实验五数字电子技术课程设计-数字钟的设计

实验五数字电子技术课程设计-数字钟的设计内容摘要：

21 五、实验结果分析（回答问题） 由以上实验测试结果，可知 74LS151 八选一的 功能正常。 用中规模集成电路设计逻辑函数的特点为：较小规模集成电路更便于修改设计，且设计中多使用最小项表达式，设计思想可以更加清晰。 讲解 74LS151 的用法及数据选择器在微机控制等领域的应用。 此为学生自拟实验由学生自拟，老师着重是辅导。 实验 五 触发器 一、实验目的 学会测试触发器逻辑功能的方法。 进一步熟悉 RS 触发器、集成 JK 触发器和 D 触发器的逻辑功能及触发方式。 进一步熟悉数字逻辑实验箱中单脉冲和连续脉冲发生器的使用方法。 二、实验仪器及设备 数字逻辑实验箱 DSB3 1 台 万用表 1只 双踪示波器 XJ4328\XJ4318 一台 元器件： 74LS00 74LS74 各 1块 74LS20 74LS76 各 1 块 导线 若干 三、实验线路图 四、实验内容（简单实验步骤、实验数据及波形） 22 基本 RS 触发器逻辑功能测试 利用数字逻辑实验箱测试由与非门组成的基本 RS 触发器的逻辑功能， R、 S接电平开关， Q、 Q接电平显示，将结果记录在下表中。 集成 JK 触发器逻辑功能测试 (1)、直接置 0 和置 1端的功能测试 （ 2） JK逻辑功能的测试 按下表测试并记录 JK 触发器的逻辑功能（表中 CP 信号由实验箱操作板上的单次脉冲发生器提供）。 23 (3)JK 触发器计数功能测试 使触发器处于计数状态（ J=K=1）， CP信号由实验箱操作板中的连续 脉冲（矩形波）发生器提供，可分别用低频 (f= 1~10HZ)和高频（ f=20~150KHZ）两档进行输入，分别用实验箱上的 LED 电平显示器和 XJ4328 双踪示波器观察工作情况，记录 CP 与 Q 的工作波形， Q 状态更新发生在 CP 的下降沿。 Q 信号的周期是 CP信号周期的两倍。 集成 D 触发器逻辑功能测试 （ 1） D触发器逻辑功能的测试 按下表测试并记录 D 触发器的逻辑功能（表中 CP 信号由实验箱操作板上的单次脉冲发生器提供）。 D CP Qn+1 Qn=0 Qn=1 0 0→1 0 0 0→1 0 0 1 1→0 1 1 1→0 1 1 (2) D 触发器计数功能测试 使触发器处于计数状态（ D= ）， CP 端由实验箱操作板中的连续脉冲（矩形波）发生器提供，可分别用低频 (f= 110HZ)和高频（ f=20150KHZ）两档进行输入，分别用实验箱上的 LED 电平显示器和 XJ4318/XJ4328 双踪示波器观察工24 作情况，记录 CP 与 Q 的工作波形， Q 状态更新发生在 CP 的上升沿。 Q 信号的周期是 CP 信号周期的两倍。 五、实验结果分析（回答问题） 画出工作波形图。 比较各种触发器的逻辑功能及触发方式： 基本 RS 触发器：置 0、置 保持功能，有不定状态；低电平触发。 JK 触发器：置 0、置 保持、计数功能，有低电平有效的直接置 0、置 1端；下降沿触发。 D 触发器：置 0、置 保持、功能，有低电平有效的直接置 0、置 1 端；上升沿触发。 六、思考题 25 讲解小规模计数器的应用及组成原理。 实验 六 计数器 一、实验目的 学习计数器逻辑功能的测试方法。 熟悉计数器（异步三位二 进制加 /减法及十进制加法）的工作原理。 二、实验仪器及设备 数字逻辑实验箱 DSB3 1 台 万用表 1只 双踪示波器 XJ4328\XJ4318 一台 元器件： 74LS00 74LS76 各 1 块 导线 若干 三、实验线路图 26 四、实验内容（简单实验步骤、实验数据及波形） 异步二 进制加法计数器 按图 81 接线，组成一个三位异步二进制加法计数器， CP 信号可利用数字逻辑实验箱上的单次脉冲发生器或低频连续脉冲发生器，清 0 信号 由逻辑电平开控制，计数器的输出信号接 LED 电平显示器，按下表进行测试并记录。 （ 2）在 CP 端加高频连续脉冲，用示波器观察各触发器输出端的波形，并按时间对应关系画出 CP、 Q Q Q3端的波形。 异步二进制减法计数器 27 在预习时画出用 JK 触发器构成的三位异步二进制减法计数器的逻辑电路如图 82。 按图接线，然后按步骤 1 所述内容进行测试。 异步十进制加法计数器 按图 83 接线，组成一个异步十进制加法计数器， CP 信号可利用数字逻辑实验箱上的单次脉冲或低频连续脉冲发生器，清 0信号 由逻辑电平开关控制，各触发器的输出端及进位输出端分 别接到 LED 电平显示插孔，按下表进行测试并记录。 28 （ 2）在 CP 端加高频连续脉冲，用示波器观察各触发器输出端的波形，并按时间对应关系画出 CP、 Q Q Q Q Z端的波形。 十进制计数器 五、实验结果分析（回答问题） 画出工作波形图。 二进制加 /减法计数器的相同点：都为异步计数 器，进位信号取自低位状态的边沿。 相异点：进位信号分别取自低位状态的下降沿和上升沿。 讲解中规模计数器的应用及组成原理。 实验 七 中规模集成电路计数器的应用 一、实验目的 熟悉中规模集成电路计数器的功能及应用。 进一步熟悉数字逻辑实验箱中的译码显示功能。 二、实验仪器及设备 29 数字逻辑实验箱 DSB3 1 台 万用表 1只 双踪示波器 XJ4328/XJ4318 一台 元器件： 74LS00 74LS20 74LS161 各 1块 导线 若干 三、实验线路图 四、实验内容（简单实验步骤、实验 数据及波形） (一 )用 74LS161 及辅助门电路实现一个 10进制计数器： 利用异步清 0端。 电路图如图 91。 利用同步置数端 LD，从 0000 开始计数。 电路图如图 92。 利用同步置数端 LD，到 1111 结束。 电路图如图 93。 利用同步置数端 LD，从某状态 DCBA 开始，到另一状态 D1C1B1A1结束。 （例：从 0001 开始，到 1010 结束的 10 进制）电路图如图 94。 计数器的 CP 端接低频连续脉冲，输出状态接 LED 电平显示，逻辑电平开关作为并行输入数据，观察计数器的功能。 列出表述其功能的计数状态顺序表，记录实验数据。 30 电路图 94的数据为下表： CP QD QC QB QA 代表十进制数 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 2 2 0 2 1 1 3 3 0 1 0 0 4 4 0 1 0 1 5 5 0 1 1 0 6 6 0 1 1 1 7 7 1 0 0 0 8 8 1 0 0 1 9 9 1 0 1 0 10 10 0 0 0 0 0 31 （二）利用实验箱上的高频连续脉冲作 CP，用示波器观察 QD、 QC、 QB、 QA的波形，并按时间对应关系记录下来。 （略） 五、实验结果分析（回答问题） 74LS161 的置 0端为异步 置 0，置数端为同步置数。 若要求计数器具有暂停计数功能，可以： A 封锁 CP 信号 B 令 EP=ET=0 此为学生自拟实验由学生自拟，老师着重是辅导。 实验 八 计数、译码、显示综合实验 一、实验目的 熟悉中规模集成电路计数器的功能及应用。 熟悉中规模集成电路译码器的功能及应用。 熟悉 LED 数码管及显示电路的工作原理。 学会综合测试的方法。 二、实验仪器及设备 数字逻辑实验箱 DSB3 1 台 万用表 1只 元器件： 74LS90 2 块 74LS49 （或 74LS249） 1块 共阴型 LED 数码管 1块 导线 若干 三、实验线路图 32 四、实验内容（简单实验步骤、实验数据及波形 用集成计数器 74LS90 分别组成 8421 码十进制和六进制计数器，然后连接成一个 60 进制计数器（ 6 进制为高位、 10 进制为低位）。 其中 10 进制计数器用实验箱上的 LED 译码显示电路显示（注意高低位顺序 及最高位的处理）， 6进制计数器由自行设计、安装的译码器、数码管电路显示，这样组成一个 60进制的计数、译码、显示电路。 用实验箱上的低频连续脉冲（调节频率为 12HZ）作为计数器的计数脉冲，通过数码管观察计数、译码、显示电路的功能为正确。 五、实验结果分析 简要说明数码管自动计数显示的情况：该计数器从 00 递增加 1，直到59 后，又回到 00状态。 根据实验中的体会，说明综合测试较复杂中小规模数字集成电路的方法：分单元电路安装、调试。 六、回答思考题 共阴、共阳 LED 数码管应分别配用译中为 1和译中为 0输出 方式的译码器。 数码管驱动电路中的电阻值是根据额定工作电流来确定的。 33 如果 60 进制计数器采用高位接 10 进制、低位接 6 进制的方式，计数顺序为：低位按 6进制计数，所以 00递增到 05 后，下一个状态为 10，再递增到 15，下一个状态为 20，以此类推，直到 95 后，回 00 状态。 介绍振荡器的原理及实现方法。 实验 九 利用 TTL 集成逻辑门构成脉冲电路 一、实验目的 掌握用集成门构成多谐振荡器和单稳电路的基本工作原理。 了解电路参数变化对振荡器波形的影响。 了解电路参数变化对单稳电路输出脉冲宽度的影 响。 二、实验仪器及设备 数字逻辑实验箱 DSB3 1 台 万用表 1只 双踪示波器 XJ4328/XJ4318 1 台 元器件： 74LS00 1 块 电位器 1 只 电阻、电容、导线 若干 三、实验内容 34 多谐振荡器 图 112 环形振荡器 将 74LS00 2 输入四与非门、电阻、电容等按图 111 接线。 用示波器观察Vi V0 Vi V0 的波形。 按时间对应关系记录下来，测出振荡器输出波形的周期。 将 74LS00 2 输入四与非门、电阻、电容等按图 112 接线。 经检查无误后方可接 通电源。 用示波器观察 Vi Vi V0 Vi V0 的波形，按时间对应关系记录下来。 改变电位器的阻值，用示波器观察振荡周期的变化趋势，计算出该振荡器振荡频率的变化范围： fmin = fmax = 积分型单稳电路 按图 113 接线，用实验箱上的高频连续脉冲作为输入信号 Vi1。 35 用示波器观察，调整输入波形为一定脉冲宽度时，用示波器观察 Vi V0Vi V0 的波形，按时间对应关系记录下来，测出输出脉冲的宽度： tp1= 将图 113 再加一级非门输出，比较两种电路的输出波形有无不同，将电容改为 ，再测量电路输出脉冲的宽度： tp2= 四、实验分析 波形图 将实验。