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实验指导书
实验指导书
任课教师:
茹鹏
实验指导教师:
茹鹏
实验一:
基本门电路的逻辑功能
1.实验项目的目的和任务
(1)掌握电子实验箱的结构、基本功能及使用方法。
(2)掌握各种门电路的逻辑功能测试。
(3)掌握TTL器件的使用规则。
2.实验内容与要求
(1)测试TTL与门的逻辑功能
按照图1.1接好电路,对照表1.1逐项检验与门的逻辑功能。
(2)测试TTL或门的逻辑功能
按照图1.2接好电路,对照表1.2逐项检验或门的逻辑功能。
(3)测试TTL或非门的逻辑功能
按照图1.3接好电路,对照表1.3逐项检验或非门的逻辑功能。
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表1.1与门逻辑功能检验表
图1.1与门逻辑功能测试电路
图1.2或门逻辑功能测试电路
图1.3与门逻辑功能测试电路
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0
表1.2或门逻辑功能检验表表1.3或非门逻辑功能检验表
3.实验开设方式
分组实验,每组1人。
4.实验设备与环境
数字逻辑教学实验箱 1台
74LS021片
74LS081片
74LS321片
导线若干
5.实验评分标准
A(优秀)——电路设计正确,结构优化(逻辑器件较少),能正确使用测试仪器,测试参数正确。
B(良好)——电路设计正确,能正确使用测试仪器,测试参数正确。
C(中等)——电路设计正确,尚能正确使用测试仪器,测试参数基本正确。
D(及格)——电路设计基本正确,参数测试部分有误。
E(不及格)——电路设计错误,无法操作测试仪器。
6.学时数2学时(与实验2结合)
实验二:
SSI组合逻辑电路的设计与实现
1.实验项目的目的和任务
(1)掌握用SSI设计组合逻辑电路的方法。
(2)掌握电路的检测方法。
(3)掌握基本门电路的使用方法。
2.实验内容
实验原理
使用小规模集成电路进行组合电路设计的一般步骤是:
(1)根据实际问题对逻辑功能的要求,定义输入、输出逻辑函数,然后列出真值表;
(2)通过化简得出最简与或表达式;
(3)根据最简与或式画出逻辑电路图,以实现该逻辑函数。
若给出的门电路不是与门及或门,则在最简与或表达式的基础上进行转换,得出与给定器件一致的逻辑表达式,并用所给器件实现逻辑功能。
组合逻辑电路的设计过程往往被认为是在理想情况下进行的,即假定一切器件没有延迟效应。
实验内容
保险箱代码锁的设计——该锁有规定的4位代码输入端以及一个开箱钥匙孔信号的输入端E,锁的代码由试验者自定(如1101),只有输入的组合是1101,且用钥匙开箱E=1时,保险箱才被打开(绿灯亮),否则发出报警信号(红灯亮)。
3.实验开设方式
分组实验,每组1人。
4.实验设备与环境
数字逻辑教学实验箱 1台
74LS021片
74LS081片
74LS321片
导线若干
5.实验评分标准
A(优秀)——电路设计正确,结构优化(逻辑器件较少),能正确使用测试仪器,测试参数正确。
B(良好)——电路设计正确,能正确使用测试仪器,测试参数正确。
C(中等)——电路设计正确,尚能正确使用测试仪器,测试参数基本正确。
D(及格)——电路设计基本正确,参数测试部分有误。
E(不及格)——电路设计错误,无法操作测试仪器。
6.学时数:
2学时(本实验与实验1结合)
实验三:
MSI组合逻辑电路的设计与实现
1.实验项目的目的和任务
(1)掌握中规模数字集成器件的逻辑功能测试及使用方法。
(2)掌握用译码器设计简单组合逻辑函数的方法。
2.实验内容
实验原理
3线8线译码器74LS138可用于实现组合逻辑函数和数据分配器。
由其逻辑功能表(表3.1)可知,译码器有三个选通端:
G2A、G2B、G1,只有当G2A=0、G2B=0、G1=1同时满足时,才允许译码,否则禁止译码。
在允许译码的条件下,由功能表可得出:
由上式可知,输出低电平有效的二进制译码器是一个最大项发生器,每一个译码输出端都是一个最大项(最小项的反函数),而任意一个逻辑函数表达式都可以写成最大项之积,因此可以通过译码器来实现组合逻辑函数表达式。
74LS138的引脚图见图3.1所示。
表3.174LS138逻辑功能表
图3.174LS138的引脚图
实验内容
设计检测信号灯,满足以下条件:
信号灯由红(R表示),黄(Y表示)和绿(G表示)三种颜色组成,正常工作时,任何时刻只能是红,绿,黄加绿三种状态中的一种灯亮,若出现其它状态时,电路故障,发出故障信号。
3.实验开设方式
分组实验,每组1人。
4.实验设备与环境
数字逻辑教学实验箱 1台
74LS1531片
74LS1381片
74LS021片
74LS321片
导线若干
5.实验评分标准
A(优秀)——电路设计正确,结构优化(逻辑器件较少),能正确使用测试仪器,测试参数正确。
B(良好)——电路设计正确,能正确使用测试仪器,测试参数正确。
C(中等)——电路设计正确,尚能正确使用测试仪器,测试参数基本正确。
D(及格)——电路设计基本正确,参数测试部分有误。
E(不及格)——电路设计错误,无法操作测试仪器。
6.学时数2学时
实验四:
触发器——广告流水灯的设计与实现
1.实验项目的目的和任务
(1)掌握触发器的逻辑功能。
(2)掌握集成触发器逻辑功能的测试方法。
(3)学习用触发器构成简单时序逻辑电路。
2.实验内容
实验原理
表4.174LS74的逻辑功能表
TTL双D触发器74LS74的触发方式是上升沿触发,复位端CLR与置位端SET以低电平“0”为有效电平。
74LS74的引脚图和逻辑功能表见图4.1和表4.1所示。
输入
输出
SETCLRCPD
Qn+1
01××
10××
00××
110×
11↑1
11↑0
1
0
1*
Qn
1
0
图4.174LS74引脚图
实验内容
(1)测试触发器的逻辑功能。
(2)设计广告流水灯,共有8个灯,始终使其中1暗7亮,且这1个暗灯循环右移,用单脉冲观察(或连续脉冲观察)。
3.实验开设方式
分组实验,每组1人。
4.实验设备与环境
数字逻辑教学实验箱 1台
74LS742片
74LS1381片
导线若干
5.实验评分标准
A(优秀)——电路设计正确,结构优化(逻辑器件较少),能正确使用测试仪器,测试参数正确。
B(良好)——电路设计正确,能正确使用测试仪器,测试参数正确。
C(中等)——电路设计正确,尚能正确使用测试仪器,测试参数基本正确。
D(及格)——电路设计基本正确,参数测试部分有误。
E(不及格)——电路设计错误,无法操作测试仪器。
6.学时数2学时
实验五:
计数、译码、显示电路
1.实验项目的目的和任务
(1)熟悉中规模集成电路计数器的逻辑功能及其应用。
(2)学习使用译码器与七段数码显示器。
2.实验内容
实验原理
计数器74LS161的引脚图见图5.1所示。
图5.174LS161的引脚图
由二进制计数器构造十进制计数器,一般有两种方法:
复位法和置位法。
其中复位法利用清零CR端构成。
当电路从起始状态S0开始计数并接收10个脉冲后,电路进入S10状态,这时通过一个译码电路产生清零脉冲,立即使计数器置成S0状态,这样可以跳越6个状态得到10进制计数器;置位法利用预置端构成。
发光二极管显示器(数码管)的外形图及结构见图5.2所示。
图5.2数码管外形图及结构
74LS47和74LS48是BCD-七段译码器,其中,74LS47是驱动共阳极发光二极管显示器、74LS48是驱动共阴极发光二极管显示器的。
内部电路为集电极开路输出,74LS47使用时要接外接电阻,而74LS48内部有升压电阻,所以在使用时不需要外接电阻,直接与显示器相连即可。
实验内容
完成十进制计数器的设计,并用七段数码管显示计数过程。
3.实验开设方式
分组实验,每组1人。
4.实验设备与环境
数字逻辑教学实验箱 1台
74LS1611片
74LS481片
共阴极七段数码管1片
导线若干
5.实验评分标准
A(优秀)——电路设计正确,结构优化(逻辑器件较少),能正确使用测试仪器,测试参数正确。
B(良好)——电路设计正确,能正确使用测试仪器,测试参数正确。
C(中等)——电路设计正确,尚能正确使用测试仪器,测试参数基本正确。
D(及格)——电路设计基本正确,参数测试部分有误。
E(不及格)——电路设计错误,无法操作测试仪器。
6.学时数2学时
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