計控數(shù)字電子技術實驗指導書

1、13-14學年第一學期數(shù)字電子技術實驗指導書學時：20班級：計控1202、1203指導教師：王春模鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院機電系電氣教學團隊目 錄1、實驗一 TTL集成門電路.22、實驗二 組合邏輯電路的實驗.43、實驗三 譯碼器及數(shù)據(jù)選擇器.64、實驗四 譯碼驅(qū)動器CD4511邏輯功能測試85、實驗五 觸發(fā)器106、實驗六、集成計數(shù)器及其應用.127、實驗七、移位寄存器及其應用.158、實驗八 555時基電路的應用.179、實驗九 計數(shù)器仿真實驗.1910、實驗十 555應用電路仿真試驗.22實驗一 TTL集成門電路一、實驗目的1、驗證常用門電路的邏輯功能2、掌握四種常用集成門電路對信號的控制作

2、用。二、實驗器材1、TPED6 型數(shù)字電路實驗箱 1臺2、萬用表1只3、74LS08，74LS32，74LS04，74LS00各一塊三、實驗步驟1、在數(shù)字電路實驗箱中，插入74LS08集成塊。2、用萬用表測量數(shù)字電路實驗箱中5V電源，并接入集成塊3、按表1中所列要求設置輸入信號，測出輸出端Y，并將結果記錄于表174LS08管腳圖 表14、在數(shù)字電路實驗箱中，插入74LS32集成塊，重復步驟,2、3，將結果記錄在表2中 74LS32管腳圖 表25、在數(shù)字電路實驗箱中，插入74LS04集成塊，重復步驟,2、3，將結果記錄在表3中74LS04管腳圖 表36、在數(shù)字電路實驗箱中，插入74LS00集成塊

3、，重復步驟,2、3，將結果記錄在表4中74LS00管腳圖 表47、請用74LS00與非門，連接或門電路，并驗證邏輯功能。五、實驗報告 根據(jù)各真值表，分別寫出邏輯表達式，并說出它們的功能，并認真理解四種常用集成門電路對信號的控制作用。實驗二 組合邏輯電路的實驗一、實驗目的1、進一步熟悉常用集成塊的使用。2、掌握組合邏輯電路的分析方法，并驗證其邏輯功能。二、實驗器材1、TPED6 型數(shù)字電路實驗箱 1臺2、萬用表1只 3、74LS00，74LS86各一塊三、實驗步驟1、組合邏輯電路功能測試。（1）用2片74LS00組成圖1所示邏輯電路。（2）圖中A、B、C接電平開關，Y1、Y2接發(fā)光管電平顯示。（

4、3）按表1要求，改變A、B、C的狀態(tài)填表1并寫出Y1，Y2邏輯表達式 圖1 輸入輸出ABCY1Y2000001010011100101110111 表1 （4)運算結果與實驗比較。2、測試圖2用異或門（74LS86）和與非門組成的半加器的邏輯功能。 根據(jù)半加器的邏輯表達式可知，半加器Y是A、B的異或，而進位Z是A、B相與，故半加器可用一個集成異或門和二個與非門組成如圖3.（1） 在實驗臺上用異或門和與門接成以上電路。A、B接電平開關Y、Z接電平顯示。（2）按表2要求改變A、B狀態(tài)填表 圖2 輸入輸出ABYZ00011011表2四、實驗報告1.整理實驗數(shù)據(jù)并填表，對實驗結果進行分析。2.總結組合

5、邏輯電路的分析方法。實驗三 譯碼器及數(shù)據(jù)選擇器一、實驗目的 1、掌握中規(guī)模集成譯碼器的邏輯功能和使用方法； 2、中規(guī)模集成數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能及使用方法。二、實驗器材1、TPED6 型數(shù)字電路實驗箱 1臺2、萬用表1只3、74LS00，74LS86各一塊三、實驗步驟1、74LS138譯碼器邏輯功能測試； 將譯碼器使能S1、S2、S3及地址端A2、A1、A0分別接至邏輯電平開關輸出口，八個輸出端0.7 依次連接在邏輯電平顯示器的八個輸入口上，撥動邏輯電平開關，按真值表逐項測試74LS138的邏輯功能。圖1 74LS138引腳排列2、測試數(shù)據(jù)選擇器74LS151的邏輯功能按74LS151的接線，地

6、址端A2、A1、A0數(shù)據(jù)端D0D7使能端S接邏輯開關，輸出端Q接邏輯電平顯示，按74LS151功能表逐項進行測試，記錄測試結果。圖2 74LS151引腳排列74LS151真值表：輸入輸出A2A1A0Q1XXX010000D0D00001D1D10010D2D20011D3D30100D4D40101D5D50110D6D60111D7D7四、實驗報告1.整理實驗數(shù)據(jù)并填表，對實驗結果進行分析。2.總結74LS138譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器74LS151的邏輯功能。實驗四 譯碼驅(qū)動器CD4511邏輯功能測試一、實驗目的1、掌握譯碼驅(qū)動器的邏輯功能和使用方法。2、熟悉數(shù)碼管的工作原理。二、實驗器材 1、

7、TPED6 型數(shù)字電路實驗箱 1臺2、萬用表1只 3、CD4511一塊 三、實驗步驟圖1 CD4511管腳圖 表1 CD4511真值表1、VDD接電源+5V，VSS接地。經(jīng)老師檢查后通電。2、輸入端A、B、C、D接邏輯電平輸入端，a、b、c、d、e、f、g接邏輯電平顯示端，根據(jù)CD4511功能表，輸入端A、B、C、D輸入不同的數(shù)值組合，觀察輸出的顯示情況。 圖2 實驗原理圖四、實驗報告1、根據(jù)實驗內(nèi)容總結CD4511邏輯功能。2、根據(jù)實驗完成下表。ABCD顯示0000000100100011010001010110011110001001實驗五 觸發(fā)器一、實驗目的1、驗證基本觸發(fā)器的邏輯功能2

8、、掌握集成觸發(fā)器的使用方法，進一步理解觸發(fā)信號的區(qū)別二、實驗前準備1、掌握用與非門構成的基本R-S觸發(fā)器的原理2、熟悉集成觸發(fā)器的觸發(fā)特點，認真理解置0端和置1端以及時鐘控制端的作用三、實驗器材 1、TPED6 型數(shù)字電路實驗箱 1臺2、萬用表1只 3、74LS00 74LS112 74LS47各一塊四、實驗步驟 圖1 基本RS觸發(fā)器原理圖 表11、在數(shù)字電路實驗箱中，插入74LS00集成塊。2、用萬用表測量數(shù)字電路實驗箱中5V電源，并接入集成塊3、按原理圖連線，按表1中所列要求設置測出Qn+1的狀態(tài)，并將結果記錄于表1中，驗證邏輯關系。Qn+1 = +RQn 約束條件為R+S=14、在數(shù)字電

9、路實驗箱中，插入74L112集成塊。按表2中所列要求設置測出Qn+1的狀態(tài)，并將結果記錄于表2中，驗證邏輯關系。Qn+1 =J + Qn ×CP圖2 74LS112管腳圖 表25、在數(shù)字電路實驗箱中，插入74LS74集成塊。按表3中所列要求設置測出Qn+1的狀態(tài)，并將結果記錄于表2中，驗證邏輯關系。 Qn+1 =D ×CP 圖3 74LS74管腳圖 表3五、實驗報告根據(jù)各真值表，分別寫出邏輯表達式，并說出它們的功能，并認真理解各觸發(fā)器的觸發(fā)特點，特別是置0端和置1端以及時鐘控制端的作用。實驗六、集成計數(shù)器及其應用一、實驗目的 1、掌握集成計數(shù)器的邏輯功能測試方法及其應用。

10、2、運用集成計數(shù)器構成任意進制計數(shù)器。二、實驗預習 1、復習材料中有關集成塊74LS192的內(nèi)容，了解其邏輯功能。查出其外引線排列圖，了解各管腳的作用。 、復習用74LS192構成任意進制計數(shù)器的兩種方法（反饋歸零法和反饋置數(shù)法）。三、實驗器材 1、TPED6 型數(shù)字電路實驗箱 1臺2、萬用表1只 3、74LS00 一片74LS192 一片四、實驗步驟、測試集成計數(shù)器的邏輯功能；圖1 74LS192管腳圖74LS192真值表 （）按芯片引腳圖將、LD、D3、D2、D1、D0端接電平開關，Q3、Q2、Q1、Q0端接電平顯示燈。測試Q3Q0狀態(tài)填入表1中，并說明邏輯功能。 （2）將、，、端接電平顯

11、示燈、并同時分別接譯碼顯示電路“、”插孔上，CPu、CPd分別輸入連續(xù)脈沖（f=HZ）,觀察數(shù)碼管數(shù)字的變化，同時記錄Q3Q0狀態(tài)填入表2。 表1 輸 入 輸 出邏輯功能CR D3 D2 D1 D0Q3 Q2 Q1 Q0X X X X1 0 1 0X X X x 表2加計數(shù) 輸 出CPu=CP Q3 Q2 Q1 Q00123456789 2、用74LS192構成任意進制計數(shù)器；反饋歸零法： 用一片74LS192和一片74LS00組成六進制計數(shù)器。按圖2接線，將Q3、Q2、Q1、Q0端接電平顯示燈、并同時分別接到譯碼顯示電路“8、4、2、1”插孔上，CPr輸入連續(xù)脈沖（f=1HZ）,觀察數(shù)碼管數(shù)

12、字的變化，同時記錄Q3Q0狀態(tài)填入表4中。CPu端輸入連續(xù)脈沖（f=1HZ），用雙蹤示波器同時觀測并記錄CP和Q2波形，比較其頻率。圖2 CP(1HZ)輸出Q0 Q1 Q2 Q3123456 表3 五、實驗報告 1、理解74LS192的邏輯功能。 2、說明構成任意進制計數(shù)器的兩種方法。畫出六進制計數(shù)器的狀態(tài)圖。3、討論實驗中遇到的問題實驗七、移位寄存器及其應用一、實驗目的 1、掌握中規(guī)模4位雙向移位寄存器邏輯功能及使用方法。 2、熟悉移位寄存器的應用實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行、并行轉換和構成環(huán)形計數(shù)器。二、實驗預習 復習材料中有關集成塊74194的內(nèi)容，了解其邏輯功能。查出其外引線排列圖，了解各管腳的作用

13、。三、實驗器材 1、TPED6 型數(shù)字電路實驗箱 1臺2、萬用表1只 3、74LS194 一片四、實驗步驟 1、測試74LS194的邏輯功能；圖1 74LS194管腳圖 1）按圖2接線，Cr、S1 、S0、SL、SR、D0、D1、D2、D3分別接至邏輯電平顯示輸入插口。Q0、Q1、Q2、Q3接至邏輯電平顯示輸出插口。CP端接單次脈沖源。并自擬表格進行測試。 （1）清除：令Cr=0，其它輸入均為任意態(tài)，這時寄存器輸出Q0、Q1、Q2、Q3應均為0。清除后，置Cr=1。 (2)置數(shù)：令Cr=S1=S0=1，送入任意4位二進制數(shù)，如DoD1D2D3=abcd,加CP脈沖，觀察CP=0，CP由01、C

14、P由10三種情況下寄存器輸出狀態(tài)的變化，觀察寄存器輸出狀態(tài)變化是否發(fā)生在CP脈沖的上升沿。 圖2（3）右移：清零后，令Cr=1，S1=0，S0=1，由右移輸入端Sr送入二進制數(shù)碼如0100，由端連續(xù)加個脈沖，觀察輸出情況，并記錄。（）左移：先清零或予置，再令，由左移輸入端送入二進制數(shù)碼如，連續(xù)加四個脈沖，觀察輸出端情況，并記錄。（）保持：寄存器予置任意位二進制數(shù)碼abcd, 令Cr=1,S1=S0=0，加CP脈沖，觀察寄存器輸出狀態(tài)，并記錄。2、環(huán)形計數(shù)器； 自擬實驗線路用并行送數(shù)法予置寄存器位某二進制數(shù)碼(如0100),然后進行右移循環(huán)，觀測寄存器輸出端狀態(tài)的變化，并記入表2. CP Q0

15、Q1 Q2 Q3 0 0 1 0 0 1 2 3 4六、實驗報告 1、分析實驗結果，總結移位寄存器74LS194的邏輯功能并記錄。 2、根據(jù)實驗內(nèi)容2的結果，畫出4位環(huán)形計數(shù)器的狀態(tài)轉換圖及波形圖。實驗八 555時基電路的應用一、實驗目的1、熟悉555型集成時基電路結構、工作原理及其特點2、掌握555型集成時基電路的基本應用二、實驗器材1、TPED6 型數(shù)字電路實驗箱 1臺2、萬用表、示波器各1只3、555集成塊一片三、實驗步驟1、 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器圖1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器原理圖 (1) 按圖1連線，取R100K，C47f，輸入信號vi由單次脈沖源提供，用雙蹤示波器觀測vi，vC，vO波形。測定幅度與暫穩(wěn)

16、時間。 (2) 將R改為1K，C改為0.1f，輸入端加1KHz的連續(xù)脈沖，觀測波形vi，vC，vO，測定幅度及暫穩(wěn)時間。 2、 多諧振蕩器圖2多諧振蕩器原理圖 按圖2接線，在實驗箱中選擇電阻與電容用雙蹤示波器觀測vc與vo的波形，測定頻率。四、實驗報告1、 觀察和記錄測試波形2、 根據(jù)電路參數(shù)，計算圖1中暫穩(wěn)時間。3、 根據(jù)電路參數(shù)，計算圖2中輸出信號的周期、頻率、占空比。實驗九 計數(shù)器仿真實驗一、實驗要求和目的1、分析集成計數(shù)器74LS160和74LS191的邏輯功能2、掌握集成計數(shù)器的邏輯功能和各控制端的作用二、實驗預習 復習材料中有關集成塊74LS160和74LS191的內(nèi)容，了解其邏輯

17、功能。查出其外引線排列圖，了解各管腳的作用。74LS160是常見的集成同步十進制加法計數(shù)器，其功能表如表1所示。 表1CLKCLRLOADENTENP工作狀態(tài)×0×××清零10××預置數(shù)×110×保持×11×0保持1111加計數(shù)74LS191是常見的集成二進制加/減同步計數(shù)器，其功能表如表2所示 表2CLKLOADCTENU/D工作狀態(tài)101減計數(shù)100加計數(shù)×0××預置數(shù)×11×保持三、實驗電路 74LS160集成同步十進制加法計數(shù)器實驗電路如

18、圖1所示。74LS191二進制加/減同步計數(shù)器實驗電路如圖2所示。 圖1 74LS160 仿真圖圖2 74LS191仿真圖四、實驗步驟1） 由74LS160構成的十進制加法同步計數(shù)器仿真實驗步驟（1） 按圖1 所示連接電路（2） 按A ，B，C，D鍵切換CLR ，LOAD，ENT，ENP接高電平或低電平，打開仿真開關，觀察數(shù)碼管顯示的輸出信號，驗證各控制端的功能。2）由74LS191構成的二進制加/減同步計數(shù)器仿真實驗步驟。（1）按圖2所示連接電路（2）按A，B，C鍵切換CTEN，U/D，LOAD的高低電平，同時觀察數(shù)碼管顯示的輸出信號，驗證各控制端的功能。五、實驗報告 1、理解74LS160

19、和74LS191的邏輯功能 2、用74LS160和74LS00連成六進制計數(shù)器，并畫出電路圖。實驗十 555應用電路仿真試驗一、實驗目的和要求1、用555定時器設計一個多諧振蕩器，觀察輸出信號波形。2、用555定時器設計一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，觀察在輸入脈沖的作用下電路狀態(tài)的變化。3、用555定時器設計一個施密特觸發(fā)器，觀察電路的輸入，輸出波形，并分析其電壓傳輸特性。4、 掌握由555定時器構成的各種應用電路。二、實驗原理以555定時器為核心的各種應用電路具有結構簡單，性能可靠，外接元件少等優(yōu)點。典型的應用電路有多諧振蕩器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器等。555定時器的引腳如圖1所示，555定時器的功能如圖2所示THRTRIRSTOUTDIS放電管T××低電平低電平高電平導通大于2/3VCC大于1/3VCC高電平低電平高電平導通小于2/3VCC大于1/3VCC高電平原狀態(tài)原狀