数字电路实验仪器说明.

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4.竞争冒险现象的观察与消除。四、思考题
是否所有的竞争冒险现象都会影响电路的正常工作?试举例说明。
五、实验原理
实例:某电子锁有A、B、C三键控制,只有同时按下3键锁才开,否则发出报警信号,要求用与非门实现。
设计步骤:
(1确定输入、输出变量及变量赋值0锁不开0键开开锁信号Y 1锁开输入:三键状态A、B、C输出0不报警1键合报警信号1报警(2真值表(3最简函数式
选“AC ”。
③触发电平:
调节触发点以稳定波形。
(3垂直通道控制①衰减开关:
调节波形的Y向显示幅值,读数时微调旋纽顺时针至底。
②输入信号耦合方式:
显示时基线—— GND;显示信号波形—— DC。
③ Y位移:
调节波形于Y方向的位置。
④显示方式:
按“CH1” —— CH1通道波形;按“CH2” —— CH2通道波形,其中:
(2实验器件:74LS00、74LS74各一片,电阻3k Ω两个,微动开关一只。
(1根据驱动电路,确定控制数码管逻辑电平;(2用3线-8线译码器设计显示器译码电路;(3确定驱动电路的各阻值。
0 „ 7 8 „ 15
321 0图2(b)逻辑图
g f V+ a b
图3(a)外形图
V+ =
+Vcc
(b)等效电路
C V
图4驱动电路
+2.4V-
图2(a)框图
2.7数据选择器
一、实验目的
(1熟悉数据选择器的工作原理和逻辑功能。(2了解数据选择器的应用。
① Y= AB + A B B A ∙=——需5个与非门,两片74LS00实现;
③ Y=AAB + BAB =∙——需4个与非门,一片74LS00实现。
Y U —2 U:74LS00(电源14脚,地7脚)
B
B
A 0 B
A
2.4组合电路的设计
一、实验目的
(1掌握组合电路逻辑功能的设计方法。
(2观察组合电路的竞争冒险现象,探讨解决方法。
四、思考题
如何将任务2的8选1数据选择器设计为具有选通控制端功能的器件?画出逻辑图。
五、实验原理
1.74LS153逻辑符号的意义及逻辑功能
功能表
等效:双刀4位开关
4路数据输入口
2D 3
2D 2
2Y 2D 1 2D 0 1D 3 1D 2 1Y 1D 1 1D 0 A 1 A 0图1 74LS153逻辑符号
I 0 I 1 I 2 I 3
4个待编码申请输入
(高电平申请有效)2位二进制编码输出
图1 4线-2线普通编码器逻
辑符号
S片选端,低电平有效(工作)
I 0 I 1 I 2 I 3
Y 2 Y 1
I 4 I 5 I 6 I 7
Y 0 Y S Y EX
8个待编码申请输入(低电平申请有效)
级低级高3位二进制编码输出(反码)
图2 8线-3线优先编码器逻辑符号
S Y = 0无申请
EX Y = 0有申请
2.6译码器及数码显示
一、实验目的
(1熟悉译码器的种类及逻辑功能。(2
二、实验仪器与器件
(1实验仪器:数字实验箱,万用表。
(2实验器件:74LS139一片,BS211一个,三极管3DG6两个,门电路、电阻若干。
三、实验内容
任务1、2、3(1~(3。
(2与波形稳定有关的控制开关
①触发源:
√CH1通道信号、√CH2通道信号、电源、外接信号4种
双踪显示时适于作触发源的条件是:
(1
周期长者;
(2时间导前者;
(3)波形边沿陡峭、幅值较大、波数少者。沟槽
孔横向不通
图2接插板结构
Q
f CH1 CH2――触发源
BS601选择内触发“INT ”。②触发信号耦合方式:
(2电路结构3.用译码器设计组合电路
(1实现原理
①组合电路函数由最小项构成:∑=mi Y ④译码器输出最小项:i i m = ⑤译码器输出管脚组合→组合电路函数(2实例:用3线-8线译码器实现3变量函数。
Y= AB C+ A B C,令A 2=A,A 1=B,A 0= C,则Y=m2+ m5= 52m m ⋅=52Y Y ⋅→实验图4.数码管及等效电路
五、实验原理
1.74LS139逻辑符号的意义及逻辑功能功能表
输出逻辑表达式:01200m A A A == „,i i m = ――称最小项译码器。
二进制代码输入图1逻辑符号
片选控制端低电平有效译码输出端低电平有效
2.译码器的扩展:3线-8线译码器→4线-16线译码器
(1 4线-16线译码器逻辑符号
调节波形于X方向的位置。(5校正信号:
1kHz,0.5V P-P方波,用于标定时间、电压刻度值,或检查示波器的工作是否正常。
(6高频探头探头有1∶1√和10∶1两种衰减档可以调节。
2.注意事项
(1开机前将亮度旋纽逆时针至较小处,使用中亮度不要太亮,且避免长时间显示单一光点。
(2输入端子禁止接220V高压。(3面板开关操作时,不要用力过猛。
D 0
Y
D 15
A 3 A 2 A1 A0
图2 16选1数据选择示意图
D 0
D
D 8 D 15
图3扩展图
A B
图4组合电路
2.8 RS触发器与D触发器
一、实验目的
(1掌握RS触发器与D触发器的逻辑功能和测试方法。(2熟悉RS触发器与D触发器的基本应用。
二、实验仪器与器件
(1实验仪器:数字实验箱,双踪示波器。
2.1实验仪器的使用及门电路逻辑功能的测试
一、实验目的
(1熟悉实验仪器和实验箱的使用。
(2掌握TTL集成电路的使用规则与逻辑功能的测试方法。
二、实验仪器与器件
(1实验仪器:数字实验箱,万用表。(2实验器件:74LS00、74LS02各一片。
三、实验内容任务1~5
1.示波器的使用2.数字实验箱的检查
3.测试74LS00(2输入4与非门)的逻辑功能4.利用门电路控制输出5.组合电路逻辑功能分析
与普通编码器的区别在于多个输入申请可同时有
效,但电路只对优先级别高的申请有效。
如当7I=0时,此时无论其它输入端有无申请,电路只对7I编码,即2Y 1Y 0Y = 0 0 0;而若使6I的申请有效,则必须满足比其优先级别高的输入端无编码申请。
利用S Y与EX Y信号可实现多个电路的级连,扩展输入端数。工作状态及编码见表.2。
③连线拔除时应按住插座,以防插座被带出。
(二)示波器1.常用开关(1扫描方式
√自动扫描(AUTO——无输入也可显示扫描光迹。一旦有输入信号时,电路自动转为触发扫描状态,调节触发电平得到稳定波形。适于观察50Hz以上的信号。
常态(NORM)——无输入信号时,无光迹。有输入信号时,调节触发电平使电路触发扫描。适于观察50Hz以下的信号。
图1单脉冲开关
(4时钟
频率:1H Z、1kH Z、100kH Z,由开关切换。注意市电频率方波为50或60H Z,不要用。
(5电平指示器
输入逻辑“1”:LED发光,
输入逻辑“0”:LED不发光。(6接插实验板
2.注意事项
①接地点多处,便于接线。
②电源、时钟、数据开关、单脉冲开关输出各自间或相互间不能有短路现象。
“CH2反相” —— CH2的信号被反相,抬起信号正常。同按“CH1”与“CH2” ——显示双踪波形,其中“交替(ALT)” ——高频双踪;
“断续”(CHOP)” ——低频双踪。直接为双踪显示按键。
(4水平通道控制
①扫描时间:
调节波形的X向疏密程度,读数时微调旋纽顺时针至底。②水平扩展:
波形在X向显示幅值×5。③ X位移:
五、实验原理
1.门电路多余端的处理
对于TTL电路,多余输入端悬空可等效为高电平。但因悬空端易受干扰影响,所以在实际应用时应进行处理。
B A 1
B
A
2.与非门应用① →Y最简与或式② Y Y →→与非—与非③逻辑原理图
④实验图(原理图上标注型号、管脚编号(包括电源与地脚)实例1:B A Y ∙→+=
实例:异或门电路方案比较:
二、实验仪器与器件
(1实验仪器:数字实验箱、万用表。(2实验器件:74LS153一片,门电路若干。
三、实验内容任务1~3。
1.测试并验证74LS153的逻辑功能2.将74LS153扩展成8选1数据选择器
3.用8选1数据选择器实现可控式运算电路:当M=0时,输出Y=ABC;当M=1时,输出Y=A+B+C。
3.数字万用表
(1严禁表笔插电流孔时去测非电流信号。实验不测电流,表笔始终插电压/欧姆孔。
(2不用后关闭电源。
六、数字电路实验方法
图示展示了电路实验系统的构成及各部分间的关系。
图3电路实验系统的构成
2.2 TTL与非门应用
一、实验目的
(1进一步掌握门电路逻辑功能的测试。(2熟悉用与非门构成其它逻辑门电路的方法。
三、实验内容
1.4线-2线普通编码器
根据表1设计。要求写出设计过程,画出实验图,实验验证。
表1
2.8线-3线优先编码器
根据表2设计。要求同任务1。
表2
3.编码器应用
用任务2完成的8线-3线优先编码器设计一个病房优先呼叫器。每一个病房有一个按键,当1#键按下时,1#灯亮,且其它按键不起作用;当1#键没按下时,2#键按下,2#灯亮,且不响应3#键;只有1#、2#键均没按下,3#键按下,3#灯亮。
二、实验仪器与器件
(1实验仪器:数字实验箱、万用表、示波器。(2实验器件:自定。
三、实验பைடு நூலகம்容
任务1、3必做,任务4选做。
1.设计一个ABC三人表决电路。表决原则:少数服从多数,但A具有一票否决权,用与非门实现。
3.设计一把数字保密锁。锁上有A、B、C三个按键,此外还有一个开锁总控制开关F。当F=0时,按键不起作用;当F=1时,锁处于开启状态。开启状态下只有同时按下B、C键时锁才可打开,按错则报警。电路器件自定。
(1共阳极数码管的结构及等效电路(2数码管的工作参数
每个笔段工作电流约10mA,工作压降约2.4V。
5.数码管驱动电路
V I =3.6V→T饱和,V CE ≈0 →Rc=(5-2.4/Ic=0.43KΩ I B>Ic/β=0.06 mA,R B<(3.7-0.7/ I B =50KΩ 6.数码显示器的设计
要求画出实验电路图(允许添加门电路),实验验证。
四.思考题
(1假设某一编码器不具有优先级别,那末它对输入信号有何要求?
五、实验原理
对不同事件编制不同的二进制代码的器件称
编码器。
图1为线-2线普通编码器的逻辑符号。注意:普通编码器限定某时刻只允许一个输入申请有效,故表中输入的取值组合均不允许出现。图2为8线-3线优先编码器的逻辑符号。其
四、思考题:(1、(2
五.实验仪器简介
(一)数字实验箱ET-3200B 1.面板设置及使用
(1电源:±12V、+5V →TTL。
(2数据开关SW 1~SW4:
置上:逻辑“1”(+5V),置下:逻辑“0”(0V)。
(3单脉冲开关:
拨动一次,插座A输出一个正脉冲,插座A输出一个负脉冲。
拨一下,插座输出
正脉冲负脉冲
ABC Y =,∑+= 61(m m Z →化简或合并“0”得ABC Z +=或逻辑
归纳得(C B A Y Z ++=
(4逻辑图与实验图
2.5编码器
一、实验目的
(1熟悉编码器的工作原理及逻辑功能。(2掌握编码器的设计方法及应用。
二、实验仪器与器件
(1实验仪器:数字实验箱,万用表。(2实验器件:自定。
1.测试74LS139的逻辑功能
2.将74LS139扩展成3线-8线译码器
3.显示器译码电路设计:代码为001时,显示“一”,代码为010时,显示“二”,代码为011时,显示“三”。
四、思考题:(1、(3
(1集成电路的各控制端能否悬空?为什么?
(3用于驱动共阳极数码管的译码驱动器,它的输出是高电平有效,还是低电平有效?驱动共阴极的呢?
D 0 ~D3 ——第三个输入变量的适当形式:原、反变量,0,1 Y为3变量组合逻辑函数
同理用8选1数据选择器可实现4变量组合逻辑函数。(2实例
用4选1数据选择器实现Y函数步骤:Z= AB + A B →0110⋅+⋅+⋅+⋅AB A B,令A 1=A,A 0=B,D 0= D3=0,D 1= D2= 1则Y = Z
二、实验仪器与器件
(1实验仪器:数字实验箱、万用表。(2实验器件:74LS00若干
三、实验内容
任务1,2必做,任务3选做。
1.用与非门组成非门、与门、或门、或非门、异或门2.用与非门组成半加器3.用与非门组成全加器
四、思考题:见教材。
用或非门实现非门、或门、与门、与非门。要求写出表达式,画出逻辑原理图。
通道地
址代码
2.数据选择器的扩展:8选1数据选择器→16选1数据选择器。
(1 16选1数据选择器逻辑符号设计(2扩展图
3.用数据选择器设计组合电路(1构成原理
如用4选1数据选择器,当=0时,输出Y的表达式为:
Y = [D0(1A 0A)+ D1(1A A 0)+ D2(A 10A)+ D3(A 1 A0)],若设:A 1、A 0 —— 2个输入变量
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