數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(第一版整理)_第1頁(yè)
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1、 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目總表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)次序項(xiàng)目類別項(xiàng)目類型1集成邏輯門的邏輯功能測(cè)試1綜合必做2組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與測(cè)試2綜合必做3譯碼器及其應(yīng)用3綜合必做4數(shù)據(jù)選擇器及其應(yīng)用4綜合必做5觸發(fā)器及其應(yīng)用5綜合必做實(shí)驗(yàn)一 門電路邏輯功能測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握基本門電路邏輯功能測(cè)試方法。2掌握Multisim元器件庫(kù)中查找常用元件的方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件1. PC人計(jì)算機(jī)及仿真軟件Multisim 。2. 虛擬元件:與非門7400N、74LS04N、異或門7486N、三態(tài)門74LS125N。3. 虛擬儀器:萬(wàn)用表XMM1、信號(hào)發(fā)生器XFG1、測(cè)量元件中的指示燈X1等。三、實(shí)驗(yàn)原理TTL集成電路的輸

2、入端和輸出端均為三極管結(jié)構(gòu),所以稱作三極管、三極管邏輯電路(Transistor -Transistor Logic )簡(jiǎn)稱TTL電路。54 系列的TTL電路和74 系列的TTL電路具有完全相同的電路結(jié)構(gòu)和電氣性能參數(shù)。所不同的是54 系列比74 系列的工作溫度范圍更寬,電源允許的范圍也更大。74 系列的工作環(huán)境溫度規(guī)定為0700C,電源電壓工作范圍為5V±5%V,而54 系列工作環(huán)境溫度規(guī)定為-55±1250C,電源電壓工作范圍為5V±10%V。54H 與74H,54S 與74S 以及54LS 與74LS 系列的區(qū)別也僅在于工作環(huán)境溫度與電源電壓工作范圍不同,就

3、像54 系列和74 系列的區(qū)別那樣。在不同系列的TTL 器件中,只要器件型號(hào)的后幾位數(shù)碼一樣,則它們的邏輯功能、外形尺寸、引腳排列就完全相同。TTL 集成電路由于工作速度高、輸出幅度較大、種類多、不易損壞而使用較廣,特別對(duì)我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)論證,選用TTL 電路比較合適。因此,本實(shí)訓(xùn)教材大多采用74LS(或74)系列TTL 集成電路,它的電源電壓工作范圍為5V±5%V,邏輯高電平為“1”時(shí)2.4V,低電平為“0”時(shí)0.4V。它們的邏輯表達(dá)式分別為:圖1.3.1 分別是本次實(shí)驗(yàn)所用基本邏輯門電路的邏輯符號(hào)圖。圖1.3.1 TTL 基本邏輯門電路與門的邏輯功能為“有0 則0,全1 則1”;或門

4、的邏輯功能為“有1則1,全0 則0”;非門的邏輯功能為輸出與輸入相反;與非門的邏輯功能為“有0 則1,全1 則0”;或非門的邏輯功能為“有1 則0,全0 則1”;異或門的邏輯功能為“不同則1,相同則0”。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟1.測(cè)試與非門的邏輯功能(詳細(xì))(1)單擊電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條的“TTL”按鈕,從彈出的對(duì)話框中選取一個(gè)與非門7400N,將它放置在工作平臺(tái)上;單擊真實(shí)元件工具條的“電源”(Source)按鈕,將電源和底線調(diào)出放置在電子平臺(tái)上;單擊真實(shí)元件工具條的“基本”(Basic)按鈕,調(diào)出單刀雙擲開(kāi)關(guān)“SPDT”兩只并將它們的key設(shè)置成“A

5、”和“B”;單擊真實(shí)元件工具條的“指示器”按鈕其中調(diào)出紅色指示燈一盞并把它放置在工作區(qū)中作為輸出指示。搭建后的電路如圖1.4.1所示。輸出表達(dá)式Y(jié)=A·B。圖1.4.1(2)點(diǎn)擊電子仿真軟件Multisim 基本界面右側(cè)虛擬儀器工具條“萬(wàn)用表”按鈕,調(diào)出虛擬萬(wàn)用表“XMM1”放置在電子平臺(tái)上,將“XMM1”儀器連成仿真電路。(3)雙擊虛擬萬(wàn)用表圖標(biāo)“XMM1”,將出現(xiàn)它的放大面板,按下放大面板上的“電壓”和“直流”兩個(gè)按鈕,將它用來(lái)測(cè)量直流電壓如圖1.4.2所示。(4)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),按照表1.4.1,分別按動(dòng)“A”和“B”鍵,使與非門的兩個(gè)輸入端為表中4種情況,從萬(wàn)用表的放大面板上讀

6、出各種情況的直流電位,將它們填入表內(nèi),并將電位轉(zhuǎn)換成邏輯狀態(tài)填入表1.4.1內(nèi)。圖1.4.2表 1.4.1 與非門功能表輸入端輸出端ABY電位(V)邏輯狀態(tài)00510151105111002、基本集成門邏輯電路測(cè)試(同樣的步驟完成)(1)測(cè)試與門邏輯功能,實(shí)驗(yàn)步驟自擬。74LS08是四個(gè)2輸入端與門集成電路,請(qǐng)按下圖搭建電路,再檢測(cè)與門的邏輯功能,結(jié)果填入下表中。ABY00011011(2)測(cè)試或門邏輯功能74LS32是四個(gè)2輸入端或門集成電路(見(jiàn)附錄1),請(qǐng)按下圖搭建電路,再檢測(cè)或門的邏輯功能,結(jié)果填入下表中。ABY00011011(3)測(cè)試非門邏輯功能74HC04是6個(gè)單輸入非門集成電路(

7、見(jiàn)附錄1),請(qǐng)按下圖搭建電路,再檢測(cè)非門的邏輯功能,結(jié)果填入下表中。AY01(4)測(cè)試或非門邏輯功能74LS02是四個(gè)2輸入端或非門集成電路(見(jiàn)附錄1),請(qǐng)按下圖搭建電路,再檢測(cè)或非門的邏輯功能,結(jié)果填入下表中。ABY00011011(5)測(cè)試異或門邏輯功能74LS86是四個(gè)2輸入端異或門集成電路,請(qǐng)按下圖搭建電路,再檢測(cè)異或門的邏輯功能,結(jié)果填入下表中。ABY00011011(7)測(cè)試同或門邏輯功能74LS266是四個(gè)2輸入端同或門集成電路,請(qǐng)按下圖搭建電路,再檢測(cè)同或門的邏輯功能,結(jié)果填入下表中(可以換成COMS管4077)。ABY00011011 實(shí)驗(yàn)二 用與非門組成其他功能門電路一、實(shí)

8、驗(yàn)?zāi)康?掌握用與非門組成其他邏輯門的方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件1. PC人計(jì)算機(jī)及仿真軟件Multisim 。2. 虛擬元件:與非門7400N、74LS04N、異或門7486N、三態(tài)門74LS125N。3. 虛擬儀器:萬(wàn)用表XMM1、信號(hào)發(fā)生器XFG1、測(cè)量元件中的指示燈X1等。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)用與非門組成或門: 根據(jù)摩根定律,或門的邏輯函數(shù)表達(dá)式Q=A+B可以寫(xiě)成:Q=.,因此,可以用三個(gè)與非門構(gòu)成或門。圖2.3.1 從電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條的“TTL”按鈕中調(diào)出3個(gè)與非門74LS00N;從真實(shí)元件工具條的“Basic”按鈕中調(diào)出2個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān),并分

9、別將它們?cè)O(shè)置成Key=A和Key=B;從真實(shí)元件工具條的中調(diào)出電源和底線;并調(diào)出萬(wàn)用表將所有的元件和萬(wàn)用表連接成如圖2.3.1所示的電路。 打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),按表2.3.1要求,分別按動(dòng)“A”和“B”,觀察并記錄萬(wàn)用表的值,將結(jié)果填入表2.3.1中。表2.3.1或門邏輯功能記錄表輸入端輸出端AB指萬(wàn)用表值邏輯狀態(tài)00011011(2)用與非門組成異或門 按圖2.3.2所示調(diào)出元件并組成異或門仿真電路。圖2.3.2 打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),按表2.3.2要求,分別按動(dòng)“A”和“B”,觀察并記錄指示燈的發(fā)光情況,將結(jié)果填入表2.3.2中。表2.3.2輸入端輸出端AB指示燈狀態(tài)(X1)邏輯狀態(tài)00011011 按

10、照?qǐng)D2.3.3調(diào)出7486N門電路輸出端連接萬(wàn)用表。打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),將表2.3.2要求,分別按動(dòng)“A”和“B”,觀察結(jié)果,并把結(jié)果與將表2.3.2進(jìn)行比較。圖2.3.33. 三態(tài)門電路功能測(cè)試(選做)圖2.3.4(1) 從電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條的“TTL”按鈕中調(diào)出非門74LS04N和三態(tài)門74LS125N;從“指示器”按鈕中調(diào)出指示器、儀器儀表庫(kù)中調(diào)出信號(hào)發(fā)生器。將它們大建成如圖2.3.4所示電路。(2) A端輸入調(diào)解為1Hz的脈沖信號(hào),然后打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),按照表2.3.3進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。輸出指示燈觀察輸出端F1、F2的值并它們填入表2.3.3中。將F1與F2

11、用導(dǎo)線連接,實(shí)現(xiàn)一根信號(hào)線分時(shí)傳送多組數(shù)據(jù)的總路線結(jié)構(gòu),用實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。表2.3.3B控制輸入輸出0EN1=0AF1(X1)=EN2=1AF2(X2)=1EN1=0AF1(X1)=EN2=1AF2(X2)=四、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)門電路的工作原理和邏輯代數(shù)運(yùn)算。 2熟悉門電路的管腳排列。 3復(fù)習(xí)數(shù)字萬(wàn)用電表的使用方法。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)測(cè)量結(jié)果,說(shuō)明7486N或74LS125N 門電路的邏輯功能。2. 根據(jù)要求填寫(xiě)仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3說(shuō)明不同功能的門電路閑置端的處理辦法,如:與非門,或非門,與或非門,異或門等。4. 根據(jù)圖3-4和3-5的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較,并說(shuō)明共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)三 組合邏輯電路的

12、設(shè)計(jì)與測(cè)試(加法器)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)會(huì)用仿真軟件Multisim 進(jìn)行半加器和全加器仿真實(shí)驗(yàn)。2. 學(xué)會(huì)用邏輯分析儀觀察全加器波形。3. 分析二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)律。4. 掌握組合電路的分析和設(shè)計(jì)方法。5. 驗(yàn)證全加器的邏輯功能。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件1. PC人計(jì)算機(jī)及仿真軟件Multisim 。2. 虛擬元件:與非門7400N、異或門7486N。3. 虛擬儀器:萬(wàn)用表XMM1、指示燈、電源等。三、計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 測(cè)試用異或門、與門組成的半加器的邏輯功能(1)按照?qǐng)D3.1.1所示,從電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條中調(diào)出所需元件:其中,異或門74LS86N、

13、74LS08從“TTL”庫(kù)中調(diào)出;指示燈從電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)右列虛擬元件庫(kù)中調(diào)出,X1選紅燈;X2選藍(lán)燈。圖3.3.1(2)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),根據(jù)表3. 3.1改變輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn),并將結(jié)果填入表內(nèi)。表3.3.1輸入輸出A B S Ci0 00 11 01 12.測(cè)試全加器的邏輯功能(1)從電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條“TTL”庫(kù)中調(diào)出異或門74LS86D,與門74LS08N和或門74LS32組成仿真電路如圖3.2.2所示。圖3.3.2(2)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),按照表3.3.2輸入情況進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),并將結(jié)果填入表內(nèi)。表3.3.2輸入輸出A B C

14、S(X1) C(X2)0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 3.用邏輯分析儀觀察全加器波形(no picture)(1)先關(guān)閉仿真開(kāi)關(guān),在圖3.3.2中刪除集成門電路以外的其他元件。在右側(cè)虛擬儀器庫(kù)中的“字發(fā)生器”(Word Generator)按鈕,調(diào)出字信號(hào)發(fā)生器圖標(biāo)“XWG1”,再點(diǎn)擊虛擬儀器庫(kù)中的“邏輯分析儀”(Logic Analyzer)按鈕,調(diào)出邏輯分析儀圖標(biāo)“XLA1”,將它門連接成3.3.3所示的電路。(2)雙擊字信號(hào)發(fā)生器圖標(biāo)“XWG1”,將打開(kāi)它的放大面板如圖3.3.4所示。 它是一臺(tái)能產(chǎn)生32位(路)同步邏輯信號(hào)的儀表。按下放

15、大面板的“控制”(Controls)欄的“循環(huán)”(Cycle)按鈕,表示字信號(hào)發(fā)生器在設(shè)置好的初始值和終止圖3.3.3值之間周而復(fù)始地輸出信號(hào);選擇“顯示”(Display)欄下的“Hex”表示信號(hào)以十六進(jìn)制顯示;“觸發(fā)”(Trigger)欄用于選擇觸發(fā)器的方式;“頻率”(Frequency)欄用于設(shè)置信號(hào)的頻率,將它設(shè)置為1kz。 圖3.3.4(3)按下“控制”(Controls)欄的“設(shè)置”(Set)按鈕,將彈出對(duì)話框如圖3.3.5所示。選擇“顯示類型”(Display Type)欄下的16進(jìn)制“Hex”,再在設(shè)置緩沖區(qū)大小“Buffer Size”輸入“000B”即十六進(jìn)制的“11”,然

16、后點(diǎn)擊對(duì)話框右上角“接受”(Accept)按鈕回到放大面板。 圖3.3.5(4)點(diǎn)擊放大面板右邊8位字信號(hào)編輯區(qū)進(jìn)行逐行編輯,從上至下載欄中輸入十六進(jìn)制的000000000000000A共11條8位字信號(hào),編輯好的11條8位字信號(hào)如圖3.3.4所示,最后關(guān)閉放大面板。(5)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),雙擊邏輯分析儀圖標(biāo)“XLA1”,將出現(xiàn)邏輯分析儀圖標(biāo)“XLA1”,將出現(xiàn)邏輯分析儀放大面板如圖3.3.6所示。將面板上“時(shí)鐘”(Clock)框下“時(shí)鐘s/Div”欄輸入1,再點(diǎn)擊面板左下角“相反”(Reverse)按鈕使屏幕變白,稍等片刻,然后關(guān)閉仿真開(kāi)關(guān)。將邏輯分析儀面板屏幕下方的滾動(dòng)條拉到不同的位置,見(jiàn)圖所

17、示。 圖3.3.6(6)拉出屏幕上的讀數(shù)指針可以觀察到一個(gè)全加器各輸入、輸出端波形,在圖3.3.6中讀數(shù)指針?biāo)谖恢梅謩e標(biāo)示輸入/輸出信號(hào)為A=0、B=1、Ci-1=0、S=1、Ci=0和A=1、B=1、Ci-1=1、S=1、Ci=1;。(注:屏幕左側(cè)標(biāo)有“8”的波形標(biāo)示A;標(biāo)有“9”的波形標(biāo)示B;標(biāo)有“4”的波形標(biāo)示Ci-1 ;標(biāo)有“1”的波形標(biāo)示S;標(biāo)有“6”的波形標(biāo)示Ci。)(7)按表3.3.3要求,用讀數(shù)指針讀出4個(gè)觀察點(diǎn)的狀態(tài),并將它們的邏輯狀態(tài)和邏輯分析波形填入表3.3.3中。表3.3.31234狀態(tài)波形狀態(tài)波形狀態(tài)波形狀態(tài)波形輸入A1110B0101Ci-10011輸出SCi四、

18、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)半加器和全加器分析方法和設(shè)計(jì)方法。 2復(fù)習(xí)邏輯分析儀和數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的使用方法。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 完成仿真實(shí)驗(yàn)全部過(guò)程并實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在表3.2.2和3.2.3中。2. 總結(jié)設(shè)計(jì)全加器實(shí)驗(yàn)的分析、步驟和體會(huì),寫(xiě)出完整的設(shè)計(jì)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)四 組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)(選做實(shí)驗(yàn))一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握Multisim軟件對(duì)組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)的方法。2、掌握利用集成邏輯門構(gòu)建組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過(guò)程。3、掌握組合邏輯電路的分析方法。二、實(shí)驗(yàn)原理全加全減器是一個(gè)實(shí)現(xiàn)一位全加和全減功能的組合邏輯電路,通過(guò)模式變量M來(lái)控制全加/全減算術(shù)運(yùn)算。本實(shí)驗(yàn)可以使用74LS00,74LS86芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。A

19、i和Bi分別表示二進(jìn)制數(shù)A與B的第i位,Ci表示Ai-1和Bi-1位全加時(shí)產(chǎn)生的進(jìn)位,Ci+1表示第Ai和Bi位全加時(shí)產(chǎn)生的進(jìn)位,Si為Ai和Bi的和或差,M=0表示全加功能,M=1表示全減功能,具體真值表為:MAiBiCiSiCi+1000000000110001010001101010010010101011001011111100000100111101011101101110010110100111000111111函數(shù)S和Ci+1的卡諾圖化簡(jiǎn)后為:Si=AiBiCiCi+1=BiCi+(Ci+Bi)(MAi)=三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、硬件:計(jì)算機(jī)2、軟件:Multisim四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步

20、驟1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理構(gòu)建全加全減器功能電路并測(cè)試邏輯功能。2、利用邏輯分析儀測(cè)試第1步電路的功能及函數(shù)表達(dá)式。說(shuō)明:上面的第一個(gè)圖是測(cè)試Ci+1,下面的圖是測(cè)試S的,要求分析出真值表及相應(yīng)函數(shù)表達(dá)式及最簡(jiǎn)函數(shù)表達(dá)式。3、利用設(shè)計(jì)全加全減器功能電路并測(cè)試邏輯功能。4、利用邏輯分析儀測(cè)試第3步電路的功能。(參考設(shè)計(jì)圖略)實(shí)驗(yàn)五 譯碼器及應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握用電子仿真軟件Multisim 進(jìn)行譯碼器的仿真實(shí)驗(yàn)。2. 掌握3-8譯碼器74LS138的工作原理及應(yīng)用。3. 掌握七段顯示譯碼器7447的工作原理及應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件1PC計(jì)算機(jī)及仿真軟件Multisim 2虛擬儀器:萬(wàn)用表、字符

21、信號(hào)發(fā)生器。 3虛擬元件:3線8線譯碼器(反碼輸出)74LS138、BCD七段顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器7447N、七段顯示器、指示燈、雙擲開(kāi)關(guān)等。 三、計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 3-8線譯碼器74LS138實(shí)驗(yàn)74LS138是用TTL與非門組成的3-8線譯碼器,它有3個(gè)附加的控制端S1、和。擋S1=1、+=0時(shí),GS輸出高電平(S=1),譯碼器才工作,否則譯碼器禁止所有的輸出端被封鎖在高電平。(注:3-8線譯碼器74LS138N中的G1(S)、G2A、G2B(、)為圖5.3.1 表5.3.1 3-8線譯碼器真值表輸入輸出G1 A B C 0×× × ×1 1 1

22、1 1 1 1 1×1× × × 1 1 1 1 1 1 1 1100 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1100 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1100 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1100 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1101 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1101 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1101 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1101 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0控制端)。這3個(gè)控制端也叫做“片選”輸入端,利用片選的作用可以將多片連接起來(lái)以擴(kuò)展譯碼器的功能,A、B、C輸入端Y0-Y7是輸出

23、端。74LS138N引腳排列如圖5.3.1所示,真實(shí)芯片引腳排列基本相似,邏輯功能表如表5.3.1所示。(1)在電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件庫(kù)中調(diào)出“74LS138D”3-8線譯碼器、J1-J6雙擲開(kāi)關(guān)、X1-X8紅色指示器,電源和接地等元器件把他們搭建成如圖5.3.2所示電路。圖5.3.2(2)接通仿真開(kāi)關(guān),根據(jù)表5.3.2操作雙擲開(kāi)關(guān)驗(yàn)證74LS138D芯片的邏輯功能,將仿真結(jié)果填入表5.3.2中,驗(yàn)證3-8線譯碼器74LS138真值表是否與理論相符。表5.3.2輸入輸出G1+ A B C 0×× × ××1

24、15; × ×100 0 0100 0 1100 1 0100 1 1101 0 0101 0 1101 1 0101 1 1 (3)關(guān)閉仿真開(kāi)關(guān),在電路中刪除全部輸入用雙擲開(kāi)關(guān),輸入信號(hào)換成字符發(fā)生器作為輸入,搭建的電路如圖5.3.3所示。(4)字符發(fā)生器XWG1頻率設(shè)置在50-100Hz之間這樣指示燈的亮滅比較緩慢好觀察,數(shù)據(jù)循環(huán)設(shè)置在0-9之間(選用十六進(jìn)的制)。然后根據(jù)3-8線譯碼器74LD138工作原理和邏輯功能表自擬實(shí)驗(yàn)步驟。 圖5.3.32. BCD七段顯示譯碼器7447實(shí)驗(yàn)(1)在電子仿真軟件Multisim基本工作界面相應(yīng)的庫(kù)中調(diào)出七段顯示譯碼器“7447

25、N”、七段顯示器“SEVEN_SEG COM”、J1J4四個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)、X1X4四盞紅色指示燈,把他們搭建成如圖5.3.4所示電路。圖中LT為燈測(cè)試輸入(低電平有效);RBI滅零輸入(低電平有效);BI/RBO為滅燈輸入(低電平有效)/滅零輸出。這3腳均接高電平;譯碼輸出端為OAOG。 圖5.3.4(2)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),分別按動(dòng)各單刀雙擲開(kāi)關(guān),使輸入4位二進(jìn)制碼“DCBA”分別為00001001,這時(shí)對(duì)應(yīng)輸入的每個(gè)二進(jìn)制碼,經(jīng)譯碼器7447譯碼后直接推動(dòng)共陽(yáng)LED數(shù)碼顯示出十進(jìn)制數(shù)09,同時(shí)也可以接在輸入端的4盞指示燈知道輸入的二進(jìn)制碼。(3)將輸入D、C、B、A變化使得,輸出OA、OB、OC

26、、OD、OE、OF、OG與數(shù)碼管顯示的數(shù)字填入在表5.3.3中。表5.3.3輸入輸出D C B AOA OB OC OD OE OF OG數(shù)碼管現(xiàn)實(shí)的數(shù)字0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1四、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)3-8譯碼器74LS138的工作原理及應(yīng)用。2復(fù)習(xí)七段顯示譯碼器7447的工作原理及應(yīng)用。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 完成仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的全部過(guò)程。2. 實(shí)驗(yàn)波形圖保存實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)記錄下來(lái)。3. 總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)六 數(shù)據(jù)選擇器及應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解數(shù)據(jù)選擇器的性能

27、及使用方法。2掌握用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)全加器。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件1PC計(jì)算機(jī)及仿真軟件Multisim 。2虛擬元件:與非門74LS153D、異或門7486N、單刀雙擲開(kāi)關(guān)等。3虛擬儀器:字符信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀或測(cè)量元件中的指示燈。三、計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 數(shù)據(jù)選擇器驗(yàn)證(1) 雙4 選1 數(shù)據(jù)選擇器74LS153D做為仿真實(shí)驗(yàn)器件, 使用其中的1 個(gè)選擇器, 74LS153的邏輯功能表3.3.1所示,表中A1 , A0 為選擇控制變量; D0 D3 為數(shù)據(jù)輸入變量; Y 為輸出函數(shù)。表6.3.1 4選1數(shù)據(jù)選擇器邏輯功能表A1A0Y功能00D0選擇D0作輸出01D1選擇D1作輸出10D2

28、選擇D2作輸出11D3選擇D3作輸出(2)“字符發(fā)生器”XWG1作為產(chǎn)生數(shù)據(jù)選擇器所需的各個(gè)數(shù)據(jù)輸入變量信號(hào);“邏輯分析儀”XLA1作為顯示的輸入變量及輸出函數(shù)信號(hào)。 將數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端接“字符發(fā)生器”、選擇控制端接雙擲開(kāi)關(guān), 數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端及輸出端接邏輯分析儀。搭建之后的電路如圖6.3.1所示。(3)雙擊“字符發(fā)生器”圖標(biāo)XWG1按下“控制”欄的“設(shè)置”按鈕,將彈出對(duì)話框如圖6.3.2所示。選擇“顯示類型”欄下的16進(jìn)制“Hex”,再在設(shè)置緩沖區(qū)大小“Buffer Size”輸入“000F”即十六進(jìn)制的“15”,然后點(diǎn)擊對(duì)話框右上角“接受”按鈕回到放大面板。圖6.3.1 圖6.

29、3.2(no need)(4) 雙擊“邏輯分析儀”XLA1圖標(biāo),打開(kāi)邏輯分析儀放大面板。接通仿真開(kāi)關(guān)觀察邏輯分析儀顯示結(jié)果。邏輯分析儀放大面板顯示波形如圖6.3.3所示。 圖中,1為D0 數(shù)據(jù)輸入變量的波形;2為D1 數(shù)據(jù)輸入變量的波形;3為D2 數(shù)據(jù)輸入變量的波形;4 為D3 數(shù)據(jù)輸入變量的波形;5 為Y 輸出函數(shù)的波形。由圖3.3.3 分析可知, A1 A0 = 00 時(shí), Y 輸出函數(shù)的波形和D 0 輸入變量的波形相同, 實(shí)現(xiàn)選擇D0 作為輸出。(5)改變 A1 A0 輸入, 01、10、11 時(shí),觀察 Y 輸出函數(shù)的波形變化,并分析波形變化規(guī)律。圖6.3.3(no need)2. 設(shè)計(jì)

30、一個(gè)用數(shù)據(jù)選擇器74LS153組成的一位全加器(1)根據(jù)題意進(jìn)行邏輯分析、設(shè)定輸入輸出變量、狀態(tài)賦值。(2)根據(jù)全加器的S和Ci得邏輯表達(dá)式,將它們寫(xiě)成標(biāo)準(zhǔn)最小項(xiàng)表達(dá)式,最簡(jiǎn)與或表達(dá)式。(3)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)最小項(xiàng)表達(dá)式將全加器電路畫(huà)好。(4)根據(jù)畫(huà)好的電路圖在Multisim 電子平臺(tái)調(diào)出有關(guān)元器件,其中輸出端指示燈從虛擬元件庫(kù)中調(diào)出,用紅燈顯示全加和輸出;用藍(lán)燈顯示向高位輸出,便于觀察。(5)根據(jù)全加器真值表輸入端的要求進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),觀察輸出端的狀態(tài),并填入表6.3.2中。驗(yàn)證全加器真值表是否與理論相符。表6.3.2ABCi-1SCi000001010011100101110111四、預(yù)習(xí)要求1復(fù)

31、習(xí)數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能和分析方法。2復(fù)習(xí)雙4 選1 數(shù)據(jù)選擇器74LS153的應(yīng)用。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 完成仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的全部過(guò)程。2. 實(shí)驗(yàn)波形圖和實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)記錄下來(lái)。3. 總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程并寫(xiě)出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)七 血型關(guān)系檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)(選做實(shí)驗(yàn))一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆战M合邏輯電路的設(shè)計(jì)和測(cè)試方法。學(xué)習(xí)選擇和使用集成邏輯器件。練習(xí)使用Multisim中的邏輯轉(zhuǎn)換器。二、實(shí)驗(yàn)類型設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)三、預(yù)習(xí)要求1. 復(fù)習(xí)組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)方法。2. 復(fù)習(xí)常用的組合邏輯器件的邏輯功能。3. 畫(huà)好實(shí)驗(yàn)電路的接線圖,自擬實(shí)驗(yàn)步驟。四、實(shí)驗(yàn)原理組合邏輯電路的設(shè)計(jì)是指根據(jù)給出的實(shí)際邏輯問(wèn)題,求出實(shí)現(xiàn)這一邏輯關(guān)系

32、的最簡(jiǎn)邏輯電路。需要指出的是,這里所說(shuō)的“最簡(jiǎn)”,在使用不同器件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)有不同的含義。對(duì)于小規(guī)模集成電路(SSI)為組件的設(shè)計(jì),最簡(jiǎn)標(biāo)準(zhǔn)是使用的門最少,且門的輸入端數(shù)最少;而對(duì)于以中規(guī)模集成電路(MSI)為組件的設(shè)計(jì),則是以所用集成芯片個(gè)數(shù)最少、品種最少以及連線最少作為最簡(jiǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)步驟如下:1.根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù),建立數(shù)字電路的模型,可以是真值表、卡諾圖,也可以直接寫(xiě)出邏輯表達(dá)式。2.跟據(jù)真值表或表達(dá)式填寫(xiě)卡諾圖,進(jìn)行化簡(jiǎn)?;?jiǎn)的原則和最簡(jiǎn)函數(shù)的形式與使用的器件關(guān)系密切。如欲使用與非門實(shí)現(xiàn)電路,應(yīng)化簡(jiǎn)成與或式;如欲使用或非門實(shí)現(xiàn)電路則化簡(jiǎn)成或與式。3.根據(jù)化簡(jiǎn)結(jié)果畫(huà)出邏輯電路圖。4.根據(jù)邏輯電

33、路圖搭接電路。5.測(cè)試并驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電路。五、實(shí)驗(yàn)儀器裝有Multisim 軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求人類的血型有4種:A、B、AB、O型。在輸血時(shí),輸血者和受血者的血型必須符合如圖2.2.1所示的關(guān)系,即O型血可以輸給任何血型的人,但O型血的人只能接受O型血;AB型血的人只能輸給AB型血的人,但AB型血的人可以 接受所有血型的人;A型血的人可以輸血給A型和AB型血的人,而A型血的人能接受A型和O型血;B型血的人可以輸血給B型和AB型血的人,而B(niǎo)型血的人能接受B型和O型血。圖2.2.1 輸血關(guān)系圖要求用與非門設(shè)計(jì)一個(gè)電路,用于判斷輸血者和受血者的血型是否符合輸血條件,如果能夠輸血,則綠

34、色指示燈亮(實(shí)驗(yàn)中用綠色探針代替):如果血型不合,則紅色指示燈亮,并且發(fā)出警告聲音(實(shí)驗(yàn)中用蜂鳴器代替)。七、注意事項(xiàng)1. 輸血者有4種情況,可用兩位代碼區(qū)分,同樣受血者血型也可以用兩位代碼表示,這樣整個(gè)電路的輸入有四個(gè)變量,輸出兩個(gè)變量,分別表示能或不能。2. 也可以用4個(gè)開(kāi)關(guān)模擬A、B、AB、O 血型,(輸血者和受血者共需要8個(gè)開(kāi)關(guān))對(duì)受血者和輸血者的血型通過(guò)編碼電路分別進(jìn)行編碼,之后根據(jù)要求設(shè)計(jì)血型檢測(cè)電路。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.說(shuō)明設(shè)計(jì)過(guò)程,畫(huà)出各邏輯電路圖。2.記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),總結(jié)實(shí)驗(yàn)心得。九、思考題1.SSI為組件的設(shè)計(jì)方法與MSI為組件的設(shè)計(jì)方法有哪些區(qū)別,及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。2.不限定用

35、于非門,還有哪些方法可以實(shí)現(xiàn)血型關(guān)系檢測(cè)?實(shí)驗(yàn)五 觸發(fā)器功能測(cè)試及應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握D型、JK型觸發(fā)器邏輯功能測(cè)試及功能轉(zhuǎn)換。2掌握用示波器觀察觸發(fā)器輸出波形。3了解觸發(fā)器之間的轉(zhuǎn)換,并檢驗(yàn)其邏輯功能。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件1PC計(jì)算機(jī)及仿真軟件Multisim 。2虛擬儀器:4通道示波器、脈沖信號(hào)源、紅綠指示燈。 3虛擬元件:JK觸發(fā)器74LS76N、D觸發(fā)器4013BD_5V、4鎖存D觸發(fā)器4042BD、雙4輸入端與非門4012BD、四-2輸入或非門4001BD、六同相緩沖/變換器4010BC1、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、電源和地線等。 三、計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. JK觸發(fā)器邏輯功能測(cè)試(1)從電子

36、仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條“TTL”元件庫(kù)中調(diào)出觸發(fā)器74LS76N;從“基本”元件庫(kù)中調(diào)出單刀雙擲開(kāi)關(guān)SPDT五個(gè);從“指示器”庫(kù)中調(diào)出“X1”為紅、“X2”為綠兩種顏色指示燈各一盞;從“電源”元件庫(kù)中調(diào)出電源VCC和地線,將它們放置在電子平臺(tái)上,搭建成如圖5.3.1所示的電路。 圖5.3.1(2)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),按照表5.3.1要求進(jìn)行試驗(yàn),并將結(jié)果填入表5.3.1中。注意:要使初態(tài)Qn=0,可用CLR置低電平進(jìn)行復(fù)位,復(fù)位后J4仍然回到高電平;同樣要使初態(tài)Qn=1,可用PR置低電平進(jìn)行置位,置位后J1仍然回到高電平。表3.5.1JKCLK即CPQn+1Qn=0

37、Qn=10001100101101001101101102. 異步置位PR(即)及異步復(fù)位CLR(即)功能的測(cè)試(no do)(1)從電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條“TTL”元件庫(kù)中調(diào)出觸發(fā)器74LS76D;從“基本”元件庫(kù)中調(diào)出單刀雙擲開(kāi)關(guān)SPDT兩個(gè);從“指示器” 圖5.3.2庫(kù)中調(diào)出“X1”為紅、“X2”為綠兩種顏色指示燈各一盞;從“電源”元件庫(kù)中調(diào)出電源VCC和地線,將它們放置在電子平臺(tái)上,搭建成如圖5.3.2所示的電路。表5.3.2PR(即)CLR(即)QHHLLHHLHLH(2)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),按照表5.3.2分別按A鍵或B鍵,觀察X1、X2的變化情況,

38、并填入好表5.3.2中,(注:紅燈亮標(biāo)示Q=1;藍(lán)燈亮標(biāo)示=1)。2. D觸發(fā)器邏輯功能測(cè)試(1)從Multisim 基本界面左側(cè)左列元件工具條的“CMOS”元件庫(kù)中調(diào)出D觸發(fā)器4013BD_5V;從“基本”元件庫(kù)中調(diào)出單刀雙擲開(kāi)關(guān)SPDT 4只,并分別雙擊單刀雙擲開(kāi)關(guān),將它們的“Key for Switch”欄設(shè)成A(代表SD)、B(代表D)、C(代表CP)、D(代表RD)。 圖5.3.3(2)從電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)右列虛擬元件工具條的指示器元件列表中選取紅色(接Q端)和藍(lán)色(接端)指示燈各一盞;從基本界面左側(cè)左列元件工具條的“電源”元件庫(kù)中調(diào)出電源VCC和地線,將它們

39、搭建成如圖5.3.3所示的電路。(3)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),按照表5.3.3要求進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),并將結(jié)果填入表內(nèi)。表5.3.3CPRD (CD1)SD (SD1)DQnQn+1×××××××Qn4. JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器(1) 從Multisim 基本界面左側(cè)左列元件工具條的“TTL”元件庫(kù)中調(diào)出JK觸發(fā)器74LS76N和非門7404N以及指示燈兩盞;從“基本”元件庫(kù)中調(diào)出單刀雙擲開(kāi)關(guān)SPDT 1只;從儀器庫(kù)中調(diào)出信號(hào)發(fā)生器一臺(tái);將他們搭建成如圖5.3.4所示的電路。圖5.3.4(2)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),按照表5.3.3要求進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)

40、,并將結(jié)果與5.3.1比較,并驗(yàn)證JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成D觸發(fā)器的功能。5. JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器 (1) 請(qǐng)同學(xué)們自擬JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T觸發(fā)器的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,并搭建的仿真電路圖和相應(yīng)波形圖記錄下來(lái)。6. JK觸發(fā)器的計(jì)數(shù)器應(yīng)用:(1)將JK觸發(fā)器接成計(jì)數(shù)狀態(tài)(即J=K=1),從電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條“電源”(Source)庫(kù)中調(diào)出脈沖信號(hào)源V1,并將它設(shè)置成500Hz。圖5.3.5(2)在Multisim 基本界面右側(cè)虛擬儀器工具條中調(diào)出4通道示波器“XSC1”,連好如圖5.3.5所示仿真電路。其中:4蹤示波器的A通道接輸入端用來(lái)觀察脈沖信號(hào);B通道接Q端;C

41、通道接端。 圖5.3.6(4)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),雙擊示波器圖標(biāo)“XSC1”,打開(kāi)4通道示波器的放大面板如圖5.3.6所示。先將放大面板左下角“時(shí)基”框內(nèi)“刻度”欄選取成“1ms/Div”,然后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圓形旋鈕的“A”位置,當(dāng)白線指向“A”時(shí),這時(shí)可以用鼠標(biāo)調(diào)整圓形旋鈕左邊“刻度”和“Y位置”兩欄數(shù)據(jù),即先調(diào)整A通道的波形大小和在屏幕上的位置;然后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圓形旋鈕的“B”位置,當(dāng)白線指向“B”時(shí),就可以對(duì)B通道的波形進(jìn)行調(diào)整;用以上相同的方法和步驟,可以對(duì)C、D通道的波形進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)驗(yàn)只調(diào)整A、B、C三個(gè)通道波形就可以了。放大面板上其他各欄可參照?qǐng)D中所示。調(diào)整后屏幕上同時(shí)顯示出A通道的500H

42、z脈沖信號(hào)波形(上);B通道顯示的是JK觸發(fā)器Q端輸出的方波(中);C通道顯示的是JK觸發(fā)器端輸出的方波(下)。從屏幕上紅色讀數(shù)指針?biāo)谖恢每梢钥闯觯寒?dāng)輸入脈沖信號(hào)下降沿到來(lái)時(shí),Q端由低電平跳變?yōu)楦唠娖?,同時(shí)端由高電平跳變?yōu)榈碗娖剑黄聊簧纤{(lán)色讀數(shù)指針?biāo)谖恢每梢钥闯觯寒?dāng)輸入脈沖信號(hào)上升沿到來(lái)時(shí),Q端仍保持高電平不變,同時(shí)端也保持低電平不變。(5)將圖3.5.3中波形描繪下來(lái),并說(shuō)明JK觸發(fā)器的觸發(fā)、翻轉(zhuǎn)和計(jì)數(shù)情況。7. D觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器(1)D觸發(fā)器組成的四位移位寄存器電路如圖5.3.7所示。從電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條的“TTL”元件庫(kù)中調(diào)出74LS

43、74四只、基本元件庫(kù)中彈出的對(duì)話框中欄中選取開(kāi)關(guān)字庫(kù)“SWITCH”,再在“Component”欄中調(diào)出“SPST”單刀雙擲開(kāi)關(guān)2只放置在電子平臺(tái)上。圖5.3.7(2)從電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)左列真實(shí)元件工具條中“Source”元件庫(kù)中調(diào)出VCC電源和地線,將它們放置在電子平臺(tái)上。(3)從電子仿真軟件Multisim 基本界面左側(cè)右列虛擬元件工具條的指示器元件庫(kù)中調(diào)出紅、綠、藍(lán)、黃指示燈各一盞,將它們放置在電子平臺(tái)上。(4)經(jīng)調(diào)整元件位置并將它們連成如圖5.3.7所示仿真實(shí)驗(yàn)電路。(5)打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān),根據(jù)表5.3.4操作并把結(jié)果記錄在表中。表5.3.4X1X2X3X4D=0

44、D=1CLK=0CLK=1練習(xí)、采用JK觸發(fā)器的模4可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與分析(選做)模4計(jì)數(shù)器要求在X輸入為0時(shí),按照自加1遞增計(jì)數(shù),當(dāng)X輸入為1時(shí),按照自減1遞減計(jì)數(shù),按照同步時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)方法和步驟完成電路設(shè)計(jì),并分析電路功能。輸入現(xiàn)態(tài)次態(tài)Xy2y1000001010011100101110111四、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)JK型觸發(fā)器邏輯功能及應(yīng)用。2. 復(fù)習(xí)D型觸發(fā)器邏輯功能及應(yīng)用。3復(fù)習(xí)4通道示波器的使用方法。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 完成仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的全部過(guò)程。2. 將仿真實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)整理填入各表中,并將4通道示波器觀察到的波形描繪到實(shí)驗(yàn)報(bào)告上。3. 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)六 計(jì)數(shù)、譯碼

45、和顯示電路(選做)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解用JK觸發(fā)器組成的同步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的工作原理。2. 觀察譯碼顯示電路的工作情況。3. 進(jìn)一步熟悉基本元器件的選取和電路的連接方法。4. 學(xué)會(huì)直流電源、時(shí)鐘脈沖源的使用方法。5. 學(xué)習(xí)Multisim中函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器、邏輯分析儀等虛擬儀器的使用方法。6. 學(xué)習(xí)Multisim中指示燈、有譯碼的七段顯示器等顯示器件的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)類型本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。三、預(yù)習(xí)要求1. 分析圖2.3.1所示同步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的工作原理,畫(huà)出其工作波形圖(包括CP、Q0、Q1、Q2、的波形)2. 自擬進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的步驟。3. 復(fù)習(xí)數(shù)碼管的工作原理(參見(jiàn)第一部分?jǐn)?shù)字電路實(shí)

46、物實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一)。四、實(shí)驗(yàn)原理圖6.4.1是用JK觸發(fā)器組成的同步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯圖。圖6.4.1 用JK觸發(fā)器組成的同步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器五、實(shí)驗(yàn)儀器裝有Multisim 2001軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求1. 在Multisim中按圖6.4.1連接電路,仿真并觀察五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的工作情況。(1)將計(jì)數(shù)器清零,使Q0=Q1=Q2=0。(2)將計(jì)數(shù)器的CP端接單脈沖,用發(fā)光探頭顯示各觸發(fā)器Q端的狀態(tài),檢驗(yàn)計(jì)數(shù)器的工作情況是否正確?(3)在CP端加一定頻率的時(shí)鐘脈沖,以CP為參考量,用虛擬示波器觀察Q0、Q1、Q2的波形,檢驗(yàn)波形是否正常。2. 觀察譯碼顯示電路的工作情況。 將計(jì)數(shù)器的CP端接單

47、脈沖輸出端,計(jì)數(shù)器的Q0、Q1、Q2分別接到數(shù)碼顯示的1、2、3處,4懸空。觀察是否與發(fā)光探頭顯示的二進(jìn)制數(shù)一致。七、注意事項(xiàng)JK觸發(fā)器的輸出端不能接+5V或地,否則導(dǎo)致無(wú)法仿真,在實(shí)際電路中導(dǎo)致器件損壞。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.分析該時(shí)序邏輯電路的功能。2.記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),列出真值表,畫(huà)出輸出波形。3.總結(jié)實(shí)驗(yàn)心得。九、思考題1.如何用D觸發(fā)器組成同步N進(jìn)制計(jì)數(shù)器? 2.如何用數(shù)字信號(hào)發(fā)生器或函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生CP脈沖信號(hào)?實(shí)驗(yàn)七 異步時(shí)序邏輯電路分析與設(shè)計(jì)(選做)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步掌握基本觸發(fā)器的邏輯功能。2、進(jìn)一步掌握集成觸發(fā)器的功能和使用方法。3、掌握異步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與分析的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理觸發(fā)器是能夠存儲(chǔ)1位二進(jìn)制碼的邏輯電路,它有兩個(gè)互補(bǔ)輸出端,其輸出狀態(tài)不僅與輸入有關(guān),而且還與原先的輸出狀態(tài)有關(guān)。觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),用以表示邏輯狀態(tài)“1”和“0”,在一定的外界信號(hào)作用下,可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),它是一個(gè)具有記憶功能的二進(jìn)制信息存儲(chǔ)器件,是構(gòu)成各種時(shí)序電路的最基本邏輯單元。1、JK觸發(fā)器在輸入信號(hào)為雙端的情況下,JK觸發(fā)器是功能完善、使用靈活和通用性較強(qiáng)的一種觸發(fā)器。本實(shí)驗(yàn)采用74LS112雙JK觸發(fā)器,是下降邊沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器。引腳邏輯圖如圖7.2.1所示: 圖7.2.1 JK觸發(fā)器

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