数字电路与逻辑设计实验

《数字电路与逻辑设计实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字电路与逻辑设计实验导读：就爱阅读网友为您分享以下“数字电路与逻辑设计实验”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to.com的支持!数字电路与逻辑设计实验指导书数字电路与逻辑设计实验基本知识1.在进行数字电路与逻辑设计实验之前，首先介绍一些基本知识。1．1数字集成电路集成电路(IntegratedCircuit)是相对分离元件而言的，简称IC。它将若干没有封装的电路元件(如晶体管、电阻等)不可分割地联在一起，并在电学上加以互连，以完成特定的功能。数字集成电路是指完成数字逻辑功能的集成电路。在数字电路与逻辑设计教学实验中，经常使用的是中、小规模数字

2、集成电路。小规模数字集成电路主要是一些门电路，如四2输入与非门74LS00、六反相器74LS04等。中规模数字集成电路是指计数器、数据选择器等。综合实验中用到的是大规模数字集成电路，主要是CPLD和GAL28。具体地说，根据集成度的大小,集成电路分成SSI、MSI、LSI和VLSI四种，早期的小规模集成电路SSI(Small—ScaleIntegration)中封装的是单门、双门、四门或多个门及双触发器、四触发器等。随着半导体集成工艺的进展及一些逻辑部件的标准化和系列化，出现了中规模集成器件MSI(Medium—SI)和大规模集成器件LSl(Lar

3、ge-SI)。一般MSI每片器件上集成的门数在100个以下，LSI每片器件集成的门数在100个以上，而当今超大规模集成器件VLSI(VeryLarge-SI)中的门数已可做到数百万个。通常VLSI是一些专门功能的电路、微处理机、存储器等器件。组合电路设计方法，多数是以SSI器件为基础。目前在数字系统中均广泛地采用以LSI及MSI为基础，辅以一些SSI。在设计过程中主要是理解和分析清楚设计要求，选择合适的LSI或MSI器件，辅以一些SSI器件将它们组成符合设计要求的电路。采用MSI器件为基础的设计，主要考虑的是所设计的电路能否满足功能要求、可靠性要求

4、及价格要求，尽量减少集成器件的个数(而不是门数)。目前LSI及MSI产品主要有两大系列：TTL逻辑系列及MOS逻辑系列(ECL系列仅在少数超高速电路中应用)。TTL系列用得较广泛，目前MOS工艺不断进展，其器件速度也已逐步赶上TTL28系列．由于它功耗低、价格低，目前已应用得很广泛。从逻辑设计的方法上看，应用哪一系列并无大的差别。目前国内外常用的TTL／SSI和TTL／MSI集成电路系列是SN54／74系列(或简称54／74系列)。54系列是军用产品，工作温度范围宽(-55℃～125℃)、功耗小、速度高，当然价格也很高。74系列是民用产品，上述指标

5、均较54系列低，但价格相对低廉。SN54／74系列中又分四档，即SN54／74系列，SN54H／74H高速系列、SN54S／74S肖特基系列及SN54LS／74LS低功耗肖特基系列。中、小规模数字IC中最常用的是TTL电路和CMOS电路。TTL是晶体管—晶体管逻辑的简称，CMOS是互补金属氧化物半导体工艺的简称。中、小规模CMOS数字集成电路主要是4XXX／45XX(X代表0到9的数字)系列。TTL电路与CMOS电路各有优缺点。TTL速度高，CMOS电路功耗小、电源范围大、抗干扰能力强。由于TTL在世界范围内应用极广，获得了广泛应用，八九十年代发展

6、起了高速CMOS电路HC(74HC系列)，以及与TTL兼容的高速CMOS电路HCT(74HCT系列)28。这些电路以单一的+5V或者+3V做供电电源。在数字电路及逻辑设计教学实验中，我们采用+5V作为供电电源，主要使用TTL的74系列电路作为实验用器件。数字IC器件有多种封装形式。为了教学实验方便，实验中所用的74系列器件封装选用双列直插式。图1．1是双列直插封装的正面示意图。双列直插封装有以下特点：(1)从正面(上面)看，器件一端有一个半圆的缺口，这是正方向的标志。缺口左下的引脚号为1，引脚号按逆时针方向增加。图12．1中的数字表示引脚号。双列直

7、插封装IC引脚数有14，16，20，24，28等若干种。(2)双列直插器件有两列引脚。引脚之间的间距是2．54毫米。两列引脚之间的距离有宽(1．24毫米)、窄(7．62毫米)两种。两列引脚之间的距离能够作较小改变，引脚间距不能改变。将器件插入实验台上的插座中去或者从插座中拔出器件时要小心，不要将器件引脚搞弯或折断。(3)74系列器件一般左下角的最后一个引脚是GND，右上角的引脚是Vcc。例如，14引脚的器件，引脚7是GND，引脚14是Vcc；20引脚器件的引脚10是GND，引脚20是Vcc。但也有一些例外，例如16引脚的双JK触发器74LS76，引

8、脚13（不是引脚8）是GND，引脚528(不是引脚16)是Vcc，，所以使用集成电路器件时要先看清它的引脚图，找对电源和地