數(shù)字電路實驗報告

1、數(shù)字電路實驗報告 姓名：張珂 班級：10級8班 學(xué)號：2010302540224實驗一：組合邏輯電路分析一實驗用集成電路引腳圖1 74LS00集成電路2 74LS20集成電路二、實驗內(nèi)容1、組合邏輯電路分析邏輯原理圖如下：圖1.1組合邏輯電路分析電路圖說明：ABCD按邏輯開關(guān)“1”表示高電平，“0”表示低電平；邏輯指示燈：燈亮表示“1”，燈不亮表示“0”。真值表如下：ABCDY00000000100010000111010000101001100011111000010010101001011111001110111110111111表1.1 組合邏輯電路分析真值表實驗分析：由實驗邏輯電路圖可

2、知：輸出X1=AB+CD ，同樣，由真值表也能推出此方程，說明此邏輯電路具有與或功能。2、密碼鎖問題：密碼鎖的開鎖條件是：撥對密碼，鑰匙插入鎖眼將電源接通，當(dāng)兩個條件同時滿足時，開鎖信號為“1”，將鎖打開；否則，報警信號為“1”，則接通警鈴。試分析下圖中密碼鎖的密碼ABCD是什么？密碼鎖邏輯原理圖如下：圖 2 密碼鎖電路分析 實驗真值表記錄如下：實驗真值表ABCDX1X2000001000101001001001101010001010101011001011101100001100110101001101101110001110101111001111101表1.2 密碼鎖電路分析真值表實驗

3、分析：由真值表（表1.2）可知：當(dāng)ABCD為1001時，燈X1亮，燈X2滅；其他情況下，燈X1滅，燈X2亮。由此可見，該密碼鎖的密碼ABCD為1001.因而，可以得到：X1=，X2=。實驗心得1.本次實驗對元件74LS00和74LS20的端口熟悉了很多，大致記住了哪些端口是與非門的輸入端，哪些是輸出端。2.熟悉了面板，知道怎樣換器件以及電源、開關(guān)的位置。3.熟悉了基本邏輯電路的分析方法和及其邏輯功能的分析，熟悉了各類門的實物元件以及元件的使用和線路連接。4.知道了利用單刀雙擲開關(guān)的雙接點，分別連接高電平和低電平，開關(guān)的擲點不同，門電路輸入的電平也不同。實驗二 組合邏輯實驗（一）半加器和全加器一

4、實驗?zāi)康氖煜な褂瞄T電路設(shè)計組合電路的原理和方法步驟。二預(yù)習(xí)內(nèi)容1復(fù)習(xí)用門電路設(shè)計組合邏輯電路的原理和方法步驟2復(fù)習(xí)二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算。1） 用與非門設(shè)計半加器的邏輯圖2） 完成用疑異或門、與或非門、與非門設(shè)計全加器的邏輯圖3） 完成用異或門設(shè)計的3變量判奇電路原理圖三參考元件四實驗內(nèi)容1、用與非門組成半加器由理論課知識可知：=邏輯原理圖如下：圖 1.1與非門設(shè)計半加器電路圖真值表如下：ABSC0000011010101101 表2.1 半加器實驗結(jié)果記錄表格2、用異或門、與或非門、與非門組成全加器由理論課知識可知：=根據(jù)上式，設(shè)計如下電路：圖 2.2用異或門、與或非門、與非門設(shè)計的全加器真值表如下

5、:AiBiCi-1SiCi0000010010010101100100110101010110111111 表2.2 全加器實驗數(shù)據(jù)表格 3、用異或門設(shè)計3變量判奇電路，要求變量中1的個數(shù)為奇數(shù)時，輸出為1，否則為0.根據(jù)題目要求可知：輸出L=則可以設(shè)計出如下電路：圖 2.3用異或門設(shè)計的3變量判奇電路真值表：輸入A輸入B輸入C輸出L00000011010101101001101011001111 表2.3 判奇電路實驗數(shù)據(jù)表格4、“74LS283”全加器邏輯功能測試 圖2.4 元件74LS283利用74LS283進(jìn)行如下表格中的測試：圖 2.4 全加器被加數(shù)A4A3A2A101111001加

6、數(shù)B4B3B2B100010111前級進(jìn)位C00或10或1和S4S3S2S11000或10010或1新進(jìn)位C401表2.4 “74LS283”全加器功能測試表格實驗心得1.本實驗主要使用74LS00與74LS51來設(shè)計半加器與全加器以及判奇電路，在實驗中熟悉了這兩個元件的使用方法。加深了我對理論課知識的理解。2.半加器不帶前級進(jìn)位，全加器帶前級進(jìn)位。3.設(shè)計組合邏輯電路前先列寫邏輯表達(dá)式，然后根據(jù)邏輯表達(dá)式連接電路。實驗三：組合邏輯實驗（二）數(shù)據(jù)選擇器和譯碼器的應(yīng)用一實驗?zāi)康氖煜?shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的邏輯功能和掌握其使用方法。二預(yù)習(xí)內(nèi)容1）了解所有元器件的邏輯功能和管腳排列。2）復(fù)習(xí)有關(guān)數(shù)據(jù)

7、選擇器和譯碼器的內(nèi)容。3）用八選一數(shù)據(jù)選擇器產(chǎn)生邏輯函數(shù)L=ABC+AB+BC+C和L=ABC4）用3線8線譯碼器和與非門構(gòu)成一個全加器。三參考元件（1）數(shù)據(jù)選擇器74LS151圖3-1 74LS151表3-1 74LS151的功能表輸入輸出CBAYHXXXLHLLLLLLLHLLHLLLHHLHLLLHLHLHHLLHHH輸出Y地表達(dá)式為式中為CBA的最小項。將數(shù)據(jù)選擇器的地址信號C、B、A作為函數(shù)的輸入變量，數(shù)據(jù)輸入作為控制信號，控制各最小項在輸出邏輯函數(shù)中是否出現(xiàn)，使能端EN始終保持低電平。這樣，八選一數(shù)據(jù)選擇器就成為一個三變量的函數(shù)產(chǎn)生器。（2）38線譯碼器74LS138圖3-2 74

8、LS138表3-2 74LS138功能表輸入輸出G1CBAHLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHLHHHHHHHLLLHLHHLHHHHHHLLLHHHHHLHHHHHLLHLLHHHHLHHHHLLHLHHHHHHLHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHHHHHHHHL由功能表可知，當(dāng)G1=1， =0， =0時，式中為CBA的最小項。四實驗內(nèi)容1、數(shù)據(jù)選擇器的使用：當(dāng)使能端EN=0時，Y是、和輸入數(shù)據(jù)的與或函數(shù)，其表達(dá)式為：（表達(dá)式1）式中是、構(gòu)成的最小項，顯然當(dāng)=1時，其對應(yīng)的最小項在與或表達(dá)式中出現(xiàn)。當(dāng)=0時，對應(yīng)的最小項就不出現(xiàn)。利用這一點，不難實現(xiàn)組合邏輯電路。將數(shù)據(jù)選擇器

9、的地址信號、作為函數(shù)的輸入變量，數(shù)據(jù)輸入作為控制信號，控制各個最小項在輸出邏輯函數(shù)中是否出現(xiàn)，使能端EN始終保持低電平，這樣，八選一的數(shù)據(jù)選擇器就成為一個三變量的函數(shù)產(chǎn)生器。用八選一的數(shù)據(jù)選擇器74LS151產(chǎn)生邏輯函數(shù)將上式寫成如下形式：該式符合表達(dá)式1的標(biāo)準(zhǔn)形式，顯然、都應(yīng)該等于1，而式中沒有出現(xiàn)的最小項、，它們的控制信號、都應(yīng)該等于0，由此可畫出該邏輯函數(shù)產(chǎn)生器的邏輯圖：圖 2.1 邏輯電路圖2、3-8線譯碼器的應(yīng)用用3-8線譯碼器74LS 138和與非門構(gòu)成一個全加器，寫出邏輯表達(dá)式并設(shè)計邏輯電路圖。驗證實際結(jié)果。全加器的和與新進(jìn)位的表達(dá)式如下：=做出如下邏輯電路圖：3、擴(kuò)展內(nèi)容用一片

10、74LS151構(gòu)成四變量的判奇電路。 畫出如下電路圖：圖3.4 74LS151做成的判奇電路實驗心得1.本實驗學(xué)會了使用74LS151與74LS138，以及運(yùn)用這兩個元件構(gòu)造邏輯函數(shù)。加深了我對理論課知識的理解。2.知道了設(shè)計函數(shù)前，先要清楚所選器件的邏輯功能。3.學(xué)會了如何根據(jù)器件的邏輯功能寫出函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)形式。4.知道了如何根據(jù)函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)形式確定器件每個端口的連接方式。實驗四：觸發(fā)器和計數(shù)器一實驗?zāi)康?、熟悉J K觸發(fā)器的基本功能和原理。2、了解二進(jìn)制計數(shù)器74LS163的工作原理。3、設(shè)計并驗證十進(jìn)制、六進(jìn)制計數(shù)器。二預(yù)習(xí)內(nèi)容1、復(fù)習(xí)有關(guān)R-S觸發(fā)器，J-K觸發(fā)器，D觸發(fā)器的內(nèi)容。2、預(yù)習(xí)有

11、關(guān)計數(shù)器的工作原理。3、用JK觸發(fā)器組成三進(jìn)制計數(shù)器，設(shè)計電路圖。4、用74LS163和與非門組成四位二進(jìn)制計數(shù)器，十進(jìn)制計數(shù)器，六進(jìn)制計數(shù)器。設(shè)計電路圖。三參考原件四、實驗內(nèi)容1、RS觸發(fā)器邏輯功能測試用一塊74LS00與非門構(gòu)成RS觸發(fā)器，用萬用表測量Q及的電位，并記錄于下表中圖4.1 RS觸發(fā)器電路圖實驗記錄表格如下：RSQQ'觸發(fā)器電位0101低電位1010高電位11QQ'保持0011不確定表4.1 RS觸發(fā)器實驗功能表2、六進(jìn)制計數(shù)器圖4.2 六進(jìn)制計數(shù)器3、十進(jìn)制計數(shù)器圖4.3 十進(jìn)制計數(shù)器4、 六十進(jìn)制計數(shù)器圖4.4 六十進(jìn)制計數(shù)器實驗心得1.通過本實驗我了解了與

12、非門構(gòu)成的RS觸發(fā)器的功能。與非門構(gòu)成的RS觸發(fā)器為低電平有效。即：R=0，S=1時，Q=0，=1；R=1，S=0時，Q=1，=0。2.我了解了74LS163的用法，熟悉了它的功能表，并且學(xué)會了使用74LS163來設(shè)計各種位制的計時器，熟悉了它的接線，以及各個端口的作用。3.我了解了同步置數(shù)與異步置數(shù)的區(qū)別，熟練了通過置數(shù)與清零來設(shè)計不同進(jìn)制的計數(shù)器。1）同步清零，即：當(dāng)計數(shù)為N-1時，端輸入有效低電平，計數(shù)器清零，重新計數(shù)。2）同步置數(shù)，即：一般將置數(shù)端設(shè)計為零，當(dāng)計數(shù)為N-1時，端輸入有效低電平，計數(shù)器置數(shù)，重新計數(shù)。實驗五：數(shù)字電路綜合實驗一、實驗?zāi)康?、學(xué)會計數(shù)器、譯碼器、顯示器等器件

13、的使用方法2、學(xué)會用它們組成具有計數(shù)、譯碼、顯示等功能的綜合電路，并了解他們的工作原理。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容1、復(fù)習(xí)有關(guān)計數(shù)器、譯碼器、寄存器、顯示器的內(nèi)容2、熟悉有關(guān)元器件的管腳排列3、設(shè)計十進(jìn)制計數(shù)譯碼顯示電路。三、參考元件譯碼器74LS248、計數(shù)器74LS169、共陰極七段顯示器四、實驗內(nèi)容1、按自行設(shè)計電路圖接線 實驗六：555集成定時器一實驗?zāi)康氖煜づc使用555集成定時器。二預(yù)習(xí)內(nèi)容復(fù)習(xí)有關(guān)555集成定時器的內(nèi)容和常用電路三參考原件555集成定時器圖5-1 555集成定時器器件說明：555集成定時器包括一個放電三極管T，兩個電壓比較器，一個基本RS觸發(fā)器以及5電阻組成的分壓器。比較器上的參

14、考電壓從分壓器電阻上取得。分別為2E/3和 E/3。高電平觸發(fā)端6和低電平觸發(fā)端2作為閥值端和外觸發(fā)輸入端，用來啟動電路。復(fù)位端4為低電時，電壓輸出為低電平，電壓控制端5可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)比較器的參考電壓，不用時將它與地之間接0.01的電容器，以防止干擾電壓引入。電源電壓范圍+4.5+13V。輸出電流可高達(dá)200mA。利用這種定時器，只需外界RC電路，就可構(gòu)成單穩(wěn)電路，多諧振蕩器，施密特觸發(fā)器，接觸開關(guān)等，應(yīng)用廣泛靈活。四、實驗內(nèi)容1、555單穩(wěn)電路按圖接線，組成一個單穩(wěn)觸發(fā)器。測量輸出端（3端），控制端（5端）的電位并與理論值比較。用示波器觀察輸出波形以及輸出電壓的脈寬。（脈寬）。圖6.1

15、 555單穩(wěn)觸發(fā)器2、555多諧振蕩按圖接線，組成一個多諧振蕩器。輸出矩形波的頻率為：用示波器觀察輸出波形。圖6.3 555構(gòu)成的多諧振蕩器3、接觸開關(guān)按圖接線，構(gòu)成一個接觸開關(guān)。摸一下觸摸線，LED亮一秒。圖6.5 觸摸開關(guān)邏輯電路圖實驗心得1對555集成定時器的管腳有了進(jìn)一步了解。2觸摸線非常靈敏，一開始我們的燈一直不滅，不知道是何原因，后來經(jīng)老師指點才知道是因為我們碰到了線。3對多諧振蕩和單穩(wěn)電路的區(qū)別有了了解。實驗七：數(shù)字秒表一、實驗?zāi)康?、了解數(shù)字計時裝置的基本工作原理和簡單設(shè)計方法。2、熟悉中規(guī)模集成器件和半導(dǎo)體顯示器的使用。3、了解簡單數(shù)字裝置的調(diào)試方法，驗證所設(shè)計的數(shù)字秒表的功

16、能二、預(yù)習(xí)內(nèi)容1、N進(jìn)制計數(shù)器、譯碼顯示電路及多諧振蕩器的工作原理和設(shè)計方法2、所用器件的功能和外部引線排列三、參考元件集成元件：555定時器 一片，74LS248 兩片，74LS163 兩片，LED 兩片，74LS00兩片。二極管 1N4148 一個；電位器 100k 一個；電阻、電容若干。四、設(shè)計內(nèi)容及要求1、設(shè)計一個數(shù)字秒表電路，電路包含秒脈沖發(fā)生器、計數(shù)、譯碼、顯示0059秒。2、具有消零、停止、啟動功能。五、原理框圖譯碼電路秒計數(shù)器控制電路秒信號發(fā)生器數(shù)碼顯示電路六、實驗原理圖圖7.1 數(shù)電實驗考試數(shù)字秒表實驗原理圖實驗原理圖各部分功能說明：1、由555定時器構(gòu)成多諧振蕩器是秒脈沖發(fā)

17、生器實驗過程中將電阻R1換成100k的電阻，R2換成22k的電阻，電容C1換成10uF電容。通過計算可知此多諧振蕩器的輸出脈沖的周期為，即頻率為，可以近似看作秒脈沖，實驗時，脈沖周期基本接近1秒。2、由兩片74LS163構(gòu)成六十進(jìn)制的加計數(shù)器，配合74LS248和數(shù)碼管構(gòu)成可視數(shù)字秒表74LS163（U2）和74LS163（U3）輸入端均接低電平。在CLK有秒脈沖輸入、且使能端ENP、ENT及置數(shù)端LOAD均接高電平情況下，當(dāng)74LS163（U2）輸出達(dá)到9時，74LS163（U2）清零，74LS163（U3）計數(shù)一次，當(dāng)74LS163（U2）輸出達(dá)到9且74LS163（U3）輸出達(dá)到5時，74LS163（U2）和