电子线路数字部分实验.doc

实验七 逻辑门电路的逻辑功能及测试
一．实验目的
1．掌握了解TTL系列、CMOS系列外形及逻辑功能。
2．熟悉各种门电路参数的测试方法。
3. 熟悉集成电路的引脚排列，如何在实验箱上接线，接线时应注意什么。
二、实验仪器及材料
a)DZX—3数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。
b)1）CMOS器件：
CC4011 二输入端四与非门 1 片 CC4071 二输入端四或门 1片
CC4082 四输入端二与门 1 片
2）TTL器件：
74LS86 二输入端四异或门 1 片
三．实验原理
1．本实验所用到的集成电路的引脚功能如图1—1。
2．门电路是最基本的逻辑元件，它能实现最基本的逻辑功能，即其输入与输出之间
存在一定的逻辑关系。
TTL集成门电路的工作电压为“5V±10%”。本实验中使用的TTL集成门电路是双列直插型的集成电路，其管脚识别方法：将TTL集成门电路正面（印有集成门电路型号标记）正对自己，有缺口或有圆点的一端置向左方，左下方第一管脚即为管脚“1”，按逆时针方向数，依次为1、2、3、4············。具体的各个管脚的功能可通过查找相关手册得知，本书实验所使用的器件均已提供其功能。

3.
3.CC4082
二四输入与门

图1—1
3．图1—2为基本门电路各逻辑功能的测试方法。

图１—２
五.实验内容及步骤
选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc及GND不能连接错。线连接好后经检查无误方可通电实验。
1.与非门CC4011或门CC4071异或门74LS86电路的功能测试
将CMOS与非门CC4011或门CC4071, TTL异或门74LS86分别按图1-2连线：门的两个输入端Ａ、Ｂ接逻辑开关输出插口以提供“0”与“1”电平信号，门的输出入端Ｙ接发光二极管，改变输入状态的高低电平，观察二极管的亮灭，并将输出状态填入表1—2中：

表1—2

输 入
A B
输 出Y1
CC4011
输 出Y2
CC4071
输 出Y3
74LS86
0 0

0 1

1 0

1 1

逻辑表达式

逻辑功能

2.双四与门CC4082门电路的功能测试。
将CMOS双四与门CC4082与非门CC4011或门CC4071, TTL异或门74LS86分别按图1-2连线：门的四个输入端Ａ、Ｂ、C、D接逻辑开关输出插口以提供“0”与“1”电平信号，门的输出入端Ｙ接发光二极管，改变输入状态的高低电平，观察二极管的亮灭，并将输出状态填入表1—1中：
表1-1
输 入
A B C D
输 出Y1
CC4082
0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

逻辑表达式

五．实验报告
1． 按各步骤要求填表。
2. 通过实验分析，说明TTL门电路和CMOS门电路有什么特点，总结他们多多余端的处理方法。

实验八 译码器及应用
一、实验目的
1．掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法
2．掌握译码器的级联方法及测试方法。
3.掌握七段译码驱动器CC４５１１逻辑功能。
４.掌握LED七段数码管的判别方法。

二、实验仪器及材料
a) DZX—3数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。
b)参考元件：译码器74LS13９、CC4511各一片. 共阴数码管一个
三、实验预习要求及思考题
1．预习要求：
1)复习有关译码器的原理。
2)根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格。
2.思考题
1)译码器分哪几类?
2)请将74LS138扩展成4线——16线译码器,试画出扩展后的电路图。
四、实验原理
译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的作用是把给定的代码进行“翻
译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广
泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组
合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。
译码：是编码的反过程，是将给定的二进制代码翻译成编码时赋予的原意。
译码器：实现译码功能的电路。

译码器特点：(1)多输入、多输出组合逻辑电路。
(2)输入是以n位二进制代码形式出现，输出是与之对应的电位信息。
译码器分类： 通用译码器：二进制、二─十进制译码器。
显示译码器：TTL共阴显示译码器、TTL共阳显示译码器、CMOS显示译码器。
1. 变量译码器（又称二进制译码器）
变量译码器用于表示变量的状态，如2 线－4 线、3线－8 线和4 线－16 线译码器。若有n个输入变量，则有2n个不同的组合状态，就有2n 个输出端供其使用。而每一个输出所代表的函数对应于n 个输入变量的最小项。
以3 线－8 线译码器74LS138 为例进行分析，图4－1(a)及(b)分别为其逻辑图及引脚排列。其中A2 、A1 、A0为地址输入端，Y0～Y7为译码输出端，S1、S2、S3为使能端。
表8－1 为74LS138 功能表。
当S1＝1，S2＋S3＝0时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为0）输出，其
它所有输出端均无信号（全为1）输出。当S1＝0，S2＋S3 ＝X时，或S1＝X，S2＋S3＝
1 时，译码器被禁止，所有输出同时为1。

表8-174LS138 功能表
输入
输出
S1
S2 + S3
A2
A1
A0
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
1
0
0
0
0
0
1

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

×
×
1
1
1
1
1
1
1
1
×
1
×
×
×
1
1
1
1
1
1
1
1
二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。若利用使能端中的一个输入端
输入数据信息，器件就成为一个数据分配器(又称多路分配器)，如图4－2 所示。若在S1
输入端输入数据信息，S2＝S3＝0，地址码所对应的输出是S1 数据信息的反码；若从S2
端输入数据信息，令S1＝1、S3＝0，地址码所对应的输出就是S2端数据信息的原码。若数
据信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。
根据输入地址的不同组合译出唯一地址，故可用作地址译码器。接成多路分配器，
可将一个信号源的数据信息传输到不同的地点。
二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，如图4－3 所示，实现的逻辑函数是:

利用使能端能方便地将两个3/8 译码器组合成一个4/16 译码器，如图4－4 所示。

本实验主要来学习二进制译码器用以表示输入变量的状态，3－8线和4线－16线译码器。若有n个输入变量，则有2n个不同的组合状态，就有2n 个输出端供其使用。而每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。
2。七段发光二极管(LED)数码管
LED数码管是目前最常用的数字显示器，图4-5(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。
一个LED数码管可用来显示一位0～9十进制数和一个小数点。小型数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2～2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5～10mA。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。

(a) 共阴连接（“1”电平驱动） (b) 共阳连接（“0”电平驱动）

(c) 符号及引脚功能
4-5 LED数码管
3．BCD码七段译码驱动器
此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用CC4511（共阴）／七段译码／驱动器。驱动共阴极LED数码管。
其中 A、B、C、D — BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g — 译码输出端，输出“１”有效，用来驱动共阴极LED数码管。
： 消隐输入端，＝“0”时，译码输出全为“０”；
： 测试输入端，＝“０”,＝“0”时，译码输出全为“１”；
ＬＥ：锁定端，LE=”1”时译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在LE=0时的数值，LE=0为正常译码。表8—2为CC4511功能表。CC4511内接有上拉电阻，故只需在输出端与数码管笔段之间串入限流电阻即可工作。
表8-2
输 入
输 出
LE

D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
字形
×
×
0
×
×
×
×
1
1
1
1
1
1
1

×
0
1
×
×
×
×
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1

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

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

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

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

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

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

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

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

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

0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
消隐
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
消隐
1
1
1
×
×
×
×
锁存
锁存
:当数码管超过1001时，输出全为“0”，数码管熄灭。
五、实验内容
1．译码器功能测试
将74LS138 3线—8线译码器根据图4-2所示连接。输入端S1、S2+S3、A2、A1、A0接逻辑开关，输出Y0~ Y7接发光。改变逻辑开关的状态，观察输出，写出Y0~ Y7的数值（完成表8-3）及其表达式。 表8-3
S1
S2 + S3
A2
A1
A0
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
1
0
0
0
0

1
0
0
0
1

1
0
0
1
0

1
0
0
1
1

1
0
1
0
0

1
0
1
0
1

1
0
1
1
0

1
0
1
1
1

0
×
×
×
×

×
1
×
×
×

=＿＿＿＿＿ =＿＿＿＿＿ =＿＿＿＿＿ =＿＿＿＿＿
=＿＿＿＿＿ =＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿ =＿＿＿＿＿
2．译码器的级联应用：
用2个3线-8线译码器74LS138组成的4线—16线译码器电路按图4-4所示连接,输入A0～A2接逻辑开关,输出Y0～Y15接发光二极管,改变输入信号的状态,观察输出,写出Y0 ～Y15的表达式,并填表4-2.
A2 A1 A0

3.集成七段显示译码器的功能测试。

按照图4-7连线，输出端接数码管，对照表8—2功能表逐项进行测试，并将实验结果与功能表进行比较。
4.LED七段数码管的判别方法
1）共阳共阴的判别及好坏判别
先确定显示器的两个公共端，两者是相通的。这两端可能是两个地端（共阴极），也可能是两个Ｖc端（共阳极），然后用万用表象判别普通二极管正、负极那样判断，即可确定出是共阳还是共阴，好坏也随之确定。
2）字段引脚判别
将共阴显示器接地端和万用表的的黑表笔相接触，万用表的红表笔接触七段引脚之一，则根据发光情况可以判别出a、b、c等七段。对于共阳显示器，先将它的Ｖcc和万用表的红表笔相接触，万用表的的黑表笔分别接显示器各字段引脚，则七段之一分别发光，从而判断之。
五、实验报告要求
1．画出实验电路连线示意图，整理实验数据，分析实验结果与理论值是否相等。
2.总结出ＣＣ４５１１各功能端的作用；画出共阴共阳七段数码管的原理图。
3.总结共阳共阴的判别及好坏判别方法。