工学]课内实验指导书_数字电子技术_20学时

工学]课内实验指导书_数字电子技术_20学时内容摘要：

1)写出设计过程。 2)画出接线图并在 74LS153 上连接好电路。 3)验证逻辑功能。 【 实验报告要求 】 用数据选择器对实验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图、进行逻辑功能测试；总结实验收获、体会。 输 入 输 出 A1 A0 D3 D2 D1 D0 Y 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 19 实验 4 译码器及应用 【 实验目的 】 掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法 掌握译码器的级联方法及测试方法。 【 实验仪器及材料 】 序号 名 称 型号与规格 数量 备 注 1 直流稳压电源 5V 固定 1 2 数字电压表 山创 A910D 1 3 通用实验电路板 及连线 （面包板） SBY 1 4 TTL双 24线译码器 74LS139 1 5 TTL 38线译码器 74LS138 1 【 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。 3）用 Proteus 软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。 1)译码器分哪几类 ? 2)请将 74LS138 扩展成 4 线译码器 ,试画出扩展后的电路 图。 【 实验原理 】 1．数据选择器 74LS13 74LS138 各引脚功能图见附录。 2．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。 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，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。 【 实验内容 】 20 1． 译码器功能测试 将 74LS139 双 2 线 — 4线译码器 按 图 41所示 连接。 输入端 A A0 接逻辑开关 ， 输出 Y0~ Y3 接 发光。 改变 逻辑开关 的状态，观察输出，写出 Y0~ Y3 的数值 （完成表 41） 及其表达式。 =＿＿＿＿＿ =＿＿＿＿＿ =＿＿＿＿＿ =＿＿＿＿＿ 2．译码器的级联应 用： 用 24 线译码器 74LS139 组成的电路如图 42所示 ,按图连接 ,输入 D0～ D2接逻辑开关 ,输出 Y0～ Y7 接发光二极管 ,改变输入信号的状态 ,观察输出 ,写出 Y0 ～ Y7 的表达式 ,并填表42。 表 图 42 表 42 3. 74LS138 的应用 : 用一片 74LS138 的 38 译码器及一片 74LS20 双与非门组成一位全加器的电路图 ,全加器的三个输入端为被加数 X、加数 Y、低位向高位的进位 Ci1,输出 Si及本位进位输出为 Ci。 1)写出真值表 . 2)写出逻辑表达式 . 3)画出电路图 . 4)通过实验分析验证所设计的电路是否正确。 【 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．总结中规模集成电路的使用方法及功能。 D2 D1 D0 21 实验 5 字段译 码器逻辑功能测试及应用 【 实验目的 】 74LS47 逻辑功能。 LED 七段数码管的判别方法。 【 实验仪器及材料 】 序号 名 称 型号与规格 数量 备 注 1 直流稳压电源 5V 固定 1 2 数字电压表 山创 A910D 1 3 通用实验电路板 及连线 （面包板） SBY 1 4 TTL 7段数码管译码 /驱动器 74LS247 1 5 共阳极 7 段数码管 5寸 共阳极 1 【 实验原理 】 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 51(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（ 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～ ，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 22 图 51 LED数码管 BCD 码七段译码驱动器 此类译码器型号有 74LS47（共阳） 、 74LS247（共阳）， 74LS48（共阴）， CC4511（共阴）等， 74LS47 和 74LS247 引脚相同， 74LS247 可以驱动高电压数码管，且显示字形比 74LS47更适合中国的习惯， 本实验 采用 74LS247／七段译码／驱动器驱动共阳极 LED 数码管。 图 52为 74LS247引脚排列 图 52 74LS47引脚排 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“ 0”有效，用来驱动共阳极 LED数码管。 BI： 消隐输入端， BI＝“ 0”时，译码输出全为“ 1”； LT： 测试输入端， BI＝“ 1” ,LT＝“ 0”时，译码输出全为“ 0”； ：当 BI =LT=1, =0 时，输入 DCBA 为 0000，译码输出全为“ 1”。 而 DCBA 为其它各种组合时，正常显示。 它主要用来熄灭无效的前零和后零。 表 51 输 入 输 出 LT D C B A a b c d e f g 字形 0 1 1 1 1 1 1 1 消隐 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 23 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 消隐 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 灭零 :当本位的“ 0”熄灭时， =0,在多位显示系统中，它与下一位的 相连，通知下位如果是零也可熄灭。 【 实验内容 】。 按照图 53 连线，输出端接数码管，对照功能表逐项进行测试，并将实验结果与功能表进行比较。 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Ｖ c 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Ｖ cc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。 【 实验报告要求 】 74LS274各功 能端的作用。 24 实验 6 触发器 【 实验目的 】 1．熟悉基本 RS 触发器、 D触发器、 JK 触发器、门控制锁存器的逻辑功能与特点。 2．掌握各功能端的作用。 3．学会使用双踪示波器波形和比较相位。 【 实验仪器及材料 】 序号 名 称 型号与规格 数量 备 注 1 直流稳压电源 5V 固定 1 2 数字电压表 山创 A910D 1 3 通用实验电路板及连线（面包板） SBY 1 4 TTL二输入端四与非门 74LS00 1 5 TTL双 D触发器 74LS74 1 6 TTL双 JK 触发器 74LS112 1 【 预习要求和思考题 】 1．预习要求： 1）触发器逻辑功能及其表示方法及触发方式。 2） JK 触发器若 ， J=K=1，问此时时钟信号频率与输出端 Q的输出频率之间存在什么关系。 3）用 Proteus 软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。 2．思考题 RS 触发器为什么不允许出现两个输入同时为零的情况。 【 实验原理 】 1． 74LS00、 74LS7 74LS112 各引脚功能图见附录。 2． D 触发器 在输入信号为单端的情况 下， D 触发器用来最为方便，其状态方程为 ，其输出状态的更新发生在 CP 脉冲的上升沿，故又称为上升沿触发的边沿触发器，触发器的状态只取决于时钟到来前 D 端的状态， D 触发器的应用很广，可用作数信号的寄存，位移寄存，分频和波形发生等。 使用时，查清所用集成块的型号、外型及引线排列。 3． JK触发器 在输入信号为双端的情况下， JK触发器是功能完善 、 使用灵活和通用性较强的一种触发器。 本实验采用 74LS76 双 JK 触发器，是下降边沿除法的边沿触发器。 JK 触发器使用时。