實(shí)驗(yàn)63 中規(guī)模集成邏輯器件的應(yīng)用

1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)6.3 中規(guī)模集成邏輯器件的應(yīng)用中規(guī)模集成邏輯器件的應(yīng)用當(dāng)堂交報(bào)告，請(qǐng)事先做好思考題。當(dāng)堂交報(bào)告，請(qǐng)事先做好思考題。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握使用中規(guī)模集成芯片譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)組合邏輯電路的方法。 1. 要求: 用芯片74LS13874LS138譯碼器及74LS20“74LS20“與非”門各一片設(shè)計(jì)一個(gè)1 1位二進(jìn)制全減器(表6-3-1)。 用兩片數(shù)據(jù)選擇器74LS15174LS151與一與一片74LS74LS0000芯片設(shè)計(jì)一個(gè)31天為“1”的大月指示器(表6-3-2) 。 二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)二、實(shí)驗(yàn)任務(wù) 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱( 74LS20 74LS20、74LS13874LS138

2、、74LS15174LS151等數(shù)字集成芯片、脈沖源 )、數(shù)字萬用表、示波器、導(dǎo)線。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備四、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)原理74LS13874LS138引腳圖74LS15174LS151引腳圖74LS13874LS138邏輯符號(hào)輸入輸出端說明E1、 : :使能控制端, E1=1, AE2BE2022BAEE時(shí)芯片正常工作,輸出與輸入二進(jìn)制碼相對(duì)應(yīng)，其它狀態(tài)無譯碼輸出。ABCY 0ABCY 1ABCY 2BACY 3ABCY 4ABCY 5ACBY 6CBAY 7C C、B B、A A：輸入端Y Y7 7Y Y0 0：輸出端(低電平有效)輸入高位輸入低位74LS138 74LS138 功

3、能表功能表低電平低電平有效有效輸出端輸出端低低電平電平有效有效 按右圖接線(輸入接電平開關(guān)，輸出接發(fā)光二極管)，控制電平開關(guān)K1K1K3K3，使得A A2 2A A1 1A A0 0從000000111111變化，輸出二極管應(yīng)為對(duì)應(yīng)的一盞燈不亮(低電平輸出)。亮燈情況符合功能表的芯片則為好的。根據(jù)74LS13874LS138功能表判斷芯片好壞：輸出發(fā)光二極管輸入電平開關(guān)2A1A0A0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y74LS13874LS138E1 E2A E2B+5V+5V“0”K1 K2 K3K1 K2 K374LS15174LS151YYG2A1A0A7D6D5D4D3D2D0D1D74LS

4、15174LS151邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)低電平有效A A2 2、A A1 1、A A0 0：地址輸入端D D7 7D D0 0：數(shù)據(jù)輸入端Y Y，Y Y：輸出端 輸入輸出端說明G: :使能輸入端,G =0時(shí)芯片工作，由地址輸入端控制輸出選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入端 E =1時(shí)禁止?fàn)顟B(tài)Y7012DAAA6012DAAA5012DAAA4012DAAA3012DAAA2012DAAA1012DAAA0012DAAA= m7D7 m6D6 m5D5 m4D4 m3D3 m2D2 m1D1 m0D0輸入輸入高位高位輸入輸入低位低位74LS151 74LS151 功能表功能表使能端使能端低低電平電平有效有效按左圖接

5、線,控制電平開關(guān)K1K1K3K3來改變地址端，使A A2 2A A1 1A A0 0從000000111111變化，同時(shí)僅讓對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)端接高電平，其它接低電平。則輸出亮燈應(yīng)與對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)端高、低電平相對(duì)應(yīng)，表明芯片是好的。根據(jù)74LS15174LS151功能表判斷芯片好壞：輸出發(fā)光二極管“0”+5V+5V74LS15174LS151YYG7D6D5D4D3D2D0D1DA2A2A1A1A0A00 0K2K2K4K4K5K5K6K6K7K7K8K8K9K9K10K10K11K11K3K3K1K1輸入電平開關(guān)函數(shù)變量數(shù) = 輸入二進(jìn)制代碼位數(shù)v據(jù)題目輸入和輸出要求及相互關(guān)系，進(jìn)行邏輯抽象,即說明邏輯

6、變量；v寫出輸出為“1 1”最小項(xiàng)表達(dá)式，化簡(jiǎn)成給定的芯片邏輯表達(dá)式；v用邏輯符號(hào)畫出該邏輯表達(dá)式的邏輯電路圖 (注意輸入高、低位不要弄錯(cuò))。譯碼器的設(shè)計(jì)步驟：v選擇集成二進(jìn)制譯碼器v列出真值表；v據(jù)題目輸入和輸出要求及相互關(guān)系，進(jìn)行邏輯抽象,即說明邏輯變量；v寫出輸出為“1 1”最小項(xiàng)表達(dá)式;v用邏輯符號(hào)畫出該邏輯表達(dá)式的邏輯電路圖，最小項(xiàng)表達(dá)式中出現(xiàn)的將對(duì)應(yīng)的DiDi接“1 1”，反之接“0 0”。(注意輸入高、低位不要弄錯(cuò)，中規(guī)模集成電路的芯片的輸入端接“1”“1”時(shí)決不允許按懸空處理)。數(shù)據(jù)選擇器的設(shè)計(jì)步驟：v列出真值表；若選擇器的地址數(shù)輸入變量數(shù)，將高位地址端和相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入端接地;

7、若選擇器的地址數(shù)輸入變量數(shù)，用降維卡諾圖；設(shè)計(jì)舉例：設(shè)計(jì)三位二進(jìn)制( (C C、B B、A)A)中有奇數(shù)個(gè)“1 1”時(shí)，輸出F F就為“1 1”電路: 用74LS13874LS138譯碼器及74LS20“74LS20“與非”門芯片實(shí)現(xiàn)。 用74LS15174LS151數(shù)據(jù)選擇器芯片實(shí)現(xiàn)。 列真值表0 0 00 0 00 00 0 10 0 10 1 00 1 00 1 10 1 11 0 01 0 01 0 11 0 11 1 01 1 01 1 11 1 11 11 10 01 10 00 01 1C B AF根據(jù)真值表寫出最小項(xiàng)：(用74LS13874LS138實(shí)現(xiàn))7421YYYYF2A

8、1A0A0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y74LS138& F A B CE1 E2A E2B“1”“0”令令A(yù)2=CA1=BA0=A化簡(jiǎn)至給定芯片邏輯表達(dá)式(用74LS13874LS138、74LS2074LS20實(shí)現(xiàn))7421YYYYF74LS2074LS20邏輯電路邏輯電路高位高位F=m1D1+m2D2+m4D4+m7D7化簡(jiǎn)至給定芯片邏輯表達(dá)式(用74LS15174LS151實(shí)現(xiàn))令令A(yù)2=C A1=B A0=A“0”2A1A0AABC高高位位G1D4D5D7D0D2D3D6D“1”Y74LS151 FD1=D2=D4=D7=“1”D0=D3=D5=D6=“0”邏輯電路邏輯電路

9、2.根據(jù)給定芯片的管腳圖，電源均按和地接入(注意不要接反)。按照設(shè)計(jì)好的邏輯電路圖連接電路,輸入接銀色鈕子開關(guān)，輸出接發(fā)光二極管，控制輸入開關(guān)，驗(yàn)證真值表，觀察表示輸出的發(fā)光二極管的亮燈情況。 1.用萬用表 擋、電阻擋或?qū)?dǎo)線連接電源與輸出發(fā)光二極管等方法檢查導(dǎo)線導(dǎo)通情況，當(dāng)萬用表發(fā)出蜂鳴聲、阻值示數(shù)約為 或發(fā)光二極管亮?xí)r，均表示導(dǎo)線導(dǎo)通。 3.在實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)于中規(guī)模中規(guī)模集成電路的芯片的輸入端接“1”“1”時(shí)決不允許按懸空處理。五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟 4.用萬用表擋測(cè)量任務(wù)一和任務(wù)二的輸入、輸出電位(即輸入、輸出在邏輯“0 0”和“1 1”時(shí)對(duì)地電壓，正常的電壓值范圍前面已介紹)。表表6-3

10、-1 用用138和和20實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)表表6-3-2 用用151和和00實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn) 5. 任務(wù)二高位D接高電平、B接低電平，C接低電平，低位A接1kHz脈沖，記錄輸入低位D與輸出F F的波形。示波器的電壓衰減置/每格(可從真值表中得到理論上的D與F F的波形加以核對(duì))。 在驗(yàn)證真值表時(shí)，如輸出狀態(tài)出現(xiàn)錯(cuò)誤，可利用它們的功能表對(duì)芯片的好壞進(jìn)行判斷，測(cè)試結(jié)果符合功能表的，表明芯片是好的，否則說明該芯片故障。故障檢查六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 2.完成任務(wù)一的電位測(cè)試表格6-3-1。 1.按譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器的設(shè)計(jì)步驟來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并寫出詳細(xì)推導(dǎo)過程。 4. 定量記錄輸入低位D與輸出F的波形。(高位A接高電平，B接低電平，C接低電平，低位D接1kHz脈沖)5.根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。完成思考題。 3.完成任務(wù)二的電位測(cè)試表格6-3-2。七、注意事項(xiàng)七、注意事項(xiàng)注意通常電源均按和地接入，每個(gè)芯片都需接入一對(duì)電源，為防止遺漏，可把它定為接線的第一步。注意電源不要接反，否則會(huì)燒壞芯片。 因?yàn)橄渖w與主箱間沒有電的連接，所以箱蓋上的每個(gè)芯片電源需通過主箱電源(+和地)接入。 在實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)于中規(guī)模集成電路的芯片的輸入端接時(shí)決不允許決不允許按懸空處理。不可在接通電源的情況下插入或拔出芯片。注意一定要先查導(dǎo)線，再開始接線。加入輸入波形時(shí)，可利用實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)