数字电子技术基础 实验指导书 电工电子实验教学中心 2018年8月
数字电子技术基础 实验指导书 电工电子实验教学中心 2018年8月
实验一门电路逻辑功能及测试 1.实验目的 (1)熟悉门电路逻辑功能： (2)熟悉数字电路实验装置及示波器的使用方法： (3)熟悉集成门电路的工作原理和主要参数 (4)熟悉集成门电路的外型、引脚排列及应用事项。 2.实验设备与器件 (1)数字示波器： (2)数字万用表： (3)数字实验台： (4)信号发生器： (5)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 3.预习要求 (1)复习门电路逻辑功能： (2)熟悉所用集成电路各引脚的用途： (3)了解双踪示波器使用方法。 4.实验内容及实验步骤 检查实验台电源是否正常，选择实验用集成电路。按自己设计好的电路接线，经指导教师检查 后方可通电实验。注意，在改动接线时要先断开电源。 (1)与非门逻辑功能测试 1)选74LS20一只，按图3.1.1接线。输入端分别接电平开关，输出端接电平显示发光二极管。 2)将电平开关按表3.1.1置位，分别测出输出电压值，并将其逻辑状态结果填入表3.1.1中
1 实验一 门电路逻辑功能及测试 1．实验目的 （1）熟悉门电路逻辑功能； （2）熟悉数字电路实验装置及示波器的使用方法; （3）熟悉集成门电路的工作原理和主要参数; （4）熟悉集成门电路的外型、引脚排列及应用事项。 2．实验设备与器件 （1）数字示波器； （2）数字万用表； （3）数字实验台； （4）信号发生器； （5）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 3．预习要求 （1）复习门电路逻辑功能； （2）熟悉所用集成电路各引脚的用途； （3）了解双踪示波器使用方法。 4．实验内容及实验步骤 检查实验台电源是否正常，选择实验用集成电路。按自己设计好的电路接线，经指导教师检查 后方可通电实验。注意，在改动接线时要先断开电源。 （1）与非门逻辑功能测试 1）选 74LS20 一只，按图 3.1.1 接线。输入端分别接电平开关，输出端接电平显示发光二极管。 2）将电平开关按表 3.1.1 置位，分别测出输出电压值，并将其逻辑状态结果填入表 3.1.1 中
Vcc 14 A 2 B 6 & C 4 图3.1.1 表3.1.1 输入（管脚号） 输出 1 2 4 5 Y 电压(V) H H H L H H H L L H H L L L H L L L L (2)异或门逻辑功能测试 1)选74LS86一只，按图3.1.2接线。输入端分别接电平开关，输出端A,B,Y接电平显示发 光二极管。 2
2 图 3.1.1 表 3.1.1 输入（管脚号） 输出 1 2 4 5 Y 电压（V） H H H H L H H H L L H H L L L H L L L L （2）异或门逻辑功能测试 1）选 74LS86 一只，按图 3.1.2 接线。输入端分别接电平开关，输出端 A，B，Y 接电平显示发 光二极管
=1 3 A 2 9 =1 8 o y 10 04 =1 6 B 图3.1.2 2)将电平开关按表3.1.2置位，分别测出输出电压值，并将其逻辑状态填入表3.1.2中。 表3.1.2 输入（管脚号） 输出 1 2 4 电压(V) H H H H L H H L L H 夕 L L L A L L L L (3)逻辑电路的逻辑关系 (1)用74LS00,按图3.1.3和3.1.4接线，将输入和输出的逻辑关系分别填入表3.1.3和3.1.4 中。 (2)写出下面两个电路的逻辑表达式。 3
3 图 3.1.2 2）将电平开关按表 3.1.2 置位，分别测出输出电压值,并将其逻辑状态填入表 3.1.2 中。 表 3.1.2 输 入（管脚号） 输 出 1 2 4 5 Y 电压（V） H H H H L H H H L L H H L L L H L L L L （3）逻辑电路的逻辑关系 （1）用 74LS00，按图 3.1.3 和 3.1.4 接线，将输入和输出的逻辑关系分别填入表 3.1.3 和 3.1.4 中。 （2）写出下面两个电路的逻辑表达式。 A B Y 8 10 00 9 6 3 5 4 2 1 =1 =1 =1 V
3 9 A 2 & P 10 & Y 2 30 12 & 11 6 & 13 & ● B 图3.1.3 6 & 01 1 3 & 3。Y 2 & 9 2 B 0 8 10 & 12 11 13 & e 图3.1.4 表3.1.3 输入 输出 Y A B Y L L L H H L H H 表3.1.4 输入 输出 A B Y Z L L L H 4
4 图 3.1.3 A Y B 图 3.1.4 表 3.1.3 表 3.1.4 输入 输出 A B Y Z L L L H 输入 输出 A B Y L L L H H L H H Y
H L H H (4)用与非门实现其它门电略 1)用与非门组成或门 用74LS00组成或门，F=A+B=A●B画出电路图，测试并填表3.1.5。 表3.1.5 输入 输出 A B F L L L H H L H H 2)用与非门组成异或门 用74LS00组成异或门，写出表达式，画出电路图，测试并填表3.1.6。 表3.1.6 输入 输出 A B F L L L H H L H H (5)用与非门控制输出 用一片74LS00按图3.1.5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
5 H L H H （4）用与非门实现其它门电路 1）用与非门组成或门 用 74LS00 组成或门， F A B A B 画出电路图，测试并填表 3.1.5。 表 3.1.5 2）用与非门组成异或门 用 74LS00 组成异或门，写出表达式，画出电路图，测试并填表 3.1.6。 表 3.1.6 （5）用与非门控制输出 用一片 74LS00 按图 3.1.5 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。 输 入 输 出 A B F L L L H H L H H 输入 输出 A B F L L L H H L H H
图3.1.5用与非门控制输出 5.实验报告 (1)按各步骤填写表格： (2)回答问题： 怎样判断门电路逻功能是否正常？ 实验二组合逻辑电路 1.实验目的 (1)学习及掌握组合逻辑电路的设计、调试方法： (2)掌握半加器和全加器的逻辑功能： (3)学会二进制数的运算规律。 2.实验设备与器件 (1)数字万用表： (2)数字实验台： (3)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 3.预习要求 (1)预习组合逻辑电路的分析方法： (2)推导由与非门和异或门构成半加器、全加器的逻辑表达式： (3)预习二进制数的运算规律。 4.实验内容及实验步骤 （1)组合逻辑电路的功能测试 6
6 图 3.1.5 用与非门控制输出 5．实验报告 （1）按各步骤填写表格； （2）回答问题： 怎样判断门电路逻辑功能是否正常？ 实验二 组合逻辑电路 1．实验目的 （1）学习及掌握组合逻辑电路的设计、调试方法； （2）掌握半加器和全加器的逻辑功能； （3）学会二进制数的运算规律。 2．实验设备与器件 （1）数字万用表； （2）数字实验台； （3）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 3．预习要求 （1）预习组合逻辑电路的分析方法； （2）推导由与非门和异或门构成半加器、全加器的逻辑表达式； （3）预习二进制数的运算规律。 4．实验内容及实验步骤 （1）组合逻辑电路的功能测试
A 12 a 13 G3 B G6 18 G4 & G2 0 2 G? 12 & 11 13 2 GS 图3.1.6用2片74LS00组成的逻辑电路 1)用2片74LS00组成如图3.1.6所示的逻辑电路，为便于接线和检查，在图中注明了芯片的型 号及各引脚对应的编号。 2)图中A、B、C接电平开关，X、接发光二极管。 3)按表3.1.7的要求填表，并写出X、2的逻辑表达式。 4)将运算结果和实验结果比较。 表3.1.7 输入 输出 ABC Y Y2 000 001 010 011 100 101 110 111 (2)测试用异或门74LS86和与非门74LS00组成的半加器的逻辑功能
7 图 3.1.6 用 2 片 74LS00 组成的逻辑电路 1)用 2 片 74LS00 组成如图 3.1.6 所示的逻辑电路，为便于接线和检查，在图中注明了芯片的型 号及各引脚对应的编号。 2）图中 A、B、C 接电平开关，Y1、Y2接发光二极管。 3）按表 3.1.7 的要求填表，并写出 Y1、Y2的逻辑表达式。 4）将运算结果和实验结果比较。 表 3.1.7 输入 输出 A Ｂ C Y1 Y2 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 （2）测试用异或门 74LS86 和与非门 74LS00 组成的半加器的逻辑功能
9 B 图3.1.7用一个集成异或门和两个与非门组成的半加器 由半加器的逻辑函数式可知，可以用一个异或门和一个与门组成半加器，因此用一个集成异或 门和两个与非门组成的半加器如图3.1.7所示 1)在数字实验台上连接电路。图中A、B接电平开关，XZ接电平显示。 2)按表3.1.8要求填表。 表3.1.8 输入 输出 AB YZ 00 01 10 11 (3)测试用异或门、与或非门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 非门和一个与非门实现。 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，写出表达式。 2)连接电路，接线时注意与或非门中不用的与门输入端接地。 3)当输入端A、、G为表3.1.9的情况时，用万用表测量S和C的电位并将其转为相应的 逻辑状态填如表。 表3.1.9 输入 输出 A B G S G 000 001 010 011 100 P
8 图 3.1.7 用一个集成异或门和两个与非门组成的半加器 由半加器的逻辑函数式可知，可以用一个异或门和一个与门组成半加器，因此用一个集成异或 门和两个与非门组成的半加器如图 3.1.7 所示 1）在数字实验台上连接电路。图中 A、B 接电平开关，Y、Z 接电平显示。 2）按表 3.1.8 要求填表。 表 3.1.8 输入 输出 A Ｂ Y Z 0 0 0 1 1 0 1 1 （3）测试用异或门、与或非门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 非门和一个与非门实现。 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，写出表达式。 2）连接电路，接线时注意与或非门中不用的与门输入端接地。 3）当输入端 Ai、Bi、Ci-1为表 3.1.9 的情况时，用万用表测量 Si和 Ci的电位并将其转为相应的 逻辑状态填如表。 表 3.1.9 输入 输出 Ai Bi Ci-1 Si Ci 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0
101 110 111 5.实验报告 (1)按各步骤填写表格： (2)总结逻辑电路的分析方法？ 实验三译码器和数据选择器 1.实验目的 (1)掌握中规模集成译码器74LS139的逻辑功能和使用方法： (2)掌握中规模集成数据选择器74LS153的逻辑功能和使用方法。 2.实验设备与器件 (1)数字示波器： (2)数字万用表： (3)数字实验台： (4)器件：74LS139 双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 3.预习要求 (1)复习译码器的工作原理及集成译码器的使用方法 (2)熟悉数据选择器的工作原理及集成数据选择器的使用方法： (3)复习集成译码器和集成数据选择器设计组合逻辑电路的方法。 4.实验内容及实验步骤 (1)译码器功能测试 将74LS139译码器按图3.1.8接线，按表3.1.10输入电平分别置数，填输出状态。 9
9 1 0 1 1 1 0 1 1 1 5．实验报告 （1）按各步骤填写表格； （2）总结逻辑电路的分析方法？ 实验三 译码器和数据选择器 1．实验目的 （1）掌握中规模集成译码器 74LSl39 的逻辑功能和使用方法； （2）掌握中规模集成数据选择器 74LSl53 的逻辑功能和使用方法。 2．实验设备与器件 （1）数字示波器； （2）数字万用表； （3）数字实验台； （4）器件：74LSl39 双 2－4 线译码器 1 片 74LSl53 双 4 选 1 数据选择器 1 片 74LS00 二输入端四与非门 l 片 3．预习要求 （1）复习译码器的工作原理及集成译码器的使用方法； （2）熟悉数据选择器的工作原理及集成数据选择器的使用方法； （3）复习集成译码器和集成数据选择器设计组合逻辑电路的方法。 4．实验内容及实验步骤 （1）译码器功能测试 将 74LSl39 译码器按图 3.1.8 接线，按表 3.1.10 输入电平分别置数，填输出状态