数字电路实验课程
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2
Y=ABCD
74LS20 二4输入与非门
3
74LS86 四2 输入异或门
4
Y=AB
74LS00 四2 输入与非门
5
实验一 门电路逻辑功能及测V试cc
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 验接线图接好连线，特别 注意及地线不能接错。实
❖ 用一片74LS00按
S
1&
5& 34
6
图1.5接线。S接任
Y 一电平开关，用示
波器观察S对输出
2
脉冲的控制作用。
图 1.5
12
5. 与非门测试平均延迟时间
❖ 采用环路振荡法测量tpd，输入端A接入 100kHz的固定脉冲，用双踪示波器观察输 入端A和输出端Y的波形，并测量它们之间 的相位差，计算每个门电路的平均延迟时 间tpd。
实验要求
❖当堂交实验交实验报告（第一 个下一次课交）
❖不允许迟到，不早退 ❖爱护仪器，损坏仪器要赔偿！
1
实验简介
❖ 验证性实验---要求自己能验证(预习报告) ❖ 一共八个实验，第一个实验报告和第二
个的一起交，前七个每个10分，最后一 个30分，一共100分 ❖ 三部分：输入---逻辑电平；数字电路核 心---TTL芯片；输出---电平指示，示波 器，数码显示
❖ 多数赞成决议通过，反之决议未通过，表 决结果用二极管电平指示灯显示
❖ 若用A、B、C、D表示表决的四人，用Y表 示表决的结果，写出四人表决电路的逻辑 表达式
❖ 画出逻辑电路图。 ❖ 在实验箱上按设计的电路图进行接线 ❖ 自拟步骤，测试结果填到表格中。
25
四人表决电路的卡诺图
26
课后习题
❖ 总结组合逻辑电路的分析方法和设计方法。
❖ 二进制的运算 ❖ 熟悉组合逻辑电路的分析方法
17
1. 组合逻辑电路功能测试
用两片74LS00芯片组成如图电路，为便于接 线与检查，已经给出芯片的编号与引脚。 （1）A、B、C接S0-S9逻辑电平中任意三个。 （2）改变输入端A、B和C的逻辑状态，测试
输出Y1和Y2的值，完成表2.1。 （3）写出输出端Y1和Y2的逻辑表达式。
2
&
35
&
9 6
&
12 8
&
11 1
&
34
&
6
11 41
1
1
10
13
图 1.6
2 2
2 5
6. 用与非门组成其它门电路
v 用二输入端四与非门74LS00组成同或门 （1）写出同或门表达式转化为与非门逻辑表达
式 （2）画出逻辑电路图将与非门转化成同或门的
逻辑电路图 （3）自拟实验步骤，将测试结果填入表1.4中
7
表1.1
2、异或门逻辑功能测试
❖ 选二输入端四异或门电路74LS86，如图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。
❖ 将电平开关按表1.2置位，将结果填入表中。
A =1
B C =1
D
X =1
Y
Z
图 1.2
8
表1.2
3、测试逻辑电路的逻辑函数关系
A
1 &
表3.1
31
2、译码器应用
❖ 将双2-4线译码器转换为3-8线译码器 ❖ 画出转换电路图。 ❖ 在学习机上接线并验证设计是否正确。 ❖ 设计并填写该3-8译码器功能表，画出输入、
输出波形。
32
3、数据选择器的测试
❖ 将双4选1数据选择器 74LS153参照图3.3接 线，测试其功能并填 写功能表
❖ 将学习机脉冲信号源 中固定脉冲4个不同频 率号接到数据选择器4 个输入端，
❖ 选择端置位，使输出 端可分别观察到4种不 同频率脉冲信号，分 析上述实验结果并总 结数据选择器作用
& 2 Si
& 1
AiBi Bi
& 2 X3
AiBi+AiBiCi-1
& 3
Ci
图 2.3
Ai & 1
Bi
Ci-1
& 1
& X2 2
&
&
1
&
X1
2
2 Si
&
&
2 X3
1
& 3 Ci
图 2.3
3、测试全加器的逻辑功能
1. 写出图2.3电路的 逻辑表达式
2. 填写表2.3
表2.3
24
设计四人表决电路
27
实验三 译码器和数据选择器
实验目的 1. 熟悉译码器的逻辑功能。 2. 掌握数据选择器的逻辑功能 3. 掌握集成译码器和数据选择器的应用
28
74LS139译码器芯片引脚图
29
74LS153数据选择器芯片引脚图 30
1、译码器功能测试
图2.4
❖ 将74LS139译码器按 图2.4接线，按表3.1 输入电平分别置位， 填输出状态表。
18
1
A
&
13 2
1
3
B
&
2
2
C
13 & 11
12 1
4& 6
1 5
Y1
wenku.baidu.com9 &
8
10 1
Y 9&
8
4 & 6 10 2
Y2
52 Y
图 2.1
19
表2.1
20
2、测试用异或门（74LS86）和与非门 组成的半加器的逻辑功能
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，故半加器可用一个集成异或门和两个与非门组
1 14
2& 6 4 57
Y
V
验中改动接线需断开电源，
接好线后再通电实验。
图 1.1
6
1、测试门电路逻辑功能
选用双四输入与非 门74LS20一只，插 入面包板，按图1.1 接线、输入端接S1－ S4（电平开关输出插 口），输出端D1 － D8接显示发光二极管 （任意一个）
v 将电平开关按表1.1 置位，分别测输出电 压及逻辑状态。
AB
4 &6
51
9
1& 3 22 Y
B
13 2
& 18
10
图 1.3
12 & 11 13 1 Z
填表1.3，写出逻辑表达式
9
表 1.3
10
4、利用与非门控制输出
❖ 用一片74LS00按
1&
3 Y
图1.4接线。S接任 一电平开关，用示
S
21
波器观察S对输出
脉冲的控制作用。
图 1.4
11
4、利用与非门控制输出
YA BA B A B•AB
表 1.4
6. 回答问题
v 怎样判断门逻辑功能是否正常？ v 与非门一个接连续脉冲，其余状态什么时候
允许脉冲通过？什么时候禁止脉冲通过？ v 异或门又叫可控反相门，为什么？
16
实验二 组合逻辑电路的设计 及功能测试
预习要求： ❖ 组合逻辑电路的分析方法
❖ 用与非门和异或门构成的半加器、 全加器的工作原理
成如图2.2。在学习机上用异或门和与门接成以上电路。A、B接
电平开关S，Y、Z接电平显示，按表2.2要求改变A、B状态，填
表。
A1 =1
B2
3
S 10
1& 2
3
4&6
2 图2.2 5 2 C
表2.2
21
Ai & 1
Bi
Ci-1
& AiBi Ai 1
& X2 2
AiBi+AiBi
AiBi
&
1
&
X1
2
Y=ABCD
74LS20 二4输入与非门
3
74LS86 四2 输入异或门
4
Y=AB
74LS00 四2 输入与非门
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实验一 门电路逻辑功能及测V试cc
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 验接线图接好连线，特别 注意及地线不能接错。实
❖ 用一片74LS00按
S
1&
5& 34
6
图1.5接线。S接任
Y 一电平开关，用示
波器观察S对输出
2
脉冲的控制作用。
图 1.5
12
5. 与非门测试平均延迟时间
❖ 采用环路振荡法测量tpd，输入端A接入 100kHz的固定脉冲，用双踪示波器观察输 入端A和输出端Y的波形，并测量它们之间 的相位差，计算每个门电路的平均延迟时 间tpd。
实验要求
❖当堂交实验交实验报告（第一 个下一次课交）
❖不允许迟到，不早退 ❖爱护仪器，损坏仪器要赔偿！
1
实验简介
❖ 验证性实验---要求自己能验证(预习报告) ❖ 一共八个实验，第一个实验报告和第二
个的一起交，前七个每个10分，最后一 个30分，一共100分 ❖ 三部分：输入---逻辑电平；数字电路核 心---TTL芯片；输出---电平指示，示波 器，数码显示
❖ 多数赞成决议通过，反之决议未通过，表 决结果用二极管电平指示灯显示
❖ 若用A、B、C、D表示表决的四人，用Y表 示表决的结果，写出四人表决电路的逻辑 表达式
❖ 画出逻辑电路图。 ❖ 在实验箱上按设计的电路图进行接线 ❖ 自拟步骤，测试结果填到表格中。
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四人表决电路的卡诺图
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课后习题
❖ 总结组合逻辑电路的分析方法和设计方法。
❖ 二进制的运算 ❖ 熟悉组合逻辑电路的分析方法
17
1. 组合逻辑电路功能测试
用两片74LS00芯片组成如图电路，为便于接 线与检查，已经给出芯片的编号与引脚。 （1）A、B、C接S0-S9逻辑电平中任意三个。 （2）改变输入端A、B和C的逻辑状态，测试
输出Y1和Y2的值，完成表2.1。 （3）写出输出端Y1和Y2的逻辑表达式。
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35
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9 6
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12 8
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11 1
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1
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图 1.6
2 2
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6. 用与非门组成其它门电路
v 用二输入端四与非门74LS00组成同或门 （1）写出同或门表达式转化为与非门逻辑表达
式 （2）画出逻辑电路图将与非门转化成同或门的
逻辑电路图 （3）自拟实验步骤，将测试结果填入表1.4中
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表1.1
2、异或门逻辑功能测试
❖ 选二输入端四异或门电路74LS86，如图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。
❖ 将电平开关按表1.2置位，将结果填入表中。
A =1
B C =1
D
X =1
Y
Z
图 1.2
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表1.2
3、测试逻辑电路的逻辑函数关系
A
1 &
表3.1
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2、译码器应用
❖ 将双2-4线译码器转换为3-8线译码器 ❖ 画出转换电路图。 ❖ 在学习机上接线并验证设计是否正确。 ❖ 设计并填写该3-8译码器功能表，画出输入、
输出波形。
32
3、数据选择器的测试
❖ 将双4选1数据选择器 74LS153参照图3.3接 线，测试其功能并填 写功能表
❖ 将学习机脉冲信号源 中固定脉冲4个不同频 率号接到数据选择器4 个输入端，
❖ 选择端置位，使输出 端可分别观察到4种不 同频率脉冲信号，分 析上述实验结果并总 结数据选择器作用
& 2 Si
& 1
AiBi Bi
& 2 X3
AiBi+AiBiCi-1
& 3
Ci
图 2.3
Ai & 1
Bi
Ci-1
& 1
& X2 2
&
&
1
&
X1
2
2 Si
&
&
2 X3
1
& 3 Ci
图 2.3
3、测试全加器的逻辑功能
1. 写出图2.3电路的 逻辑表达式
2. 填写表2.3
表2.3
24
设计四人表决电路
27
实验三 译码器和数据选择器
实验目的 1. 熟悉译码器的逻辑功能。 2. 掌握数据选择器的逻辑功能 3. 掌握集成译码器和数据选择器的应用
28
74LS139译码器芯片引脚图
29
74LS153数据选择器芯片引脚图 30
1、译码器功能测试
图2.4
❖ 将74LS139译码器按 图2.4接线，按表3.1 输入电平分别置位， 填输出状态表。
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&
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C
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Y1
wenku.baidu.com9 &
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Y 9&
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4 & 6 10 2
Y2
52 Y
图 2.1
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表2.1
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2、测试用异或门（74LS86）和与非门 组成的半加器的逻辑功能
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，故半加器可用一个集成异或门和两个与非门组
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2& 6 4 57
Y
V
验中改动接线需断开电源，
接好线后再通电实验。
图 1.1
6
1、测试门电路逻辑功能
选用双四输入与非 门74LS20一只，插 入面包板，按图1.1 接线、输入端接S1－ S4（电平开关输出插 口），输出端D1 － D8接显示发光二极管 （任意一个）
v 将电平开关按表1.1 置位，分别测输出电 压及逻辑状态。
AB
4 &6
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1& 3 22 Y
B
13 2
& 18
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图 1.3
12 & 11 13 1 Z
填表1.3，写出逻辑表达式
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表 1.3
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4、利用与非门控制输出
❖ 用一片74LS00按
1&
3 Y
图1.4接线。S接任 一电平开关，用示
S
21
波器观察S对输出
脉冲的控制作用。
图 1.4
11
4、利用与非门控制输出
YA BA B A B•AB
表 1.4
6. 回答问题
v 怎样判断门逻辑功能是否正常？ v 与非门一个接连续脉冲，其余状态什么时候
允许脉冲通过？什么时候禁止脉冲通过？ v 异或门又叫可控反相门，为什么？
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实验二 组合逻辑电路的设计 及功能测试
预习要求： ❖ 组合逻辑电路的分析方法
❖ 用与非门和异或门构成的半加器、 全加器的工作原理
成如图2.2。在学习机上用异或门和与门接成以上电路。A、B接
电平开关S，Y、Z接电平显示，按表2.2要求改变A、B状态，填
表。
A1 =1
B2
3
S 10
1& 2
3
4&6
2 图2.2 5 2 C
表2.2
21
Ai & 1
Bi
Ci-1
& AiBi Ai 1
& X2 2
AiBi+AiBi
AiBi
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1
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