数电实验报告汇总.doc

1、实验 2 组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算）一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的功能测试。2.验证半加器和全加器的逻辑功能。3.学会二进制数的运算规律。二、实验仪器及材料1.Dais 或 XK 实验仪 一台2.万用表 一台3.器件： 74LS00 三输入端四与非门 3 片74LS86 三输入端四与或门 1 片74LS55 四输入端双与或门 1 片三、预习要求1.预习组合逻辑电路的分析方法。2.预习用与非门和异或门构成的半加器、全加器的工作原理。3.学习二进制数的运算。四、实验内容1.组合逻辑电路功能测试。图 21用 2 片 74LS00 组成图 2 1 所示逻辑电路。为便于接线和检查，在图中

2、要注明芯片编号及各引脚对应的编号。图中 A、B、C 接电平开关， Y1、Y2 接发光管显示。按表 21 要求，改变 A、 B、C 的状态填表并写出 Y1、Y2 逻辑表达式。将运算结果与实验比较。表 21输 入 输 出A B C Y1 Y20 0 0 0 00 0 1 0 10 1 1 1 11 1 1 1 11 1 0 1 01 0 0 1 11 0 1 1 00 1 0 1 0(5)实验过程及实验图：1）连线图：2）实验图：(6)实验总结：用两片 74ls00 芯片可实现如图电路功能2.测试用异或门（74LS86）和与非门组成的半加器的逻辑功能。根据半加器的逻辑表达式可知，半加器 Y 是 A

3、、B 的异或，而进位 Z 是 A、B 相与，故半加器可用一个集成异或门和二个与非门组成如图 22。图 22 在实验仪上用异或门和与门接成以上电路。A 、B 接电平开关 S，Y、Z 接电平显示。 按表 22 要求改变 A、B 状态，填表。表 22A 0 1 0 1输入端B 0 0 1 1Y 0 1 1 0输出端Z 0 0 0 1（3）实验过程及实验图：1）管脚图：2）实验图（4）实验总结：用异或门（74LS86 ）和与非门可组成半加器3.测试全加器的逻辑功能。写出图 23 电路的逻辑表达式。根据逻辑表达式列真值表。根据真值表画逻辑函数 SiCi 的卡诺图。AiBi,Ci-100 01 11 10

4、0 0 1 0 11 1 0 1 0Si= Ci=图 23填写表 23 各点状态。表 23Ai Bi Ci-1 Y Z X1 X2 X3 Si Ci0 0 0 0 0 1 1 1 0 00 1 0 0 1 1 1 0 1 01 0 0 1 0 1 0 1 1 01 1 0 1 1 0 1 1 0 10 0 1 1 0 1 0 1 1 00 1 1 1 1 0 1 1 1 11 0 1 0 0 1 1 1 0 11 1 1 0 1 1 1 0 0 1按原理图选择与非门并接线进行测试，将测试结果记入表 24，并与上表进行比较看逻辑功能是否一致。表 24Ai Bi Ci-1 Ci Si0 0 0 0

5、 00 1 0 0 11 0 0 0 11 1 0 1 00 0 1 0 10 1 1 1 01 0 1 1 01 1 1 1 1（6）实验过程及实验图：1）引脚图：BiBi,Ci-100 01 11 100 0 0 1 01 0 1 1 12）实验图：（7）实验总结：3 个 74ls00 芯片可构成全加器4.测试用异或、与或和非门组成的全加器的逻辑功能。全加器可以用两个半加器和两个与门一个或门组成，在实验中，常用一块双异或门、一个与或门和一个非门实现。1 画出用异或门、与或非门和与门实现全加器的逻辑电路图,写出逻辑表达式。找出异或门、与或非门和与门器件，按自己画出的图接线。接线时注意与或非门

6、中不用的与门输入端接地。当输入端 Ai、Bi、Ci 1 为下列情况时，用万用表测量 Si 和 Ci 的电位并将其转为逻辑状态填入表 25。表 25Ai 0 0 0 0 1 1 1 1Bi 0 0 1 1 0 0 1 1输入端 Ci-1 0 1 0 1 0 1 0 1Si 0 1 1 0 1 0 0 1输出 Ci 0 0 0 1 0 1 1 1（4）实验过程及实验图：Si=ABCCi=AB+BC+AC引脚图：实验图： 实验 3 触发器一、实验目的1熟悉并掌握 RS、D、JK 触发器的构成，工作原理和功能测试方法。2学会正确使用触发器集成芯片。3了解不同逻辑功能 FF 相互转换的方法。二、实验仪器

7、及材料1 双踪示波器 一台2 Dais 或 XK 实验仪 一台3 器件 74LS00 二输入端四与非门 1 片74LS74 双 D 触发器 1 片74LS112 双 J-K 触发器 1 片二、实验内容1.基本 RSFF 功能测试：两个 TTL 与非门首尾相接构成的基本 R-SFF 的电路如图 31 所示。 试按下面的顺序在/Sd，/Rd 端加信号：/Sd=0 /Rd=1/Sd=1 /Rd=1/Sd=1 /Rd=0/Sd=1 /Rd=1观察并记录 FF 的 Q、/Q 端的状态，将结果填入下表 31 中，并说明在上述各种输入状态下，FF 执行的功能？图 3-1 基本 RSFF 电路表 3-1/Sd

8、 /Rd Q /Q 逻辑功能0 1 1 0 置 11 1 1 0 保持1 0 0 1 置 01 1 0 1 保持 /Sd 接低电平，/Rd 端加脉冲。 /Sd 接高电平，/Rd 端加脉冲。 令/Rd=/Sd，/Sd 端加脉冲。记录并观察、三各情况下，Q 、/Q 端的状态。从中你能否总结出基本 R-SFF的 Q、/Q 端的状态改变和输入端 Sd，Rd 的关系。 当/Sd，/Rd 都接低电平时，观察 Q、/Q 端的状态。当/Sd，/Rd 同时由低电平跳为高电平时，注意观察 Q、/Q 端的状态。重复 35 次看 Q、 /Q 端的状态是否相同，以正确理解“不定”状态的含义。（6）实验过程：1）引脚图：

9、2）实验图：2维持一阻塞型 D 发器功能测试。双 D 型正沿边维持一阻塞型触发器 74LS74 的逻辑符号如图 32 所示图 3-2 DFF 逻辑符号图中/Sd，/Rd 为异步置位 1 端，置 0 端（或称异步置位，复位端） 。CP 为时钟脉冲端。试按下面步骤做实验：分别在/Sd，/Rd 端加低电平，观察并记录 Q、/Q 端的状态。令/Sd，/Rd 端为高电平，D 端分别接高，低电平，用点动脉冲作为 CP，观察并记录当 CP 为 0、 、1、时 Q 端状态的变化。当/Sd=/Rd=1 、CP=0（或 CP=1） ，改变 D 端信号，观察 Q 端的状态是否变化？整理上述实验数据，将结果填入下表

10、32 中。/Sd=/Rd=1，将 D 和 Q 端相连，CP 加连续脉冲，用双踪示波器观察并记录 Q 相对于CP 的波形。表 32/Sd /Rd CP D Qn Qn+10 10 0 X X1 10 01 0 X X1 01 1 0 0 01 00 11 1 11 10 11 1 0 X1 1（5）实验过程及实验图：1）引脚图：2）实验图：3负边沿 JK 触发器功能测试双 J-K 负边沿触发器 74LS112 芯片的逻辑符号如图 33 所示。图 33 J-KFF 逻辑符号自拟实验步骤，测试其功能，并将结果填入下表 33 中。若令 J=K=1 时，CP 端加连续脉冲，用双踪示波器观察 QCP 波形

11、，和 DFF 的 D 和 Q 端相连时观察到的 Q 端的波型相比较，有何异同点？表 33/Sd /Rd CP J K Qn Qn+10 1 X X X X 11 0 X X X X 01 1 0 X 0 01 1 1 X 0 11 1 X 0 1 11 1 X 1 1 04触发器功能转换将 D 触发器和 J-K 触发器转换成 T触发器，列出表达式，画出实验电路图。接入连续脉冲，观察各触发器 CP 及 Q 端波形。比较两者关系。自拟实验数据表并填写之。（4）实验过程及实验图Qn+1=J/Qn+/KQn令 J=1，K=1；Qn+1=/Qn2）实验图：四、实验报告1.整理实验数据、图表并对实验结果进

12、行分析讨论。2.写出实验内容 3、4 的实验步骤及表达式。D 触发器： DQn1JK 触发器: nKJ3.画出实验 4 的电路图及相应表格。4.总结各类触发器特点。实验 4 时序电路一、实验目的1. 掌握常用时序电路分析，设计及测试方法。2. 训练独立进行实验的技能。二、实验仪器及材料料1双踪示波器 一台2. Dais 或 XK 实验仪 一台3器件 74LS73 双 JK 触发器 2 片74LS174 双 D 触发器 1 片74LS10 三输入三与非门 1 片 三、实验内容1.异步二进制计数器 按图 41 接线图 41 由 CP 端输入单脉冲，测试并记录 Q1Q4 端状态及波形。 试将异步二进

13、制加法计数改为减法计数，参考加法计数器，要求实验并记录。（4）实验过程及实验图：1） ：4Q12）减法计数器： ：4Q12异步二一十进制加法计数器 按图 42 接线。图 42QA、QB、QC、QD 四个输出端分别接发光二极管显示，复位端 R 接入单脉冲，CP接连续脉冲。 在 CP 端接连续脉冲，观察 CP、QA、QB、QC 及 QD 的波形，并画出它们的波形。 将图 41 改为一个异步二一十进制减法计数器，并画出 CP、QA、QB、QC 及QD 的波形。（4）实验过程及实验图：1）实验图：3. 自循环移位寄存器一环形计数器。 按图 43 接线，将 A、B、C、D 置为 1000，用单脉冲计数，

14、记录各触发器状态。图 43改为连续脉冲计数，并将其中一个状态为“0”的触发器置为“1” （模拟干扰信号作用的结果） ，观察记数器能否正常工作。分析原因。ABCD 依次显示：100011001110111101110011000100001000， 能正常工作 按图 44 接线，现非门用 74LS10 三输入端三与非门重复上述实验，对比实验结果，总结关于自启动的体会。图 44（3）实验过程及实验图：实验结果：ABCD 依次显示：10000100001000011000，不能自启动四、实验报告1.画出实验内容要求的波形及记录表格。2.总结时序电路特点。时序电路具有如下特点：（1） 路由组合电路和存

15、储电路组成。（2） 电路中存在反馈，因而电路的工作状态与时间因素相关，即时序电路的输出由电 路的输入和电路原来的状态共同决定。实验 5 集成计数器一、实验目的1.熟悉集成计数器逻辑功能和各控制端作用。2.掌握计数器使用方法。二、实验仪器有为材料1. 双踪示波器 一台2. Dais 或 XK 实验仪 一台3. 器件 74LS290 十进制计数器 2 片三、实验内容及步骤1. 集成计数器 74LS290 功能测试。74LS290 是二一五一十进制异步计数器。逻辑简图为图 51 所示。图 51 74LS290 逻辑图74LS290 具有下述功能： 直接置 0（R0R0=1） ，直接置 9（R9R9=

16、1 ） 二进制计数（CP1 输入 QA 输出） 五进制计数（CP2 输入 QDQAQB 输出） 十进制计数（两种接法如图 52A 、B 所示） 。图 52 十进制计数器（5）实验图：2计数器连接分别用 2 片 74LS290 计数器连接成二位数五进制、十进制计数器。 画出连线电路图。 按图接线，并将输出端接到数码显示器的相应输入端，用单脉冲作为输入脉冲验证设计是否正确。 画出四位计数器连接图并总结多级计数器连接规律。表 51 功能表R0 R0 R9 R 输出H H L X 0000H H X L 0000X X H H 1001X L X L 计数L X L X 计数L X X L 计数X L

17、 L X 计数表 52 十进制0 0 0 0 01 0 0 0 12 0 0 1 03 0 0 1 14 0 1 0 05 0 1 0 16 0 1 1 07 0 1 1 18 1 0 0 09 1 0 0 1表 53 双五进制输 出计 数QD QC QB QA0 0 0 0 01 0 0 0 12 0 0 1 03 0 0 1 14 0 1 0 05 0 0 0 06789（4）实验过程及实验图：双五进制十进制：3任意进制计数器设计方法。采用脉冲反馈法（称复位法或置位法） ，可用 74LS290 组成任意模（M）计数器。图53 是用 74LS290 实现模 7 计数器的两种方案，图（A）采用

18、复位法，即计数计到 M 异步清 0，图（B）采用置位法，即计数计到 M-1 异步置 0。图 53 74LS290 实现七进制数方法当实现十以上时制的计数器时可将多片连接使用。图 54 是 45 进制计数一种方案，输出为 8421BCD 码。图 54 按图 54 接线，并将输出接到显示器上验证。 设计一个六十进制计数器并接线验证。 记录上述实验各级同步波形。（4）实验过程及实验图：45 进制：60 进制：四、实验报告1整理实验内容和各实验数据。2画出实验内容 1、2 所要求的电路图及波形图。3总结计数器使用特点。(1) 首先必须了解计数器的逻辑功能及功能表和引脚图。计数器逻辑功能一般都用功能表或者时序图再附加文字说明，对于带有附加控制端的计数器，除了需要了解正常工作状态下电路的逻辑功能以外，还必须了解附加控制端的作用和用法。(2) 了解集成计数器的功能扩展方法，以及用反馈复位发和预置等方法改变计数器的模值。根据给定的功能表和电路具体的连接情况，确定每个计数器的工作方式，进而找出电路状态的转换顺序和相应的输出（必要时可以画出状态转换图） 。(3) 在多芯片组成的逻辑电路中，还要分析各芯片输出与输人之间的关系，最后得到整个电路的输出与输入间的逻辑关系。