实验一-组合逻辑电路.pptx

实验教学目的实验教学目的 实验课程是大学理工类相关专业的重要基础实践教学环节实验课程是大学理工类相关专业的重要基础实践教学环节。通过实验课程，旨在培养学生的灵活运用理论知识进行通过实验课程，旨在培养学生的灵活运用理论知识进行实践操作的技能。实践操作的技能。不仅要求学生完成基本实验、综合实验，还要学会设计中不仅要求学生完成基本实验、综合实验，还要学会设计中小型数字系统的工程方法，并能独立完成调试过程。小型数字系统的工程方法，并能独立完成调试过程。目的是使学生更好地巩固和加深对理论知识的理解，增强目的是使学生更好地巩固和加深对理论知识的理解，增强学生理论联系实际的能力，提高学生的工程素质，通过实学生理论联系实际的能力，提高学生的工程素质，通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和今后工作打下良好的基础。和今后工作打下良好的基础。实验方式实验方式（1 1）完成实验预习，进入实验室时必须提交本次）完成实验预习，进入实验室时必须提交本次 实验的预习报告。实验的预习报告。（2 2）由指导教师讲解实验的基本要求、任务、操作）由指导教师讲解实验的基本要求、任务、操作 步骤及注意事项。步骤及注意事项。（3 3）在教师的指导下，完成本专业必修的实验项目在教师的指导下，完成本专业必修的实验项目 和选修的实验项目。和选修的实验项目。（4 4一人一组独立完成实验项目。一人一组独立完成实验项目。实验基本要求实验基本要求（1 1）掌握数字电路实验箱等常用仪器的基本原理、）掌握数字电路实验箱等常用仪器的基本原理、功能及其使用方法。功能及其使用方法。（2 2）掌握常用数字集成电路的主要参数及逻辑功能）掌握常用数字集成电路的主要参数及逻辑功能 的基本测试方法、器件优劣的判断。的基本测试方法、器件优劣的判断。（3 3）具有使用仪器查找和排除电路故障的能力；）具有使用仪器查找和排除电路故障的能力；能根据电路原理对故障现象进行分析；能根据电路原理对故障现象进行分析；借助相关仪器，逐步缩小故障范围，排除故障。借助相关仪器，逐步缩小故障范围，排除故障。（4 4）通过实验，进一步掌握数字电路的综合分析与设计通过实验，进一步掌握数字电路的综合分析与设计 方法。方法。序号序号实验项目名称实验项目名称内容提要内容提要实验实验要求要求实验实验类型类型1 1电子仪器及组电子仪器及组合逻辑电路合逻辑电路数字电路实验箱，原码数字电路实验箱，原码/反码发生器，译码器的逻反码发生器，译码器的逻辑功能的测试及其应用，双二辑功能的测试及其应用，双二-四线译码器（四线译码器（74LS13974LS139），三），三-八线译码器（八线译码器（74LS13874LS138），用），用74LS13974LS139实现三实现三六或三六或三七线译码。数据选择器（七线译码。数据选择器（74LS15374LS153）的逻辑功能的）的逻辑功能的测试及其应用。测试及其应用。必修必修综合综合2 2触发器及其应触发器及其应用用触发器的逻辑功能和测试方法、功能的转换和应触发器的逻辑功能和测试方法、功能的转换和应用。用边沿用。用边沿JKJK（74LS11274LS112）、）、D D（74LS7474LS74）触发器）触发器和和二二四线译码器构成一个四线译码器构成一个4 4位流水灯电路。位流水灯电路。必修必修综合综合3 3计数器的设计计数器的设计与应用与应用利用给定计数器（利用给定计数器（74LS16174LS161、74LS19174LS191、74LS29074LS290实现任意模值计数器，并通过实现任意模值计数器，并通过LEDLED显示计数器的状显示计数器的状态。态。必修必修设计设计4 4移位寄存器及移位寄存器及其应用其应用用双向移位寄存器（用双向移位寄存器（74LS19474LS194）设计任意模值扭环）设计任意模值扭环形计数器。形计数器。安排随堂考试安排随堂考试必修必修设计设计 实验课程内容安排实验课程内容安排 （计算机（计算机 、网络工程、信息安全光电专业适用，、网络工程、信息安全光电专业适用，1616学时）学时）实验成绩与考核实验成绩与考核（1 1）学生第一次进入实验室后，按学号顺序与实验台编号依次）学生第一次进入实验室后，按学号顺序与实验台编号依次 固定座次，以后每次实验均按该方法固定自己的实验台。固定座次，以后每次实验均按该方法固定自己的实验台。（2 2）学生所记录的实验数据等应符合实验教学要求（经教师认）学生所记录的实验数据等应符合实验教学要求（经教师认 可），并整理好自己的实验台后方可离开实验室。可），并整理好自己的实验台后方可离开实验室。（3 3）未完成实验的学生另行安排补做实验。）未完成实验的学生另行安排补做实验。（4 4）指导教师检查预习报告和批改实验报告，评分，记入平时）指导教师检查预习报告和批改实验报告，评分，记入平时 成绩册，平时成绩占该实验课总成绩的成绩册，平时成绩占该实验课总成绩的70%70%。（5 5）在完成第四次实验结束（约）在完成第四次实验结束（约1 1小时完成）后，安排一次随堂考试，小时完成）后，安排一次随堂考试，考试内容根据教师指派的座位随机确定，检查时复测关键数据并记录，考试内容根据教师指派的座位随机确定，检查时复测关键数据并记录，考试结束后统一阅卷评分，实验考试成绩占实验总成绩的考试结束后统一阅卷评分，实验考试成绩占实验总成绩的30%30%。实验中应注意的问题实验中应注意的问题 电路设计问题电路设计问题 在数字逻辑电路设计时，应根据要求进行设计。在数字逻辑电路设计时，应根据要求进行设计。布线问题布线问题 做到认真、合理地布线：做到认真、合理地布线：1.1.设计电路，画出逻辑电路图，并标出各管脚号，将所用芯片设计电路，画出逻辑电路图，并标出各管脚号，将所用芯片 所有端（数据输入，使能、清零、置位等端子）预先标记：接所有端（数据输入，使能、清零、置位等端子）预先标记：接电源、地或外部输入信号等，为实验布线打好基础。电源、地或外部输入信号等，为实验布线打好基础。2.2.布线时，先将电源和地线接好（包括使能端、清零端等），再布线时，先将电源和地线接好（包括使能端、清零端等），再 按信号的输入输出关系连好电路，需要经常变换的信号线最后接。按信号的输入输出关系连好电路，需要经常变换的信号线最后接。3.3.接好后，对照电路图仔细核对后，再打开电源，开始实验测试。接好后，对照电路图仔细核对后再打开电源，开始实验测试。故障检测与排除故障检测与排除 按照所设计的电路进行实验操作，电路达不到预期的逻辑功能时按照所设计的电路进行实验操作，电路达不到预期的逻辑功能时，如果是组合电路，说明电路未能按真值表工作；如是时序电路，如果是组合电路，说明电路未能按真值表工作；如是时序电路，说明电路未能按状态表工作，均表明电路存在故障。，说明电路未能按状态表工作，均表明电路存在故障。发现和排除故障：根据数字电路是一个二元系统（只用发现和排除故障：根据数字电路是一个二元系统（只用“0 0”和和“1 1”两种状态）的特点，利用两种状态）的特点，利用“逻辑判断逻辑判断”方法，通过实验系方法，通过实验系统自带的逻辑笔电路进行查错并排除之。统自带的逻辑笔电路进行查错并排除之。1.1.完成布线后应检查一遍，以查出漏接和错接的导线。完成布线后应检查一遍，以查出漏接和错接的导线。2.2.检查电源是否正常，芯片是否发烫，如是，则立即断电。检查电源是否正常，芯片是否发烫，如是，则立即断电。3.3.用逻辑笔查出断线、引线虚接等。按照电路的逻辑功能，分别用逻辑笔查出断线、引线虚接等。按照电路的逻辑功能，分别检查各级电路的输入输出是否正常。检查各级电路的输入输出是否正常。4.4.对于有故障的多级电路，为减少调测工作量，可将可疑范围分成对于有故障的多级电路，为减少调测工作量，可将可疑范围分成两个区，分别检测。两个区，分别检测。5.5.如果怀疑芯片坏了，对于如果怀疑芯片坏了，对于SSISSI或简单功能的或简单功能的MSIMSI，可以通过测试它，可以通过测试它的逻辑功能，迅速判断芯片的好坏。的逻辑功能，迅速判断芯片的好坏。实验箱面板介绍实验箱面板介绍电电源源开开关关LED发光二极管发光二极管 显示区（共显示区（共12个）个）连线区连线区逻辑开关区（逻辑开关区（12个）个）单脉冲单脉冲连续脉冲连续脉冲逻辑笔逻辑笔七段数码管显示区七段数码管显示区BCD码输入码输入 （1 1）学会学会ADEKADEK数字电路实验系统的使用数字电路实验系统的使用 （2 2）掌握原码）掌握原码/反码发生器的设计，双二反码发生器的设计，双二-四线译码器（四线译码器（74LS13974LS139）、三）、三-八线译码器（八线译码器（74LS13874LS138）及数据选择器（）及数据选择器（74LS15374LS153）的逻辑）的逻辑功能的测试及应用。功能的测试及应用。1.1.实验目的实验目的 实验器件实验器件:TTL:TTL芯片芯片74LS0074LS00、8686、139139、138138、153153各一片各一片2.2.实验仪器及器件实验仪器及器件实验一实验一 电子仪器及组合逻辑电路电子仪器及组合逻辑电路 3.3.芯片介绍芯片介绍 （1 1）74LS0074LS00与非门与非门异或门的逻辑功能：相异出异或门的逻辑功能：相异出“1 1”，相同出，相同出“0 0”。（2 2）74LS8674LS86异或门异或门（3 3）数据选择器）数据选择器有有2 2选选1 1、4 4选选1 1、8 8选选1 1和和1616选选1 1等类型，又称等类型，又称“多路开关多路开关”。4 4选选1 1数据选择器数据选择器图中有图中有 4 4 路数据路数据 D0D0D3D3，通过选择控制信号，通过选择控制信号 A1A1、A0(A0(地址码地址码)从从4 4路输入数据中选中某一路数据送至输出端路输入数据中选中某一路数据送至输出端 Q Q。双双4 4选选1 1数据选择器数据选择器 74LS15374LS153 引脚排列图引脚排列图D D3 31 11 10 0D D2 2 0 01 10 0D D1 1 1 10 00 0D D0 0 0 00 00 00 01 1输输 出出输输 入入74LS153 功能表功能表（4 4）三）三-八线译码器八线译码器74LS13874LS1383 38 8线译码器线译码器74LS13874LS138逻辑图及引脚排列逻辑图及引脚排列 其中，其中，A A2 2、A A1 1、A A0 0 为地址输入端，为地址输入端，为译码输出端，为译码输出端，,为使能端。为使能端。（5 5）双二）双二-四线译码器四线译码器74LS13974LS1394.4.实验原理实验原理1 1）74LS0074LS00与非门的逻辑功能：与非门的逻辑功能：“有低出高，全高有低出高，全高出低出低”；2 2）74LS8674LS86异或门的逻辑功能：异或门的逻辑功能：“相异出高，相同相异出高，相同出低出低”；3 3）74LS13874LS138译码器逻辑功能：译码器逻辑功能：“低电平输出有效低电平输出有效，随输入端地址线，随输入端地址线A A2 2A A1 1A A0 0递增或递减，输出端递增或递减，输出端Y Y7 7Y Y6 6Y Y5 5Y Y4 4Y Y3 3Y Y2 2Y Y1 1Y Y0 0呈对角线型真值表结构呈对角线型真值表结构”；4 4）74LS13974LS139双双2-42-4线译码器通过扩展实现线译码器通过扩展实现3-3-8 8线译码。线译码。如何设计非全译码器？如如何设计非全译码器？如3-63-6线、线、3-73-7线。线。A A2 21A1A1 1A A0 02A2A1 1A A1 11A1A0 02A2A0 0双双2-42-4线译码器扩展实现线译码器扩展实现3-83-8线译码线译码Y Y2 2Y Y3 3Y Y5 5Y Y0 0Y Y4 4Y Y6 6Y Y7 7Y Y1 11Y1Y2 21Y1Y3 31Y1Y0 01Y1Y1 12Y2Y2 22Y2Y3 32Y2Y0 02Y2Y1 11G1G2G2G&2 21 174LS13974LS1392 21 174LS13974LS139 CT74LS139CT74LS139实现三六线译码实现三六线译码 CT74LS139CT74LS139实现实现三七三七线译码线译码双双2-42-4线译码器扩展实现线译码器扩展实现3-73-7线译码线译码A A2 21A1A1 1A A0 074LS13974LS139（1 1）74LS13974LS139（2 2）2A2A1 1A A1 11A1A0 02A2A0 0Y Y2 2Y Y3 3Y Y5 5Y Y0 0Y Y4 4Y Y6 6Y Y7 7Y Y1 11Y1Y2 21Y1Y3 31Y1Y0 01Y1Y1 12Y2Y2 22Y2Y3 32Y2Y0 02Y2Y1 11G1G2G2G&1.1.SSI SSI 逻辑门逻辑门 74LS86 74LS86 的功能测试，列表记录验证结果；的功能测试，列表记录验证结果；2.2.用两个异或门实现两位原、反码发生器。自行列表用两个异或门实现两位原、反码发生器。自行列表，记录测试数据；，记录测试数据；3.3.双二双二-四线译码器（四线译码器（74LS13974LS139）逻辑功能测试。列表记录）逻辑功能测试。列表记录验证结果；验证结果；4.4.三三-八线译码器（八线译码器（74LS13874LS138）逻辑功能测试。列表记录）逻辑功能测试。列表记录验证结果；验证结果；5.5.数据选择器（数据选择器（74LS15374LS153）的逻辑功能的测试及应用，）的逻辑功能的测试及应用，列表记录结果；列表记录结果；6.6.用用74LS13974LS139实现三实现三-七线译码七线译码,列表记录结果。列表记录结果。实验实验内容内容