第3章 数字电路实验

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1、第3章数字电路实验实验3.1组合逻辑电路及其应用1.实验目的（1）掌握集成门电路的功能及使用方法。（2）掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。（3）了解常用中、小规模集成组合逻辑电路的灵活运用。2.实验预习要求（1）根据图3.1.1所示逻辑电路，写出逻辑式，归纳出电路实现的逻辑功能。（2）根据实验内容（3）的要求，完成交通信号灯故障报警电路的设计，并画出逻辑图，写出输出端的逻辑表达式。（3）在本实验各电路图中，标出各集成芯片的型号及引脚号码。3.实验仪器及器件序号名称型号数量1电子技术实验箱DCL-I1台2数字式万用表UT511台3数字存储示波器TDS10

2、021台本实验所用到集成芯片列表如下（引脚分布图见本书后附录D）。序号芯片型号功能门电路数目/片引脚数174LS00二输入与非门414274LS02二输入或非门414374LS04反相器（非门）614474LS11三输入与门314574LS20四输入与非门214674LS32二输入或门414774LS125总线缓冲驱动器（三态）414874LS1392-4线译码器2164.实验内容与任务（1）与非门逻辑功能的测试测试TTL与非门74LS00（任选1个门）的逻辑功能，将测量值填入表3.1.1中。所有TTL组件的电源电压均为5V，由实验箱上的“+5V”电源

3、提供。输入变量A、B的“0”、“1”电平由实验箱的“数据开关”提供（K1~K10），开关拨向上时为高电平1，拨向下时为低电平0。与非门输出变量Y的“电压值”用万用表直流电压档测量，输出变量Y的“逻辑”采用实验箱上方“电平指示”（发光二极管LED，L1~L8）进行显示54，灯亮表示高电平“1”，灯灭表示低电平“0”。表3.1.1输入变量输出变量YAB电压值逻辑值00011011（2）组合逻辑电路的功能测试³按图3.1.1逻辑电路接线（非门采用74LS04，或非门采用74LS02）。³在不同输入信号的组合下，测试输出变量Y1、Y2、Y3的状态，填入表3.1

4、.2中，并分析该电路实现的逻辑功能。表3.1.2输入变量输出变量ABY1Y2Y300011011Y3Y2Y1AB1≥11≥1≥1图3.1.1（3）交通信号灯故障报警电路的设计³设计要求：当交通信号灯是故障状态时，故障报警电路发出报警信号。交通信号灯为三盏：红灯（R）、黄灯（Y）、和绿灯（G），R、Y、G作为输入信号。输入“1”表示灯亮；“0”表示灯暗。正常工作时电路输出F为“0”；出现故障时F为“1”。正常工作情况是：G亮、R暗、Y暗——通行；G亮、R暗、Y亮——准备停车；G暗、R亮、Y暗——停车。当R、G、Y亮、暗状态是其它组合情况时，为故障状态。³

5、根据要求：a)列逻辑真值表；b)写出报警信号的表达式；c)设计出逻辑电路图。注意：逻辑电路设计应尽可能选用DCL-I型电子技术实验箱提供的器件。³用实验系统提供的器件连接逻辑电路，并进行测试。54（4）用集成组合逻辑部件构成数据总线用中规模集成2-4线译码器（74LS139）及4总线缓冲器（三态）（74LS125）将四个外部设备的采样数据分时送入数据总线，数据总线构成的原理电路如图3.1.2所示。设外部设备的数据有A、B、C、D4路，分别取自实验箱上的“1Hz信号”、“单次脉冲”（由逻辑开关提供）、“高电平1”和“低电平0”（由数据开关提供）。输入数据

6、与总线输出之间可采用三态缓冲器实现分时控制。各缓冲器的使能控制端分别由2-4线译码器（74LS139）的输出端进行控制。将74LS125的四个输出端接在一起模拟数据总线Y，利用一个LED（发光二极管）显示总线Y的状态。³按图3.1.2连接电路，其中输入A1、A0的状态由实验箱下方的“数据开关”提供。³测试电路实现的逻辑功能，将测量结果填入表3.1.3中。建议：在译码器74LS139的输出端，分别接四个LED，可直观地显示其逻辑状态。图3.1.2YA74LS13901A1总线Y74LS125YAYBEEBECEDA0A1A0YCYDA说明：三态缓冲器采用

7、74LS125实现，缓冲器的功能为信号驱动和总线隔离。74LS125中有四个缓冲器，具有各自的使能控制端，低电平有效。当某一缓冲器被选通时，其输出端状态随输入端状态改变（YA=A），其余未被选通的缓冲器输出为高阻状态。表3.1.3输入译码器输出数据输入总线输出YA1A000A1Hz信号01B单次脉冲10C高电平111D低电平05.实验总结要求（1）根据实验结果说明三态缓冲器的输出端为何允许直接连在一起作为总线？（2）如何判断所用的门电路芯片是否已损坏？54附录3.1BDCL电子技术实验箱1.概述BDCL电子技术实验箱系统是开设数字电路（含部分模拟电路）

8、实验的装置。实验箱提供了可供实验使用的直流电源，中小规模集成电路，电阻器，电容器，二极管，稳压