数字电路全部实验汇总.docx
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数字电路全部实验汇总
数字电子技术
实验报告
实验一门电路逻辑功能及测试1
实验二数据选择器与应用4
实验三触发器及其应用8
实验四计数器及其应用11
实验五数码管显示控制电路设计..........17
实验六交通信号控制电路19
实验七汽车尾灯电路设计25
班级:
12电
实验一门电路逻辑功能及测试
一、实验目的:
1.加深了解TTL逻辑门电路的参数意义。
2.掌握各种TTL门电路的逻辑功能。
3.掌握验证逻辑门电路功能的方法。
4.掌握空闲输入端的处理方法。
二、实验设备:
THD—4数字电路实验箱,数字双踪示波器,函数信号发射器,
74LS00二输入端四与非门,导线若干。
三、实验步骤及内容:
1.测试门电路逻辑功能。
选用双四输入与非门74LS00一只,按图接线,将输入电平按表置位,测输出电平
用与非门实现与逻辑、或逻辑和异或逻辑。
用74LS00实现与逻辑。
用74LS00实现或逻辑。
用74LS00实现异或逻辑。
2.按实验要求画出逻辑图,记录实验结果。
3.实验数据与结果
将74LS00二输入端输入信号分别设为信号A、B
用74LS00实现与逻辑
逻辑电路如下:
A端输入TTL门信号,B端输入高电平,输出波形如下:
A端输入TTL门信号,B端输入低电平,输出波形如下:
1、用74LS00实现或逻辑
逻辑电路如下
A端输入TTL门信号,B端输入高电平,输出波形如下:
A端输入TTL门信号,B端输入低电平,输出波形如下:
2、用74LS00实现异或逻辑
逻辑电路如下:
A端输入TTL门信号,B端输入高电平,输出波形如下:
A端输入TTL门信号,B端输入低电平,输出波形如下:
实验二数据选择器及其应用
一、实验目的
1.通过实验的方法学习数据选择器的电路结构和特点。
2.掌握数据选择器的逻辑功能及其基本应用。
二、实验设备
1.数字电路实验箱
2.示波器
3.74LS153、74LS00及基本电路
三、实验内容
1.某导弹发射场有正、副指挥员各一名,操作员两名。
当政副指挥员同时发出命令时,两名操纵员中有一人按下发射按钮,即可产生一个点火信号发射导弹,试用以上仪器设计组合逻辑电路,完成点火信号的控制,写出函数式,列出真值表,画出实验电路。
2.设计一个一位全加器。
四、实验步骤与结果
1.点火信号控制电路
组合逻辑电路采用正逻辑。
A、B、C、D为四个输入变量(A、B为指挥员,C、D为操作员),F表示输出变量(1表示发射,0表示不发射)。
真值表为:
A
B
C
D
F
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
画出卡诺图:
AB
CD
00
01
11
10
00
0
0
0
0
01
0
0
1
0
11
0
0
1
0
10
0
0
1
0
降维卡诺图:
AB
C
00
01
11
10
0
0
0
D
0
1
0
0
1
0
根据降维卡诺图得到如下表达式:
组合逻辑电路为:
2.一位全加器
组合逻辑电路中A、B、C为输入端,S1、C0为输出端,其中A为被加数,B为加数,C为前级加法器的进位,S1为和的个位,C0表示是否进位。
真值表为:
A
B
C
S1
C0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
根据真值表,画出卡诺图:
AB
CI
00
01
11
10
0
0
1
0
1
1
1
0
1
0
S
AB
CI
00
01
11
10
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
C0
降维后:
AB
00
01
11
10
S1端
CO端
0
1
组合逻辑电路为:
实验三触发器及其应用
一、实验目的:
①熟悉基本D触发器的功能测试。
②了解触发器的两种触发方式(脉冲电平触发和脉冲边沿触发)及触发特点。
③熟悉触发器的实际应用。
二、实验设备:
①数字电路实验箱
②函数信号发生器
③数字万用表
④74LS00、74LS74
三、实验原理:
触发器是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件,是构成多种时序电路的最基本逻辑单元,也是数字逻辑电路中一种重要的单元电路。
在数字系统和计算机中有着广泛的应用。
触发器具有两个稳定状态,即“0”和“1”,,在一定的外界信号作用下,可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。
触发器有集成触发器和门电路组成的触发器。
触发方式有电平触发和边沿触发两种。
D触发器在时钟脉冲CP的前沿(正跳变0→1)发生翻转,触发器的次态取决于CP的脉冲上升沿到来之前D端的状态,即=D。
因此,它具有置0、置1两种功能。
由于在CP=1期间电路具有维持阻塞作用,所以在CP=1期间,D端的数据状态变化,不会影响触发器的输出状态。
和分别是决定触发器初始状态的直接置0、置1端。
当不需要强迫置0、置1时,和端都应置高电平(如接+5V电源)。
74LS74,74LS175等均为上升沿触发的边沿触发器。
图一为74LS74的引脚图和逻辑图。
D触发器应用很广,可用做数字信号的寄存,移位寄存,分频和波形发生器等。
74LS74引脚图和逻辑图
四、实验内容:
1.一个水塔液位显示控制的示意图,虚线表示水位。
传感器AB被水浸没时会有高电平输出,I是水泵控制电路逻辑函数,L是水泵的控制信号,信号为1时水泵开启,设计I的逻辑电路。
要求,水位低于A时开启水泵L,水位高于B时,关闭水泵L。
2.用D触发器和若干门电路,设计一个用在智力竞赛中两组抢答者的灯光显示电路。
要求:
先抢答者按下抢答开关发出灯光显示,同时封锁后抢答者的灯光显示电路,最后由主持人清除灯光显示和封锁信号,用实验验证设计结果。
五、实验方法与结果:
1.根据题意列出真值表为
水位下降:
水位上升:
A
L
1
0
0
1
1
0
0
1
1
A
L
0
1
1
1
1
1
1
0
0
利用RS触发器电路:
2.设计电路图如下:
其中在触发器CP端接入10Kz脉冲,用示波器记录6端输出相对于CP的波形
开关未按时:
开关按下时:
实验四计数器及其应用
一、实验目的
1.熟悉常用中规模计数器的逻辑功能。
2.掌握二进制计数器和十进制计数器的工作原理。
二、实验设备
1.数字电路实验箱
2.数字万用表
2.数字双踪示波器
3.74LS90
三、实验原理
计数是一种最简单的基本运算,计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数,以实现测量、计数和控制的功能,同时兼有分频功能。
计数器按计数进制分有:
异步计数器,同步计数器;按计数功能分有:
加法计数器,减法计数器,双向计数器等。
目前,TTL和CMOS电路中计数器的种类很多,大都具有清零和预置功能,使用者根据器件手册就能正确地运用这些器件。
实验中用到异步清零二—五—十进制异步计数器74LS90和异步清零同步置数四位二进制计数器74LS161。
1、异步清零2-5-10进制异步计数器74LS90
74LS90是一块2-5-10进制异步计数器,它由四个主从JK触发器和一些附加门电路组成,其中一个触发器构成一位二进制计数器;另三个触发器构成异步五进制计数器。
在74LS90计数器电路中,设有专用置0端R01R02和置9端S91S92。
当R1=R2=S1=S2=0时,时钟从CP1引入,Q0输出为二进制;时钟从CP2引入,Q3输出为五进制;时钟从CP1引入,Q0接CP2,即二进制的输出与五进制的输入相连,则Q3Q2Q1Q0输出为十进制8421BCD码;时钟从CP2引入,而Q3接CP1,即五进制的输出与二进制的输入相连,Q0Q3Q2Q1输出为十进制5421BCD码。
74LS90功能表
输入
输出
CP
1
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
计数
0
0
计数
0
0
计数
0
0
计数
四、实验内容
1.实现0-9十进制计数
2.实现六进制计数
3.实现0,2,4,6,8,1,3,5,7,9计数
五、实验操作与结果
1、输入信号为<=5Hz,5V方波,用74LS90实现十进制
设计电路如下:
状态转换真值表8421BCD计数
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
(二)输入信号为<=5Hz,5V方波
利用清零法,六进制,0110清零,将Q1接R01,Q2接R02
状态转换真值表
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
(三)输入信号为<=5Hz,5V方波,用74LS90实现0、2、4、6、8、1、3、5、7、9
首先,列出真值表
输入
输出
F
0
0
0
0
0
0
0
1
0
2
0
1
0
0
4
0
1
1
0
6
1
0
0
0
8
0
0
0
1
1
0
0
1
1
3
0
1
0
1
5
0
1
1
1
7
1
0
0
1
9
与5421BCD码的真值表进行比较
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
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0
1
1
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1
0
1
0
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