《数字逻辑实验指导书》春修改.docx

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《数字逻辑实验指导书》春修改

实验一门电路逻辑功能及测试

一、实验目的

1．熟悉门电路的逻辑功能

2．熟悉简单逻辑门电路的测试

3．熟悉互动型数字逻辑虚拟实验平台的操作

二、实验设备和器材

1．互动型数字逻辑虚拟实验平台

2.74LS002输入端四与非门1片

3.74LS022输入端四或非门1片

4.74LS046反相器1片

5.74LS862输入端四异或门1片

三、实验内容

1.74LS00型与非门逻辑功能测试

（1）用逻辑电平开关给门输入端A、B输入信号，用“H”或“1”表示输入高电平，用“L”或“0”表示输入低电平。

（2）用发光二极管（LED）显示输出状态，当LED亮时，表示输出状态为“1”；当LED灭时，表示输出状态为“0”。

（3）将结果填入下表，判断功能是否正确。

74LS00

&

图1-1与非门门逻辑功能测试

表1.1与非门输入输出逻辑关系

输入A

输入B

输出Y

0

0

0

1

1

0

1

1

2.74LS86型异或门逻辑功能测试

测试方法同上，将输入端接A,B接逻辑开关，输出端Y接LED显示，将实验结果填入表中。

=1

图1-2异或门逻辑功能测试

表1.1与非门输入输出逻辑关系

输入A

输入B

输出Y

0

0

0

1

1

0

1

1

3.74LS02或非门和74LS04反相器逻辑功能测试

同学们可以使用同上的测试方法，自己画图、制表完成74LS02或非门和74LS04反相器逻辑功能测试

4.与非门信号选通

选择一组与非门，将其中一个输入端A接时钟脉冲，一一输入端B接逻辑开关，拨动逻辑开关，测输出端Y的输出状态并记录，线路如图1-3所示。

A

B

74LS86

&

图1-3与非门信号选通

实验二组合逻辑电路

一、实验目的

1．学会使用异或门组成半加器、全加器

2．测试集成4位二进制全加器74LS83的逻辑功能

二、实验设备和器材

1．TD-DS实验箱一台

2.74LS002输入端四与非门1片

3.74LS862输入端四异或门1片

4.74LS834位二进制加法器1片

二、实验内容

1.用异或门和与非门构成半加器

电路如图2-1所示，输入端接逻辑开关，输出端接逻辑电平显示，将实验结果填入表中，判断实验结果是否正确，并写出和S和进位C的表达式。

1

3

A

=1

2

B

S

1

4

3

2

6

&

&

5

CO

图2-1用异或门构成半加器

表2-1半加器输入、输出关系

输入端

输出端

A

B

S

CO

0

0

0

1

1

0

1

1

2.用异或门和与非门构成半加器

实验方法同1，按图2-2接线，将结果填入表2-2中。

C

S

A

&

=1

&

CO

B

&

=1

图2-2用异或门构成全加器

表2-2全加器输入、输出关系

输入端

输出端

C

A

B

S

CO

3.74LS83型4位二进制加法器功能测试

电路如图2-3所示，A3、A2、A1、A0和B3、B2、B1、B0分别为4位二进制数，令B3、B2、B1、B0为0101，A3、A2、A1、A0接逻辑电平开关，输出端接逻辑电平显示，验证74LS83的逻辑功能，将结果填入表2-3中。

D0

9

A1S1

A2S2

A3S3

A4S4

B1

B2

B3

B4

COC4C4

10

D1

6

8

3

逻辑电平显示

D2

2

1

D3

VCC

11

7

4

14

16

D4

逻辑开关

13

图2-374LS83功能测试

B4B3B2B1

A4A3A2A1

S4S3S2S1

C4

表2-374LS83数据表

4.用74LS83实现十六进制到BCD码的转换

一个16进制数可以被看作是两个BCD码相加的结果，如果两个BCD码相加的结果大于9或者最高位有进位，则应当加6（0110）进行校正。

依此原理可以设计转换电路如图2-4所示，按图接线，A4A3A2A1分别接逻辑开关，S4S3S2S1接数码管5的DCBA，SEG5接地，C4接数码管4的A,D、C、B、SEG4接地，令A4A3A2A1从0000变化到1111，观察两个数码管的显示，并记录实验结果。

逻辑开关

D0

9

A1S1

A2S2

A3S3

A4S4

B1

B2

B3

B4

COC4C4

A1

10

D1

6

A2

8

A3

3

D2

2

A4

1

D3

11

&

7

&

4

14

16

D4

13

图2-474LS83实现16进制到BCD码的转换

&

实验三触发器RS，D，JK

一、实验目的

1．基本R-S触发器功能测试

2．基本J-K触发器功能测试

3.基本D触发器功能测试

4.基本D触发器构成分频器

二、实验设备和器材

1．TD-DS实验箱一台

2.74LS002输入端四与非门1片

3.74LS112双J-K触发器1片

4.74LS74双D触发器1片

三、实验内容

1.用与非门构成RS触发器

用74LS00构成RS触发器，如图3-1所示，

分别接逻辑开关，输出Q接LED显示。

按表3-1做实验，将结果记录于表中，并判断结果正确如否。

&

Q

&

图3-1用与非门构成基本RS触发器

表3-1用与非门构成基本RS触发器特性表

触发器状态

1

1

0

1

1

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

2.集成JK触发器功能测试

（1）从74LS73中任选一个JK触发器进行实验。

按图3-2接线，数据输入端J、K、复位端RD分别接逻辑电平开关，触发器脉冲CLK接单次脉冲，输出端Q接LED显示。

（2）观察RD功能：

置RD=0，观察输出Q的结果，并记录。

（3）JK触发器功能：

置RD=1，按表3-2实验，验证触发器功能并记录结果。

14

LED显示

2

图2-2JK触发器功能测试

表2-2JK触发器特性表

CP

J

K

0

X

X

X

X

1

0

0

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

3．集成D触发器功能测试

74LS74集成双D触发器，从中任选一个，参考实验2，自己设计完成功能测试。

表3-4D触发器特性表

CP

D

0

1

X

X

X

1

0

X

X

X

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

4.用74LS74构成二、四分频电路

（1）电路如图3-3所示，分析电路的逻辑功能；

（2）连接实验线路，时钟脉冲由实验箱的连续脉冲提供；

（3）用逻辑分析仪观测时钟源及分频结果波形，并记录。

图2-3用74LS74构成二、四分频器

9

8

13

10

12

11

6

5

4

3

2

1

二分频f/2

四分频f/4

时钟脉冲f

DQ

CLK

CD

DQ

CLK

CD

实验四时序电路测试及研究

一、实验目的

1．掌握集成计数器的使用

2．掌握任意计数器的设计方法

二、实验设备和器材

1．TD-DS实验箱一台

2.74LS002输入端四与非门1片

3.74LS90异步二-五-十进制计数器1片

4.74LS161同步4位二进制计数器2片

三、实验内容

1.74LS90的功能测试

74LS90是二-五-十进制异步计算机，具有置0，置9，二、五、十进制计数功能。

按图4-1所示连接线路，验证功能，注意LED显示，判断状态，将结果填入表4-1.

6

12

R91QA

R92

QBR01QCR02

CLKAQD

CLKB

逻辑开关

7

9

LED显示

2

8

3

11

单次脉冲

14

1

图4-174LS90功能验证

表4-174LS功能表

R01

R02

R03

R03

QD

QC

QB

QA

1

1

0

X

1

1

X

0

X

X

1

1

X

0

X

0

0

X

0

X

0

X

X

0

X

0

0

0

2.用74LS90接成二-五-十进制计数器

（1）使用74LS90构成十进制计数器

按图4-2接线，将逻辑分析仪“外部时钟接入”端与KK2+相连，启动逻辑分析仪界面并运行。

连续按动KK2+键观察时序波形图及状态图数据，将结果填入表4-2中。

（2）使用74LS90构成二-五混合进制计数器

按图4-3连续，实验方法同上一实验，将结果填入表4-3中。

74LS90

CH0

6

12

R91QA

R92

QBR01QCR02

CLKAQD

CLKB

CH1

7

9

CH2

LED显示

KK1+

2

8

3

11

CH3

KK2+

14

1

图4-2用74LS90接成十进制

表4-2十进制

计数

输出

QD

QC

QB

QA

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

74LS90

CH0

6

12

R91QA

R92

QBR01QCR02

CLKAQD

CLKB

CH1

7

9

CH2

LED显示

KK1+

2

8

CH3

3

11

KK2+

14

1

图4-3用74LS90接成十进制

表4-3二-五混合进制

计数

输出

QD

QC

QB

QA

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

3.74LS161功能测试

按图接线，输入端接到逻辑电平开关上，时钟输入端接单次脉冲，输出接逻辑电平，按图4-4接线，完成芯片功能测试，将结果填入表4-4中。

74LS161

3

14

逻

辑

开

关

5

4

13

LED显示

6

12

7

10

11

15

2

9

1

单次脉冲

图4-474LS161功能验证

D0Q0

D1

D2Q1

D3

Q2

EPQ3

ET

CO

CLK

LOAD

CLR

表4-474LS161功能表

CLK

CLR

EP

ET

LOAD

芯片功能

X

0

X

X

X

X

1

1

0

1

X

1

0

1

1

X

1

0

0

1

1

X

X

0

1

1

1

1

请自己思考一种方法如何使用逻辑分析仪验证74LS161的计数功能，并通过时序图和状态图加以说明。

4.用2片74LS161构成六十进制计数器

用2片74LS161构成十进制计数器原理图如图4-5所示，按图连接线路，“CLR”接KK1-,“CLK”接KK2+,八个输出接逻辑电平显示，验证电路功能，观察实验现象并记录实验结果。

ABCD

ABCD

9

&

&

13

13

8

10

11

11

74LS161

（1）

74LS161

（2）

15

12

14

15

12

CLR

LOAD

CLK

ET

EP

CO

Q3D3

Q2D2

Q1D1

Q0D0

CLR

LOAD

CLK

ET

EP

CO

Q3D3

Q2D2

Q1D1

Q0D0

&

9

2

10

6

5

4

3

9

2

10

6

5

3

4

1

1

“0”

“1”

“0”

KK2+

KK2+

KK1-

KK1-

图4-5用74LS161构成六十进制

实验五译码器和数据选择器

一、实验目的

1．掌握74LS138型3线-8线译码器的逻辑功能

2．掌握74LS153的功能及完成8选1数据选择器的设计

二、实验设备和器材

1．TD-DS实验箱一台

2.74LS1383线-8线译码器1片

3.74LS153双4选1数据选择器1片

4.74LS022输入端4或非门1片

5.74LS04六反相器1片

三、实验内容

1.74LS138型3线-8线译码器逻辑功能的验证

按图5-1所示连接线路，输入端接逻辑开关，输出端接电平显示，根据逻辑功能表输入，将测试结果填入表5-1中。

Y7

74LS138

15

1

14

3

2

13

12

11

逻辑电平显示

逻辑电平开关

10

9

5

7

6

图5-13线-8线译码器线路图

表5-174LS138功能表

输入

输出

S1

S2

S3

C

B

A

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

0

X

X

X

X

X

X

1

X

X

X

X

X

X

0

0

0

X

1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1

0

0

0

1

1

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

1

1

0

0

1

1

0

1

0

0

1

1

1

2.74LS153逻辑功能测试

74LS153为双4选1数据选择器，任选其中一组，按图5-2连续，4个输入端输入不同的频率，A1、A0接逻辑开关。

按表5-2输入选择信号，用逻辑分析仪观测输出波形并将结果填入表5-2中。

表5-274LS153功能表

S

A1

A0

Y

1

X

X

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

74LS153

6

5

D10Y1

D11

D12

D13

D20

D21Y2

D22

D23

A0

A1

时钟脉冲

输出

4

7

3

1

逻辑开关

10

9

12

11

13

15

逻辑开关

14

2

图5-274LS153逻辑功能测试

3.8选1数据选择器的设计

用2个4选1组成8选1数据选择器。

按图5-3接线，输入端接逻辑电平开关，输出端接逻辑电平显示，验证功能并记录结果。

74LS02

74LS153

≥1

6

5

D10Y1

D11

D12

D13

D20

D21Y2

D22

D23

A0

A1

4

7

3

74LS02

≥1

1

逻辑开关

输出

10

9

12

11

13

1

15

14

2

图5-274LS153逻辑功能测试