数字电路实验报告

1、数字电路实验报告 姓名：张珂 班级：10级8班 学号：2010302540224实验一：组合逻辑电路分析一实验用集成电路引脚图1 74LS00集成电路2 74LS20集成电路二、实验内容1、组合逻辑电路分析逻辑原理图如下：图1.1组合逻辑电路分析电路图说明：ABCD按逻辑开关“1”表示高电平，“0”表示低电平；逻辑指示灯：灯亮表示“1”，灯不亮表示“0”。真值表如下：ABCDY00000000100010000111010000101001100011111000010010101001011111001110111110111111表1.1 组合逻辑电路分析真值表实验分析：由实验逻辑电路图可

2、知：输出X1=AB+CD ，同样，由真值表也能推出此方程，说明此逻辑电路具有与或功能。2、密码锁问题：密码锁的开锁条件是：拨对密码，钥匙插入锁眼将电源接通，当两个条件同时满足时，开锁信号为“1”，将锁打开；否则，报警信号为“1”，则接通警铃。试分析下图中密码锁的密码ABCD是什么？密码锁逻辑原理图如下：图 2 密码锁电路分析 实验真值表记录如下：实验真值表ABCDX1X2000001000101001001001101010001010101011001011101100001100110101001101101110001110101111001111101表1.2 密码锁电路分析真值表实验

3、分析：由真值表（表1.2）可知：当ABCD为1001时，灯X1亮，灯X2灭；其他情况下，灯X1灭，灯X2亮。由此可见，该密码锁的密码ABCD为1001.因而，可以得到：X1=，X2=。实验心得1.本次实验对元件74LS00和74LS20的端口熟悉了很多，大致记住了哪些端口是与非门的输入端，哪些是输出端。2.熟悉了面板，知道怎样换器件以及电源、开关的位置。3.熟悉了基本逻辑电路的分析方法和及其逻辑功能的分析，熟悉了各类门的实物元件以及元件的使用和线路连接。4.知道了利用单刀双掷开关的双接点，分别连接高电平和低电平，开关的掷点不同，门电路输入的电平也不同。实验二 组合逻辑实验（一）半加器和全加器一

4、实验目的熟悉使用门电路设计组合电路的原理和方法步骤。二预习内容1复习用门电路设计组合逻辑电路的原理和方法步骤2复习二进制数的运算。1） 用与非门设计半加器的逻辑图2） 完成用疑异或门、与或非门、与非门设计全加器的逻辑图3） 完成用异或门设计的3变量判奇电路原理图三参考元件四实验内容1、用与非门组成半加器由理论课知识可知：=逻辑原理图如下：图 1.1与非门设计半加器电路图真值表如下：ABSC0000011010101101 表2.1 半加器实验结果记录表格2、用异或门、与或非门、与非门组成全加器由理论课知识可知：=根据上式，设计如下电路：图 2.2用异或门、与或非门、与非门设计的全加器真值表如下

5、:AiBiCi-1SiCi0000010010010101100100110101010110111111 表2.2 全加器实验数据表格 3、用异或门设计3变量判奇电路，要求变量中1的个数为奇数时，输出为1，否则为0.根据题目要求可知：输出L=则可以设计出如下电路：图 2.3用异或门设计的3变量判奇电路真值表：输入A输入B输入C输出L00000011010101101001101011001111 表2.3 判奇电路实验数据表格4、“74LS283”全加器逻辑功能测试 图2.4 元件74LS283利用74LS283进行如下表格中的测试：图 2.4 全加器被加数A4A3A2A101111001加

6、数B4B3B2B100010111前级进位C00或10或1和S4S3S2S11000或10010或1新进位C401表2.4 “74LS283”全加器功能测试表格实验心得1.本实验主要使用74LS00与74LS51来设计半加器与全加器以及判奇电路，在实验中熟悉了这两个元件的使用方法。加深了我对理论课知识的理解。2.半加器不带前级进位，全加器带前级进位。3.设计组合逻辑电路前先列写逻辑表达式，然后根据逻辑表达式连接电路。实验三：组合逻辑实验（二）数据选择器和译码器的应用一实验目的熟悉数据选择器和数据分配器的逻辑功能和掌握其使用方法。二预习内容1）了解所有元器件的逻辑功能和管脚排列。2）复习有关数据

7、选择器和译码器的内容。3）用八选一数据选择器产生逻辑函数L=ABC+AB+BC+C和L=ABC4）用3线8线译码器和与非门构成一个全加器。三参考元件（1）数据选择器74LS151图3-1 74LS151表3-1 74LS151的功能表输入输出CBAYHXXXLHLLLLLLLHLLHLLLHHLHLLLHLHLHHLLHHH输出Y地表达式为式中为CBA的最小项。将数据选择器的地址信号C、B、A作为函数的输入变量，数据输入作为控制信号，控制各最小项在输出逻辑函数中是否出现，使能端EN始终保持低电平。这样，八选一数据选择器就成为一个三变量的函数产生器。（2）38线译码器74LS138图3-2 74

8、LS138表3-2 74LS138功能表输入输出G1CBAHLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHLHHHHHHHLLLHLHHLHHHHHHLLLHHHHHLHHHHHLLHLLHHHHLHHHHLLHLHHHHHHLHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHHHHHHHHL由功能表可知，当G1=1， =0， =0时，式中为CBA的最小项。四实验内容1、数据选择器的使用：当使能端EN=0时，Y是、和输入数据的与或函数，其表达式为：（表达式1）式中是、构成的最小项，显然当=1时，其对应的最小项在与或表达式中出现。当=0时，对应的最小项就不出现。利用这一点，不难实现组合逻辑电路。将数据选择器

9、的地址信号、作为函数的输入变量，数据输入作为控制信号，控制各个最小项在输出逻辑函数中是否出现，使能端EN始终保持低电平，这样，八选一的数据选择器就成为一个三变量的函数产生器。用八选一的数据选择器74LS151产生逻辑函数将上式写成如下形式：该式符合表达式1的标准形式，显然、都应该等于1，而式中没有出现的最小项、，它们的控制信号、都应该等于0，由此可画出该逻辑函数产生器的逻辑图：图 2.1 逻辑电路图2、3-8线译码器的应用用3-8线译码器74LS 138和与非门构成一个全加器，写出逻辑表达式并设计逻辑电路图。验证实际结果。全加器的和与新进位的表达式如下：=做出如下逻辑电路图：3、扩展内容用一片

10、74LS151构成四变量的判奇电路。 画出如下电路图：图3.4 74LS151做成的判奇电路实验心得1.本实验学会了使用74LS151与74LS138，以及运用这两个元件构造逻辑函数。加深了我对理论课知识的理解。2.知道了设计函数前，先要清楚所选器件的逻辑功能。3.学会了如何根据器件的逻辑功能写出函数的标准形式。4.知道了如何根据函数标准形式确定器件每个端口的连接方式。实验四：触发器和计数器一实验目的1、熟悉J K触发器的基本功能和原理。2、了解二进制计数器74LS163的工作原理。3、设计并验证十进制、六进制计数器。二预习内容1、复习有关R-S触发器，J-K触发器，D触发器的内容。2、预习有

11、关计数器的工作原理。3、用JK触发器组成三进制计数器，设计电路图。4、用74LS163和与非门组成四位二进制计数器，十进制计数器，六进制计数器。设计电路图。三参考原件四、实验内容1、RS触发器逻辑功能测试用一块74LS00与非门构成RS触发器，用万用表测量Q及的电位，并记录于下表中图4.1 RS触发器电路图实验记录表格如下：RSQQ触发器电位0101低电位1010高电位11QQ保持0011不确定表4.1 RS触发器实验功能表2、六进制计数器图4.2 六进制计数器3、十进制计数器图4.3 十进制计数器4、 六十进制计数器图4.4 六十进制计数器实验心得1.通过本实验我了解了与非门构成的RS触发器

12、的功能。与非门构成的RS触发器为低电平有效。即：R=0，S=1时，Q=0，=1；R=1，S=0时，Q=1，=0。2.我了解了74LS163的用法，熟悉了它的功能表，并且学会了使用74LS163来设计各种位制的计时器，熟悉了它的接线，以及各个端口的作用。3.我了解了同步置数与异步置数的区别，熟练了通过置数与清零来设计不同进制的计数器。1）同步清零，即：当计数为N-1时，端输入有效低电平，计数器清零，重新计数。2）同步置数，即：一般将置数端设计为零，当计数为N-1时，端输入有效低电平，计数器置数，重新计数。实验五：数字电路综合实验一、实验目的1、学会计数器、译码器、显示器等器件的使用方法2、学会用

13、它们组成具有计数、译码、显示等功能的综合电路，并了解他们的工作原理。二、预习内容1、复习有关计数器、译码器、寄存器、显示器的内容2、熟悉有关元器件的管脚排列3、设计十进制计数译码显示电路。三、参考元件译码器74LS248、计数器74LS169、共阴极七段显示器四、实验内容1、按自行设计电路图接线 实验六：555集成定时器一实验目的熟悉与使用555集成定时器。二预习内容复习有关555集成定时器的内容和常用电路三参考原件555集成定时器图5-1 555集成定时器器件说明：555集成定时器包括一个放电三极管T，两个电压比较器，一个基本RS触发器以及5电阻组成的分压器。比较器上的参考电压从分压器电阻上

14、取得。分别为2E/3和 E/3。高电平触发端6和低电平触发端2作为阀值端和外触发输入端，用来启动电路。复位端4为低电时，电压输出为低电平，电压控制端5可以在一定范围内调节比较器的参考电压，不用时将它与地之间接0.01的电容器，以防止干扰电压引入。电源电压范围+4.5+13V。输出电流可高达200mA。利用这种定时器，只需外界RC电路，就可构成单稳电路，多谐振荡器，施密特触发器，接触开关等，应用广泛灵活。四、实验内容1、555单稳电路按图接线，组成一个单稳触发器。测量输出端（3端），控制端（5端）的电位并与理论值比较。用示波器观察输出波形以及输出电压的脉宽。（脉宽）。图6.1 555单稳触发器2

15、、555多谐振荡按图接线，组成一个多谐振荡器。输出矩形波的频率为：用示波器观察输出波形。图6.3 555构成的多谐振荡器3、接触开关按图接线，构成一个接触开关。摸一下触摸线，LED亮一秒。图6.5 触摸开关逻辑电路图实验心得1对555集成定时器的管脚有了进一步了解。2触摸线非常灵敏，一开始我们的灯一直不灭，不知道是何原因，后来经老师指点才知道是因为我们碰到了线。3对多谐振荡和单稳电路的区别有了了解。实验七：数字秒表一、实验目的1、了解数字计时装置的基本工作原理和简单设计方法。2、熟悉中规模集成器件和半导体显示器的使用。3、了解简单数字装置的调试方法，验证所设计的数字秒表的功能二、预习内容1、N

16、进制计数器、译码显示电路及多谐振荡器的工作原理和设计方法2、所用器件的功能和外部引线排列三、参考元件集成元件：555定时器 一片，74LS248 两片，74LS163 两片，LED 两片，74LS00两片。二极管 1N4148 一个；电位器 100k 一个；电阻、电容若干。四、设计内容及要求1、设计一个数字秒表电路，电路包含秒脉冲发生器、计数、译码、显示0059秒。2、具有消零、停止、启动功能。五、原理框图译码电路秒计数器控制电路秒信号发生器数码显示电路六、实验原理图图7.1 数电实验考试数字秒表实验原理图实验原理图各部分功能说明：1、由555定时器构成多谐振荡器是秒脉冲发生器实验过程中将电阻

17、R1换成100k的电阻，R2换成22k的电阻，电容C1换成10uF电容。通过计算可知此多谐振荡器的输出脉冲的周期为，即频率为，可以近似看作秒脉冲，实验时，脉冲周期基本接近1秒。2、由两片74LS163构成六十进制的加计数器，配合74LS248和数码管构成可视数字秒表74LS163（U2）和74LS163（U3）输入端均接低电平。在CLK有秒脉冲输入、且使能端ENP、ENT及置数端LOAD均接高电平情况下，当74LS163（U2）输出达到9时，74LS163（U2）清零，74LS163（U3）计数一次，当74LS163（U2）输出达到9且74LS163（U3）输出达到5时，74LS163（U2）和7