHHLLLHHLLLLLHH3. 逻辑电路的逻辑关系测试（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。
（2）写出上面两个电路逻辑表达式，并画出等效逻辑图。
4. 利用与非门控制输出（选做）用一片74LS00按图1.5接线，S 接任一电平开关，用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用。
5. 用与非门组成其它逻辑门电路,并验证其逻辑功能。
（1）组成与门电路由与门的逻辑表达式Z=A ·B= BA ·得知，可以用两个与非门组成与门，其中一个与非门用作反相器。
①将与门及其逻辑功能验证的实验原理图画在表1.5中，按原理图联线，检查无误后接通电源。
②当输入端A 、B 为表1.5的情况时，分别测出输出端Y 的电压或用LED 发光管监视其逻辑状态，并将结果记录表中，测试完毕后断开电源。
表1.5 用与非门组成与门电路实验数据逻辑功能测试实验原理图输入输出 YA B 电压 逻辑值图 1.5（2）组成或门电路A•，根据De. Morgan定理，或门的逻辑函数表达式Z=A+B可以写成Z＝B因此，可以用三个与非门组成或门。
①将或门及其逻辑功能验证的实验原理图画在表1.6中，按原理图联线，检查无误后接通电源。
②当输入端A、B为表1.6的情况时，分别测出输出端Y的电压或用LED 发光管监视其逻辑状态，并将结果记录表中，测试完毕后断开电源。
（3）组成或非门电路A+，根据De. Morgan定理，可以写成或非门的逻辑函数表达式Z=BA•，因此，可以用四个与非门构成或非门。
Z=A·B=B①将或非门及其逻辑功能验证的实验原理图画在表1.7中，按原理图联线，检查无误后接通电源。
②当输入端A、B为表1.7的情况时，分别测出输出端Y的电压或用LED 发光管监视其逻辑状态，并将结果记录表中，测试完毕后断开电源。
表1.7用与非门组成或非门电路实验数据（4）组成异或门电路（选做）异或门的逻辑表达式Z=A B +A B =B A B A • ，由表达式得知，我们可以用五个与非门组成异或门。
但根据没有输入反变量的逻辑函数的化简方法，有A ·B=（A +B ）·B=B A +·B ，同理有A B =A ·(A +B )=A ·AB ，因此Z=A B +A B=A AB B AB •，可由四个与非门组成。
①将异或门及其逻辑功能验证的实验原理图画在表1.8中，按原理图联线，检查无误后接通电源。
②当输入端A 、B 为表1.8的情况时，分别测出输出端Y 的电压或用LED 发光管监视其逻辑状态，并将结果记录表中，测试完毕后断开电源。
五、实验报告1. 按各步聚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Ⅰ（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。
二、实验仪器及材料1、实验仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱2 器件74LS00 二输入端四与非门 3片74LS86 二输入端四异或门 1片74LS54 四组输入与或非门 1片三、预习要求1. 预习组合逻辑电路的分析方法。
2. 预习用与非门和异或门构成的半加器、全加器的工作原理。
3. 预习二进制数的运算。
四、实验内容及步骤1. 组合逻辑电路功能测试图2.1（1）用2片74LS00组成图2.1所示逻辑电路。
为便于接线和检查，在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。
（2）先按图2.1写出Y2的逻辑表达式并化简。
表2.1输入 输出A B C Y1Y20 0 0 1 1 1 1 00 0 1 1 1 0 0 10 1 1 1 0 0 1 0（3）图中A 、B 、C 接逻辑开关，Y1，Y2接发光管电平显示。
（4）按表2.1要求，改变A 、B 、C 输入的状态，填表写出Y1，Y2的输出状图2.2态。
（5）将运算结果与实验结果进行比较。
2.用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器电路根据半加器的逻辑表达式可知，半加器Y 是A 、B 的异或，而进位Z 是A 、B 相与，即半加器可用一个异或门和二个与非门组成一个电路。
如图2.2。
（1）在数字电路实验箱上插入异或门和与非门芯片。
输入端A 、B 接逻辑开关k ，Y ，Z 接发光管电平显示。
（2）按表2.2要求改变A 、B 状态，填表并写出y 、z 逻辑表达式。
表2.2输入端A 0 1 0 1 B0 0 1 1 输出端Y Z3.全加器组合电路的逻辑功能测试（1）写出图2.3电路的逻辑表达式。
（2）根据逻辑表达式列真值表。
（3）根据真值表画出逻辑函数S 1 C 1的卡诺图。
S 1＝ C 1＝（4）填写表2.3各点状态表2.3A1B 1C 1-1 Y Z X 1 X 2 X 3 S 1 C 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 11图2.3（5）按原理图选择与非门并接线进行测试，将测试结果记入表2.4，并与上表进行比较看逻辑功能是否一致。
4.用异或门、与或非门、与非门组成的全加器电路的逻辑功能测试全加器电路可以用两个半加器和两个与门一个或门组成。
在实验中，常用一片双异或门、一片与或非门和一片与非门来实现。
（1）画出用异或门、与或非门和非门实现全加器的逻辑电路图，写出逻辑表达式。
（2）找出异或门、与或非门和与非门器件按自己设计画出的电路图接线，注意：接线时与或非门中不用的与门输入端应该接地。
（3）当输入端A1 B1 C1-1为下列情况时，测量S1和C1的逻辑状态并填入表2.5。
表2.4表2.5五、实验报告1. 整理实验数据、图表并对实验结果进行分析讨论。
2. 总结全加器卡诺图的分析方法。
3．总结实验中出现的问题和解决的办法。
实验三组合电路Ⅱ（译码器和数据选择器）一、实验目的1. 熟悉集成数据选择器、译码器的逻辑功能及测试方法。
2. 学会用集成数据选择器、译码器进行逻辑设计。
二、实验仪器及材料1.实验仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱2. 器件：74LS139 2-4线译码器 1片74LS153 双4选1数据选择器 1片74LS00 二输入端四与非门 1片三、实验内容及步骤1. 译码器功能测试将74LS139双2-4线译码器按图3.1分别输入逻辑电平，并填写表3、1输出状态。
图3-1表3.1输入输出使能选择1G 1B 1A Y0Y1Y2Y3H L L L L XLLHHXLHLH2. 译码器转换将双2-4线译码器转换为3-8线译码器。
（1）画出转换电路图。
（2）在实验箱上接线并验证设计是否正确。
（3）设计并填表写该3-8线译码器功能表。
3. 数据选择器的测试及应用（1）将双4选1数据选择器74LS158参照图3.2接线，测试其功能并填写3、2功能表。
（2）找到实验箱脉冲信号源中S c，S1两个不同频率的信号，接到数据选择器任意2个输入端，将选择端置位，使输出端可分别观察到S c ，S1信号。
（3）分析上述实验结果并总结数据选择器作用并画出波形。
接电平开关接电平显示图3-2表3.2选择端输入端输出控制输出A1 A0 D0 D1 D2 D3S QX X X X X X HL L L X X X LL L H X X X LL H X L X X LL H X H X X LH L X X L X LH L X X H X LH H X X X L LH H X X X H L四、实验报告1. 画出实验要求的波形图。
2. 画出实验内容2、3的接线图。
3. 总结译码器和数据选择的使用体会。