數(shù)字電子技術(shù)實驗報告

1、-. z.實驗一 組合邏輯電路設(shè)計與分析實驗?zāi)康?學(xué)會組合邏輯電路的特點；2利用邏輯轉(zhuǎn)換儀對組合邏輯電路進(jìn)展分析與設(shè)計。實驗原理組合邏輯電路是一種重要的數(shù)字邏輯電路：特點是任何時刻的輸出僅僅取決于同一時刻輸入信號的取值組合。根據(jù)電路確定功能，是分析組合邏輯電路的過程，一般按圖1-1所示步驟進(jìn)展分析。圖1- SEQ 圖表 * ARABIC 1 組合邏輯電路的分析步驟根據(jù)要求求解電路，是設(shè)計組合邏輯電路的過程，一般按圖1-2所示步驟進(jìn)展設(shè)計。圖1- SEQ 圖表 * ARABIC 2 組合邏輯電路的設(shè)計步驟實驗電路及步驟利用邏輯轉(zhuǎn)換儀對邏輯電路進(jìn)展分析。按圖1-3所示連接電路。圖1-3 待分析的邏

2、輯電路A在邏輯轉(zhuǎn)換儀面板上單擊由邏輯電路轉(zhuǎn)換為真值表的按鈕和由真值表導(dǎo)出簡化表達(dá)式后，得到如圖1-4所示結(jié)果。觀察真值表，我們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)四個輸入變量A,B,C,D中1的個數(shù)為奇數(shù)時，輸出為0，而當(dāng)四個輸入變量A,B,C,D中1的個數(shù)為偶數(shù)時，輸出為1。因此這是一個四位輸入信號的奇偶校驗電路。圖1-4 經(jīng)分析得到的真值表和表達(dá)式根據(jù)要求利用邏輯轉(zhuǎn)換儀進(jìn)展邏輯電路的設(shè)計。問題提出：有一火災(zāi)報警系統(tǒng)，設(shè)有煙感、溫感和紫外線三種類型不同的火災(zāi)探測器。為了防止誤報警，只有當(dāng)其中有兩種或兩種以上的探測器發(fā)出火災(zāi)探測信號時，報警系統(tǒng)才產(chǎn)生報警控制信號，試設(shè)計報警控制信號的電路。在邏輯轉(zhuǎn)換儀面板上根據(jù)以下分析出

3、真值表如圖1-5所示：由于探測器發(fā)出的火災(zāi)探測信號也只有兩種可能，一種是高電平1，表示有火災(zāi)報警；一種是低電平0，表示正常無火災(zāi)報警。因此，令A(yù)、B、C分別表示煙感、溫感、紫外線三種探測器的探測輸出信號，為報警控制電路的輸入、令F為報警控制電路的輸出。圖1-5 經(jīng)分析得到的真值表在邏輯轉(zhuǎn)換儀面板上單擊由真值表到處簡化表達(dá)式的按鈕后得到最簡化表達(dá)式AC+AB+BC。實驗心得通過本次實驗的學(xué)習(xí)，我們復(fù)習(xí)了數(shù)電課本關(guān)于組合邏輯電路分析與設(shè)計的相關(guān)知識，掌握了邏輯轉(zhuǎn)換儀的功能及其使用方法。初步掌握了軟件multisim的用法。實驗二 編碼器、譯碼器電路仿真實驗實驗?zāi)康恼莆站幋a器、譯碼器的工作原理。常見

4、編碼器、譯碼器的應(yīng)用。實驗原理所謂編碼是指在選定的一系列二進(jìn)制數(shù)數(shù)碼中，賦予每個二進(jìn)制數(shù)碼以*一固定含義。例如，用二進(jìn)制數(shù)碼表示十六進(jìn)制數(shù)叫做二十六進(jìn)制編碼。能完成編碼功能的電路統(tǒng)稱為編碼器。74LS148D是常用8線3線優(yōu)先編碼器。在8個輸入線上可以同時出現(xiàn)幾個有效輸入信號，但只對其中優(yōu)先權(quán)最高的一個有效輸入信號進(jìn)展編碼。其中7端優(yōu)先權(quán)最高，0端優(yōu)先權(quán)最低，其他端的優(yōu)先權(quán)按端腳號的遞減順序排列。E1為選通輸入端，低電平有效，只有E1=0時，編碼器正常工作，而在E1=1時，所以的輸出端均被封鎖。E0為選通輸出端，GS為優(yōu)先標(biāo)志端。該編碼器輸入、輸出均為低電平有效。譯碼器是編碼的逆過程，將輸入的

5、每個二進(jìn)制代碼賦予的含義翻譯過來，給出相應(yīng)的輸出信號。能夠完成譯碼功能的電路譯碼器。74LS138D屬于3線8線譯碼器。該譯碼器輸入高電平有效，輸出低電平有效。實驗電路及步驟3.1電路183線優(yōu)先編碼器具體電路如圖2-1所示，說明如下： 利用9個單刀雙擲開關(guān)J0J8切換8位信號輸入端和選通輸入端E1輸入的上下電平狀態(tài)。利用5個探測器*1*5觀察3位信號輸出端、選通輸出端、優(yōu)先標(biāo)志段輸出信號的上下電平狀態(tài)探測器亮表示輸出高電平1”，滅表示輸出低電平0”。238線譯碼器具體電路如圖2-2所示，說明如下： 利用3個單刀雙擲開關(guān)J1J3切換二路輸入端輸入的上下電平狀態(tài)。利用8個探測器*0*7觀察8路輸

6、出端輸以信號的上下電平狀態(tài)探測器亮表示輸出高電平1”，滅表示輸出低電平0”。使能端G1接高電平，G2A接低電平，G2B接低電平。3.2 步驟183線優(yōu)先編碼器實驗步驟：a. 按圖2-1所示連接電路。b. 切換9個單刀雙擲開關(guān)J0J8進(jìn)展仿真實驗，將結(jié)果填入表2.1中。輸入端中的1”表示接高電平，0”表示接低電平，表示接高、低電平都可以。輸出端中的1”表示探測器亮，0”表示探測器滅。該編碼器輸入、輸出均為低電平有效。圖2-1 83線優(yōu)先編碼器仿真電路輸入端輸出端E1Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0A2A1A0GSE01111110111111111111001111111011101011111

7、1011001011111010101011110100010111001101011001001010001010000001表2.1 83線譯碼器真值表輸入高電平有效，輸出低電平有效23-8線譯碼器實驗步驟：a. 按圖2-2所示連接電路。b. 切換3個單刀雙擲開關(guān)J1J3進(jìn)展仿真實驗，得到表2.2所示結(jié)果。輸入端中的1”表示接高電平，0”表示接低電平。輸出端中的1”表示探測器亮，0”表示探測器滅。該譯碼器輸入高電平有效，輸出低電平有效。圖2-2 38線譯碼器仿真電路輸入端輸出端G1G2AG2BA2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7100000011111111000011011111

8、1100010110111111000111110111110010011110111100101111110111001101111110110011111111110表2.2 38線譯碼器真值表輸入高電平有效，輸出低電平有效實驗心得本次實驗主要掌握編碼器、譯碼器的工作原理，并掌握了如何利用根底編碼器設(shè)計位數(shù)更高的編碼器。知道了各個管腳的功能與連接方式，進(jìn)一步學(xué)習(xí)了multisim軟件的使用。實驗三 觸發(fā)器電路仿真實驗實驗?zāi)康恼莆者呇赜|發(fā)器的邏輯功能。邏輯不同邊沿觸發(fā)器邏輯功能之間的相互切換。實驗原理觸發(fā)器是構(gòu)成時序電路的根本邏輯單元，具有記憶、存儲二進(jìn)制信息的功能。從邏輯功能上將觸發(fā)器分為

9、RS、D、JK、T、T等幾種類型，對于邏輯功能的描述有真值表、波形圖、特征方程等幾種方法。功能不同的觸發(fā)器之間可以相互轉(zhuǎn)換。邊沿觸發(fā)器是指只在CP上升沿或下降沿到來時承受此刻的輸入信號，進(jìn)展?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換，而其他時刻輸入信號狀態(tài)的變化對其沒有影響的電路。集成觸發(fā)器通常具有異步置位、復(fù)位功能。74LS74D是在一片芯片上包含兩個完全獨立邊沿D觸發(fā)器的集成電路。對它的分析可分為以下三種情況：無論CP、D為何值，只要1CLR=0，1PR=1，觸發(fā)器置0；只要1CLR=1，1PR=0，觸發(fā)器置1。表示非當(dāng)1CLR=1PR=0時為不允許狀態(tài)、當(dāng)1CLR=1PR=1且CP處于上升沿時，74LS112D是在一芯片

10、上飽和兩個完全獨立邊沿JK觸發(fā)器的集成電路。對他的分析可分為以下三種情況。無論CP、J、K為何值，只要1CLR=0，1PR=1，觸發(fā)器置0；只要1CLR=1，1PR=0，觸發(fā)器置1。表示非當(dāng)1CLR=1PR=0時為不允許狀態(tài)。當(dāng)1CLR=1PR=1且CP處于下降沿時，。-. z.圖4-1 74LS74D 邏輯符號和引腳注解圖4-2 74LS112D邏輯符號和引腳注解-. z.實驗電路及步驟3.1電路D觸發(fā)器仿真電路如圖4-3所示，說明如下：輸入端現(xiàn)態(tài)次態(tài)CPCLPPRD000101011110011111利用單刀雙擲開關(guān)J1、J2、J3、J4切換輸入管腳的信號電平狀態(tài)，利用探測器*1觀察輸出管

11、腳的信號電平狀態(tài)。用示波器查看輸出管腳的信號波形。表4.1 邊沿D觸發(fā)器74LS74D真值表圖4-3 D觸發(fā)仿真電路3.2步驟D觸發(fā)器仿真電路實驗步驟。按圖4-3所示連接電路。進(jìn)展仿真電路實驗，利用開關(guān)來改變1PR、1D、1CP、CP的狀態(tài)，觀察輸出端1Q的變化，將結(jié)果填入表4.1并驗證結(jié)果。輸入端的1表示接高電平，0表示接低電平，*表示接高、低電平都可以。輸出端的1表示探測器亮，0表示探測器滅。實驗四 計數(shù)器電路仿真實驗實驗?zāi)康?了解計數(shù)器的日常應(yīng)用和分類。2熟悉集成計數(shù)器邏輯功能和其各控制端作用。3掌握計數(shù)器使用方法。實驗原理統(tǒng)計輸入脈沖個數(shù)的過程叫計數(shù)。能夠完成計數(shù)工作的電路稱作計數(shù)器。

12、計數(shù)器的根本功能是統(tǒng)計叫鐘脈沖的個數(shù)，即實現(xiàn)計數(shù)操作，也可用于分頻、定時、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖等。計數(shù)器的種類很多，根據(jù)計數(shù)脈沖引入方式的不同，將計數(shù)器分為同步計數(shù)器和異步計數(shù)器；根據(jù)計數(shù)過程中計數(shù)變化趨勢，將計數(shù)器分為加法計數(shù)器、減法計數(shù)器、可逆計數(shù)器；根據(jù)計數(shù)器中計數(shù)長度的不同，可以將計數(shù)器分為二進(jìn)制計數(shù)器和非二進(jìn)制計數(shù)器例如十進(jìn)制、N進(jìn)制。二進(jìn)制計數(shù)器是構(gòu)成其他各種計數(shù)器的根底。按照計數(shù)器中計數(shù)值的編碼方法，用n表示二進(jìn)制代表，N表示狀態(tài)位，滿足的計數(shù)器稱作二進(jìn)制計數(shù)器。74LS161D是常見的二進(jìn)制加法同步計數(shù)器，其功能如表5.1所示。-. z.表5.1 74LS161D功能表表示非輸入輸出C

13、LRLOADENTENPCLKABCDQAQBQCQD0*000010*1DaDbDcDdDaDbDcDd110*計數(shù)110*保持11*0*保持實驗電路及步驟3.1電路74LS161D構(gòu)成的二進(jìn)制加法同步計數(shù)器。具體電路如圖5-1所示，說明如下： a.該電路采用總線方式進(jìn)展連接。 b.利用J2、J2、J3、J4四個單刀雙擲開關(guān)可以切換74LS161D第7、10、9、1腳輸入的上下電平狀態(tài)。74LS161D第3、4、5、64位二進(jìn)制輸入端同時接高電平。74LS161D第15腳進(jìn)位輸出端接探測器*1。V1為時鐘信號。利用邏輯分析儀觀察四位二進(jìn)制輸出端第11、12、13、14腳、進(jìn)位輸出端第15腳和時鐘信號端第2腳的波形。利用數(shù)碼管U2顯示計數(shù)器的計數(shù)情況。圖5-1 74LS161D構(gòu)成的二進(jìn)制加法同步計數(shù)器3.2步驟74LS161D構(gòu)成的二進(jìn)制加法同步計數(shù)器仿真實驗步驟。 a.按圖5-1所示連接電路。 b.利用J1、J2、J3、J4四個單刀雙擲開關(guān)切換74LS161D第1、7、9、10腳輸入的上下電平狀態(tài)，同時觀察數(shù)碼管U2的輸出信號，驗證表5.1給定的74LS161D功能是否與實驗結(jié)