数电实验题目文档格式.docx
- 文档编号:16086049
- 上传时间:2022-11-19
- 格式:DOCX
- 页数:24
- 大小:25.77KB
数电实验题目文档格式.docx
《数电实验题目文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数电实验题目文档格式.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
⑴掌握实验设备的使用和操作
⑵掌握数字电路实验的一般程序
⑶了解数字集成电路的基本知识
二、预习要求
复习数字集成电路相关知识及与非门、或非门相关知识
三、实验器材
⑴直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱、万用表
⑵74LS00、74LS02、74LS48
四、实验内容和步骤
1、实验数字集成电路的分类及特点
目前,常用的中、小规模数字集成电路主要有两类。
一类是双极型的,另一类是单极型的。
各类当中又有许
多不同的产品系列。
⑴双极型
双极型数字集成电路以TTL电路为主,品种丰富,一般以74(民用)和54(军用)为前缀,是数字集成电路的参考标准。
其中包含的系列主要有:
1.标准系列——主要产品,速度和功耗处于中等水平
2.LS系列——主要产品,功耗比标准系列低
3.S系列——高速型TTL、功耗大、品种少
4.ALS系列——快速、低功耗、品种少
5.AS系列——S系列的改进型
⑵单极型
单极型数字集成电路以CMOS电路为主,主要有4000/4500系列、40H系列、HC系列和HCT系列。
其显著的
特点之一是静态功耗非常低,其它方面的表现也相当突出,但速度不如TTL集成电路快。
TTL产品和CMOS产品的应用都很广泛,具体产品的性能指标可以查阅
手册。
在本实验课程中,我们主要选用TTL数字集成电路来进行实验。
TTL、CMOS集成电路各自的产品数据
2、TTL集成电路使用注意事项
⑴外形及引脚
TTL集成电路的外形封装与引脚分配多种多样,如附录中所示的芯片封装形式为双列直插式(DIP)。
芯片外形封装上有一处豁口标志,在辨认引脚分配时,芯片正面(有芯片型号的一面)面对自己,将此豁口标志
朝向左手侧,则芯片下方左起的第一个引脚为芯片的1号引脚,其余引脚按序号沿芯片逆时针分布。
⑵电源
每片集成电路芯片均需要供电方能正常使用其逻辑功能,供电电源为+5V单电源。
电源正端(+5V)接芯片的VCC引脚,电源负端(0V)接芯片的GND引脚,两者不允许接反,否则会损坏集成电路芯片。
除极少数芯片(如74LS76)外,绝大多数TTL集成电路芯片的电源引脚都是对角分布,即VCC和GND引脚呈左上右下分布。
⑶输出端
芯片的输出引脚不允许与+5V和地直接相连,也不允许连接到逻辑开关上,否则会损坏芯片。
但没有使用的
输出引脚允许悬空,尽量避免让多余输入端悬空。
除OC门和三态外,不允许将输出端并联使用。
⑷芯片安装
在通电状态下,不允许安装和拔起集成电路芯片。
否则极易造成芯片损坏。
在使用多个芯片时应当注意芯片的豁口标志朝向一致。
⑸芯片混用问题
一般情况下,尽量避免混合使用TTL类与CMOS类集成电路。
如需要混合使用时,必须考虑它们之间的电平匹配及驱动能力问题。
碰此种情况时,可以查阅相关资料说明,在此不再赘述。
3、输入与输出信号的加载与观察
逻辑电路为二值逻辑,取值只有“0”、“1”两种情况。
对于逻辑电路的输入,用逻辑开关来产生高、低电平,通过导线将开关连接到电路中,即可输入变量的“0”、“1”取值,原理如图1-1所示。
对逻辑电路的输出,实验中用两种器件来进行观察:
一种器件是发光二极管,原理如图1-2所示;
当输出为高电平时,发
光二极管发光;
反之,发光二极管,熄灭。
另一种器件是数码显示器,参见附录B“常见集成电路外部引脚”部分。
图1-1逻辑开关原理图图1-2逻辑电平显示原理图
3、逻辑功能测试
分别测试一个与非门和一个或非门的逻辑功能,画出实验逻辑图,并将测试结果记录在自制的表中。
(提示:
与非门芯片的型号为74LS00,或非门芯片的型号为74LS02。
测试时,输入端分别接2只逻辑开关,以产生输入变量的组合;
输出端接到LED上作为结果观察。
测试结果即为与非逻辑、或非逻辑的真值表。
)
4、显示电路测试
按图1-1连接逻辑电路,在芯片的输入端上依次加上
果记录到表1-1中。
(试想,实验中为什么需要一块
连行不行?
0000~1111的二进制代码,将相应的电路输出显示结74LS48芯片呢?
不用芯片只接用逻辑开关与数码管相
图1-1
数码显示器测试电路
表1-1数码显示器测试结果
输入输出
DCBA16进制数10进制显示结果(涂
数黑)
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
五、思考题
⑴正逻辑情况下,数字电路中的逻辑“1”、逻辑“0”、高电平、低电平、VCC、GND、+5V、0V之间有什么关系?
⑵数字电路中的正逻辑与负逻辑有什么不同?
⑶什么是高电平有效和低电平有效?
什么是最高有效位和最低有效位?
⑷BCD码与8421码是等同的吗?
⑸如何将逻辑表达式转化成逻辑电路图或反之?
实验二集成逻辑门电路的逻辑功能
⑴熟悉TTL集成逻辑门电路的逻辑功能及其特点
⑵掌握TTL集成逻辑门电路逻辑功能的测试方法
⑶熟悉TTL集成逻辑门电路之间的逻辑关系
⑴复习与非门、与门、或门、或非门、与或非门、异或门及三态门的逻辑功能
⑵复习逻辑代数以及逻辑表达式之间的转换
⑴直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱
⑵74LS00、74LS02、74LS125
1.TTL门电路无用输入端的处理方法
TTL与非门电路和或非门电路的流行符号如图2-1所示,与国家公布的标准符号有一定的区别。
图2-1“与非”门、“或非”门电路符号
如果要用与非门(74LS00)和或非门(74LS02)分别构成非门(反相器),应如何实现?
画出实现非逻辑的电路图。
如果有多余的输入引脚没有使用,在实验中应如何处理?
2.用“与非”门构成的基本电路
用与非门74LS00组成下列门电路,并测试它们的逻辑功能。
⑴;
⑵;
⑶;
⑷;
⑸
把设计的逻辑电路图画出,然后按电路图接线,对所设计的逻辑电路进行测试,并将测试的结果(即真值表)填入自制的表中。
3.TTL三态门的逻辑功能测试
将TTL三态门74LS125和与非门74LS00按图2-2连线,输入端A、B、分别接到3个逻辑开关,输出端Y
接到一个发光二极管。
改变控制端和输入端A、B输入信号的高、低电平,观察输出端的输出状态,将结果填入自制的表中,并分析电路的作用原理。
图2-2“三态”门的测试电路图2-3思考题电路
⑴若与或非门电路如图2-3所示,要实现功能,多余输入端应如何处理?
⑵想要实现“线与”逻辑,应该使用什么样的逻辑门?
请画出实现的原理图并加以说明。
实验三组合逻辑电路的分析
⑴熟悉组合逻辑电路的特点及一般分析方法
⑵熟悉中规模集成组合电路编码器、译码器等器件的基本逻辑功能和简单应用
⑴复习组合逻辑电路的分析方法
⑵复习全加器、编码器、译码器
⑴直流稳压电源、数字逻辑实验箱
⑵74LS00、74LS48、74LS51、74LS86、74LS138、74LS148
1.全加器的功能测试
将74LS86(异或门)、74LS00和74LS51(与或非门)按图3-1连线。
输入端Ai、Bi、Ci-1分别接3个逻辑开关,输出端Si、Ci分别接2个发光二极管。
改变输入端输入信号的状态,观察输出端的输出信号状态,把结果填入自制的表中,并写出输出函数Si、Ci的逻辑表达式(化简)。
2.8线-3线优先编码器的功能测试
将8-3线优先编码器74LS148按图
和EO分别接5个发光二极管。
按表
3-2
3-1
接线,其中输入端分别接9个逻辑开关,输出端QC、QB、QA、GS
改变输入端的输入状态,观察输出端的输出状态并把结果填入表中。
图3-1全加器的测试电路图3-28-3线优先编码器电路
3.译码器的功能测试
⑴将二进制3-8线译码器74LS138按图3-3接线。
用逻辑开关输入G1、G2A、G2B、A、B、C等信号,用发光二极管观察输出Y0~Y7状态,并把结果填入表3-2中。
⑵将BCD码到七段码译码/驱动器74LS48按图3-4接线。
用逻辑开关输入BCD码的编码信号D、C、B、A,
通过七段数码管的显示,观察电路的输出状态,并把结果填入表3-3。
图3-33-8译码器电路图3-4BCD码-七段码译码/驱动电路
注:
G2=G2A+G2B
如何用两片74LS138组成4-16线译码器?
(画出逻辑原理图)
实验四数据选择器
⑴熟悉四选一、八选一数据选择器的逻辑功能
⑵熟悉中规模集成组合电路的分析方法
⑵复习常用中规模组合逻辑器件相关知识
⑵74LS138、74
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 实验 题目