08数字逻辑电路实验备课(新2a).ppt

数字电路实验教程数字电路实验教程数字电路实验教程数字电路实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室数字逻辑电路实验数字逻辑电路实验欢迎同学们来到数字电子技术实验室指导教师：熊发明指导教师：熊发明 胡机秀胡机秀数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室本学期数字逻辑电路实验内容本学期数字逻辑电路实验内容v实验一实验一 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计v实验二实验二 译码器及其应用译码器及其应用v实验三实验三 数据选择器及其应用数据选择器及其应用v实验四实验四 触发器及其应用触发器及其应用v实验五实验五 计数器及其应用计数器及其应用v实验六实验六 移位寄存器及其应用移位寄存器及其应用v实验七实验七 555555时基电路时基电路v实验八实验八 综合实验测试综合实验测试数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室一一 请同学们请同学们注意注意如下问题：如下问题：1实实验验课课不不能能迟迟到到。每每次次实实验验课课点点名名。无无故故缺缺做做一一次次实实验验或或一一次次不不交交实实验验报报告告，实实验验成成绩绩不不合合格格。完完成成规规定定的的实实验验内内容容并并经经指指导导教教师师认可后可以提前离开；认可后可以提前离开；2进进入入实实验验室室按按学学号号顺顺序序就就坐坐，每每人人一一组组，对对号号入入座座，并并把把实实验验预预习习报报告告置置于于桌桌面面等等候候老老师检查。没有预习报告不能做实验。师检查。没有预习报告不能做实验。实验注意事项实验注意事项数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室3、检检查查座座位位上上是是否否有有万万用用表表一一块块，及及导导线线若若干干以以及及实实验验箱箱上上的的集集成成电电路路是是否否齐齐全全，如如有有缺缺少少，请请及及时时向向老老师师反反映映；实实验验时时，不不能能随随意意搬搬动动实实验验器器材材，不不要要和和其其他他同同学的东西混在一起。学的东西混在一起。4、芯芯片片管管脚脚缺缺口口朝朝左左，逆逆时时针针数数管管脚脚，实实验验台台上上的的芯芯片片未未经经指指导导教教师师许许可可，不不能能任意插拔。任意插拔。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室5 5做做实实验验时时，要要做做到到“听听、看看、摸摸、闻闻”。即即听听是是否否有有异异常常的的声声音音；看看是是否否有有冒冒烟烟、起起火火的的现现象象；摸摸芯芯片片是是否否发发烫烫；“闻闻”是是否否闻闻到到有有烧烧焦焦的的糊糊味味。如如有有上上述述异异常常现现象象发发生生，请请及及时时关关掉掉电电源源，检检查查电电源源是否接错。是否接错。6请请同同学学们们不不要要在在实实验验箱箱里里面面的的面面板板上上写写字字、做做标标记！保持室内卫生，不要乱扔纸屑和废弃物；记！保持室内卫生，不要乱扔纸屑和废弃物；7注注意意人人身身安安全全、仪仪器器设设备备安安全全。实实验验线线路路检检查查无无误误后后才才可可接接通通电电源源；实实验验完完毕毕后后先先切切断断电电源源再再拆拆线线。做做完完实实验验拆拆线线时时，手手要要捏捏住住导导线线的的底底部部，以以防防导导线线断开。断开。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室二二 如何写实验报告如何写实验报告（一）一）实验前的准备工作实验前的准备工作 在每次实验之前，请大家写好预习报告。在每次实验之前，请大家写好预习报告。v预习报告要求预习报告要求v1实验目的实验目的v2实验原理及实验内容实验原理及实验内容v3实验设计电路：实验设计电路：A.按照设计要求写出化简的按照设计要求写出化简的逻辑表达式，选择正确的器件，设计电路。逻辑表达式，选择正确的器件，设计电路。B拟定详细的实验步骤。拟定详细的实验步骤。4画出记录实验数据的表格画出记录实验数据的表格数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室三、实验报告要求v1实验结果记录；实验结果记录；v2实验过程中遇到的问题及解决方法；实验过程中遇到的问题及解决方法；v3心得体会和意见心得体会和意见，以及改进实验的建议。，以及改进实验的建议。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室请同学们请同学们注意注意：做做完完实实验验后后，整整理理实实验验台台，关关掉掉万万用用表表电电源源，（看看它它的的电电源源开开关关是是否否弹弹出出来来了了）并并把把凳凳子子放放到到桌桌子子下下面面，桌桌上上的实验设备均摆放整齐，方可离开。的实验设备均摆放整齐，方可离开。谢谢合作！谢谢合作！四四实验准备结束语实验准备结束语数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室实验一实验一 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计一、实验目的一、实验目的学习用中规模逻辑器件实现组合逻辑电路学习用中规模逻辑器件实现组合逻辑电路的设计与调试方法。的设计与调试方法。二、实验原理二、实验原理根据题目描述的功能，列写真值表，利用根据题目描述的功能，列写真值表，利用卡诺图化简，写出最简单的逻辑方程，使用常卡诺图化简，写出最简单的逻辑方程，使用常用的中规模集成电路设计逻辑电路。用的中规模集成电路设计逻辑电路。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室三、实验设备与器件v1)数字电路实验台数字电路实验台1台台v2）数字万用表）数字万用表1台台v3）74LS00芯片两片、芯片两片、74LS20、74LS86、74LS08、74LS02各一片、各一片、导线若干导线若干数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室1 1、74LS0074LS00四四2输入与非门输入与非门四、芯片的介绍四、芯片的介绍数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室74LS0274LS02四四2输入或非门输入或非门数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室74LS04六反相器六反相器数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室74LS08四四2输入与门输入与门数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室74LS20双四输入与非门双四输入与非门数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室74LS86四四2输入异或门输入异或门数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室vA、0、1的输入：用实验箱上下排的的输入：用实验箱上下排的K1K12开关，开关拨在上面表示开关，开关拨在上面表示“1”，开，开关拨在下面表示关拨在下面表示“0”。vB、输出的显示：用上排的、输出的显示：用上排的LED1LED12显显示，红灯亮表示示，红灯亮表示“1”，绿灯亮表示，绿灯亮表示“0”。vC、边沿信号的输入：用带红色按钮的、边沿信号的输入：用带红色按钮的“P1”、“P2”实验箱的介绍实验箱的介绍数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室五、实验内容五、实验内容v实验内容实验内容1、2、3为必做，内容为必做，内容4为选做；为选做；v每个实验按自己的实验设计完成并验证后由每个实验按自己的实验设计完成并验证后由指导老师确认结果即为完成；可以接着做下指导老师确认结果即为完成；可以接着做下一个实验；一个实验；数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v1、如图、如图1-8所示，实现表决电路功能。所示，实现表决电路功能。v2、用、用2输入异或门和与非门设计一个路灯控输入异或门和与非门设计一个路灯控制电路制电路v设计要求：当总电源开关闭合时，安装在三设计要求：当总电源开关闭合时，安装在三个不同地方的三个开关都能独立地控制灯的个不同地方的三个开关都能独立地控制灯的亮或灭，当总电源开关断开时，路灯不亮。亮或灭，当总电源开关断开时，路灯不亮。v提示：先列真值表提示：先列真值表卡诺图卡诺图最简表达式最简表达式逻辑图逻辑图接线验证接线验证数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室设计过程设计过程E=1ABCL00000011010101101001101011001111数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室3、用与非门设计一个、用与非门设计一个4位代码锁的数字锁位代码锁的数字锁v设代码为设代码为ABCD=1010，则可写出表达式为，则可写出表达式为v用与非门表示为：用与非门表示为：数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v下次实验预习内容：下次实验预习内容：v译码器及其应用实验内容中的译码器及其应用实验内容中的1、2、4为必做为必做内容内容;v内容内容3为选做为选做v注意及时写好下次实验的预习报告。注意及时写好下次实验的预习报告。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室实验二实验二译码器及其应用译码器及其应用v一、实验目的v1掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法。v2了解译码器的应用。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室二、实验原理二、实验原理v1译码器是将输入的具有特定含义的二进制代码翻译成输出信号的不同组合，v实现电路控制功能的逻辑电路。译码器在数字系统中应用广泛，可用于代码的转换、终端数字的显示、数据的分配等等。译码器可分为变量译码器和显示译码器。v通用译码器有2线-4线、3线-8线和4线-16线译码器等，用来表示输入变量的状态，N个输入变量就有2N个不同的输出组合状态。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室三、实验设备与器件v1)数字电路实验台数字电路实验台1台台v2）数字万用表）数字万用表1台台v3）74LS00、74LS20、74LS04各一各一片、片、74LS138两片，导线若干两片，导线若干数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v1、验证三线八线74LS138 的逻辑功能v译码器功能测试：参看74LS138 的管脚排列图v将8 脚接地线，16 脚接+5V 电源v 输入脚:E1、E2A、E2B接固定电平100，使译码器选通。A0、A1、A2接逻辑电平开关，改变A0、A1、A2 的开关状态，使之输入000111 共8 种状态，观察发光二极管的变化，并记录实验结果。建议用一根输出线检验输出结果.v使能端功能测试：观察E1、E2A、E2B为其它输入时，译码器被禁止的情况,并记录实验结果。四、实验内容四、实验内容数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室74LS138的表达式、符号图及管脚图、的表达式、符号图及管脚图、在 S1=1，S2=S3=0时数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室74LS138译码器功能表输输入入输输出出E1A2A1A010101010101010101000000101001110010111011111111111111111111111111011111101111110111111011111101111110111111011111101111111数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室2、用、用3线线-8线译码器扩展成线译码器扩展成4线线-16线线验验证证提提示示：输输入入D0 D3为为输输入入端端，接接逻逻辑辑开开关关，输输出出只只接接一一个个用用于于验验证证。如如：当当D3 D0为为1101时时，则则高高位位片片的的Y5即即Z13输输出出低低电电平平，其其余余输输出出都都为为高高电电平平。当当D3 D0为为0101时时，则则低低位位片片的的Y5即即Z5输输出出低低电电平平，其其余余输输出出都都为高电平为高电平数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室4、用74LS138设计判决电路v提示：提示：v1、根据要求列真值表，、根据要求列真值表，再写出表达式，得到组再写出表达式，得到组合逻辑函数，并用合逻辑函数，并用74LS138实现逻辑功能。实现逻辑功能。v2、根据真值表，可得、根据真值表，可得到如下表达式：到如下表达式：E1A2A1A0F0011101011011010111111数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v本次实验内容讲解结束。本次实验内容讲解结束。v下次实验为下次实验为数据选择器及其应用数据选择器及其应用v请同学们提前预习实验内容中的请同学们提前预习实验内容中的1、2、4，写，写好预习报告。好预习报告。3为选做内容。为选做内容。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室实验三实验三数据选择器及其应用数据选择器及其应用一、实验目的1、掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法；2、学会用数据选择器构成组合逻辑电路的方法；数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室二、实验原理二、实验原理v数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在选择控制电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关。v数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有2 选1、4 选1、8 选1、16 选1 等类别。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室器器件件介介绍绍如图 所示，图中有四路数据 D0 D3，通过选择控制信号 A1、A0，可从四路数据中选中某一路数据送至输出端W输输 入入输输 出出SA1A0W10000D0001D1010D2011D3A、4 选选1 数据选择器数据选择器74LS153逻辑功能逻辑功能D0 D1 D2 D3数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室B、8 选1 数据选择器74LS151逻辑功能输输 入入输输 出出EA2A1A0W100000D00001D10010D20011D30100D40101D50110D60111D7（1）使使能能端端E1 时时，不不论论 A2 A0状状态态如如何何，均均无输出，多路开关被禁止。无输出，多路开关被禁止。（2）使使能能端端E0时时，多多路路开开关关正正常常工工作作，根根据据地地址址码码 A2、A1、A0的的状状态态选选择择D0 D7中中某某一一个个通通道道的数据输送到输出端的数据输送到输出端W。如如A2A1A0 000则则选选择择 D0数据到输出端，即数据到输出端，即W=D0如如：A2A1A0 001，则则选选择择 D 1数数据据到到输输出出端端，即即W=1数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室D4D5D6D7123456781615141312111096数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室三、实验仪器及设备v1数字逻辑实验箱 1 台v2.数字万用表 1 台v3元器件：74LS04、74LS151、74LS153各1 片，导线若干数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室四、实验内容四、实验内容v1、测试、测试74LS151的逻辑功能的逻辑功能v按图按图1-15接线，验证其功能（表接线，验证其功能（表1-7）v2、测试测试74LS153的逻辑功能的逻辑功能v验证其功能（表验证其功能（表1-8）数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v4、用双、用双4选选1数据选择器数据选择器74153实现全加器实现全加器v分析：设分析：设A1、A0两个加数，两个加数，Ci为低位来的进位，输出为为低位来的进位，输出为S，进位为，进位为Co，则可得真值表：并写出表达式为，则可得真值表：并写出表达式为A1A0CiS Co0000000110010100110110010101011100111111数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v本次实验内容讲解结束。本次实验内容讲解结束。v下次实验为下次实验为触发器及其应用触发器及其应用，该实，该实验全部为验证性的实验内容，请同学们验全部为验证性的实验内容，请同学们提前预习实验内容中的提前预习实验内容中的1、2、3、4，写写好预习报告。好预习报告。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室实验四实验四触发器及其应用触发器及其应用v一、实验目的一、实验目的v1掌握基本RS 触发器、JK 触发器、D触发器的逻辑功能。v2掌握各类触发器的逻辑功能及使用方法。v3、熟悉触发器的应用；数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室二、实验原理v触发器具有两个稳定状态，用以表示逻辑状态“1”和“0”，在一定的外加信号的作用下，可以从一个稳定状态转变为另一个稳定状态，它是一个具有记忆功能的二进制信息存贮器件，是组成时序逻辑电路的基本逻辑单元。按逻辑功能的不同特点，触发器可分RS、JK、D、T 触发器；按电路结构不同，又可分为基本RS 触发器、同步RS 触发器、主从型触发器、维持阻塞型触发器和边沿型触发器等。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v1 RS 触发器：v图1 所示电路为由两个“与非”门交叉耦合而成的基本RS 触发器，它是无时钟控制低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能，是组成各种功能触发器的最基本单元。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v2 JK 触发器：v J-K功能触发器的基本结构形式有主从和边沿两种，多为边沿，且在CP脉冲的下降沿(“”“0”)触发翻转。它具有置“0”、置“1”、保持和翻转等四种功能，可用方程表示。v 和 为直接置“0”、置“1”端。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v3 D 触发器：v74LS74采用维持阻塞结构，是上升边沿触发的边沿触发器，即在CP脉冲上升沿（“01”）触发翻转。触发器的次态取决于CP脉冲的上升来到之前D的状态，即Qn+1=D。由于电路具有维持阻塞作用，所以在CP=1 期间，D 端的状态变化不会影响触发器输出的状态。和 分别是直接置“0”和置“1”端。当 不 需要直接置“0”和置“1”时，和 都应置高电平。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室74LS74 双D触发器其引脚排列如图数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室三、实验仪器及设备v1数字逻辑实验箱 1 台v2.数字万用表 1 台v3元器件：74LS112、74LS74、74LS00各1 片，导线若干数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室四、实验内容四、实验内容v1、测试基本、测试基本RS触发器触发器的逻辑功能的逻辑功能v用用74LS00构成一个基构成一个基本本RS触发器，并按表触发器，并按表1-19测试并记录结果测试并记录结果110011010100数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v2、测试双测试双JK触发器触发器74LS112逻辑功能逻辑功能v(1)测试的复位、置测试的复位、置位功能。位功能。v（2）测试逻辑功能。）测试逻辑功能。v（3）构成）构成T触发器触发器（J=K=1)。输入输出JKCPQnQn+1功能说明0101100011001110101101111100111011111011111数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v3、测试双测试双D触发触发器器74LS74的逻的逻辑功能辑功能v(1)测试的复位、置测试的复位、置位功能。位功能。v（2）测试逻辑功能）测试逻辑功能按表按表1-21测试并记测试并记录结果录结果。v（3）构成）构成T触发器触发器（D）。）。D CPQn+1Qn=0Qn=101数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室4、双双相相时时钟钟脉脉冲冲电电路路：此此电电路路是是用用来来将将时时钟钟脉脉冲冲CP转转换换成成两两 相相 时时 钟钟 脉脉 冲冲CPA及及CPB，其其频频率率相相同同、相相位位不不同。同。CPCPACPB要要求求：分分析析该该电电路路的的工工作作原原理理及及所所测测得得的的CP、CPA、CPB波波形形之之间间的的关系。关系。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v本次实验内容讲解结束。本次实验内容讲解结束。v下次实验为下次实验为计数器及其应用计数器及其应用v请同学们提前预习实验内容中的请同学们提前预习实验内容中的1、2、3，设，设计好电路并写好预习报告。计好电路并写好预习报告。5为选做内容。为选做内容。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室实验五实验五计数器及其应用计数器及其应用v一、实验目的 v1、学习用集成触发器构成计数器的方法 v2、掌握中规模集成计数器的使用及功能测试方法v3、运用集成计数计构成任意分频器数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室二、实验原理二、实验原理v计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅计数器是一个用以实现计数功能的时序部件，它不仅可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、分频和可用来计脉冲数，还常用作数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。执行数字运算以及其它特定的逻辑功能。v计数器种类很多。按构成计数器中的各触发器是否使计数器种类很多。按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器。用一个时钟脉冲源来分，有同步计数器和异步计数器。根据计数制的不同，分为二进制计数器，十进制计数根据计数制的不同，分为二进制计数器，十进制计数器和任意进制计数器。根据计数的增减趋势，又分为器和任意进制计数器。根据计数的增减趋势，又分为加法、减法和可逆计数器。还有可预置数和可编程序加法、减法和可逆计数器。还有可预置数和可编程序功能计数器等等。功能计数器等等。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v1、中规模十进制计数器 v74LS192是同步十进制可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如图所示。v如图为74LS192的引脚排列图vLD置数端 vCPU加计数端v CPD 减计数端 vCO非同步进位输出端 BO非同步借位输出端 vD0、D1、D2、D3 计数器输入端 vQ0、Q1、Q2、Q3 数据输出端 CR清除端数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室表6-1 74LS192同步十进制的逻辑功能表 输 入输 出 CR CPU CPD D3 D2 D1 D0Q3 Q2 Q1 Q01 0 0 d c b a0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0d c b a加 计 数减 计 数保 持功能说明：功能说明：异异步步清清零零异步置数：异步置数：加计数：加计数：减计数：减计数：保持：保持当清除端CR为高电平“1”时，计数器直接清零；CR置低电平则执行其它功能。当CR为低电平，置数端LD也为低电平时，数据直接从置数端D0、D1、D2、D3 置入计数器。当CR为低电平，LD为高电平时，执行计数功能。执行加计数时，减计数端CPD 接高电平，计数脉冲由CPU 输入；在计数脉冲上升沿进行 8421 码十进制加法计数。执行减计数时，加计数端CPU接高电平，计数脉冲由减计数端CPD 输入.数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v2、实现任意进制计数的方法、实现任意进制计数的方法v（1）用复位法实现任意进制计数器）用复位法实现任意进制计数器v原理原理:利用计数器清零端的清零作用，利用计数器清零端的清零作用，截取计数过程中的某一个中间状态控截取计数过程中的某一个中间状态控制清零端，使计数器由此状态返回到制清零端，使计数器由此状态返回到零并重新开始计数。把模数大的计数零并重新开始计数。把模数大的计数器改成模数小的计数器。器改成模数小的计数器。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v（2）反馈置数法：反馈置数法：v原理原理:是利用具有置数功能的计数器，截取从是利用具有置数功能的计数器，截取从Nb到到Na之间的之间的N个有效状态构成个有效状态构成N进制计数器。进制计数器。其方法是当计数器的状态循环到其方法是当计数器的状态循环到Na时，由时，由Na构构成的反馈信号提供置数指令，由于事先将并行成的反馈信号提供置数指令，由于事先将并行置数数据输入端置成了置数数据输入端置成了Nb的状态，所以置数指的状态，所以置数指令到来时，计数器输出端被置成令到来时，计数器输出端被置成Nb，再来计数，再来计数脉冲，计数器在脉冲，计数器在Nb基础上继续计数直至基础上继续计数直至Na，又，又进行新一轮置数、计数。进行新一轮置数、计数。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室例例:复位法设计六进制复位法设计六进制加加计数器计数器v分析分析:计数器的状态计数器的状态:00000001001000110100010101101CP2CP3CP4CP5CP6CP数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室例例:预置法设计六进制预置法设计六进制加加计数器计数器0 0 1 1CPUCPD10100010101100111100000111001状态分析状态分析:数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室例例:预置法设计六进制预置法设计六进制减减计数器计数器0101010000110010000101100000状态分析状态分析:0 1 1 0CPUCPD1CP数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室三、实验仪器及设备v1数字逻辑实验箱 1 台v2.数字万用表 1 台v3元器件：74LS001，74LS742、74LS1922，导线若干数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室四、实验内容四、实验内容v1、使用两片双、使用两片双D触发器触发器74LS74设计设计4位二进位二进制异步加法计数器制异步加法计数器v可按图可按图1-30接线。内容接线。内容：（1）、（）、（2）、（）、（3）数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室2、测试74LS192同步十进制可逆计数器的逻辑功能v计数脉冲由单次脉冲源提供，清除端CR、置数端LD、数据输入端D3、D2、D1、D0分别接逻辑开关，输出端 Q3、Q2、Q1、Q0接译码显示输入相应插口；CO和BO接逻辑电平显示插口。按表122逐项测试并判断该集成块的功能是否正常。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室图图1-22输 入输 出CR LD CPU CPD D3 D2 D1 D0Q3 Q2 Q1 Q01 0 0 d c b a0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0d c b a加 计 数减 计 数保 持数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室3、如图、如图1-32所示。所示。v用两片用两片74LS192组成两位十进制加法计组成两位十进制加法计数器，输入数器，输入1HZ连续计数脉冲进行由连续计数脉冲进行由00-99累累加计数。加计数。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室5、设计模设计模N=5计数器（参考图计数器（参考图1-33设计）设计）v要求：要求：vA、用复位法设计模、用复位法设计模N=5（N10）加计数器，）加计数器，并进行测试，用数码显示管显示输出。并进行测试，用数码显示管显示输出。vB、用预置法设计模、用预置法设计模N=5（N10）减计数）减计数器，并进行测试，用数码显示管显示输出。器，并进行测试，用数码显示管显示输出。v（提示：参考前面的设计讲解，但不能照搬（提示：参考前面的设计讲解，但不能照搬模六计数器）模六计数器）v思考：用复位法可实现减法计数吗？思考：用复位法可实现减法计数吗？数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室v本次实验内容讲解结束。本次实验内容讲解结束。v下次实验为下次实验为移位寄存器及其应用移位寄存器及其应用v请同学们提前预习实验内容请同学们提前预习实验内容1、2、3(1)、5。设计好电路并写好预习报告。设计好电路并写好预习报告。4及及3(2)为选做为选做内容。内容。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室实验六实验六移位寄存器及其应用移位寄存器及其应用v一、实验目的一、实验目的v1、了解移位寄存器的逻辑功能及常用集成、了解移位寄存器的逻辑功能及常用集成移位寄存器。移位寄存器。v2、掌握移位寄存器的应用方法，如实现数、掌握移位寄存器的应用方法，如实现数据的串、并行转换和构成环形计数器等。据的串、并行转换和构成环形计数器等。数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室二、实验原理二、实验原理v移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器，寄存器中所存的移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器，寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的称为双向移位寄存器，改变左右移的信号便可实现能右移的称为双向移位寄存器，改变左右移的信号便可实现双向移位。根据移位寄存器存取信息的方式不同分为：串入双向移位。根据移位寄存器存取信息的方式不同分为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出等四种形式。串出、串入并出、并入串出、并入并出等四种形式。v本实验使用的集成移位寄存器是本实验使用的集成移位寄存器是四位可逆四位可逆(双向双向)可并行预置可并行预置的移位寄存器的移位寄存器74LS194。74LS194管脚功能见图。管脚功能见图。v数字电路数字电路数字电路数字电路实验教程实验教程应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室应用科技学院电路二室74LS194功能表功能表v由功能表可知，74LS194具有异步清零功能，CR端输入低电平信号，四个输出端都立即变为“0”。在CR无效时，工作方式输入端S1 S0 电平可决定74LS194工作方式。功能 CR S1 S0 SL SR CP D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3复位 0 0 0 0 0预置 1 1 1 d c b a d c b a右移 1 0 1 DSR DSR Q0 Q1 Q2左移 1 1 0 DSL Q1 Q2 Q3 DSL保持 1 0 0 Qn0Qn1Q