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数字电子技术实验教案.docx
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湖南工学院教案用纸
p.
1
实验 1 基本门电路逻辑功能测试(验证性实验)
一、实验目的
1.熟悉基本门电路图形符号与功能;
2.掌握门电路的使用与功能测试方法;
3.熟悉实验室数字电路实验设备的结构、功能与使用。
二、实验设备与器材
双列直插集成电路插座,逻辑电平开关,LED 发光显示器,74LS00,74LS20,74LS86,导
线
三、实验电路与说明
门电路是最简单、最基本的数字集成电路,也是构成任何复杂组合电路和时序电路的基本单
元。常见基本集门电路包括与门、或门、与非门、非门、异或门、同或门等,它们相应的图
形符号与逻辑功能参见教材 P.176, Fig.6.1。根据器件工艺,基本门电路有 TTL 门电路和
CMOS 门电路之分。TTL 门电路工作速度快,不易损坏,CMOS 门电路输出幅度大,集成
度高,抗干扰能力强。
1. 74LS00—四 2 输入与非门功能与引脚:
2. 74LS20—双 4 输入与非门功能与引脚:
3. 74LS86—四 2 输入异或门功能与引脚:
四、实验内容与步骤
1. 74LS00 功能测试:
①74LS00 插入 IC 插座;②输入接逻辑电平开关;③输出接 LED 显示器;④接电源;⑤拔
动开关进行测试,结果记入自拟表格。
2. 74LS20 功能测试:
实验过程与 74LS00 功能测试类似。
3. 74LS86 功能测试:
实验过程与 74LS00 功能测试类似。
4. 用 74LS00 构成半加器并测试其功能:
① 根据半加器功能:S A B , C AB,用 74LS00 设计一个半加器电路;
② 根据所设计电路进行实验接线;
③ 电路输入接逻辑电平开关,输出接 LED 显示器;
④ 通电源测试半加器功能,结果记入自拟表格。
5. 用 74LS86 和 74LS00 构成半加器并测试其功能:
实验过程与以上半加器功能测试类似。
五、实验报告要求
1. 内容必须包括实验名称、目的要求、实验电路及设计步骤、实验结果记录与分析、实验
总结与体会等。
2.在报告中回答以下思考题:
① 如何判断逻辑门电路功能是否正常?
② 如何处理与非门的多余输入端?
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2
实验 2 组合逻辑电路的设计与调试(设计性综合实验)
一、实验目的
1.熟悉编码器、译码器、数据选择器等 MSI 的功能与使用;
2.进一步掌握组合电路的设计与测试方法;
3.学会用 MSI 实现简单逻辑函数。
二、实验设备与器材
双列直插集成电路插座,逻辑电平开关,LED 数码显示器,74LS148,74LS151,74LS48,
74LS138,74LS283,74LS04,多用表,导线
三、实验内容与设计要求
1.按教材 P.180 Fig.6.6 电路接线,验证 8-3 优先编码器 74LS148 和显示译码器 74LS48 的逻
辑功能,记录实验数据,表格自拟;
2.用数据选择器 74LS151(或者 74LS138+74LS04)设计一个红、黄、绿三色信号灯状态监测逻
辑电路,并对所设计电路的功能进行测试。要求:任何时刻信号灯只能亮红、黄、绿三种颜
色中的任意一种颜色灯;其它状态都属于故障状态。
3.用一片四位加法器 74LS283 实现 8421BCD 码到余 3 码的转换,并测试电路功能。
四、设计方法与设计提示
1. 组合电路设计的一般步骤:参见教材 P.180 Fig.6.5
① 根据电路功能描述,分析因果关系,确定输入、输出变量,并对之进行逻辑赋值;
② 应用穷举法列出真值表,并写出逻辑表达式;
③ 根据具体电路要求及特定器件资源,选择确定器件;
④ 利用公式或卡诺图化简函数,并将之转换成与所选用器件功能相适应的形式;
⑤ 画出所设计的逻辑电路图,并进行后续的工艺设计与组装调试。
2. 典型组合电路 MSI 功能与引脚:
①8-3 优先编码器 74LS148;②显示译码器 74LS48;③ 8 选 1 数据选择器 74LS151;④
3-8 译码器 74LS138;⑤四位加法器 74LS283。
3. 设计提示:
① 数据选择器实现逻辑函数:
如:用 8 选 1 数据选择器 74LS151 实现函数 (A,B,C)
m
(0,2,5,6,7) 。因 74LS151 输出
f
,
Y m D
f (A,B,C) m D m D m D m D m D ,故 74LS151 的接线方法为:
7
i i
0 0 2 2 5 5 6 6 7 7
i 0
A C,A B,A A , D D D D D 1, D D D 0 。
0 1 2
0 2 5 6 7 1 3 4
②3-8 译码器 74LS138 实现逻辑函数与数据分配:
74LS138 的输出 Y ,其中 是由地址码 A A A 组成的最小项。由于任意函数总可以写
m
m
i i i
2 1 0
成最小项之和形式即 Y ,因而如果将函数变量作为译码器的地址码或译码控制信号,
m
i
i
则根据反演定理并结合与非门即可完成逻辑函数的译码器实现。译码器实现逻辑函数与数据
分配的具体方法参见教材 P.183 Fig.6.10。
③8421BCD 码到余 3 码的转换:
余 3 码=8421BCD+0011,故用加法器可容易实现 8421BCD 码到余 3 码的转换。
五、预习要求及实验注意事项
1.预习要求:
① 查阅并熟悉相关 MSI 的引脚及功能;
② 按设计要求设计好实验所用电路,画出实验电路图。
湖南工学院教案用纸
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