数字电路实验.ppt
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数字电路实验二new
F XYZ XYZ XY Z XYZ 3、用74153做一个一位数字比较器，对X、Y两个一位数进行比较，根 据输出结果来判断X、Y的大小。画出接线图，验证其功能，并将实验结 果记录下来。
4、用74153及门电路实现一位全加器，输入用3个开关分别表示A、B、 CI，输出用两个指示灯分别表示CO、SI。画出接线图，验证其功能， 并将实验结果记录下来。
图2-1 门电路实现的四选一数据选择器
74153为双四选一数据选择器，它包含两个完全相同的四选一数据选 择器，其管脚图如图2-2所示，其中C0、C1、C2、C3为数据输入端， Y为数据输出端，A、B为数据选择器的控制端（也叫地址输入端）， 通过给定不同的地址代码，从数据选择器四个输入数据中选出所要的 一个，并送至对应的输出端Y，同时控制两个数据选择器的输出，G为 工作状态控制端（也成为使能信号端），控制对应数据选择器工作与 否，其低电平为选通，高电平禁止工作。
图2-2 74153管脚图
74153内部逻辑图如图2-3所示： 图2-3 74153逻辑图
74153的真值表如图2-4所示： 图2-4 74153真值表
实验内容：
1、用实验方法作出74153的真值表，了解其功能。
Q ABD0 ABD1 ABD2 ABD3 2、用74153实现下列函数，画出接线图，列出实验数据表。
5、（选作，给出设计思路，画出逻辑图）利用四选一数据选择器实现 一个输血者血型和受血者血型符合输血规则的电路，输血规则如图2-5 所示。
从规则可知，A型血能输给A、AB型，B型血能输给B、AB型，AB型只 能输给AB型，O型血能输给所有四种血型。设输血者血型编码为X1X2， 受血者血型编码为X3X4，符合输血血型规则时，电路输出F为1，否则 为0。
4、用74153及门电路实现一位全加器，输入用3个开关分别表示A、B、 CI，输出用两个指示灯分别表示CO、SI。画出接线图，验证其功能， 并将实验结果记录下来。
图2-1 门电路实现的四选一数据选择器
74153为双四选一数据选择器，它包含两个完全相同的四选一数据选 择器，其管脚图如图2-2所示，其中C0、C1、C2、C3为数据输入端， Y为数据输出端，A、B为数据选择器的控制端（也叫地址输入端）， 通过给定不同的地址代码，从数据选择器四个输入数据中选出所要的 一个，并送至对应的输出端Y，同时控制两个数据选择器的输出，G为 工作状态控制端（也成为使能信号端），控制对应数据选择器工作与 否，其低电平为选通，高电平禁止工作。
图2-2 74153管脚图
74153内部逻辑图如图2-3所示： 图2-3 74153逻辑图
74153的真值表如图2-4所示： 图2-4 74153真值表
实验内容：
1、用实验方法作出74153的真值表，了解其功能。
Q ABD0 ABD1 ABD2 ABD3 2、用74153实现下列函数，画出接线图，列出实验数据表。
5、（选作，给出设计思路，画出逻辑图）利用四选一数据选择器实现 一个输血者血型和受血者血型符合输血规则的电路，输血规则如图2-5 所示。
从规则可知，A型血能输给A、AB型，B型血能输给B、AB型，AB型只 能输给AB型，O型血能输给所有四种血型。设输血者血型编码为X1X2， 受血者血型编码为X3X4，符合输血血型规则时，电路输出F为1，否则 为0。
数字电子技术实验 实验二 组合逻辑电路分析幻灯片PPT
工
电
子 1、半加器的逻辑功能
实
验 中
电路图
心 多
&C
媒 体
A
演 示
B
&
& D
E &S
课
&F
件
逻辑功能
C = AB = AB C为A、B相加的进位
S = EF = AD BD
= A AB B AB = A(A+B)+B(A+B) = AB+AB =A+B S为A、B相加的和
2、全加器的逻辑功能
电
&
&
工
电
子 实
下次实验：数字实验〔三〕—变量〔三—八〕译码器
验 中
预习要求：❖ 三—八译码器的逻辑功能
心 多
❖ 用三—八译码器设计组合逻辑电路的方法
媒
体
演
示
课
件
6、四位原码/反码转换器
电
工
电路图
电
子 实
A
=1 QA
验
中 心
B
=1 QB
多 媒
C
=1 QC
体 演
D
=1 QD
示
课 件
M
逻辑功能
QA=A + M M=0时
QA QB QC QD=ABCD 输出原码
M=1时 QA QB QC QD=A B C D 输出反码
电 四、实验内容
工
电
子 实
❖ 半加器逻辑功能测试
验 中
❖ 全加器逻辑功能测试
心 多
❖ 半减器逻辑功能测试
媒 ❖ 试
示 课
❖ 四位原码/反码转换器功能测试
《数字电子技术与接口技术试验教程》课件第5章
8
第5章 基于HDL的时序逻辑电路实验
图5-2 边沿D触发器的仿真结果
9
第5章 基于HDL的时序逻辑电路实验 (2) 边沿D触发器的VHDL源代码如下：
--Behavioral D Flip-Flop with Clock Enable and Asynchronous Reset
entity Dflipflop is Port (D,clk,rst,ce : in STD_LOGIC; Q : out STD_LOGIC);
architecture Behavioral of DFF is begin
process(clk, rst,D) begin
if (CLK'event and CLK='1') then if rst ='1' then Q <= '0'; else Q<=D; end if;
end if; end process; end Behavioral;
end if; end process; end Behavioral;
13
第5章 基于HDL的时序逻辑电路实验
(3) 带有置位和清零端的边沿D触发器的约束文件规定
如下：
#Basys2约束文件： NET "clk" LOC ="B8"; //时钟
#Basys2约束文件： NET "clk" LOC ="B8"; //时钟
end Dflipflop;
architecture Behavioral of Dflipflop is begin
process(clk, rst,D,ce)
第5章 基于HDL的时序逻辑电路实验
图5-2 边沿D触发器的仿真结果
9
第5章 基于HDL的时序逻辑电路实验 (2) 边沿D触发器的VHDL源代码如下：
--Behavioral D Flip-Flop with Clock Enable and Asynchronous Reset
entity Dflipflop is Port (D,clk,rst,ce : in STD_LOGIC; Q : out STD_LOGIC);
architecture Behavioral of DFF is begin
process(clk, rst,D) begin
if (CLK'event and CLK='1') then if rst ='1' then Q <= '0'; else Q<=D; end if;
end if; end process; end Behavioral;
end if; end process; end Behavioral;
13
第5章 基于HDL的时序逻辑电路实验
(3) 带有置位和清零端的边沿D触发器的约束文件规定
如下：
#Basys2约束文件： NET "clk" LOC ="B8"; //时钟
#Basys2约束文件： NET "clk" LOC ="B8"; //时钟
end Dflipflop;
architecture Behavioral of Dflipflop is begin
process(clk, rst,D,ce)
《中职数字电路教案》课件
《中职数字电路教案》PPT课件第一章：数字电路概述1.1 数字电路的概念介绍数字电路的定义和特点解释数字电路与模拟电路的区别1.2 数字电路的组成介绍数字电路的基本组成部分，如逻辑门、触发器、计数器等展示数字电路的实际应用场景第二章：逻辑门电路2.1 逻辑门的基本概念介绍逻辑门的作用和分类，如与门、或门、非门等解释逻辑门的特点和应用2.2 逻辑门电路的设计与分析教授逻辑门电路的设计方法分析实际逻辑门电路的案例第三章：逻辑函数与逻辑代数3.1 逻辑函数的概念介绍逻辑函数的定义和表示方法解释逻辑函数的重要性3.2 逻辑代数的运算规则教授逻辑代数的运算规则和定律进行逻辑函数的化简和变换第四章：触发器与计数器4.1 触发器的概念与分类介绍触发器的作用和分类，如RS触发器、JK触发器、T触发器等解释触发器的工作原理和特点4.2 计数器的概念与分类介绍计数器的作用和分类，如二进制计数器、十进制计数器等解释计数器的工作原理和应用第五章：数字电路设计与实践5.1 数字电路设计的基本步骤介绍数字电路设计的基本流程和方法解释数字电路设计的重要性和注意事项5.2 数字电路实践案例分析实际数字电路的设计案例展示数字电路的实际制作和调试过程第六章：数字电路仿真与实验6.1 数字电路仿真软件的使用介绍常见的数字电路仿真软件，如Multisim、Proteus等演示如何使用仿真软件进行数字电路的仿真实验6.2 数字电路实验操作讲解数字电路实验的基本操作，如元器件的识别与使用，电路连接，信号测量等分析实验结果，解释实验中可能出现的问题及解决方法第七章：数字电路与计算机7.1 计算机的基本组成介绍计算机的基本组成部件，如CPU、内存、输入输出设备等解释数字电路在计算机中的重要作用7.2 计算机的数字电路应用实例分析计算机中常见的数字电路应用实例，如微处理器、存储器、运算器等讲解数字电路在计算机中的工作原理及性能优化第八章：数字通信与数字电路8.1 数字通信基本概念介绍数字通信的定义、特点和分类解释数字电路在数字通信系统中的作用8.2 数字电路在通信系统中的应用分析数字电路在调制、解调、编码、解码等通信过程中的应用讲解数字电路在通信系统中的性能指标和优化方法第九章：数字电路在现代生活中的应用9.1 数字电路在的家电产品中的应用介绍数字电路在家电产品中的应用实例，如电视机、洗衣机、空调等解释数字电路在家电产品中的作用和优势9.2 数字电路在现代工业中的应用讲解数字电路在现代工业生产过程中的应用，如自动化控制系统、等分析数字电路在现代工业中的重要作用及发展趋势第十章：数字电路的发展趋势与前景10.1 数字电路技术的最新发展介绍数字电路技术的最新研究动态和成果，如量子计算、碳纳米管等分析数字电路技术的发展趋势10.2 数字电路产业的前景与挑战讲解数字电路产业的发展现状及未来发展趋势分析数字电路产业面临的挑战及应对策略重点解析本文教案主要介绍了中职数字电路的基本概念、组成、逻辑门电路、逻辑函数与逻辑代数、触发器与计数器、数字电路设计与实践、数字电路仿真与实验、数字电路与计算机、数字通信与数字电路、数字电路在现代生活中的应用以及数字电路的发展趋势与前景等内容。
THD-1型数字电路实验箱 (电工电子技术实验) PPT
注意，这里的参考地电平为“⊥”，故不 适于测-5V 和-15V 的电平。
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6.数码管
4组BCD 码二进制7 段译码器CC4511 与相 应的共阴LED 数码显示管。它们在印刷线路板 面已连接好，只要接通+5V直流电源，并在每一 位译码器的4个输入端 A，B，C，D处加入4 位 0000～1001 之间的代码，数码管即显示0~9 的 十进制数字。
6.实验完毕，应及时关闭各电源开关， 并及时清理实验板面，整理好连接线并放置 在规定的位置。
返回
返回
8.电平指示
15个LED 发光二极管显示器及其电平输 入插口(Input of Logic Level and Display)。在 接通+5V 电源后，当输入口接 高电平时，所对应的LED 发光二极管点亮； 输入口接低电平时，所对应的LED 发光二极 管则熄灭。
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9、逻辑开关
15个逻辑开关(Logic Switch)及相应的 开关电平输出插口(Output of Switch Level)。在接通+5V电源后，当开关向上拨， 指向“H”时，输出口呈高电平，相应的LED发 光二极管点亮；当开关向下拨，指向“L”时， 输出口呈低电平，相应的LED 发光二极管熄 灭。
1.使用前应先检查各电源是否正常； 2.接线前务必熟悉实验板上各元器件的功 能，参数及接线位置； 3.实验前必须先断总电源开关，严禁带电 接线； 4.接线完毕，检查无误后，再插入相应集 成电路芯片，才可通电，严禁带电插拔集成芯 片；
返回
5.实验始终，实验板上要保持整洁，不 可随意放置杂物，特别是导电的工具和多余 的导线等，以免发生短路故障；
返回
4.脉冲信号区
脉冲信号源(Pulse Source)。在接通+5V 电源后，在输出口(Pulse Source)将输出连续 的幅度为3.5V的方波脉冲信号。其输出频率由 调节频率范围波段开关(Fre.Rang)的位置 (1Hz,1kHz，20kHz)决定，可通过频率细调 (Fre.Adj)多圈电位器对输出频率进行细调， 并有 LED 发光二极管指示有否脉冲信号输出。 当频率范围开关(Fre.Rang)置于1Hz 挡时， LED 发光指示灯应按1Hz左右的频率闪亮。
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6.数码管
4组BCD 码二进制7 段译码器CC4511 与相 应的共阴LED 数码显示管。它们在印刷线路板 面已连接好，只要接通+5V直流电源，并在每一 位译码器的4个输入端 A，B，C，D处加入4 位 0000～1001 之间的代码，数码管即显示0~9 的 十进制数字。
6.实验完毕，应及时关闭各电源开关， 并及时清理实验板面，整理好连接线并放置 在规定的位置。
返回
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8.电平指示
15个LED 发光二极管显示器及其电平输 入插口(Input of Logic Level and Display)。在 接通+5V 电源后，当输入口接 高电平时，所对应的LED 发光二极管点亮； 输入口接低电平时，所对应的LED 发光二极 管则熄灭。
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9、逻辑开关
15个逻辑开关(Logic Switch)及相应的 开关电平输出插口(Output of Switch Level)。在接通+5V电源后，当开关向上拨， 指向“H”时，输出口呈高电平，相应的LED发 光二极管点亮；当开关向下拨，指向“L”时， 输出口呈低电平，相应的LED 发光二极管熄 灭。
1.使用前应先检查各电源是否正常； 2.接线前务必熟悉实验板上各元器件的功 能，参数及接线位置； 3.实验前必须先断总电源开关，严禁带电 接线； 4.接线完毕，检查无误后，再插入相应集 成电路芯片，才可通电，严禁带电插拔集成芯 片；
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5.实验始终，实验板上要保持整洁，不 可随意放置杂物，特别是导电的工具和多余 的导线等，以免发生短路故障；
返回
4.脉冲信号区
脉冲信号源(Pulse Source)。在接通+5V 电源后，在输出口(Pulse Source)将输出连续 的幅度为3.5V的方波脉冲信号。其输出频率由 调节频率范围波段开关(Fre.Rang)的位置 (1Hz,1kHz，20kHz)决定，可通过频率细调 (Fre.Adj)多圈电位器对输出频率进行细调， 并有 LED 发光二极管指示有否脉冲信号输出。 当频率范围开关(Fre.Rang)置于1Hz 挡时， LED 发光指示灯应按1Hz左右的频率闪亮。
数字电路 数据选择器ppt课件
D3
74LS151
i 0
D2
Y
D1
控制Di ，就可得到不同的逻辑函数。
D0
0 EN
C BA
整理版课件
15
◆ 逻辑函数产生器
Y A 1 A 0 D 0 A 1 A 0 D 1 A 1 A 0 D 2 A 1 A 0 D 3
将地址码输入A1A0逻辑变量 其余逻辑变量Di 称剩余函数
例：用四选一实现函数
（2）用使能端形成高位地址，实现三位地址，控制八个输入。
整理版课件
11
例2：用8选1扩展成16选1。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
7 65 4 3 2 10 0
1
MUX
2
低位片
Y A0 A1 A2
A3
1
整理版课件
D15D14D13D12D11D10D9 D8
7 65 4 3 2 10 0
的降维图中对应的单元中填入子函数 xF xG
整理版课件
25
例：试分别用四选一和八选一选择器实现逻辑函数
F(B A C ,D ,, ) m(05,,17,,28,,31,
解： 用四选一实现： AB 地址码输入A1A0
用八选一实现： ABC 地址码输入A2A1A0
整理版课件
26
（二）数据选择器的应用
ABCAB CABC AB
B
A
改变D3~D0的不同输入，可以实现不同的函数F；
或者改变不同的地址输入（或地址输入的接法），也可以实 现不同的函数F；
在确定地址输入的条件下，决定数据输入端的逻辑变量和逻 辑常量的接法，即决定剩余函数
整理版课件
21
4、用数据选择器实现逻辑函数
数字电路实验乘法器精品PPT课件
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
部分积移位相加乘法器算法
结论：
1、该算法共有四个重复运算周期
2、每个周期共有三步运算
a、求得Ni与M的乘积 b、将Ni与M的乘积与前一个周期右移的部分积之和相加 c、将第二步的结果右移一位得到新的部分积之和，为下 一个周期的运算作准备
加法器ห้องสมุดไป่ตู้将Ni与M的乘积与前一个周期右移后的部分积之和相加。
触发器：加法器相加过程中会出现超过4bit的进位位，需将进位 位 通过触发器先寄存，然后通过移位寄存器的右输入端送入移 位寄存器。
控制器：接收时钟信号和乘法器开始运行的启动命令信号，向A， B两个移位寄存器发出清零、移位、保持（停止移位）等各种命 令信号。
1×4bit乘法器：实现Ni与M的乘积。
结束语
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
Please Criticize And Guide The Shortcomings
部分积移位相加乘法器算法
结论：
1、该算法共有四个重复运算周期
2、每个周期共有三步运算
a、求得Ni与M的乘积 b、将Ni与M的乘积与前一个周期右移的部分积之和相加 c、将第二步的结果右移一位得到新的部分积之和，为下 一个周期的运算作准备
加法器ห้องสมุดไป่ตู้将Ni与M的乘积与前一个周期右移后的部分积之和相加。
触发器：加法器相加过程中会出现超过4bit的进位位，需将进位 位 通过触发器先寄存，然后通过移位寄存器的右输入端送入移 位寄存器。
控制器：接收时钟信号和乘法器开始运行的启动命令信号，向A， B两个移位寄存器发出清零、移位、保持（停止移位）等各种命 令信号。
1×4bit乘法器：实现Ni与M的乘积。
结束语
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
数字逻辑组合逻辑电路实验
Qn+1
0
1
x
x
0
1
1
1
1
0
x
x
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
高电平时 次态=D的状态
D触发器功能测试
负边沿J_K触发器功能测试
CP J
K
Qn Qn+1
0
1
xxx x 1
1
0
xxx x 0
1
1
01 0 0
1
1
10 0 1
1
1
00 1 1
1
1
11 1 0
负边沿J_K触发器功能测试
实验报告要求
一.实验报告格式 1.实验目的 2.实验器材 3.实验内容 4.实验步骤 5.实验体会
二.使用A4纸打印，封面包括实验名称、实验者姓 名、指导老师姓名、实验时间等
下次实验内容
• 同步时序逻辑电路设计: 1. 设计一个同步模4可逆计数器 2. 按Mealy型设计一个“1001”序列检测器0源自111000
0
0
d
1
01
0
1
d
1
11
0
1
d
d
10
0
1
d BC d
逻辑表达式: F1=
F2(1为奇数)的卡诺图和逻辑表达式
卡诺图
AB CD
00
00
0
01 1
11 d
10 1
01
1
0
d
0
11
0
四、数字电路的仿真实验与应用课件(12张PPT)
2.温室大棚密闭很严，在里面很难听到敲门声，请研制一 个电子门铃，让门铃声音动听不吵人。设计的门铃电路 图如图所示，用仿真软件测试门铃的效果。
经过试验，800Hz信号源产生的效果不理想， 将控制信号换成频率为1Hz的方波信号，再次 进行仿真实验。
仿真软件不能完全代替真实电路实验，仿真软件中电子元器 件的参数数据与真实器件存在差异，根据仿真所搭建的实际电路未 必能实现功能。
小结
一.认识并使用仿真软件绘制电路原理图 1.仿真软件界面的认识 2.画仿真电路的步骤 二.进行数字电路的仿真实验 测试“与”门的真值表，验证“与”逻辑关系
1.利用仿真软件测试或非门的真值表，？
(1)新建电路元件； (2)设置电路工作窗口；（3） 选择和放置元件；（4）连接线路 。
测试“与”门的真值表，验证“与”逻辑关系
电路仿真软件的优点：(1）方便快捷高效。电路仿真软件的出现提高了验证电路的效率，不需要花时间买元 器件、搭电路、调试， 而是使用电路仿真软件去仿真技术方案的可行性和技术参数，之后根据仿真的结果去 搭电路改进完善，最终 拿出可行性方案。 (2）可用作辅助教学。电子电路是一门实践性非常强的学科，需 要在实际应用中验证理论学习，学校授课以理论为主，加上仿真，可以大大提高学习的趣味性，提高学生的 积极性和对知识点的认知掌握。 电路仿真软件的缺点：虽然厂家在积极地优化各种电子元器件的参数，尽可能地做到符合实际情况，但是仿 真数据与真实器件始终是存在差异的。虽然仿真软件能完美地实现电路的功能，但是根据仿真所搭建的实际 电路却未必能实现功能。
3.4、数字电路的仿真实验与应用
讨论： 电路仿真软件中包括哪些元件和仪器？查阅资料，检索未知 元件和仪器的功能。
电路仿真软件中包括电源、基本元件（开关、电阻、电容和电感等）、 二极管、三极管、模拟电路元件、TTL和CMOS、数字器件、混合器件 和多用电表、示波器等测量工具。
经过试验，800Hz信号源产生的效果不理想， 将控制信号换成频率为1Hz的方波信号，再次 进行仿真实验。
仿真软件不能完全代替真实电路实验，仿真软件中电子元器 件的参数数据与真实器件存在差异，根据仿真所搭建的实际电路未 必能实现功能。
小结
一.认识并使用仿真软件绘制电路原理图 1.仿真软件界面的认识 2.画仿真电路的步骤 二.进行数字电路的仿真实验 测试“与”门的真值表，验证“与”逻辑关系
1.利用仿真软件测试或非门的真值表，？
(1)新建电路元件； (2)设置电路工作窗口；（3） 选择和放置元件；（4）连接线路 。
测试“与”门的真值表，验证“与”逻辑关系
电路仿真软件的优点：(1）方便快捷高效。电路仿真软件的出现提高了验证电路的效率，不需要花时间买元 器件、搭电路、调试， 而是使用电路仿真软件去仿真技术方案的可行性和技术参数，之后根据仿真的结果去 搭电路改进完善，最终 拿出可行性方案。 (2）可用作辅助教学。电子电路是一门实践性非常强的学科，需 要在实际应用中验证理论学习，学校授课以理论为主，加上仿真，可以大大提高学习的趣味性，提高学生的 积极性和对知识点的认知掌握。 电路仿真软件的缺点：虽然厂家在积极地优化各种电子元器件的参数，尽可能地做到符合实际情况，但是仿 真数据与真实器件始终是存在差异的。虽然仿真软件能完美地实现电路的功能，但是根据仿真所搭建的实际 电路却未必能实现功能。
3.4、数字电路的仿真实验与应用
讨论： 电路仿真软件中包括哪些元件和仪器？查阅资料，检索未知 元件和仪器的功能。
电路仿真软件中包括电源、基本元件（开关、电阻、电容和电感等）、 二极管、三极管、模拟电路元件、TTL和CMOS、数字器件、混合器件 和多用电表、示波器等测量工具。
数字电路实验精选PPT课件
坚持
实验一 门电路逻辑功能测试与组合
注意事项
6. 闲置输入端的处理：（不要悬空，不然会产生干扰，影响实验结果，对 CMOS电路输入引脚悬空时容易损坏。）
• 对于与门/与非门：应接高电平，也可并联（不可超出前一级门的扇出 能力），不可以接低电平。A=A•1
• 对于或门/或非门：应接低电平，也可并联（不可超出前一级门的扇出 能力），不可以接高电平。A=A+0
操作提示
• 逻辑输入接电平开关，接通＋5V电源为高电平（指示灯亮），接通“地”为低电平。 • 逻辑输出接发光二极管，指示灯亮时输出高电平，灭时输出低电平。 • 测量输出不同电平的电压，记录到表1-1，电压值在输出引脚处测量。 • 原理图中发光二极管上接的电阻和“地”，在实验箱内部已接好，不需要接。
坚持
• 设计一个4位二进制数为密码的数字密码锁。
坚持
单脉冲源
实验箱介绍
连续脉冲源
电源输出
电平指示
电源输入
各种引脚数的集 成块插座
电平输入
插分立元件
接地输出 坚持
插分立元件
数码显示
实验一 门电路逻辑功能测试与组合
实验箱使用
电平(数据)开关
电平指示
各档固定连续脉冲，1k～10kHz频率可 调连续脉冲。
坚持
实验原理
•
逻辑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。
•
实验中提供的集成块为74LS系列的低功耗肖特基TTL电路和74HC系列高速CMOS电路，
它们在逻辑上兼容，但具体物理参数不同，在实验中采用统一电源＋5V；经实际测
定可以直接互接，但有些条件下要通过接口互接，在74LS门电路驱动74HC门电路时，
实验一 门电路逻辑功能测试与组合
注意事项
6. 闲置输入端的处理：（不要悬空，不然会产生干扰，影响实验结果，对 CMOS电路输入引脚悬空时容易损坏。）
• 对于与门/与非门：应接高电平，也可并联（不可超出前一级门的扇出 能力），不可以接低电平。A=A•1
• 对于或门/或非门：应接低电平，也可并联（不可超出前一级门的扇出 能力），不可以接高电平。A=A+0
操作提示
• 逻辑输入接电平开关，接通＋5V电源为高电平（指示灯亮），接通“地”为低电平。 • 逻辑输出接发光二极管，指示灯亮时输出高电平，灭时输出低电平。 • 测量输出不同电平的电压，记录到表1-1，电压值在输出引脚处测量。 • 原理图中发光二极管上接的电阻和“地”，在实验箱内部已接好，不需要接。
坚持
• 设计一个4位二进制数为密码的数字密码锁。
坚持
单脉冲源
实验箱介绍
连续脉冲源
电源输出
电平指示
电源输入
各种引脚数的集 成块插座
电平输入
插分立元件
接地输出 坚持
插分立元件
数码显示
实验一 门电路逻辑功能测试与组合
实验箱使用
电平(数据)开关
电平指示
各档固定连续脉冲，1k～10kHz频率可 调连续脉冲。
坚持
实验原理
•
逻辑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。
•
实验中提供的集成块为74LS系列的低功耗肖特基TTL电路和74HC系列高速CMOS电路，
它们在逻辑上兼容，但具体物理参数不同，在实验中采用统一电源＋5V；经实际测
定可以直接互接，但有些条件下要通过接口互接，在74LS门电路驱动74HC门电路时，
数字电路实验熟悉实验箱课件
一、数字集成电路使用
1、怎样读双列直插式芯片的管脚
正面（上面）看，器件一端有一个半园的缺口，这 是正方向的标志。缺口左边的引脚号为1，引脚号按逆时 针方向增加。双列直插式封装IC引脚数有8、14、16、20、 24、28等若干种。
74LS00 二输入端四与非门引脚排列图
一、数字集成电路使用
2、怎样拔插双列直插式芯片
三、实验箱
三、实验箱
实验箱简介: 上面（从右到左）：电源插座、开关、数码管、 喇叭（控制、输入）、电位器、时钟； 中间：双列直插式 下面：指示灯、单脉冲、逻辑开关 最左边：编程插座、ISP编程器
注意：单脉冲上面一排插孔，为四相脉冲分配器的输出 （需提供时钟输入），
与下面4个单脉冲输出插孔无关，不能混用。
注意：不能带电插、拔器件。插、拔器件只 能在关断电源的情况下进行。
二、数字电路测试及故障查找
1、数字电路测试
数字电路测试分静态测试和动态测试。 一般组合逻辑电路功能测试就是静态测试。 而时序逻辑电路的波形测试就是动态测试。
二、数字电路测试及故障查找 2、数字电路的故障查找
（1）器件故障要检查
器件故障是器件失效或器件接插问题引起的故障，表现 为器件工作不正常。
数字逻辑电路实验基本知识
一、数字集成电路使用 二、数字电路测试及故障查找 三、实验箱 四、离开实验室前要做的事情： 五、熟悉试验箱作业
一、数字集成电路使用
TTL器件型号以74（或54）作前缀，称为 74/54系列，如74LS10、74F181、54S86等。 前两位如74代表系列，LS代表性能，10代表 功能和管脚。实验主要采用双列直插式。
三、实验箱
双 列 直 插 式 插 槽
三、实验箱
数字电子技术实验ppt课件
数字电子技术实验PPT课件
• 实验概述 • 基本理论 • 实验操作 • 实验结果与分析 • 结论与建议
01
实验概述
实验目的
掌握数字电子技术的 基本原理和实验方法。
加深学生对数字电子 技术在现代电子系统 中的应用理解。
培养学生对数字电路 的分析、设计、调试 和故障排除能力。
实验设备与材料
01
数字示波器
寄存器与移位器实验
总结词：理解寄存器与移位器
的工作原理和功能
01
详细描述
02
介绍寄存器和移位器的基本概
念，包括寄存器的读写操作、
移位器的位移操作等。
03
演示寄存器和移位器的电路图
、符号和功能表。
04
实验操作演示，包括寄存器和 移位器的输入和输出测量。
05
分析实验结果，总结寄存器和 移位器的工作原理和应用。
实验操作演示，包括逻辑门电路的输入和 输出测量。
05
06
分析实验结果，总结逻辑门电路的功能和 应用。
触发器实验
总结词：理解触发器的工 作原理和功能
介绍触发器的基本概念， 包括RS触发器、D触发器
等。
实验操作演示，包括触发 器的输入和输出测量。
详细描述
演示触发器的电路图、符 号和状态转换图。
分析实验结果，总结触发 器的工作原理和应用。
数据和参与运算等功能。
寄存器的分类
寄存器可以分为基本寄存器和移位 寄存器两大类。
移位器的应用
移位器主要用于实现数据的位移操 作，如左移、右移和循环移位等。
03
实验操作
逻辑门电路实验
总结词：理解逻辑门电路的基本原理和功能
01
02
详细描述
• 实验概述 • 基本理论 • 实验操作 • 实验结果与分析 • 结论与建议
01
实验概述
实验目的
掌握数字电子技术的 基本原理和实验方法。
加深学生对数字电子 技术在现代电子系统 中的应用理解。
培养学生对数字电路 的分析、设计、调试 和故障排除能力。
实验设备与材料
01
数字示波器
寄存器与移位器实验
总结词：理解寄存器与移位器
的工作原理和功能
01
详细描述
02
介绍寄存器和移位器的基本概
念，包括寄存器的读写操作、
移位器的位移操作等。
03
演示寄存器和移位器的电路图
、符号和功能表。
04
实验操作演示，包括寄存器和 移位器的输入和输出测量。
05
分析实验结果，总结寄存器和 移位器的工作原理和应用。
实验操作演示，包括逻辑门电路的输入和 输出测量。
05
06
分析实验结果，总结逻辑门电路的功能和 应用。
触发器实验
总结词：理解触发器的工 作原理和功能
介绍触发器的基本概念， 包括RS触发器、D触发器
等。
实验操作演示，包括触发 器的输入和输出测量。
详细描述
演示触发器的电路图、符 号和状态转换图。
分析实验结果，总结触发 器的工作原理和应用。
数据和参与运算等功能。
寄存器的分类
寄存器可以分为基本寄存器和移位 寄存器两大类。
移位器的应用
移位器主要用于实现数据的位移操 作，如左移、右移和循环移位等。
03
实验操作
逻辑门电路实验
总结词：理解逻辑门电路的基本原理和功能
01
02
详细描述
数字电子技术-逻辑门电路PPT课件
在电路中的应用。
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表， 解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规 则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功 能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门 电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪 对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电 路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频 率、幅度等），重复步骤3， 观察并记录输出信号的变化情
THANKS
感谢观看
低功耗设计有助于提高电路效率和延长设 备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提 高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多 信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可 以驱动的同类型门电路的输入 端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动 能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动 能力和带负载能力，对于复杂数字 系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用， 如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其 对应的真值表，解释不同输入下
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表， 解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规 则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功 能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门 电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪 对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电 路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频 率、幅度等），重复步骤3， 观察并记录输出信号的变化情
THANKS
感谢观看
低功耗设计有助于提高电路效率和延长设 备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提 高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多 信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可 以驱动的同类型门电路的输入 端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动 能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动 能力和带负载能力，对于复杂数字 系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用， 如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其 对应的真值表，解释不同输入下
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3. 与非门的逻辑功能要求：（p113）
按与非门真值表逐项验证即可。 4. 动态测试TTL与非门逻辑功能（p115）
SW1
&L
SW2
(1) SW1接1kHz正方波，SW2接+5V电压时，画出L的波 形。
(2) SW1接1kHz正方波，SW2接地时，画出L的波形。
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
实验十 多位LED显示器的动态扫描驱动电路
2
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
数字电路实验
主讲：李金田
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
实验一 与非门测试
一、实验目的
熟悉数字万用表和数字电路实验箱的使用方法。 学会使用TTL、CMOS逻辑电路芯片。 掌握TTL、CMOS与非门主要参数的测试方法。 掌握TTL、CMOS与非门电压传输特性的测试方法。
5、CMOS与非门的主要参数
(1)输出高电平VOH
输出高电平VOH是指在规定的电源电压(例如5V)下，输 出端开路时的输出高电平．通常VOH≈VDD。
(2)输出低电平VOL
输出低电平VOＬ是指在规定的电源电压(例如5V)下，输 出端开路时的输出低电平．通常VOＬ≈０。
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
加深理解用SSI(小规模集成电路）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，并设计相应的表格。
２、弄懂P118图5.16.3的工作原理与设计思想。 ３、在附录Ｃ查出74LS00和74LS10的外引线排列图。
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
Байду номын сангаас
100Ω
RP
mA 1KΩ
+ V
Vo≤0.4V
-
为合格
图1.4
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
2 .测量TTL与非门的电压传输特性
在示波器上用X-Y显示方式观察曲线，并用坐标
纸描绘出特性曲线，在曲线上标出VOH、VOL、VON、
VOFF，计算VNH、VNL。如图1.5 所示。
正三角波 500Hz 4V
电平VDD或低电平VSS。
六、思考题 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
1、TTL与非门和CMOS与非门有何异同点？ 2、如何将与非门作为非门使用？ 3、TTL或非门（或门）不用的输入端应如何
处理？
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
实验二 SSI组合逻辑电路
一、实验目的
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
数字电路实验
1
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
目录
实验一 与非门测试
实验二 SSI组合逻辑电路
实验三 MSI组合逻辑电路 实验五 计数译码显示电路
实验四 触发器 实验六 555集成定时器及应用
实验七 数－模转换器
实验八 电子秒表
实验九 智力竞赛抢答的设计
&
Y
CH2
示
5.1k
波
器
CH1
如图1.5
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
测试要点：
1、首先：观察Vi、VO波形 （直流耦合方式）。 2、 示波器作为“X/Y”显 示方式。 3、找到电压传输特性的坐 标原点。 4、画出特性曲线并标上 出所有参数。
如何找“X、Y”轴坐标原点？
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
CMOS与非门的电压传输特性曲线测试方法与TTL 与非门的 电压传输特性曲线测试方法基本一样．只是将不用的输入端接 到电源＋VDD上即可，不得悬空。测试电路如图5.15.8所示。
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
从特性曲线上可知，CMOS与非门输出的高电接近电源电 压VDD，输出低电平接近０V。VT为CMOS与非门的转换电 压，也称阈值电压，即当输入电压vi超过VT时，输出为低电 平；当输入电压vi低于VT时，输出为高电平．如果的参数完 全对称，阈值电压VT≈VDD/2
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
三、实验内容与要求
1、测量TTL与非门的主要参数
（1）输出高电平VOH测试（图1.1）
（2）输出低电平VOL测试（图1.2）
+VCC （+5V）
& 5V
RL 500
VOL
图1.2
+VCC （+5V）
&
VOH
RL 5.1k
图1.1
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
将其中任一输入端接地，其余输入端接高电平时测VOH；输 入端全部接高电平时测VOＬ。如图1.6所示。
CMOS VSS
+ V VO
-
图1.6
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6、CMOS与非门的电压传输特性
CMOS与非门的电压传输特性是指与非门输出电压vo随输 入电压vi而变化的曲线。这个特性曲线很接近理想的电压传输 特性，是目前其它任何逻辑电路都比不上的，电压传输特性曲 线如图Ｐ1145.15.7所示。
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
四、实验报告要求（P115） 五、实验注意事项
1、 TTL与非门不用的输入端不能接低电平。 2、 TTL与非门的输出端不能直接接+5V或地，也不能与其它
输出端并联。 3、CMOS门的电源电压为3～18V， 4、CMOS与非门不用的输入端不能悬空，应按逻辑功能接高
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二、预习要求
1.复习示波器的使用方法。
2.写出TTL、CMOS与非门主要参数（VOH、VOH、IIS、 N、电压传输特性）的定义和意义。
3. 熟悉各测试电路，了解测试原理及测试方法。 4.熟悉TTL与非门74LS00、CMOS与非门CC4011的
外引线排列。 5.自拟实验步骤和测试数据表格。
三、实验内容
1. 设计“大小比较电路”
• 设计一个能判断1位二进制数A与B大小比较电路 。
– 写出设计过程，画出逻辑电路图请老师检查。
•TTL与非门的电源电压只能是+5V •TTL与非门多余输入端处理：接+5V、并联 、悬空。 （3）输入短路IIS测试（图1.3）
空 载
VOH VOL
带载 带载 (5.1K) (510)
IIS
mA
图1.3
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（4）扇出系数N的测试（图1.4）
N＝IOL/IIS>8为合格
按与非门真值表逐项验证即可。 4. 动态测试TTL与非门逻辑功能（p115）
SW1
&L
SW2
(1) SW1接1kHz正方波，SW2接+5V电压时，画出L的波 形。
(2) SW1接1kHz正方波，SW2接地时，画出L的波形。
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实验十 多位LED显示器的动态扫描驱动电路
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数字电路实验
主讲：李金田
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实验一 与非门测试
一、实验目的
熟悉数字万用表和数字电路实验箱的使用方法。 学会使用TTL、CMOS逻辑电路芯片。 掌握TTL、CMOS与非门主要参数的测试方法。 掌握TTL、CMOS与非门电压传输特性的测试方法。
5、CMOS与非门的主要参数
(1)输出高电平VOH
输出高电平VOH是指在规定的电源电压(例如5V)下，输 出端开路时的输出高电平．通常VOH≈VDD。
(2)输出低电平VOL
输出低电平VOＬ是指在规定的电源电压(例如5V)下，输 出端开路时的输出低电平．通常VOＬ≈０。
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加深理解用SSI(小规模集成电路）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，并设计相应的表格。
２、弄懂P118图5.16.3的工作原理与设计思想。 ３、在附录Ｃ查出74LS00和74LS10的外引线排列图。
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100Ω
RP
mA 1KΩ
+ V
Vo≤0.4V
-
为合格
图1.4
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2 .测量TTL与非门的电压传输特性
在示波器上用X-Y显示方式观察曲线，并用坐标
纸描绘出特性曲线，在曲线上标出VOH、VOL、VON、
VOFF，计算VNH、VNL。如图1.5 所示。
正三角波 500Hz 4V
电平VDD或低电平VSS。
六、思考题 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
1、TTL与非门和CMOS与非门有何异同点？ 2、如何将与非门作为非门使用？ 3、TTL或非门（或门）不用的输入端应如何
处理？
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实验二 SSI组合逻辑电路
一、实验目的
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数字电路实验
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目录
实验一 与非门测试
实验二 SSI组合逻辑电路
实验三 MSI组合逻辑电路 实验五 计数译码显示电路
实验四 触发器 实验六 555集成定时器及应用
实验七 数－模转换器
实验八 电子秒表
实验九 智力竞赛抢答的设计
&
Y
CH2
示
5.1k
波
器
CH1
如图1.5
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测试要点：
1、首先：观察Vi、VO波形 （直流耦合方式）。 2、 示波器作为“X/Y”显 示方式。 3、找到电压传输特性的坐 标原点。 4、画出特性曲线并标上 出所有参数。
如何找“X、Y”轴坐标原点？
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CMOS与非门的电压传输特性曲线测试方法与TTL 与非门的 电压传输特性曲线测试方法基本一样．只是将不用的输入端接 到电源＋VDD上即可，不得悬空。测试电路如图5.15.8所示。
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从特性曲线上可知，CMOS与非门输出的高电接近电源电 压VDD，输出低电平接近０V。VT为CMOS与非门的转换电 压，也称阈值电压，即当输入电压vi超过VT时，输出为低电 平；当输入电压vi低于VT时，输出为高电平．如果的参数完 全对称，阈值电压VT≈VDD/2
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三、实验内容与要求
1、测量TTL与非门的主要参数
（1）输出高电平VOH测试（图1.1）
（2）输出低电平VOL测试（图1.2）
+VCC （+5V）
& 5V
RL 500
VOL
图1.2
+VCC （+5V）
&
VOH
RL 5.1k
图1.1
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将其中任一输入端接地，其余输入端接高电平时测VOH；输 入端全部接高电平时测VOＬ。如图1.6所示。
CMOS VSS
+ V VO
-
图1.6
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6、CMOS与非门的电压传输特性
CMOS与非门的电压传输特性是指与非门输出电压vo随输 入电压vi而变化的曲线。这个特性曲线很接近理想的电压传输 特性，是目前其它任何逻辑电路都比不上的，电压传输特性曲 线如图Ｐ1145.15.7所示。
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四、实验报告要求（P115） 五、实验注意事项
1、 TTL与非门不用的输入端不能接低电平。 2、 TTL与非门的输出端不能直接接+5V或地，也不能与其它
输出端并联。 3、CMOS门的电源电压为3～18V， 4、CMOS与非门不用的输入端不能悬空，应按逻辑功能接高
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二、预习要求
1.复习示波器的使用方法。
2.写出TTL、CMOS与非门主要参数（VOH、VOH、IIS、 N、电压传输特性）的定义和意义。
3. 熟悉各测试电路，了解测试原理及测试方法。 4.熟悉TTL与非门74LS00、CMOS与非门CC4011的
外引线排列。 5.自拟实验步骤和测试数据表格。
三、实验内容
1. 设计“大小比较电路”
• 设计一个能判断1位二进制数A与B大小比较电路 。
– 写出设计过程，画出逻辑电路图请老师检查。
•TTL与非门的电源电压只能是+5V •TTL与非门多余输入端处理：接+5V、并联 、悬空。 （3）输入短路IIS测试（图1.3）
空 载
VOH VOL
带载 带载 (5.1K) (510)
IIS
mA
图1.3
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（4）扇出系数N的测试（图1.4）
N＝IOL/IIS>8为合格