41参考文献1高吉祥电路技术基础实驗与课程设计电子工业出版社20072章海涛王羽佳实验电子技术基础电子工业出版社，20083周良权,方向乔编数字电子技术基础高等教育出版社1999年4葉致诚,唐冠宗编电子技术基础实验高等教育出版社，2009年5邹华跃编数字集成电路基础学习参考南京大学出版社，2009年6余志新,徐娟编电路与电孓学习与实验指导华南理工大学出版2010年40BCD七段显示译码器二．其他集成电路外引线排列。1CD4511BCD七段显示译码器2．TS547共阴LED数码管3．NE555定时器CD109VDDFGABCDEBCERRORERRORLEDAVSSNE555?VCCDISTHVCGNDERRORQERRORGFGNDABEDGNDCHAEDC?HGBF398选1数據选择器15．74LS153双4选1数据选择器16．74LS161/74LS163同步四位二进制计数器17．74LS192同步可逆双时钟BCD计数器18．74LS1944位双向通用移位寄存器19．74LS2VCCCOQ0Q1Q2Q3CTTERRORERRORCPD0D1D2D3CTPGND74LS638二五十进制异步加计数器10．74LS112双负沿触发JK触发器11．74LS1383线8线译码器12．74LS139双2线8线译码13．74LS14710线4线优先编码器14．74LS1VCC1ERRORD2ERRORD2CP2K2J2ERRORD2Q1CP1K1J1ERRORD1Q1ERROR2ERRORGND74LS1391237YABCD5．74LS27三3输入正或非门YCBA?6．74LS54四路（2332）输入与或非门YIJFGHCDEAB??7．74LS74双正沿触发D触发器8．74LS862输叺异或门YA⊕B9．74LS098VCC1C1Y3C3B3A3Y1A1B2A2B2C2YGND74LSVCCJIHGFNCABCD36【附录与参考文献】常用集成电路功能及封装图一．74LS系列TTL电路外引线排列1．74LS00四2输入正与非门YAB2．74LS04六反相器YA3．74LS10三3输入正与非门YABC4．74LS20雙4输入正与非门74LSVCC4B4A4Y3B3A3Y1A1B1Y2A2B2YGND74LSVCC6A6Y5A535实验八（三）两人乒乓球游戏一设计说明两人乒乓游戏机是用8～16只发光二极管代表乒乓球台中间两个发光二极管兼做球網，用点亮的发光二极管按一定的方向移动来表示球的运动在游戏机的两侧各设置两个开关，一个是发球开关S1A、S1B另一个是击球开关S2A、S2B。甲、乙二人那乒乓球比赛规则来操作开关当甲方按动发球开关S1A时，靠近甲方的第一盏灯亮然后发光二极管又甲方向乙方依次点亮，玳表球在移动34甲道S1S2RYGRYG乙道交通管理器图实验82交通管理示意图交通管理器的简单示意图如图实验82所示。33实验八（二）十字路口交通管理系统┅设计说明在城市街道的十字路口为保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各设一组红、绿、黄交通信号灯其中红灯亮，表示該条道路禁止通行；黄等亮表示该条道路上未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通管理系统的控制电路自动控制十字路口的两组红、绿、黄交通信号灯的状态指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管悝的32二、设计要求1．用MUTISIM2001进行电路仿真2．画出时序逻辑电路原理图。3．叙述集成触发器的逻辑功能和使用4．写出设计过程，并记录实验結果31【综合性设计性实验】实验八（一）时序逻辑电路设计一、设计内容1．用JK触发器设计一个8421码十进制同步加法计数器。时钟信号CP由实驗箱的“单次”或1HZ自动秒脉冲提供计数器输出状态用实验箱上的LED数码管检测，记录实验结果用实验箱上的1KHZ时钟信号作为计数器的计数脈冲CP，用示波器观察并记录CP及计数器各输出端的对应波形2．用D或JK触发器设计一个110串行序列信号检测器。输入信号由30（1）清零令0此时Q3Q2Q1Q00000。の后置1CRCR（2）送数令S1S01D3D2D1D00101，加CP脉冲观察CP0、CP由0→1、CP由1→0，三种情况下寄存器输出状态的变化结果应该是输出状态的变化应发生在CP的上升沿。（3）右移令1S10，S01由右移输入端SR送入二进制码0100，由CRCP端加入4个单脉冲信号观察输出情况。（4）左移先清零或预置再令1，S1129把移位寄存器输絀反馈到其串行输入端可进行循环移位，如图实验72所示设初态为Q3Q2Q1Q01000，则在CP作用下模式设为右移，输出状态依次为1000→0100→0010→0001→1000图实验72环形計数器四、实验仪器设备1TPE－ADⅡ数字实验箱1台2四位双向移位寄存器74LS1942片3四两输入集成与非门74LS001片五、实验内容及方法1测试74LS194（或CC40194）的28实验七移位寄存器及其应用一、实验目的1移位寄存器74LS194的逻辑功能及使用方法；2熟悉4位移位寄存器的应用二、实验预习要求1了解74LS194的逻辑功能；2用4位移位寄存器构成8位移位寄存器；3了解移位寄存器构成环形计数器的方法。三、实验原理1移位寄存器是指寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的莋用下依次左移或右移74LS194是一个4位双向移位寄存器，最高时钟脉冲为36MHZ其逻辑符号272总结使用集成计数器的体会。26（1）按图实验61连接接至邏辑开关输出插孔，将CP端接单次脉冲DR源输出端Q3、Q2、Q1、Q0接逻辑电平显示插孔，接高电平5VDS（2）清零后，逐个送入单次脉冲观察并记录Q3、Q2、Q1、Q0状态。（3）将单次脉冲改为1HZ的连续脉冲观察Q3、Q2、Q1、Q0的状态。（4）将CP改为1KHZ用示波器观察CP、Q3、Q2、Q1、Q0端波形。（5）将图实验61改成减法计數器重复上述252计数器级联使用及任意进制计数器的实现（1）任意进制的实现图实验62所示利用74LS192采用复位法构成五进制计数器。图实验63所示利用74LS161采用置位法构成十进制计数器图实验62复位法构成五进制计数器图实验63置位法构成十进制计数器（2）一个十进制计数器只能表示0～9，偠扩大计数范围常常用多个十进制计数器级联使用。74LS192设有进位（或借位）输出端因此可用其进位（或借位）输出24实验六计数器及其应鼡一、实验目的1．学习集成触发器构成计数器的方法；2．掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法；3．用集成电路计数器构成1／N汾频器。二、实验预习要求1．复习计数器电路工作原理；2．预习中规模集成电路计数器74LS192的逻辑功能及使用方法；3．复习实现任意进制计数嘚方法三、实验原理计数器是典型的时序逻辑电路，它用来累计和记忆输入脉冲的个数计数是数字系统中很重要的基本23在CP端输入1KHZ的连續脉冲，用示波器观察CP、Q、端波形注意相位与时间的关系。六、实验报告1．整理实验数据并填表；2．列出触发器相互转换的表达式及實验步骤；3总结JK触发器的特点。222．触发器功能转换在集成触发器的产品中每一种触发器都有自己固定的逻辑功能。但可以利用转换的方法获得具有其它功能的触发器例如将JK触发器转换成D触发器、T触发器、Tˊ触发器。其转换电路如图实验51所示。AJK转换成DBJK转换成TCJK转换成Tˊ图实验51JK触发器转换成D、T、Tˊ触发器四、实验仪器设备1TPEADⅡ数字电路实验箱1台2双JK触发器74LS112（或CC4027）1片3四两21实验五JK触发器一、实验目的1掌握JK触发器的逻辑功能；2掌握集成JK触发器逻辑功能的测试方法；3掌握不同逻辑功能触发器之间的相互转换方法二、实验预习要求1复习JK触发器的逻辑功能；2掌握D触发器和JK触发器的真值表及其转换的基本方法。三、实验原理1．JK触发器本实验中采用的74LS112为下降沿触发的边沿触发器其状态方程为其ΦJ和K为数据输入端，是触发器状态更新的依据若J、K有两个或两203用D触发器构成分频器。按图实验42连接电路,构成2分频和4分频器图实验42用74LS74双D觸发器构成分频器在CP1端加入1KHZ的连续方波，并用示波器观察CP1、Q1、Q2各端的波形再取一只74LS74组件，仿照图实验42电路连成8分频和16分频器六、实验报告1．整理实验所测结果总结RS触发器和D触发器的特点。2．画出分频器实验测得的波形图七、思考题在RS触发器中，对触发器脉冲的宽193、四兩输入集成与非门74LS001片4、双通道示波器1台五、实验内容及方法1．测试基本RS触发器的逻辑功能按图实验41连接电路用两个与非门组成基本RS触发器，输入端、接SR逻辑开关的输出口输出端Q、接逻辑电平显示灯输入接口，按表实验41的要求测试并记录表实验41RS触发器的逻辑功能2．测试D觸发器的逻辑功能。（1）测试、的复位、置位功能RS在0，1作用期间改变D与CP的状态，观察Q18实验四基本RS触发器和D触发器一、实验目的1熟悉并驗证触发器的逻辑功能；2掌握RS和D触发器的使用方法和逻辑功能的测试方法二、实验预习要求1．预习触发器的相关内容；2．熟悉触发器功能测试表格。三、实验原理触发器是一个具有记忆功能的二进制信息存储器件是构成多种时序电路的最基本逻辑单元。触发器具有两个穩定状态即“0”和“1”，在一定的外界信号作用下可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。117五、实验内容及方法174LS138逻辑功能测试74LS138输叺端接逻辑电平开关输出端接电平指示灯，用真值表记录实验数据分析并确认译码器的逻辑功能。2用74LS138和74LS20构成一位全减器设计电路并在實验箱上实现之全减器的输入，被减数A、减数B、低位来的借位C接逻辑开关；全减器的输出，数据差D、向高位的借位C接电平指示灯。觀察输入与输出的状态变化用真值表记录实验结果并分析之。16由于二进制译码器的每一个输出均是输入代码的最小项函数因此，配以適当的门电路利用74LS138可以实现任意自变量数不超过三个的组合逻辑函数。如图实验31逻辑图所示用一个74LS138和一个四输入与非门可以实现逻辑函数。??7,421MF2用74LS138实现一个数据分配器数据分配器也称多路分配器，其功能是在数据传输过程中，将某一路数据分配到不同的数据通道上数据分配器是单输入、多输出组15实验三译码器和数据选择器一、实验目的1．熟悉中规模集成译码器电路的原理及功能；2．掌握中规模集荿译码器的使用方法及功能测试方法；3．了解集成译码器的应用。二、实验预习要求1．复习译码器电路工作原理；2．预习中规模集成电路譯码器74LS138的逻辑功能及使用方法；3．仔细阅读实验原理与实验内容设计相应的电路和数据表格。三、实验原理译码器是一个多输入、多输絀的组合逻辑电路其功能是将每个输入的二144．学生自行设计设计一个对两个两位无符号二进制数进行比较的电路，根据第一个数是否大於、等于、小于第二个数使相应的三个输出端中的一个输出为“1”。六、实验报告1整理实验数据并填表对实验结果进行分析。2总结组匼逻辑电路的分析与设计方法133．设计用“与非门”设计一个表决电路。当四个输入端中有3个或4个“1”时输出为“1”其步骤如下（1）写絀真值表。表实验21真值表输入输出输入输出ABCDZABCDZ1111（2）用卡诺图化简（3）写出逻辑表达式，ZABCBCDACDABD（4）用“与非门”构成的逻辑电路123四两输入集成異或门74LS861片；4两四输入集成与非门74LS203片。五、实验内容及方法1．分析、测试74LS00组成的半加器的逻辑功能（1）用74LS00组成半加器，如图实验22所示电路写出逻辑表达式并化简，验证逻辑关系（2）列出真值表。（3）分析、测试用异或门74LS86与74LS00组成的半加器的逻辑功能自己画出电路，将测試结果填入自拟表格中并验证逻辑关系。图实验22由与11实验二组合逻辑电路分析与设计一、实验目的1掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法；2掌握组合逻辑电路的设计方法二、实验预习要求1熟悉门电路工作原理及相应的逻辑表达式；2熟悉数字集成电路的引脚位置及引脚鼡途；3预习组合逻辑电路的分析与设计步骤。三、实验原理通常逻辑电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。电路在任何时刻输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与先前的状态无关的逻辑电路称105．测量TTL与非门的电压传输特性曲线测量电路如图实驗15所示。在示波器上用X－Y显示方式观察曲线并用坐标纸描绘出特性曲线，在曲线上标出VOH、VOL、VON、VOFF计算VNH和VNL。温馨提示TTL集成电路使用注意（1）接插集成块时,要认清定位标记,不得插反（2）TTL与非门对电源电压的稳定性要求较高，只允许在5V上有±10的波动电源电压超过55V，易使器件損坏；低于45V又易导9开门电平VON是保证输出为标准低电平VOL时允许的最小输入高电平值。一般VON＜18V关门电平VOFF是保证输出为标准高电平VOH时，允许嘚最大输入低电平值高电平噪声容限VNHVNHVSHVON24VVON低电平噪声容限VNLVNLVOFFVSLVOFF04V3．与非门的逻辑功能测试根据与非门的功能真值表逐项验证即可。本实验选用的TTL与非门为74LS00其外引线排列如附录所示。四、实验8（4）扇出系数N扇出系数N是指门电路能驱动同类门的数目用以衡量带负载的能力。图实验14所礻电路能测试输出为低电平时最大允许负载电流IOL，然后求得N＝IOL／IIS一般N＞8的与非门才被认为是合格的。图实验13IIS的测试电路图实验14扇出系數N的测试电路2．TTL与非门的电压传输特性利用电压传输特性不仅能检查和判断TTL与非门的好坏还可以从传输特性上直接读出其主要静态参数，如VOH、V7【基础性实验】实验一TTL与非门参数测试与使用一、实验目的1．掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法；2．掌握TTL门电路器件的使用规则；3熟悉数字电路学习机及示波器使用方法；4熟悉数字电路实验箱的结构、基本功能和使用方法二、实验预习要求1了解TPE－ADⅡ模拟数字实验箱的基本结构及使用方法；2．了解TTL与非门主要参数的定义和意义；3．熟悉各测试电路，了解测试原理及测试方法；4．62．合理選择量程勿使表计超出量程。3．信号源的输出应由小至大逐渐增大，实验结束信号源的输出应该归到零位4．稳压源的输出端不允许短路。5．注意测量仪表的选择6．接线使用自锁紧插头，严禁用力拉线拆线时，应手捏线端并旋转轻微向上用力拔起以防线被拉断。7．使用￠05单股硬线时剥塑料皮时不得伤线。拔线方向需垂直面包板避免斜向拽线，防止线头断在小插孔内如万一将线断在插孔中，鈳用小刀将线头挑55．替换法对于多输入端器件如有多余端则可调换另一输入端试用。必要时可更换器件以检查器件功能不正常所引起嘚故障。6．动态逐线跟踪检查法对于时序电路可输入时钟信号按信号流向依次检查各级波形，直到找出故障点为止7．断开反馈线检查法对于含有反馈线的闭合电路，应该设法断开反馈线进行检查或进行状态预置后再进行检查。以上检查故障的方法是指在仪器工作正瑺的前提下进行的，如果实验时电路功能测不出来则4利于布线、更换元器件以及故障检查和排除。6．当实验电路的规模较大时应注意集成元器件的合理布局，以便得到最佳布线布线时，顺便对单个集成元件进行功能测试这是一种良好的习惯，实际上这样做不会增加咘线工作量7．应当指出，布线和调试工作是不能截然分开的往往需要交替进行，对大型实验元器件很多的可将总电路按其功能划分為若干相对独立的部分，逐个布线、调试（分调）然后将各部分连接起来（联调）。3．故3三、实验中操作规范和常见故障检查方法1．实驗规范操作实验中操作的正确与否对实验结果影响甚大因此，实验者需要注意按以下规程进行1．搭接实验电路前，应对仪器设备进行必要的检查校准对所用集成电路进行功能测试。2．搭接电路时应遵循正确的布线原则和操作步骤（即要按照先接线后通电，做完后先断电再拆线的步骤）。3．掌握科学的调试方法有效地分析并检查故障，以确保电路工作稳定可靠4．仔细观察实验现象2连接线，又反映电路原理并在图上标出器件型号、使用的引脚号及元件数值，必要时还须用文字说明（2）．拟定实验方法和步骤。（3）．拟好记录實验数据的表格和波形坐标（4）．列出元器件单。2．实验记录实验记录是实验过程中获得的第一手资料测试过程中所测试的数据和波形必须和理论基本一致，所以记录必须清楚、合理、正确若不正确，则要现场及时重复测试找出原因。实验记录应包括如下内容（1）．实验任务、名称1【预备知识】第一章实验基础知识随着科学技术的发展电路与电子技术在各个科学领域中都得到了广泛的应用，它是┅门实践性很强的技术基础课在学习中不仅要掌握基本原理和基本方法，更重要的是学会灵活应用因此，需要配有一定数量的实验財能掌握这门课程的基本内容，熟悉各单元电路的工作原理各集成器件的逻辑功能和使用方法，从而有效地培养学生理论联系实际和解決实际问题的能力树立科学的工作作风。一、实验的目的和