数字电子技术基础实验指导书1.docx
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数字电子技术基础实验指导书1
数字电子技术基础实验指导书
实验一、认识实验
一、实验目的:
1、熟悉面包板的结构
2、进一步掌握与非门、或非门、异或门的功能
3、初步尝试在面包板上连接逻辑电路
二、实验用仪器:
面包板一块
74LS00一块
74LS20一块
74LS02(四二输入或非门)一块、
74LS86(四二输入异或门)一块
万用表一块
导线若干
稳压电源一台
三、面包板和4LS00、74LS20、74LS02、74LS86的介绍:
1、面包板内部结构示意图:
5*4横排小孔内线
面包板上的小孔每5个为一组,其内部有导线相连。
横排小孔是4、3、4(3、4、3)的结构,即每5*4(5*3)、5*3(5*4)、5*4(5*3)组横排小孔内部有导线相连。
用到的双列直插式集成块跨接在凹槽两边,管脚插入小孔。
通常用面包板的上横排小孔接电源,用下横排小孔接地。
2、74LS00的内部结构示意图:
74LS00的管脚排列如上图所示,为双列直插式14管脚集成块,是四集成二输入与非门。
74LS20是二四输入与非门。
VCC3A3B3Y4A4B4YVCC2A2BNC2C2D4Y
141312111098
1234567
141312111098
1234567
1A1B1Y2A2B2YGND1A1BNC1C1D1YGND
74LS0074LS20
VCC3Y3B3A4Y4B4AVCC3B3A3Y4B4A4Y
141312111098
74LS86
1234567
141312111098
74LS02
1234567
1Y1A1B2Y2A2BGND1A1B1Y2A2B2YGND
四、实验内容与步骤:
1、测试面包板的内部结构情况:
用两根导线插入小孔,用万用表的电阻挡分别测试小孔组与组之间的导通情况,并记录下来。
2、验证与非门的逻辑功能:
1)将4LS00插入面包板,并接通电源和地。
2)选择其中的一个与非门,进行功能验证。
3)、将验证结果填入表1:
表1
A
B
Y
0
0
0
1
1
0
1
1
其中,A、B是与非门的两个输入端,为“0”时,输入端接地,为“1”时,输入端接电源;Y是输出端,用万用表(或发光二极管)测得在不同输入取值组合情况下的输出,并将结果填入表中。
5)分析测得的结果是否符合“与非”的关系。
*3、以同样的方法验证四输入“与非门”、“或非”门、“异或”门的功能。
4、用TTL与非门实现“或”逻辑Y=A+B
1)将Y=A+B变成与非表达式
2)利用“与非”门实现逻辑电路,并验证逻辑功能是否正确,将验证结果填入表2。
表2
A
B
Y
0
0
0
1
1
0
1
1
3)分析结果是否满足逻辑关系。
注意:
带*号的为选做内容。
五、实验总结报告的写法:
实验题目:
一、实验目的:
二、实验用仪器:
三、实验内容及步骤:
将实验中出现的问题、现象、
及结果随时记录下来。
四、实验结果分析:
将实验中出现的现象、结果进
行分析。
五:
实验总结:
总结这次实验的得失成败。
*布线规则:
横平竖直拐直角,不交叉,不架空。
*TTL与非门使用注意事项:
1、电源电压+5V。
2、与非门的输出端不难直接接电源。
3、与非门的输出端不能直接接地。
4、与非门的输出端不能直接相接。
六、要求:
1、实验前大体记清面包板及74LS00的内部结构。
预习好
实验内容。
2、实验后,写出试验报告。
实验二、TTL门电路逻辑功能转换
一、实验目的:
1、学会用面包板实现逻辑电路时的电路连线
2、掌握用“与非”门实现逻辑电路的方法
二、实验仪器:
稳压电源一台
面包板一块
万用表一块
74LS00两块
74LS20一块
导线若干
三、实验内容与步骤:
一)、实现异或逻辑:
1、将异或逻辑的表达式Y=A+B变成“与非—与非”表达式。
2、按表达式画出逻辑图
3、由逻辑图画出用74LS00实现电路时的电路连线图。
4、连成电路,进行逻辑功能验证,将验证的结果填入下表。
A
B
Y
0
0
0
1
1
0
1
1
5、分析实验结果,看是否符合逻辑要求。
二)、按照同样的方法及步骤完成下列实验内容:
1、F=AB+
2、F=ABC
*3、F=A(BC+)
*4、有A、B、C三人进行议事表决,当有包括A在内的两人以上同意时,表决通过,否则不通过。
试分析该逻辑关系,设计并实现该逻辑电路。
*5、F1=AB+C+BC
F2=AB+C,将F!
、F2的结果作一比较。
注意:
带*号的为选做内容。
五、要求:
1、实验前预习实验内容,设计出实验电路,画出连线图,写出预
习实验报告。
2、实验结束后,写出实验报告。
试验报告。
实验三、组合逻辑电路
一、实验目的:
1、学会用门电路实现简单组合逻辑电路的设计及电路实现过程。
2、学会用组合逻辑部件实现组合逻辑电路的方法。
二、实验用仪器:
稳压电源一台
万用表一块
面包板一块
导线若干
74LS83(全加器)两块
74LS85(四位二进制比较器)两块
可选用的器件:
74LS00、74LS20、74LS02(四二输入
或非门)、74LS86(四二输入异或门)
三、74LS83、74LS85的管脚排列:
VCCA3B3S3A4B4S4C4VCCA3B2A2A1B1A0B0
161514131211109
74LS85
12345678
161514131211109
74LS83
12345678
S2B2A2S1A1B1C0GNDB3A
三、实验内容:
一)用逻辑门实现组合逻辑电路:
1、设计并实现一个半加器(用“与非”门实现、用“异或”
门实现),然后验证并记录结果。
*2、设计并实现一个全加器(分别用“与非”门实现、用“异
或”门实现),然后验证并记录结果。
3、设计并实现一个一位数值比较器(用“与非”门和“或
非”门实现),然后验证并记录结果。
*二)、用组合逻辑部件实现组合逻辑电路:
1、用74LS83现一个8421BCD码的加法器。
要求和仍用8421
BCD码表示。
验证功能并记录结果加以分析。
2、用74LS85和门电路,实现二个五位二进制数(A、B)
的比较。
验证并记录结果,加以分析。
四、1、实验前,复习好有关内容,设计出逻辑电路,画出连线图,
写出预习实验报告。
2、实验结束后,写出实验总结报告。
实验四、编码器的逻辑测试及应用
一、实验目的:
1、验证并进一步掌握编码器的功能
2、学会编码器的功能扩展
二、实验用仪器:
稳压电源一台
万用表一块
74LS148两块
74LS147一块
面包板一块
导线若干
三、4LS148、74LS147的管脚排列:
VCCNCVCCE0GS
161514131211109
74LS148
12345678
161514131211109
74LS147
12345678
GNDGND
四、实验内容:
1、验证74LS148的功能,并将验证结果列成功能表。
*2、用两片74LS148构成16线——4线编码器,并验证其功能,将验证结果列成功能表。
3、验证74LS147的功能,并将验证结果列成功能表。
五、要求:
1、实验前做好预习,熟悉74LS148、74LS147的管脚排列及
各个管脚的功能。
写出预习试验报告。
2、实验后写出实验总结报告。
实验5、译码器的功能测试及应用
一、实验目的:
1、验证并进一步掌握译码器的功能,熟悉各个管脚的作用。
2、学会用译码器实现逻辑电路。
一、实验用仪器:
稳压电源一台;
万用表一块;
74LS138(3线——8线译码器)一块;
74LS20一块;74LS42(4线——10线译码器);
一块面包板一块;
导线若干
三、74LS138、的管脚排列:
VCC
161514131211109
74LS138
12345678
A0A1A2E1GND
四、实验内容:
1、验证74LS138的功能,将验证结果填入功能表1表1:
输入
输出
E1
E2+E3
A2
A1
A0
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
0
×
1
1
1
1
1
1
1
×
1
0
0
0
0
0
0
0
0
×
×
0
0
0
0
1
1
1
1
×
×
0
0
1
1
0
0
1
1
×
×
0
1
0
1
0
1
0
1
2、用一块74LS138实现下列逻辑电路:
1)实现A、B、C三人议事表决电路(设计出逻辑电路,画出连线图)
2)实现全加器电路(设计出逻辑电路,画出连线图)。
*3)、实现全减器电路(设计出逻辑电路,画出连线图)。
4)实现“异或”、“同或”电路。
将以上逻辑电路进行功能验证,并记录验证结果。
*2、用两片74LS138实现4线——16线译码器,并验证其功能,将验证结果列成功能表。
并用该4线——16线译码器实现下列逻辑电路:
有一盏路灯,由四个不同的地点进行独立控制,实现该逻辑电路。
验证其逻辑功能,记录验证结果。
3、验证74LS42的功能,并将验证结果列成功能表。
五、要求:
1、实验前熟悉74LS138、74LS42的功能及各个管脚的作
用,写出预习实验报告。
2、实验后写出实验总结报告。
实验6、数据选择器功能测试及应用
一、实验目的:
1、进一步掌握数据选择器的功能及各个管脚的作用
2、学会数据选择器的几种应用
二、实验用仪器:
稳压电源一台
万用表一块
74LS251(8选1数据选择器)两块
74LS138一块
74LS51(与或非门)一块
74LS00一块
面包板
导线若干
三、74LS251、74LS51管脚排列:
141312111098
74LS51
1234567
161514131211109
74LS251
12345678
VCCD4D5D6D7A0A1A2VCC1C1B1F1E1D1Y
D3D2D1D0YGND1A2A2B2C2D2YGND
四、实验内容:
1、验证74LS251的功能及各个管脚的作用,并将验证结果列成功能表。
2、用一块74LS251实现逻辑电路,并加以验证:
1)F=AB+AC+C
*2)F=ABC+D
3)F=(A+B)
3、用两片74LS251扩展成16选1的数据选择器,并进行功能验证,将验证结果列成功能表。
*4、用16选1数据选择器实现下列逻辑电路,并加以验证:
1)F=ABC+D
2)F(A,B,C,D,E,)=∑m(2,3,6,12,13,14,19,24,25,26,27,28,30)
*5、用74LS138和74LS251构成八路分时传送电路,并加以验证,记录下结果。
五、要求:
1、实验前复习好有关内容,很好的熟悉74LS251、74LS51的
功能及管脚排列,设计出实验电路,画出连线图,写出预习
实验报告。
2、实验结束后,写出实验总结报告。
实验六、显示译码器的功能验证及应用
一、实验目的:
1、进一步掌握显示译码器、数码管的功能及各个管
脚的作用。
2、学会使用显示译码器。
二、实验用仪器:
稳压电源一台
万用表一块
74LS248三块
共阴极数码管三块
面包板
导线若干
三、74LS248、共阴极数码管的管脚排列:
161514131211109
74LS248
12345678
a
fb
g
ec
d
VccYfYgYaYbYcYdYegfGNDab
A1A2/A3A0GND
edGNDc
四、实验内容:
1、验证74LS248的功能及各个管脚的作用,并将验证结果列成功能表。
验证方法:
用一块74LS248和一块共阴极数码管构成一位译码显示电路,并验证其工作情况,看输入为1010、1011、1100、1101、1110、1111时,数码管的显示情况。
将实验结果进行记录分析。
*2、用三块74LS248、三块共阴极数码管,构成有用无用“0”的保留、息灭电路。
将实验结果进行记录分析。
五、要求:
1、实验前,复习好实验内容,很好的熟悉74LS248及共阴极
数码管的功能及各个管脚的作用,预习实验内容,设计出
实验电路,画出连线图,写出预习试验报告。
2、实验结束后,写出实验总结报告
实验八、触发器的功能验证
一、实验目的:
1、进一步掌握及验证JK、D触发器的功能特点。
2、验证直接置“0”端RD、直接置“1”端SD的作用。
3、学会使用无抖动开关。
三、实验用仪器:
稳压电源一台
万用表一块
74LS74(双上升沿D触发器)一块
74LS76(双JK触发器)一块
74LS00一块
面包板
发光二极管两只
导线若干
三、74LS74的管脚排列:
VCC22D2CP22Q21K1Q1GND2K2Q22J
161514131211109
74LS76
12345678
141312111098
74LS74
1234567
11D1CP11Q1GND1CP111JVCC2CP22
四、实验内容:
一)74LS74的功能验证:
1、验证74LS74中的、的功能,并将验证结果填在表1中。
进行结果分析。
表1
CP
D
Q
X
X
0
1
X
X
1
0
2、用74LS00中的两个与非门接成一个无抖动开关。
逻辑电路如图所示。
图、无抖动开关逻辑图
验证无抖动开关的工作情况,使其正常工作后,将其中的一个输出端作为D触发器的CP输入端。
3、验证D触发器的功能,并将验证结果填入表2
表2
D
CP
Qn+1
Qn
n
0
0→1
0
1→0
1
0→1
1
1→0
进行结果分析。
二)、对74LS76的验证:
1、验证74LS76中的、的功能,将结果填入表3
表3
CP
J
K
D
D
Q逻辑状态
×
×
×
0
1
×
×
×
1
0
进行结果分析。
2、验证JK的触发器功能,并将结果填入表4
表4
J
K
CP
Qn+1
Qn=0
n=1
0
0
0→1
0
0
1→0
0
1
0→1
0
1
1→0
1
0
0→1
1
0
1→0
1
1
0→1
1
1
1→0
进行结果分析。
五、要求:
1、实验前复习好有关内容,很好的熟悉74LS74、74LS76的
管脚排列及各个管脚的作用,预习好实验内容,写出预习试验
报告。
2、实验结束后,写出实验总结报告。
实验九、计数、译码、显示电路
一、实验目的:
1、进一步掌握计数器的功能及各个功能脚的作用
2、掌握数字显示中计数、译码、显示的工作过程
二、实验用仪器:
稳压电源一台
万用表一块
74LS160(十进制同步计数器)六块
74LS248(其段译码/驱动器)四块
共阴极数码管四块
74LS00一块
面包板
导线
三、74LS160的管脚排列:
VCCCOQ0Q1Q2Q3CTT
161514131211109
74LS160
12345678
CPD0D1D2D3CTPGND
四、实验内容:
1、验证74LS160的功能(用一块74LS160、一块74LS248和一块共阴极数码管,接成计数、译码、显示电路),并将验证结果列成功能表。
2、用反馈归零法,将74LS160变成模6计数器,验证其结果,并将结果记录下来。
*3、用两片74LS160、两片74LS248、两片数码管及门电路,构成二十四进制数的计数、译码、显示电路,观察其计数、进位情况,记录结果,加以分析。
*4、用六片74LS160、四片74LS248、四片共阴极数码管及门电路,构成带有100分频分频器的小时、分的计数、译码、显示电路。
验证其功能,记录结果,加以分析。
五、要求:
1、实验前,复习好有关内容,很好的熟悉74LS160的功能及
各个管脚的功能,充分的预习实验内容,设计出实验电路,
写出预习试验报告。
2、实验结束后,写出实验总结报告。
实验十、555定时器功能测试及应用
一、实验目的:
1、进一步掌握555定时器的功能
2、学会555定时器的几种应用
二、实验用仪器:
稳压电源一台、万用表一块、555定时器一块、47K电阻2个、100K电阻1个、10uF电容1个、33uF电容1个、1nF电容2个、74LS160计数器1块、74LS248译码器1块、74LS00一块、共阴极数码管1块、面包板、导线
二、实验内容:
本次实验用的电源电压为+5v
1、对照555定时器的电路结构图,画出555定时器的管脚排列图,设计验证其功能的电路,验证其功能,将验证结果列成表格。
2、用555定时器和电阻、电容构成一个频率为1HZ左右的多谐振荡器,用74LS90、74LS248和共阴极数码管接成计数、译码、显示电路,将多谐振荡器的输出接到计数器的CP输入,看电路能否正常工作。
画出设计电路图,记录电路的工作过程。
3、用555定时器和电阻、电容构成一个输出脉冲宽度为3~4秒的单稳态触发器,用单稳态触发器的输出,控制上面电路中多谐振荡器的工作,在单稳态触发器的输入负触发脉冲时,观察电路的工作情况。
画出设计电路图,记录电路的工作过程。
4、*用74LS00、电阻、电容构成多谐振荡器,观察电路的工作情况。
画出设计电路图,记录电路的工作过程。
四、要求:
1、实验前,复习好有关内容,很好的熟悉555定时器的功能及
管脚作用,预习好实验内容,设计出实验电路,写出预习
实验报告。
2、验结束后,写出实验总结报告。
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