数字逻辑实验指导书样本.doc

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实验一 实验箱及小规模集成电路的使用
一 实验目的
1 掌握实验箱的功能及使用方法
2 学会测试芯片的逻辑功能
二 实验仪器及芯片
1 实验箱
2 芯片: 74LS00 二输入端四与非门 1片
74LS86 二输入端四异或门 1片
74LS04 六非门 1片
三 实验内容
1 测试芯片74LS00和74LS86的逻辑功能并完成下列表格。
( 1) 74LS00的14脚接＋5V电源, 7脚接地; 1、 2、 4、 5、 9、 10、 12、 13脚接逻辑开关, 3、 6、 8、 11接发光二极管。( 能够将1、 4、 9、 12接到一个逻辑开关上, 2、 5、 10、 13接到一个逻辑开关上。) 改变输入的状态, 观察发光二极管。74LS86的接法74LS00基本一样。
表1.1 74LS00的功能测试
输入
输入
输出
1、 4、 9、 12
2、 5、 10、 13
3
6
8
11
0
0

0
1

1
0

1
1

表1.2 74LS86的功能测试
输入
输入
输出
1、 4、 9、 12
2、 5、 10、 13
3
6
8
11
0
0

0
1

1
0

1
1

( 2) 分析74LS00和74LS86的四个门是否都是完好的。
2 用74LS00和74LS04组成异或门, 要求画出逻辑图, 列出异或关系的真值表。
&
1
2
3
&
4
5
6
GND
7
&
10
9
8
&
13
12
11
14
Vcc
74LS00
＝1

1
2
3
＝1

4
5
6
GND
7
＝1

10
9
8
＝1
13
12
11
14
Vcc
74LS86
GND
7
Vcc
14
74LS04
4
3
1

6
5
1

2
1
1

12
13
1
10
11
1

8
9
1

( 3) 利用74LS00和74LS04设计一个异或门。画出设计电路图。
实验二 译码器和数据选择器
一 实验目的
1继续熟悉实验箱的功能及使用方法
2掌握译码器和数据选择器的逻辑功能
二 实验仪器及芯片
1 实验箱
2 芯片: 74LS138 3线－8线译码器 1片
74LS151 八选一数据选择器 1片
74LS20 四输入与非门 1片
三 实验内容
1 译码器功能测试( 74LS138)
芯片管脚图如图2.1所示, 按照表2.1连接电路, 并完成表格。其中16脚接＋5V, 8脚接地, 1～6脚都接逻辑开关, 7、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15接发光二极管。

表2.1
输入
输出
使能端
选择端

A2

A1

A0

×
1
1
×
×
×
1
1
1
1
1
1
1
1
0
×
×
×
×
×
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0

1
0
0
0
0
1

1
0
0
0
1
0

1
0
0
0
1
1

1
0
0
1
0
0

1
0
0
1
0
1

1
0
0
1
1
0

1
0
0
1
1
1

2 数据选择器的测试( 74LS151)
按照表2.2连接电路, 并完成表格。其中16脚接＋5V, 8脚接地; 9、 10、 11, 为地址输入端, 接逻辑开关; 4、 3、 2、 1、 12、 13、 14、 15为8个数据输入端, 接逻辑开关; 为选通输入端, Y为输出端, 接发光二极管。

表2.2
选通端
地址输入端
数据输入端
输出

A2

A1

A0

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

Y
1
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×

0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1

0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0

0
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0

0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1

0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0

0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
0
0

0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
0

0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0

3 分别用74LS138( 配合74LS20) 和74LS151实现逻辑函数,要求画出逻辑图。
GND
8
16
Vcc
74LS151
1
D3
2
D2

3
D2

4
D0

5
Y
7
G
15
D4

14
D5

13
D6

12
D7

11
A0
6
Y
10
A1

9
A2

GND
8
16
Vcc
74LS138
1
A0

2
A1

3
A2

4
S2

5
S3

7
Y7

15
Y0

14
Y1

13
Y2
6

12
Y3

11
Y4

6
S1

10
Y5

9
Y6

实验三 加法器和中规模集成电路的改造
一 实验目的
1掌握半加器和全加器的功能测试
2掌握中规模集成电路的功能改造。
二 实验仪器及芯片
1 实验箱
2 芯片: 74LS00 二输入端四与非门 1片
74LS151 八选一的数据选择器 1片
74LS86 二输入端四异或门 1片
74LS54 四组输入与或非门 1片
三 实验内容
1 测试用异或门( 74LS86) 和与非门( 74LS00) 组成的半加器的逻辑功能
( 1) 按照图3.1进行连线, 其中A、 B接电平开关, Y、 Z接发光二极管。
( 2) 按表的要求改变A、 B状态, 填表。

3
2
1
=1
3
2
1
&
6
5
4
&
A
B
Y
Z
图 3.1

表3.1
输入端
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
输出端
Y

Z

2 测试全加器的逻辑功能
( 1) 用异或门74LS86、 与或非门74LS54、 与非门74LS00组成全加器, 按图3.2接线, 其中A、 B、 CI接电平开关, S、 CO接发光二极管, 74LS54的3、 4、 5、 9、 10、 11均接地。
( 2) 按表要求改变A、 B、 CI的状态, 并填表。
1
3
2
1
=1
6
5
4
=1
&
≥1
3
2
1
&
2
12
13
A
B
CI
S
CO
图3.2

表3.2
A
B
CI
CO
S
0
0
0

0
0
1

0
1
0

0
1
1

1
0
0

1
0
1

1
1
0

1
1
1

3 测试以下电路的逻辑功能, 要求写出真值表, 得出逻辑表示式并化为最简与或式。

＝1

1
2
3
＝1

4
5
6
GND
7
＝1

10
9
8
＝1
13
12
11
14
Vcc
74LS86
&
1
2
3
&
4
5
6
GND
7
&
10
9
8
&
13
12
11
14
Vcc
74LS00

GND
8
16
Vcc
74LS151
1
D3
2
D2

3
D2

4
D0

5
Y
7
G
15
D4

14
D5

13
D6

12
D7

11
A0
6
Y
10
A1

9
A2

GND
7
14
Vcc
74LS54
1
A
2
B
3
C
4
D
5
E
6
Y
13
J
12
I
11
H
10
G
9
F
8

74LS54逻辑表示式:

实验四 中规模集成电路的改造
一 实验目的
掌握中规模集成电路的功能改造。
二 实验仪器及芯片
1 实验箱
2 芯片: 74LS151 八选一的数据选择器 1片
74LS04 六非门 1片
三 实验内容
1 用74LS151和74LS04实现逻辑函数,并画出逻辑图

GND
8
16
Vcc
74LS151
1
D3
2
D2

3
D2

4
D0

5
Y
7
G
15
D4

14
D5

13
D6

12
D7

11
A0
6
Y
10
A1

9
A2

GND
7
14
Vcc
74LS04
1

13
12
1
1
2
1
3
4
1

5
6
1

111
10
1

9
8

实验五 触发器及示波器的使用
一 实验目的
1 熟悉并掌握D, J-K触发器的构成工作原理和功能测试方法。
2 学会正确使用触发器集成芯片。
二 实验仪器及芯片
1 双踪示波器
2 器件:
74LS74 双D触发器 一片
74LS76 双JK触发器 一片
三 实验内容
边沿触发器的测试
1在实验箱上将D触发器连接成T’触发器
2 用示波器CH1通道显示时钟CP信号; 用CH1通道显示触发器输出信号Q, 观察Q的变化发生在CP的什么状态?
3 把D触发器换成JK触发器, 并连接成T’触发器, 利用示波器观察Q与CP的关系
4 绘制时序图
5 要求画出D和JK触发器改造成T’触发器的连接图。
74LS74
2
1D
3
1CP
5
1Q
GND
7
14
Vcc
12
2D
11
2CP
9
2Q
8
2Q

13
2RD

10
2SD

6
1Q
1
1RD

4
1SD

74LS76
1
1CP
4
1J

5
Vcc
15
1Q

16
1K
13
GND

12
2K

11
2Q
9
2J

2
1SD

6
2CP
3
1RD

7
2SD

8
2RD

10
2Q

14
1Q

CP
Rd
Sd
Q
Q
J
K
图5.2 JK触发器的逻辑符号
Rd
Sd
Q
Q
D
CP
图5.1 D触发器的逻辑符号

实验六 集成移位寄存器
一 实验目的
掌握集成双向移位寄存器74LS194的逻辑功能。
二 实验仪器及芯片
1 实验箱
2 芯片: 74LS194 双向移位寄存器 1片
三 实验内容
1 并行输入－并行输出寄存器逻辑功能的测试。
~接逻辑电平开关, ~接发光二极管, CP接按键脉冲。74LS194的状态功能如表6.1。按照表6.2的要求进行输入, 观察输出~, 并在表中记录结果。
74LS194
1
CR
4
D1

5
D2

15
Q0

16
Vcc
13
Q2

12
Q3

11
CP
9
S0

2
SR

6
D3

3
D0

7
SL

8
GND

10
S1

14
Q1

图6.1 74LS194的管脚图
表6.1

S1
S0

工作状态
0
×
×
置零
1
0
0
保持
1
0
1
右移
1
1
0
左移
1
1
1
并行输入

2 右移逻辑功能的测试
按照表6.2的要求进行输入, 观察输出~, 并在表中记录结果。
3左移逻辑功能的测试
按照表6.3的要求进行输入, 观察输出~, 并在表中记录结果。

表6.2 并行输入－输出功能测试
输 入
输 出
CP
S1
S0
D0
D1
D2
D3
Q0
Q1
Q2
Q3

1
1
1
1
1
1

1
1
0
0
0
0

1
1
0
0
1
1

1
1
1
1
0
0

表6.3 右移功能测试
输 入
输 出
CP
S1
S0
SR
D0
D1
D2
D3
Q0
Q1
Q2
Q3

0
1
1
1
1
1
1

0
1
1
0
0
0
0

0
1
0
0
0
1
1

0
1
0
1
1
0
0

表6.4 左移功能测试
输 入
输 出
CP
S1
S0
D0
D1
D2
D3
SL
Q0
Q1
Q2
Q3

0
1
1
1
1
1
1

0
1
0
0
0
0
1

0
1
0
0
1
1
0

0
1
1
1
0
0
0

4用74LS194和74LS04实现扭环形计数器, 画出逻辑图和状态转换图。
GND
7
14
Vcc
74LS04
1

13
12
1
1
2
1
3
4
1

5
6
1

111
10
1

9
8

实验七 集成计数器
一 实验目的
1 掌握集成计数器74LS161的逻辑功能。
2 熟悉74LS161的管脚排列。
二 实验仪器及芯片
1 实验箱
2 芯片: 74LS161 四位二进制计数器 一片
三 实验内容
1 并行预置输入
芯片管脚如图7.1所示。~接逻辑电平开关, ~接发光二极管, CP接按键脉冲, 接地, 接高电平( ＋5V) , P和T一起接高电平( ＋5V) 。按照表7.2的要求进行输入, 观察输出~, 并在表中记录结果。

74LS161
4
D1

5
D2

15
CO

16
Vcc
13
Q1

12
Q2

11
Q3

2
CP

6
D3

3
D0

7
P

8
GND

10
T

14
Q0

1
CR
9
LD

图7.1 74LS161的管脚图
表7.1 74LS161的功能表
CP

P
T
工作状态

0
×
×
×
置零

1
0
×
×
预置数

1
1
1
1
计数

表7.2 计数器预置输入逻辑功能测试
输 入
输 出
CP

D3
D2
D1
D0
Q3
Q2
Q1
Q0

0
1
1
1
1

0
0
0
0
0

0
0
0
1
1

0
1
1
0
0

2 计数功能的测试
~接逻辑电平开关, ~接发光二极管, CP接按键脉冲。要求计数器从1000开始计数, 一直到1111。按照表的要求进行输入, 观察输出~, 并在表7.3中记录结果。
表7.3 计数器计数逻辑功能测试
输 入
输 出
CP

D3
D2
D1
D0
Q3
Q2
Q1
Q0

0
1
0
0
0

1
×
×
×
×

1
×
×
×
×

1
×
×
×
×

1
×
×
×
×

1
×
×
×
×

1
×
×
×
×

3 用预置法实现七进制计数器, 要求分别用发光二极管和七段数码管显示。
使用74LS00和74LS161各一片, 画出连线图。只需要画出原理图即可。
。

实验八 用555定时器构成多谐振荡器

一 实验目的
1．掌握555定时器的逻辑功能。
2．熟悉555定时器的管脚排列。
二 实验仪器及芯片
1．实验箱
2．芯片: 555定时器 一片
三 实验内容
1．用555定时器构成如图多谐振荡器电路( 所标出的电容、 电阻为参考值) 。调整R2的阻值, 用实验箱的频率计测量频率f, 再用示波器测量T、 tW1、 tW2., 用万用表测量R1、 R2的电阻值, 计算占空比q, 填入表中:

f
T
tW1
tW2.
R1
R2
C
q

2．根据R1、 R2、 C的值, 用理论公式计算以下表中各项, 并求与理论值的相对误差:

参数
T
tW1
tW2.
相对误差
计算公式

计算值