数字电路实验讲义2012

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1、数字电路实验讲义曲师大物理工程学院通信与信息系统教研室二0一二年三月目录实验一、数字实验箱的使用及基本门电路的逻辑功能1实验二组合电路的实验分析8实验三组合逻辑电路的设计12实验四译码器14实验五触发器21实验六移位寄存器26实验七集成计数器31实验八555定时器及其应用37实验九数字电路的简单应用42附录一XC－16B双脉冲信号发生器43附录二WL—H型数字电路实验箱46─50─实验一数字实验箱的使用及基本门电路的逻辑功能一、实验目的：1、熟悉型数字实验箱的结构和使用方法。2、掌握基本门电路的逻辑功能及测试方法。二、实验原理1、数字逻辑实验箱

2、目前数字电路的实验，通常都在数字逻辑实验箱上进行，实验箱一般包括以下几个部分组成：①直流稳压电源②脉冲源③逻辑电平显示数据电平开关④BCD七段译码显示⑤IC插座及自锁紧插孔⑥阻容元件区⑦电位器组WL─H型数字逻辑实验箱的结构及使用方法见附录二。2、基本门电路的逻辑功能常用基本门电路有“与”、“或”、“非”、“与非”、“或非”、“与或非”、“异或”，它们的逻辑表达式及逻辑符号为：①与门Z=ABCD②或门Z=A+B+C③非门Z=④与非门Z=─50─⑤或非门Z=⑥异或门Z=⑦与或非门Z=三、实验设备1、数字逻辑实验箱一台2、TTL与非门（74LS20

3、）二块，或非门（74LS27）一块，与或非门（74LS51）一块，异或门（74LS86）一块。几种门电路外引线排列如图1─1所示。─50─四、实验内容与步骤1、数字逻辑实验箱的使用（1）将八个电平控制开关（K1─K8）的输出插孔与八个电平指示器的输入插孔（L1─L8）依次接通，当开关向上扳时，输出高电平即逻辑1，开关向下扳时，输出低电平即逻辑0，扳动开关观察电平指示器的L1─L8，使其输出00000000，11110000，01010101，11111111时，观察电平指示器的指示是否与之相一致。（2）将电平控制开关K4、K3、K2、K1的输出

4、插孔与BCD码显示器的低位输入端D1、C1、B1、A1依次接通，将电平控制开关K8、K7、K6、K5的输出插孔与BCD码显示器的低位输入端D2、C2、B2、A2依次接通，扳动控制开关其输出为：00000000、00010001、00100010、00110011、01010101、01100110、10001000、10011001，观察数码管显示的数字，看能否显示0─99的任意数。2、基本门电路逻辑功能的测试（1）或非门逻辑功能的测试①将或非门74LS27插入实验插座上。②按图1─2接线，门的输入段3、4、5分别接逻辑开关K1、K2、K3的逻

5、辑电平输出插孔，门的输出端6接电平指示器输入端L1，若发光二极管亮表示门的输出状态为“1”，若发光二极管不亮表示门的输出状态为“0”。门的7端接地，14端接+5V。③使输入端（3、4、5）为表1─1情况下，分别测出输出端（6）的逻辑状态，并将结果填入表1─1中。─50─表1—1输入输出ABCZ000001010011100101110111（2）与或非门逻辑功能的测试①将与或非门74LS51插入实验插座上。按图1─3连接好电路。②接通电源，按表1─2的要求进行实验。将测得的结果填入表中。表1-2输入输出ABCDZ0000000110101011

6、010001010110011111101111─50─（3）异或门逻辑功能的测试①将异或门74LS86插入实验插座上。按图1─4连接好电路。②接通电源，按表1─3的要求进行实验。将测得的结果填入表中。表1-3输入输出ABZ00011011（4）与非门逻辑功能的测试①将与非门74LS20插入实验插座上。按图1─5连接好电路。②接通电源，按表1─4的要求进行实验。将测得的结果填入表中。表1—4输入输出ABCDZ00001000100111001101111001111111─50─（5）利用与非门组成其它逻辑门，并测试其逻辑功能①非门74LS20

7、是四输入端双与非门，前面的实验只用了一个与非门，现在将另一个与非门按图1─6接成非门。接通电源，按表1─5的要求进行实验，并将测得的结果填入表中。表1-5输入输出9（A）8（Z）01②与门将与门的表达式变换成与非─与非表达式Z=表1—6输入输出1（A）2（B）4（C）5（D）8（Z）00001000100111001101111001111111由表达式知，用两个与非门可组成与门，将双与非门74LS20按图1─7连接成与门电路，接通电源，按表1─6进行功能测试，将测得的结果填入表中。─50─③或门将或门的表达式变换成与非—与非表达式Z=由表达式

8、知，这里要四个与非门组成或门。用两只74LS20，按图1—8连接成门电路，接通电源，按表1—7进行功能测试，将测得的结果填入表中。表1—7输入输出AB