数字电路实验报告-实验一

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1、实验一数字电路实验基础一、实验目的⑴掌握实验设备的使用和操作⑵掌握数字电路实验的一般程序⑶了解数字集成电路的基本知识二、预习要求复习数字集成电路相关知识及与非门、或非门相关知识三、实验器材⑴直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱、万用表⑵74LS00、74LS02、74LS48四、实验内容和步骤1、实验数字集成电路的分类及特点目前，常用的中、小规模数字集成电路主要有两类。一类是双极型的，另一类是单极型的。各类当中又有许多不同的产品系列。⑴双极型双极型数字集成电路以TTL电路为主，品种丰富，一般以74（民用）和54（军用）为前缀，是数字集成电路的参考标准。其中包含的系列主要有：§标准

2、系列——主要产品，速度和功耗处于中等水平§LS系列——主要产品，功耗比标准系列低§S系列——高速型TTL、功耗大、品种少§ALS系列——快速、低功耗、品种少§AS系列——S系列的改进型⑵单极型单极型数字集成电路以CMOS电路为主，主要有4000／4500系列、40H系列、HC系列和HCT系列。其显著的特点之一是静态功耗非常低，其它方面的表现也相当突出，但速度不如TTL集成电路快。TTL产品和CMOS产品的应用都很广泛，具体产品的性能指标可以查阅TTL、CMOS集成电路各自的产品数据手册。在本实验课程中，我们主要选用TTL数字集成电路来进行实验。2、TTL集成电路使用注意事项⑴

3、外形及引脚TTL集成电路的外形封装与引脚分配多种多样，如附录中所示的芯片封装形式为双列直插式（DIP）。芯片外形封装上有一处豁口标志，在辨认引脚分配时，芯片正面（有芯片型号的一面）面对自己，将此豁口标志朝向左手侧，则芯片下方左起的第一个引脚为芯片的1号引脚，其余引脚按序号沿芯片逆时针分布。⑵电源每片集成电路芯片均需要供电方能正常使用其逻辑功能，供电电源为+5V单电源。电源正端（+5V）接芯片的VCC引脚，电源负端（0V）接芯片的GND引脚，两者不允许接反，否则会损坏集成电路芯片。除极少数芯片（如74LS76）外，绝大多数TTL集成电路芯片的电源引脚都是对角分布，即VCC和GN

4、D引脚呈左上右下分布。⑶输出端芯片的输出引脚不允许与+5V和地直接相连，也不允许连接到逻辑开关上，否则会损坏芯片。但没有使用的输出引脚允许悬空，尽量避免让多余输入端悬空。除OC门和三态外，不允许将输出端并联使用。⑷芯片安装在通电状态下，不允许安装和拔起集成电路芯片。否则极易造成芯片损坏。在使用多个芯片时应当注意芯片的豁口标志朝向一致。⑸芯片混用问题一般情况下，尽量避免混合使用TTL类与CMOS类集成电路。如需要混合使用时，必须考虑它们之间的电平匹配及驱动能力问题。碰此种情况时，可以查阅相关资料说明，在此不再赘述。3、输入与输出信号的加载与观察逻辑电路为二值逻辑，取值只有“0”

5、、“1”两种情况。对于逻辑电路的输入，用逻辑开关来产生高、低电平，通过导线将开关连接到电路中，即可输入变量的“0”、“1”取值，原理如图1-1所示。对逻辑电路的输出，实验中用两种器件来进行观察：一种器件是发光二极管，原理如图1-2所示；当输出为高电平时，发光二极管发光；反之，发光二极管，熄灭。另一种器件是数码显示器，参见附录B“常见集成电路外部引脚”部分。图1-1逻辑开关原理图图1-2逻辑电平显示原理图3、逻辑功能测试分别测试一个与非门和一个或非门的逻辑功能，画出实验逻辑图，并将测试结果记录在自制的表中。（提示：与非门芯片的型号为74LS00，或非门芯片的型号为74LS02。

6、测试时，输入端分别接2只逻辑开关，以产生输入变量的组合；输出端接到LED上作为结果观察。测试结果即为与非逻辑、或非逻辑的真值表。）4、显示电路测试按图1-1连接逻辑电路，在芯片的输入端上依次加上0000～1111的二进制代码，将相应的电路输出显示结果记录到表1-1中。（试想，实验中为什么需要一块74LS48芯片呢？不用芯片只接用逻辑开关与数码管相连行不行？）图1-1数码显示器测试电路表1-1数码显示器测试结果输入输出DCBA16进制数10进制数显示结果（涂黑）00000000011100102200113301004401015501106601117710008810019

7、9101010A101111B110012C110113D111014E111115F仿真:五、思考题⑴正逻辑情况下，数字电路中的逻辑“1”、逻辑“0”、高电平、低电平、VCC、GND、+5V、0V之间有什么关系？⑵数字电路中的正逻辑与负逻辑有什么不同？⑶什么是高电平有效和低电平有效？什么是最高有效位和最低有效位？⑷BCD码与8421码是等同的吗？⑸如何将逻辑表达式转化成逻辑电路图或反之？答:(1)逻辑1就是高电平即+5V,逻辑0就是低电平即0V,GND是接地(2)正逻辑一般就是输出高电平（3）高电平有