数字电路7大基础实验
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实验一门电路逻辑功能及测试
一、实验目的
1．了解实验箱各部分的功能，并熟悉其使用方法。
2．熟悉门电路的外形和引脚以及逻辑功能。
3．学习集成电路的测试方法及示波器使用方法。
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 四输人端双与非门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、实验箱介绍
实验箱由电源、电平显示、信号源、芯片插座、逻辑开关等部分组成。
只供学习与交流．
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1、电源部分
输出DC、+5V、+1.25V~+15V直流稳压电源各一路。两路均设有短路报警功能，电源在短路时自动将电源与已经短路的电路断开，当短路故障排除后，按下报警复位开关即可恢复供电。
2、显示部分
电平指示由10组发光二极管组成，用＋5V接电平输入时灯亮为正常。用GND（地）接电平无输出显示为正常。数字显示由2位7段LED数码管及二-十进制译码器驱动器组成。分译码输入端和段位显示输入端（高电平有效）。
3、信号源部分
分单脉冲和连续脉冲2部分，单脉冲开关为消抖动脉冲；连续脉冲分为2组，一组为4路固定频率只供学习与交流．
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脉冲，分别为200kHZ、100kHZ、50kHZ、25kHZ；另一组为：1Hz~5kHz连续可调方波。
4、逻辑电平开关
由10组逻辑电平开关组成（S0-S9），逻辑开关用于输出逻辑电平“1”和“0”。接电平指示，并左右拨动开关（H为高电平+5V，L为低电平0V），则红绿灯相应亮灯。用一组（4位）逻辑开关分别接数码显示的译码输入ABCD（8421BCD），拨动开关组合，输入0000～1001，则数码显示
为0～9。
5、集成块插座
插座为双列直插或多列直插，集成块引脚数和引脚号须与插座相符，上左下右对角一般为正、负电源（特殊除外），电源负端接GND即可（10个14脚、3个16脚、1个20脚）。
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四、实验内容
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VCC及地线不能接错。线接好后经实验指导
教师检查无误方可通电实验。实验中改动接线须先断开电
源，接好线后再通电实验。
1．测试门电路逻辑功能
（1）。选用双四输入与非门74LS20一只，插入插座
按图1．1接线、输入端接S1～S4（电平开关输出插口）。输出
D8任意一个）端接电平显示发光二级管（D1～置位，分别测输出电压及逻辑状态．1。将电平开关按表1．（2）
1
．表1
2．逻辑电路的逻辑关系
（1）．用74LS00按图1。3接线，将输人输出逻辑关系分别填人表1．3中，
表1．3
输入输出
B A
L L
只供学习与交流H L
L H
H
H
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．写出上面电路逻辑表达式．2）（．利用与非控制输出。3
接线，如图1．4 用一片74LS00 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．
1.4
图4
。表1
输出波形S
1
4、选作. 的测试，自制表格，完成对参照内容174ls86,74ls04
五、实验报告1．按各步聚要求填表并画逻辑图。
2．回答问题：）怎样判断门电路逻辑功能是否正常？（ 1
其余端什么状态时允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通（）与非门一个输人接连续脉冲．2 过？只供学习与交流．
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实验二组合逻辑电路的分析和设计
一、实验目的
1．熟识常用逻辑门的使用方法。
2。掌握组合逻辑电路的分析与测试和设计。
二、实验仪器及材料
74LS00（与非门）2片 74LS86（异或门）1片 74LS54（与或非门）1片 74LS04（六反相器）1片 74LS20（四输入端双与非门）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
1、分析、测试全加器的逻辑功能
数字电路课程设计实验报告1
序言 在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些点参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所需技术要求的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。信号发生器即由此而来，作为电子设计中常用仪器仪表，信号发生器又称信号源，可以用来产生被测电路所需特定参数的电测试信号。根据输出波形的不同，信号源可以分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。例如当要求进行系统的稳定性测量时，需使用振幅、波形、幅值等能在一定范围内进行精确调整，有很好的稳定性，有输出指示。基于信号发生器的广泛使用，对信号发生器设计的研究就显得非常有意义。 本课题是利用VHDL语言来实现计费功能的，VHDL具有与具体硬件电路无关和与设计平台无关的特性,并且具有良好的电路行为描述和系统描述的能力,并在语言易读性和层次化、结构化设计方面,表现了强大的生命力和应用潜力,因此选用VHDL语言进行编程。 本次课程设计巩固和运用了所学课程，通过理论联系实际，提高了分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力，通过对一个函数信号发生器的设计，进一步加深了对计算机原理以及数字电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉了数字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤。进一步了解了计算机组成原理与系统结构，使自己对EDA技术的学习更深入，学会用VHDL语言去控制将会使我们对本专业知识可以更好地掌握。 现在的信号发生器设计有以下几种方法： (1) 模拟直接合成法。这种方法充分利用了乘法器、除法器、混频器、滤波器和快速开关构成合成信号发生器，但是它的缺点是带宽不够高，性能差，构成信号发生器的电路体积比较庞大，而且功耗较高。
数字电路基础实验2
数字电子电路的基础实验 实验2 数据选择器及其应用 一、实验目的 1、掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法； 2、掌握用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。 二、实验原理 数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图4.22所示，图中有四路数据D0～D3，通过选择控制信号 A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Q。数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有2选1、4选1、8选1、16选1等类别。数据选择器的电路结构一般由与或门阵列组成，也有用传输门开关和门电路混合而成的。 1、八选一数据选择器74HC151 图4.22 4选1数据选择器示意图图4.23 74LS151引脚排列 表4.12 八选一数据选择器74HC151的功能表 74HC151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图4.23所示，功能如表4.12所示。选择控制端（地址端）为A2～A0，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择 一个需要的数据送到输出端Q，S为使能端，低电平有效。 1）使能端S＝1时，不论A2～A0状态如何，均无输出（Q＝0，Q＝1），多路开关被禁止。2）、使能端S＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A2、A1、A0的状态选择D0～D7中某
一个通道的数据输送到输出端Q 。 如：A 2A 1A 0＝000，则选择D 0数据到输出端，即Q ＝D 0。 如：A 2A 1A 0＝001，则选择D 1数据到输出端,即Q ＝D 1，其余类推。 2、双四选一数据选择器 74HC153 双4选1数据选择器74HC153就是在一块集成芯片上有两个4选1数据选择器。引脚排列如图4.24所示，功能如表4.13所示。 表4.13 双四选一数据选择器74HC153的功能表 图4.24 74H C153引脚功能 、2为两个独立的使能端；A 1、A 0为公用的地址输入端；1D 0～1D 3和2D 0～2D 3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Q 1、Q 2为两个输出端。 1）当使能端S 1（S 2）＝1时，多路开关被禁止，无输出，Q ＝0。 2）当使能端S 1（S 2）＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A 1、A 0的状态，将相应的数据D 0～D 3送到输出端Q 。 如：A 1A 0＝00 则选择D O 数据到输出端，即Q ＝D 0。 A 1A 0＝01 则选择D 1数据到输出端，即Q ＝D 1，其余类推。 数据选择器的用途很多，例如多通道传输，数码比较，并行码变串行码，以及实现逻辑函数等。 3、数据选择器的应用—实现逻辑函数 例4.1：用8选1数据选择器74HC151实现函数: C B C A B A F ++= 采用8选1数据选择器74HC151可实现任意三输入变量的组合逻辑函数。作出函数F 的功能表，如表4.14所示，将函数F 功能表与8选1数据选择器的功能表相比较，可知 （1）将输入变量C 、B 、A 作为8选1数据选择器的地址码A 2、A 1、A 0。 （2）使8选1数据选择器的各数据输入D 0～D 7分别与函数F 的输出值一一相对应。 即：A 2A 1A 0＝CBA ， D 0＝D 7＝0 D 1＝D 2＝D 3＝D 4＝D 5＝D 6＝1 则8选1数据选择器74HC151的输出Q 便实现了函数 C B C A B A F ++=。接线图如图4.25所示。显然，采用具有n 个地址端的数据选择实现n 变量的逻辑函数时, 应将函数的输入变量加到数据选择器的地址端(A),选择器的数据输入端（D ）按次序以函数F 输出值来赋值。
数字电路组合逻辑电路设计实验报告
数字电路组合逻辑电路设 计实验报告 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
实验三组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）
一、实验目的 1.掌握常用门电路的逻辑功能 2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法 3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法 二、实验设备与器材 Multisim 、74LS00 四输入2与非门、示波器、导线 三、实验原理 TTL集成逻辑电路种类繁多，使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查，保证实验的顺利进行。 测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。静态测试时，门电路输入端加固定的高（H）、低电平，用示波器、万用表、或发光二极管（LED）测
出门电路的输出响应。动态测试时，门电路的输入端加脉冲信号，用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。 下面以74LS00为例，简述集成逻辑门功能测试的方法。74LS00为四输入2与非门，电路图如3-1所示。74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中，共有14条外引线。使用时必须保证在第14脚上加+5V电压，第7脚与底线接好。 整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。 表3-1 74LS00与非门真值表 1.门电路的静态逻辑功能测试 静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否。实验时，可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量，加高、低电平，观测输出电平是否符合74LS00的真值表（表3-1）描述功能。
数字电路实验
实验2 组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算） 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.Dais或XK实验仪一台 2.万用表一台 3.器件：74LS00 三输入端四与非门3片 74LS86 三输入端四与或门1片 74LS55 四输入端双与或门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.学习二进制数的运算。 四、实验内容 1.组合逻辑电路功能测试。 图2－1 ⑴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。 ⑵图中A、B、C接电平开关，Y1、Y2接发光管显示。 ⑶按表2－1要求，改变A、B、C的状态填表并写出Y1、Y2逻辑表达式。 ⑷将运算结果与实验比较。
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二个与非门组成如图2－2。 图2－2 ⑴在实验仪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。 ⑵按表2－2要求改变A、B状态，填表。 3.测试全加器的逻辑功能。 ⑴写出图2－3电路的逻辑表达式。 ⑵根据逻辑表达式列真值表。 ⑶根据真值表画逻辑函数SiCi的卡诺图。 图2－3 ⑷填写表2－3各点状态。
⑸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.测试用异或、与或和非门组成的全加器的逻辑功能。 全加器可以用两个半加器和两个与门一个或门组成，在实验中，常用一块双异或门、一个与或门和一个非门实现。 ⑴画出用异或门、与或非门和与门实现全加器的逻辑电路图,写出逻辑表达式。 ⑵找出异或门、与或非门和与门器件，按自己画出的图接线。接线时注意与或非门中不用的与门输入端接地。 ⑶当输入端Ai、Bi、Ci－1为下列情况时，用万用表测量Si和Ci的电位并将其转为逻辑状态填入表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.总结组合逻辑电路的分析方法。 实验3 触发器 一、实验目的 1．熟悉并掌握R－S、D、J－K触发器的构成，工作原理和功能测试方法。 2．学会正确使用触发器集成芯片。 3．了解不同逻辑功能FF相互转换的方法。 二、实验仪器及材料 1．双踪示波器一台 2．Dais或XK实验仪一台 3．器件74LS00 二输入端四与非门1片 74LS74 双D触发器1片 74LS112 双J-K触发器1片 二、实验内容
数字电子技术基础实验
《数字电子技术基础实验》 实验报告 学院： 学号： 姓名： 专业： 实验时间： 实验地点： 2016年12月
Figure 5.51n位移位寄存器 一、实验目的及要求 编写testbench 验证Figure 5.51源代码功能，实现n位移位寄存器。 了解并熟悉移位寄存器的工作原理功能； 熟悉n位移位寄存器的逻辑功能。 所需功能：实现所需功能需要R，Clock，L，w，Q，5个变量，其中参数n 设为缺省值16，以定义触发器的个数。 当时钟信号Clock从0变为1时刻，正边沿触发器做出响应： 当L=0时，对输出结果Q进行向右移位，将w的值赋给Q的 最高位，实现移位； 当L=1时，将输入R的值寄存在Q中； 所需EDA工具及要求： Modelsim： 1、在Modelsim中建立工程，编写Figure 5.51模块的源码； 2、编写Figure 5.51的测试模块源码，对Figure 5.51进行仿真、测 试，观察仿真波形图并进行分析等； Synplify Pro： 1、使用Synplify Pro对Figure 5.51进行综合，得到RTL View、 Technology View、综合报表等，进行观察、分析等； 二、实验内容与步骤 1、在Modelsim中建立工程，编写Figure 5.51模块的源码； 本题实现的是一个n位移位寄存器，触发器对时钟信号Clock敏感，为正边沿敏感型。L实现对Q的控制，若L=1，则将R寄存到Q中；若L=0，则对Q向右移位。 如下图是一个4位移位寄存器 图表说明了该四位移位寄存器的移位过程
module shiftn (R, L, w, Clock, Q); parameter n = 16; input [n-1:0] R; input L, w, Clock; output reg [n-1:0] Q; integer k; always @(posedge Clock) if (L) Q <= R; else begin for (k = 0; k < n-1; k = k+1) Q[k] <= Q[k+1]; Q[n-1] <= w; end endmodule 这是可用于表示任意位宽的移位寄存器的代码，其中参数n设为缺省值16，以定义触发器的个数。R和Q的位宽用n定义，描述移位操作的else 分支语句用for循环语句实现，可适用于由任意多个触发器组成的移位操作。 2、编写Figure 5.51的测试模块源码，对Figure 5.51进行仿真、测试，观察仿真波形图并进行分析等； `timescale 1ns/1ns module shiftn_tb;
电路仿真实验报告
本科实验报告实验名称：电路仿真
实验1 叠加定理的验证 1.原理图编辑: 分别调出接地符、电阻R1、R2、R3、R4，直流电压源、直流电流源，电流表电压表（Group:Indicators, Family:VOLTMETER 或AMMETER）注意电流表和电压表的参考方向），并按上图连接； 2. 设置电路参数： 电阻R1=R2=R3=R4=1Ω，直流电压源V1为12V，直流电流源I1为10A。 3．实验步骤： 1）、点击运行按钮记录电压表电流表的值U1和I1； 2）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为0V，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U2和I2； 3）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为12V，
将直流电流源的电流值设置为0A，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U3和I3； 4.根据叠加电路分析原理,每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用于电路时，在该元件上产生的电流或电压的代数和。 所以，正常情况下应有U1=U2+U3,I1=I2+I3; 经实验仿真： 当电压源和电流源共同作用时，U1=-1.6V I1=6.8A. 当电压源短路即设为0V,电流源作用时，U2=-4V I2=2A 当电压源作用，电流源断路即设为0A时，U3=2.4V I3=4.8A
所以有U1=U2+U3=-4+2.4=-1.6V I1=I2+I3=2+4.8=6.8A 验证了原理 实验2 并联谐振电路仿真 2.原理图编辑: 分别调出接地符、电阻R1、R2，电容C1，电感L1，信号源V1，按上图连接并修改按照例如修改电路的网络标号； 3.设置电路参数： 电阻R1=10Ω，电阻R2=2KΩ，电感L1=2.5mH,电容C1=40uF。信号源V1设置为AC=5v，Voff=0，Freqence=500Hz。 4.分析参数设置： AC分析：频率范围1HZ—100MHZ，纵坐标为10倍频程，扫描
数字电路实验指导书
数字电路实验指导书 上海大学精密机械工程系2010年10月
目录 一、概述 二、实验一基本电路逻辑功能实验 三、实验二编码器实验 四、实验三寄存器实验 五、实验四译码器实验 六、实验五比较器实验 七、实验六加法器实验 八、实验七计数器实验 九、附录一数字电路实验基本知识 十、附录二常用实验器件引脚图 十一、附录三实验参考电路 十二、附录四信号定义方法与规则十三、附录五 DS2018实验平台介绍
前言 《数字电路A》课程是机电工程及自动化学院机械工程自动化专业和测控技术与仪器专业的学科基础必修课。课程介绍数字电路及控制系统的基本概念、基本原理和应用技术，使学生在数字电路方面具有一定的理论知识和实践应用能力。该课程是上海大学和上海市教委的重点课程建设项目和上海大学精品课程，课程教学内容和方式主要考虑了机械类专业对电类知识的需求特点，改变了电子专业类（如信息通信、电气自动化专业）这门课比较注重教授理论性和内部电路构成知识的方式，加强应用设计性实验，主要目的是让学生能在理论教学和实验中学会解决简单工程控制问题的基本方法和技巧，能够设计基本的实用逻辑电路。 本书是《数字电路A》的配套实验指导书，使用自行开发的控制系统设计实验箱，所有实验与课堂理论教学相结合，各实验之间相互关联，通过在实验箱上设计构建不同的数字电路功能模块，以验证理论教学中学到的各模块作用以及模块的实际设计方法。在所有功能模块设计结束后，可以将各模块连接在一起，配上输入输出装置，构成一个完整的工程控制系统。 为本课程配套的输入输出装置是颗粒糖果自动灌装控制和一维直线运动控制，颗粒糖果自动灌装系统的框图如下图所示： 颗粒糖果灌装系统框图 本套实验需要设计的功能模块包括：编码器、寄存器、译码器、比较器、加法器、计数器、光电编码器辩向处理电路、步进电机旋转控制环形分配电路等。
数字电子技术基础实验指导书
《电子技术基础》实验指导书 电子技术课组编 信息与通信工程学院
实验三基本门电路逻辑功能的测试 一.实验类型——验证性+设计 二.实验目的 1.熟悉主要门电路的逻辑功能； 2.掌握基本门电路逻辑功能的测试方法； 3.会用小规模集成电路设计组合逻辑电路。 三.实验原理 1.集成电路芯片介绍 数字电路实验中所用到的集成芯片多为双列直插式，其引脚排列规则如图1-1。其识别方法是：正对集成电路型号或看标记（左边的缺口或小圆点标记），从左下角开始按逆时针方向以1，2，3…依次排列到最后一脚。在标准形TTL 集成电路中，电源端Vcc一般排在左上端，接地端（GND）一般排在右下端，如74LS00。若集成芯片引脚上的功能标号为NC，则表示该引脚为空脚，与内部电路不连接。本实验采用的芯片是74LS00二输入四与非门、74LS20四输入二与非门、74LS02二输入四或非门、74LS04六非门，逻辑图及外引线排列图见图1-1。 图1-1 逻辑图及外引线排列
2.逻辑表达式: 非门 1-1 2输入端与非门 1-2 4输入端与非门 1-3 或非门 1-4 对于与非门,其输入中任一个为低电平“0”时，输出便为高电平“1”。只有当所有输入都为高电平“1”时，输出才为低电平“0”。对于TTL 逻辑电路，输入端如果悬空可看做；逻辑1，但为防止干扰信号引入，一般不悬空，可将多余的输入端接高电平或者和一个有用输入端连在一起。对MOS 电路输入端不允许悬空。对于或非门，闲置输入端应接地或低电平。 四.实验内容及步骤 1.逻辑功能测试 ①与非门逻辑功能的测试： * 将74LS20插入实验台14P 插座，注意集成块上的标记，不要插错。 * 将集成块Vcc 端与电源+5V 相连，GND 与电源“地”相连。 * 选择其中一个与非门，将其4个输入端A 、B 、C 、D 分别与四个逻辑开关相连，输出端Y 与逻辑笔或逻辑电平显示器相连，如图1-2。根据表1-1中输入端的不同状态组合，分别测出输出端的相应状态，并将结果填入其中。 ②或非门逻辑功能的测试： 表1-1
通用数字电路与数字电子技术课后答案第七章.doc
第七章 时序逻辑电路 1.电路如图P7.1所示，列出状态转换表，画出状态转换图和波形图，分析电路功能。 图P7.1 解： （1）写出各级的W.Z 。 D 1=21Q Q ，D 2=Q 1，Z=Q 2CP ( 2 ) 列分析表 ( 3 ) 状态转换表 （4 图7.A1 本电路是同步模3计数器。 2. 已知电路状态转换表如表P7.1所示，输入信号波形如图P7.2所示。若电路的初始状态为Q2Q1 = 00，试画出Q2Q1的波形图（设触发器的下降沿触发）。 Q 2 Q 1 D 2 D 1 Q 2n+1 Q 1n+1 Z 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 Q 2 Q 1 Q 2n+1 Q 1n+1 Z 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 CP 表P7.1 X Q 2 Q 1 0 1 00 01 10 11 01/1 10/0 10/0 01/1 11/1 10/0 11/0 00/1 CP X Q 1 0 Q 2 0 Z CP Q 1 0 Q 1 0 Z ( b ) Q 2 Q 1 /Z ( a ) 01/0 11/1 10/1 00/0
解：由状态转换表作出波形图 3. 试分析图P7.3所示电路，作出状态转换表及状态转换图，并作出输入信号为0110111110相应的输出波形（设起始状态Q 2Q 1 = 00 ）。 ( a ) ( b ) 解：（1）写W.Z 列分析表 J 1 = XQ 2 J 2 = X Z =12Q Q X K 1 = X K 2 =1Q X ( 2 ) 作出状态转换表及状态转换图 X Q 2 Q 1 0 1 00 01 00/1 00/1 10/1 11/1 X Q 2 Q 1 J 2 K 2 J 1 K 1 Q 2n+1 Q 1n+1 Z 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 CP X 图P7.3 CP X Q 1 0 Q 1 0 Z 图P7.A2 0 /1 0 /1 0 /1 1/1 1/1 0/1 01 11 00
数字电路组合逻辑电路设计实验报告
实验三组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）
一、实验目的 1.掌握常用门电路的逻辑功能 2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法 3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法 二、实验设备与器材 Multisim 、74LS00 四输入2与非门、示波器、导线 三、实验原理 TTL集成逻辑电路种类繁多，使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查，保证实验的顺利进行。 测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。静态测试时，门电路输入端加固定的高（H）、低电平，用示波器、万用表、或发光二极管（LED）测出门电路的输出响应。动
态测试时，门电路的输入端加脉冲信号，用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。 下面以74LS00为例，简述集成逻辑门功能测试的方法。74LS00为四输入2与非门，电路图如3-1所示。74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中，共有14条外引线。使用时必须保证在第14脚上加+5V电压，第7脚与底线接好。 整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。 表3-1 74LS00与非门真值表 1.门电路的静态逻辑功能测试 静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否。实验时，可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量，加高、低电平，观测输出电平是否符合74LS00的真值表（表3-1）描述功能。 测试电路如图3-2所示。试验中A、B输入高、低电平，由数字电路实验箱中逻辑电平产生电路产生，输入F可直接插至逻辑电平只是电路的某一路进行显示。
仿真示意 2.门电路的动态逻辑功能测试 动态测试用于数字系统运行中逻辑功能的检查，测试时，电路输入串行数字信号，用示波器比较输入与输出信号波形，以此来确定电路的功能。实验时，与非门输入端A加一频率为
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【最新整理，下载后即可编辑】 数字逻辑实验报告、总结 专业班级：计算机科学与技术3班 学号：41112115 姓名：华葱 一、 实验目的 1． 熟悉电子集成实验箱的基本结构和基本操作 2． 通过实验进一步熟悉各种常用SSI 块和MSI 块的结构、 各管脚功能、工作原理连接方法 3． 通过实验进一步理解MSI 块的各输入使能、输出使能的 作用（存在的必要性） 4． 通过实验明确数字逻辑这门课程在计算机专业众多课 程中所处的位置，进一步明确学习计算机软硬件学习的 主线思路以及它们之间的关系学会正确学习硬件知识 的方法。 二、 实验器材 1． 集成电路实验箱 2． 导线若干 3． 14插脚、16插脚拓展板 4． 各种必要的SSI 块和MSI 块 三、 各次实验过程、内容简述 （一） 第一次实验：利用SSI 块中的门电路设计一个二进制一 位半加器 1. 实验原理：根据两个一位二进制数x 、y 相加的和与 进位的真值表，可得：和sum=x 异或y ，进位C out =x ×y 。相应电路： 2. 实验内容： a) 按电路图连接事物，检查连接无误后开启电源 b) 进行测试，令 y>={<0,0>,<0,1>,<1,0>,<1,1>}，看输出位sum 和C out 的变化情况。 c) 如果输出位的变化情况与真值表所述的真值相 应，则达到实验目的。 （二） 第二次实验：全加器、74LS138译码器、74LS148编码器、 74LS85比较器的测试、使用，思考各个输入、输出使能 端的作用 1. 实验原理： a) 全加器 i. 实验原理： 在半加器的基础上除了要考虑当前两个二进制为相 加结果，还要考虑低位（前一位）对这一位的进位 问题。由于进位与当前位的运算关系仍然是和的关 系，所以新引入的低位进位端C in 应当与当前和sum 再取异或，而得到真正的和Sum ；而进位位C out 的 产生有三种情况： 『数字电子技术基础实验指导书』 实验一实验设备认识及门电路 一、目的： 1、掌握门电路逻辑功能测试方法； 2、熟悉示波器及数字电路学习机的使用方法； 3、了解TTL器件和CMOS器件的使用特点。 二、实验原理 门电路的静态特性。 三、实验设备与器件 设备 1、电路学习机一台 2、万用表两快 器件 1、74LS00 一片（四2输入与非门） 2、74LS04 一片（六反向器） 3、CD4001 一片（四2输入或非门） 四、实验内容和步骤 1、测试74LS04的电压传输特性。按图1—1连好线路。调节电位器，使V I 在0~+3V间变化， 记录相应的输入电压V 1和输入电压V 的值。至少记录五组数据，画出电压传输特性。 2、测试四二输入与非门74LS00的输入负载特性。测试电路如图1—2所示。请用万用表测 试，将V I 和V O 随R I 变化的值填入表1—1中,画出曲线。 表1－1 3、测试与非门的逻辑功能。 测量74LS00二输入与非门的真值表：将测量结果填入表1—2中。 表1—2 4、测量CD4001二输入或非门的真值表，将测量结果填入表1-2中。 注意CMOS 电路的使用特点：应先加入电源电压，再接入输入信号；断电时则相反，应先测输入信号，再断电源电压。另外，CMOS 电路的多余输入端不得悬空。 五、预习要求 1、阅读实验指导书，了解学习机的结构； 2、了解所有器件（74LS00，74LS04，CD4001）的引脚结构； 3、TTL 电路和CMOS 电路的使用注意事项。 图1－1 图1－2 300V O 一、实验目的 1、学习并掌握小规模芯片（SSI）实现各种组合逻辑电路的方法； 2、学习用仪器检测故障，排除故障。 二、实验原理 用门电路设计组合逻辑电路的方法。 三、实验内容及要求 1、用TTL与非门和反向器实现“用三个开关控制一个灯的电路。”要求改变任一开关状态都能控制灯由亮到灭或由灭到亮。试用双四输入与非门74LS20和六反向器74LS04和开关实现。测试其功能。 2、用CMOS与非门实现“判断输入者与受血者的血型符合规定的电路”，测试其功能。 要求如下： 人类由四种基本血型— A、B、AB、O型。输血者与受血者的血型必须符合下述原则；O 型血可以输给任意血型的人，但O型血的人只能接受O型血；AB型血只能输给AB型血的人，但AB血型的人能够接受所有血型的血；A型血能给A型与AB型血的人；而A型血的人能够接受A型与O型血；B型血能给B型与AB型血的人，而B型血的人能够接受B型与O型血。试设计一个检验输血者与受血者血型是否符合上述规定的逻辑电路，如果输血者的血型符合规定电路，输出高电平（提示：电路只需要四个输入端，它们组成一组二进制数码，每组数码代表一对输血与受血的血型对）。 约定“00”代表“O”型 “01”代表“A”型 “10”代表“B”型 “11”代表“AB”型 3、TTL与非门和反向器实现一组逻辑电路，其功能自行选定。 四、实验设备及器件 1、数字电路学习机一台 2、74LS20 三片（双四输入与非门） 3、74LS04 一片（六反向器） 4、CD4011 两片（四二输入与非门） 五、预习要求 1、自行设计电路，画出接线图（用指定器件设计）。 2、制定测试逻辑功能方案，画出必要的表格。 实验一 逻辑门电路 一、与非门逻辑功能的测试 74LS20（双四输入与非门） 仿真结果 二、 或非门逻辑功能的测试 74LS02（四二输入或非门） 仿真结果： 三、与或非门逻辑功能的测试 74LS51（双二、三输入与或非门） 仿真结果： 四、异或门逻辑功能的测试 74LS86（四二输入异或 门）各一片 仿真结果： 二、思考题 1. 用一片74LS00实现Y = A+B 的逻辑功能 ； 2. 用一片74LS86设计 一个四位奇偶校验电路； 实验二 组合逻辑 电路 一、分析半加器的逻辑功能 二. 验证 的逻辑功能 4.思考题 （1）用两片74LS138 接成四线-十六线译码器 0000 0001 0111 1000 1111 （2）用一片74LS153接成两位四选一数据选择器； （3）用一片74LS153一片74LS00和接成一位全加器 （1）设计一个有A、B、C三位代码输入的密码锁（假设密码是011），当输入密码正确时，锁被打开（Y1=1），如果密码不符，电路发出报警信号（Y2=1）。 以上四个小设计任做一个，多做不限。 还可以用门电路搭建 实验三触发器及触发器之间的转换 1.D触发器逻辑功能的测试(上升沿) 仿真结果; 2.JK触发器功能测试（下降沿） Q=0 Q=0略 3.思考题： （1） （2） （3）略 实验四寄存器与计数器 1.右移寄存器（74ls74 为上升沿有效） 2.3位异步二进制加法，减法计数器（74LS112 下降沿有效） 也可以不加数码显示管 3.设计性试验 （1）74LS160设计7进制计数器（74LS160 是上升沿有效，且异步清零，同步置数）若采用异步清零： 若采用同步置数： （2）74LS160设计7进制计数器 略 （3）24进制 83进制 注意：用74LS160与74LS197、74LS191是完全不一样的 实验五555定时器及其应用 1.施密特触发器 数字电路与逻辑设计基础实验 任课教师：陈志坚 实验名称：触发器（实验七） 云南大学信息学院 一、实验目的 ⑴学习触发器逻辑功能的测试方法 ⑵进一步熟悉RS触发器、集成D触发器和JK触发器的逻辑功能及其触发方式二、实验器材 ⑴直流稳压电源、数字逻辑实验箱 ⑵74LS00、74LS74、74LS76 三、实验内容和仿真 1．基本RS触发器 基本RS触发器用与非门74LS00构成，按图7-1接好线。在输入端加上不同的信号，通过发光二极管观察电路输出端的状态。把结果填入自制的表中。 图7-1 基本RS触发器图7-2 D触发器的预置和清零功能 用带预置和清除的双D型触发器74LS74来测试上升沿触发集成D型触发器的逻辑功能。先按图7-2接线，在时钟脉冲的不同电平状态，改变预置端PRE 和清除端CLR的信号，通过发光二极管观察触发器的输出状态。把结果填入自制的表中。然后，按图7-3接线，测试D触发器的逻辑功能。 在D触发器的逻辑功能测试中，先将数据输入端D分别置入“0”或“1”，再用清零端CLR和预置端PRE分别将触发器的输出端清除为“0”或置位为“1”，最后再用单脉冲按钮向触发器的时钟输入端CLK发出脉冲的上升边沿和下降边沿，同时观察电路输出端Q的输出状态，把结果填入表7-1中。 注意：清零和置位之后，清除端CLK和预置端PRE必须置成“1”状态。 图7-3 D触发器逻辑功能测试7-4 JK触发器清除和预置功能的测试 D触发器仿真（1） D触发器仿真（2 1 3．JK触发器 用带预置和清除的双JK触发器74LS76来测试下降沿触发集成JK触发器的逻辑功能。先按图7-4接线，改变预置端PRE和清除端CLR的信号，通过发光二极管观察触发器Q输出端的输出状态。把结果填入自制的表中。然后，按图7-5接线，测试JK触发器的逻辑功能。 图7-5 JK触发器逻辑功能测试 实验四简易数字钟下载 1、实验目的 1）学习掌握数字系统综合设计方法。 2）学习掌握层次设计方法。 3）学习掌握设计下载方法。 4）学习掌握实验系统使用方法。 2、实验原理 数字钟是对输入时基秒脉冲进行计数，依次输出秒数值、分数值、小时数值，从而确定时钟时间，其原理框图如下图所示。 Image 简易数字钟原理图 简易数字钟原理图 实际的数字钟设计中还需要增加年月日的功能，这里框图中 也省略了校时功能的结构。 3、实验内容 1）选择XC2S200PQ208器件建立一个新的工程。 2）在上述工程中，采用VHDL语言的方法设计上述简易数字钟。 3)参考实验系统使用说明，按下列要求锁定引脚。秒、分钟、小时由实验系统的J1、J2输出，显示输出的时分秒间隔一位数码管。时钟输入由J7的1脚输入。 4）下载编程并验证设计结果。 4、实验设备 1）清华同方PⅣ 2.4G\256M60G 2）ISE 6.2i—Windows软件系统 3）多功能EDA实验系统(V型) 5、实验步骤 1）写出简易数字钟的设计程序。 2）画出简易数字钟的仿真波形。 3）将程序下载到芯片中。 a.首先点击菜单Assignments->Device，选择Device family->Cyclone IV E，然后选择芯片型号Available device->EP4CE6F17C8。 b.进行管脚锁定，选择菜单Assignments->Pin Planner，在Location列下为输入\输出变量选择对应的管脚进行锁定。 c．选择快捷菜单进行编译Start Compilation，生成下载文件。 d．点击Tools->Programmer e.点击Add Device，在Device->Cyclone IVE中，选择Device 成都理工大学实验报告 课程名称：数字通信原理 姓名：__________________学号：______________ 成绩：____ ___ 实验三Matlab的数字调制系统仿真实验（参考） 1 数字调制系统的相关原理 数字调制可以分为二进制调制和多进制调制，多进制调制是二进制调制的推广，主要讨论二进制的调制与解调，简单讨论一下多进制调制中的差分相位键控调制（M-DPSK）。 最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控（2-ASK）、移频键控（2-FSK）和移相键控（2-PSK 和2-DPSK）。下面是这几种调制方式的相关原理。 1.1 二进制幅度键控（2-ASK） 幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1 或0 的控制下通或断，在信号为1 的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0 的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1 和0。 幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的，其最简单的形式是，载波在二进制调制信号控制下通断，此时又可称作开关键控法(OOK)。多电平MASK调制方式是一种比较高效的传输方式，但由于它的抗噪声能力较差，尤其是抗衰落的能力不强，因而一般只适宜在恒参信道下采用。 2-ASK 信号功率谱密度的特点如下： （1）由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定； （2）已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。 1.2 二进制频移键控（2-FSK） 数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK 第七章习题 一、选择题 1.集成D/A 转换器DAC0832含有 个寄存器。 A.1 B.2 C.3 D.4 2．一个无符号8位数字量输入的DAC ，其分辨率为 位。 A.1 B.3 C.4 D.8 3．一个无符号10位数字输入的DAC ，其输出电平的级数为 。 A.4 B.10 C.1024 D.210 4．一个无符号4位权电阻DAC ，最低位处的电阻为40K Ω，则最高位处电阻为 。 A.4K Ω B.5K Ω C.10K Ω D.20K Ω 5．4位倒T 型电阻网络DAC 的电阻网络的电阻取值有 种。 A.1 B.2 C.4 D.8 6．为使采样输出信号不失真地代表输入模拟信号，采样频率f s 和输入模拟信号的最高频率 f ax Im 的关系是 。 A. f s ≥f ax Im B. f s ≤f ax Im C. f s ≥2f ax Im D. f s ≤2f ax Im 7．将一个时间上连续变化的模拟量转换为时间上断续（离散）的模拟量的过程称为 。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 8．用二进制码表示指定离散电平的过程称为 。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 9．将幅值上、时间上离散的阶梯电平统一归并到最邻近的指定电平的过程称为 。 A.采样 B.量化 C.保持 D.编码 10．若某ADC 取量化单位△=81REF V ，并规定对于输入电压I u ，在0≤I u ＜8 1REF V 时，认为输入的模拟电压为0V ，输出的二进制数为000，则 85REF V ≤I u ＜86REF V 时，输出的二进制数为 。 A.001 B.101 C.110 D.111 11．以下四种转换器， 是A/D 转换器且转换速度最高。 A.并联比较型 B.逐次逼近型 C.双积分型 D.施密特触发器 二、判断题（正确打√，错误的打×） 1.D/A 转换器的建立时间是反映转换速度的一个参数。（ ） 数字电子设计 客房呼叫器 学院：通化师范学院 专业班级：物理系11级二班 小组成员：黄琳杰呼永建王继洋马一剑周建伟刘启宇郑伟清李楠楠 指导老师：李东康 时间：2013年12月3日 前言 物理实验是人们根据科学研究的目的，利用仪器设备人为地控制模拟自然现象，排除干扰突出主要因素，在有利条件下观察研究自然规律的活动。 因此，物理实验可以简化纯化研究对象和过程，可以强化研究条件，可以控制或再现和重复物理过程。物理实验有多种类型在本次试验设计中，我们采取模拟试验的方式来用数字电路设计餐厅客房服务器。 设计目的与要求 1．选用十个开关模拟某餐厅的十个包房，应用数字电路设计一个客房呼叫器。 2．用数码管显示呼叫服务的客房编号。 发挥部分：试想一下，若存在十个以上包房应如何设计。 总体框图 设计想法 1. 整体设计思路：根据对设计要求的分析，可以将整个呼叫器的逻辑电路划分为编码器，代码转换电路和数码显示电路三个部分。 2. 整体设计流程： a 编码器将客房给出的开关输入编成对应的二进制代码 b 代码转换电路将编码器输出的编码转换为七段显示译码器在显示时所要求的输入代码。 c 用一个数码管显示呼叫信号的号码。 选择器件 74ls147优先编码器管脚图和功能真值表 优先编码器是当多个输入端同时有信号时，电路只对其中优先级别最高的输入信号进行编码，常用的集成优先编码器IC有10线-4线，8线-3线两种。10线-4线优先编码器常见的型号为54/74LS147,54/74147, 3线-8线优先编码器常见的型号为54/74148,54/74LS148. 下面我们以74ls147为例介绍优先编码器功能如图一所示 第九个脚NC为空74ls147优先编码器有九个输入端和四个输出端，某个输入端为0，代表输入某个十进制数当九个输入端全为1时，代表输入的十进制数为0. 74ls147优先编码器的输入端和输出端都是低电平有效即某一个输入端低电平0时，四个输出端就以低电平0的输出其对应的8421 BCD编码，当九个输入全为1时，4个输出也全为1呆比啊输入十进制数0的8421 BCD编码输出。 数字电路实验课程教学大纲 一、课程的基本信息 适应对象：电子科学与技术电子信息工程通信工程 课程代码：AAD00813 学时分配：16 赋予学分：1 先修课程：电路分析低频电子线路 后续课程：信号系统单片机原理与接口技术 二、课程性质与任务 数字电路实验为专业基础实验，面向电子信息工程、电子科学与技术、通信工程专业开设的独立设置的实验课程及课内实验。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。 三、教学目的与要求 本课程是一门集理论与实践与一体的课程。学生通过本课程的学习，能够掌握各种基本逻辑门电路的结构和功能；掌握各种组合逻辑电路的分析和设计方法；熟悉常用的触发器，并会对常用的时序电路进行分析；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。 四、教学内容与安排 实验项目设置与内容提要 虚拟实验项目设置与内容提要 五、教学设备和设施 DZX-1 电子学综合实验装置示波器数字电路虚拟实验系统 六、课程考核与评估 实验成绩由虚拟实验成绩、平时实验成绩和考核成绩组成，虚拟实验成绩占20%，平时实验成绩占50%，考核成绩占30%。平时实验成绩由实验操作成绩和实验报告成绩组成，实验操作成绩占平时实验成绩的70%；实验报告成绩占平时实验成绩的30%。实验操作主要考察学生对实验电路的设计难易程度、电路连接调试、问题解决的能力，是否能够达到设计要求；实验报告主要考察学生对实验涉及的理论知识的掌握，对实验得到的结论和现象是否能够正确理解和分析，并能够合理的解释实验中出现的问题，正确判断实验的成功、失败。 数字电子电路的基础实验 实验3 触发器及其应用 一、实验目的 1、掌握基本RS 、JK 、D 和T 触发器的逻辑功能； 2、掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法； 3、掌握触发器之间相互转换的方法。 二、实验原理 触发器具有两个稳定状态，分别表示逻辑状态“1”和“0”。在一定的外界信号作用下，它可以从 一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。 1、 基本RS 触发器 图4.29为由两个与非门交叉耦合构成的基本RS 触发器，它是无时钟控制低电平直接触发的触发器。基本RS 触发器具有置“0”、置“1”和“保持”三种功能。通常称S 为置“1”端，因为S ＝0（R ＝1）时触发器被置“1”；R 为置“0”端，因为R ＝0（S ＝1）时触发器被置“0”，当S ＝R ＝1时状态保持；S ＝R ＝0时，触发器状态不定，应避免此种情况发生，表4.18为基本RS 触发器的功能表。基本RS 触发器。也可以用两个“或非门”组成，此时为高电平触发有效。 2、JK 触发器 在输入信号为双端的情况下，JK 触发器是功能完善、使用灵活和通用性较强的一种触发器。本实验采用74HC112双JK 触发器，是下降边沿触发的边沿触发器。引脚功能及逻辑符号如图4.30所示。JK 触发器的状态方程为：Q n+1 ＝J Q n ＋K Q n 表4.18 基本RS 触发器的功能表 图4.29 基本RS 触发器 J 和K 是数据输入端，是触发器状态更新 的依据，若J 、K 有两个或两个以上输入端时， 组成“与”的关系。Q 与Q 为两个互补输出 端。通常把 Q ＝0、Q ＝1的状态定为触 发器“0”状态；而把Q ＝1，Q ＝0定为 “1”状态下降沿触发JK 触发器的功能如 表4.19所示。 注：×为 任意态, ↓为高到低电平跳变, 图4.30 74HC112的引脚排列图及逻辑符号数字电子技术基础实验指导书
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