模拟电子实验指导书.doc

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1、数字逻辑实验指导书数字逻辑实验指导书辽宁科技大学电子与信息工程学院辽宁科技大学电子与信息工程学院汪瑾汪瑾 宋蕾宋蕾 储建强储建强前前 言言工科院校是培养高级工程技术人才的地方。学生在校期间就要接受工 程师的基本训练，为毕业后从事技术工作和科研工作打下坚实的基础，而 这个教学环节是理论教学所替代不了的。 随着科学技术的迅速发展，工科大学的学生不仅需要掌握基本理论知 识，而且还需要掌握基本实验技能和具有一定的科研能力。通过实验不仅 可以巩固、加深对基础理论知识的理解，而且可以培养学生独立分析问题、 解决问题的能力和严谨的工作作风，为适应日后的工作打下良好的基础。本书包括数字逻辑实验，共六个。实验内

2、容参考阎石主编的数字电 子技术基础 （高等教育出版社）安排的。它包括：逻辑门电路、组合逻 辑电路、常用功能模块、触发器、计数器和综合性实验等。 实验内容的安排遵循由浅到深，由易到难的规律。考虑不同层次需要， 既有测试、验证的内容，也有设计、研究的内容。有些选做实验只提供设 计要求及原理简图，由学生自己完成方案选择，实验步骤及记录表格等， 充分发挥学生的创造性和主动性。 根据教育部普通高等学校本科教学工作水平评估方案（试行） 标 准及内涵第 4.3 条规定，实践教学注意内容更新，体系设计科学合理，符 合培养目标要求，有综合性、设计性实验等要求，本书特别开发了综合性、 设计性实验，综合运用本课程及

3、相关课程的知识，为培养学生的创新精神 与实践能力做好硬件准备。 由于编者水平有限，缺点和错误在所难免，敬请大家批评指正。实验室规则实验室规则为了顺利完成实验任务，确保人身和设备的安全，培养严谨、踏实、 实事求是的科学作风和爱护国家财产的优秀品质，特制定以下实验室规则。1、 实验前必须充分预习，完成预习报告。 2、 使用仪器、设备前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使 用时应严格遵守。 3、 实验时接线要认真，仔细检查，确信无误后，才能接通电源。初 学或没有把握时应经指导教师检查后才能通电。 4、 实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（如元件冒烟、发 烫有异味等） ，应立即关断电源，保持

4、现场，报告指导教师。找 出原因、排除故障并经指导教师同意后才能再继续做实验。 5、 实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。 6、 实验结束后，必须断电，将仪器、设备等整理好后，经指导教师 同意后方可离开实验室。 7、 在进行设计性实验时，指导教师预先布置实验任务，学生在实验 前要完成设计电路及元件材料单，经指导教师检查合格后，才能 进行实验。 8、 遵守课堂纪律，不做与实验无关的事。保持实验室内安静、整洁、 爱护一切公务。 9、 实验后，填写实验纪录，并且按要求写一份实验报告。实验预习要求和实验报告要求实验预习要求和实验报告要求一、实验预习要求 实验前应阅读实验指导书有关内容（查阅

5、相关资料） ，并做好预习报 告，做实验时应携带预习报告。预习报告包括以下内容： 1、 实验电路及有关参数。 2、 与实验内容有关的分析和计算。 3、 实验电路的测试方法以及本次实验所用仪器的使用方法和注意事 项。 4、 实验中所要填写的表格。 5、 回答教师制定的预习思考题。 二、实验报告要求 实验报告应简单明了，并包括以下内容： 1、 实验原始记录：包括实验电路图、实验数据、波形、故障及其解 决方法。原始记录必须有指导教师签字盖章，否则无效。 2、 实验结果分析：对原始记录进行必要的分析、整理。包括与估算 的结果的比较，误差原因和实验故障原因的分析等。 3、 总结本次实验中的体会和收获。如对

6、所设计电路进行修改的原因 分析、测试技巧或故障排除的方法总结、实验中所获得的经验或 可以引以为戒的教训等。目目 录录实验一 数字逻辑门电路1实验二 组合逻辑电路7实验三 常用功能模块12实验四 触发器15实验五 计数器21实验六 综合性实验29实验一实验一 基本逻辑门电路实验类型：验证性实验按照实验要求，由学生操作，对基本逻辑门电路进行相应测试，验证课堂所学的理论，加深对门电路的理解，掌握基本的实验知识、实验方法和实验技能，并能对实验数据进行处理，撰写规范的实验报告。一、实验目的1、了解（TTL）与非门各参数的意义；2、掌握（TTL）与非门主要参数的测试方法。3、加深对（TTL）与非门的逻辑功

7、能的认识；4、学习查阅集成电路器件手册，熟悉与非门的外形和引脚。二、实验仪器数字电路实验箱三、实验内容及步骤1、测试与门的逻辑功能 在实验系统（箱）上找到相应的与门。按图 1.1（a）连接实验线路， 把输入端接实验箱的逻辑开关，输出端接 LED 显示器。按表 1.2.2 输入 A、B 的信号 0 或 1（逻辑开关高电平时为 1，逻辑开关低电平时为 0） ， 观察输出结果（看 LED 显示器，如果灯亮为 1，灯灭为 0）填入表 1.1 中。图 1.1 与门、或门实验接线图表 1.12、测试或门的逻辑功能 在实验系统（箱）上找到相应的或门。按图 1.2.4 (b) 连接实验线路， 把输入端接实验箱

8、的逻辑开关，输出端接 LED 显示器。按表 1.2.2 输入 A、B 的信号 0 或 1（逻辑开关高电平时为 1，逻辑开关低电平时为 0） ， 观察输出结果（看 LED 显示器，如果灯亮为 1，灯灭为 0）填入表 1.1 中。3、测非门的逻辑功能 在实验系统（箱）上找到相应的非门。按图 1.2（a）连接实验线路， 把输入端接实验箱的逻辑开关，输出端接 LED 显示器。按表 1.2 输入 A 的信号 0 或 1（逻辑开关高电平时为 1，逻辑开关低电平时为 0） ，观察输 出结果（看 LED 显示器，如果灯亮为 1，灯灭为 0）填入表 1.2.3 中。 4、测二输入与非门的逻辑功能 在实验系统（箱

9、）上找到相应的二输入与非门。按图 1.2.5（b）连接 实验线路，把输入端接实验箱的逻辑开关，输出端接 LED 显示器。按表 1.2.3 输入 A、B 的信号 0 或 1（逻辑开关高电平时为 1，逻辑开关低电平 时为 0） ，观察输出结果（看 LED 显示器，如果灯亮为 1，灯灭为 0）填 入表 1.2.3 中。输 入输出 YAB与门或门0 0 1 10 1 0 1图 1.2 非门、与非门实验接线图 表 1.2输 入输出 YAB非门与非门0 0 1 10 1 0 15、测四输入与非门的逻辑功能 在实验系统（箱）上找到相应的四输入与非门。按图 1.3（a）连接实 验线路，把输入端接实验箱的逻辑开

10、关，输出端接 LED 显示器。按表 1.2.4输入 A、B、C、D 的信号 0 或 1（逻辑开关高电平时为 1，逻辑开关低 电平时为 0） ，观察输出结果（看 LED 显示器，如果灯亮为 1，灯灭为 0）填入表 1.3 中。 表 1.3输 入输出 YABCD四输入与非门或非门0 0 1 10 1 0 10 0 1 10 1 0 1图 1.3 四输入与非门、或非门实验接线图 6、测或非门的逻辑功能 在实验系统（箱）上找到相应的或非门。按图 1.3 (b) 连接实验线路， 把输入端接实验箱的逻辑开关，输出端接 LED 显示器。按表 1.2.4 输入 A、B 的信号 0 或 1（逻辑开关高电平时为

11、1，逻辑开关低电平时为 0） ， 观察输出结果（看 LED 显示器，如果灯亮为 1，灯灭为 0）填入表 1.3 中。7、测异或门的逻辑功能 在实验系统（箱）上找到相应的异或门。按图 1.4 (a) 连接实验线路， 把输入端接实验箱的逻辑开关，输出端接 LED 显示器。按表 1.2.5 输入 A、B 的信号 0 或 1（逻辑开关高电平时为 1，逻辑开关低电平时为 0） ， 观察输出结果（看 LED 显示器，如果灯亮为 1，灯灭为 0）填入表 1.4 中。8、测四输入与或非门的逻辑功能 在实验系统（箱）上找到相应的四输入与或非门。按图 1.4(b) 连接 实验线路，把输入端接实验箱的逻辑开关，输出

12、端接 LED 显示器。按表 1.2.5 输入 A、B、C、D 的信号 0 或 1（逻辑开关高电平时为 1，逻辑开 关低电平时为 0） ，观察输出结果（看 LED 显示器，如果灯亮为 1，灯灭 为 0）填入表 1.4 中。 表 1.4输 入输出 YABCD异或门四输入与或非门0 0 1 10 1 0 10 0 1 10 1 0 1图 1.4 异或门、四输入与或非门实验接线图 注意：TTL 门电路的输入端若不接信号，则视为“1”电平。在拔插 集成块时，必须切断电源。四、实验报告要求1、记录实验测得的功能数据，讨论其逻辑关系。2、思考题解答。五、思考题1、按逻辑代数推理，与非门不用的输出端子该如何处

13、理？为什么？ 或非门的多余输入端子该如何处理？为什么？ 2、若用与非门传输时钟脉冲，什么状态允许脉冲通过？什么状态不 允许脉冲通过？其输出状态如何？ 3、TTL 集成电路的高电平 1、低电平 0，电平值分别是多少？ 4、试说明能否将与非门、或非门、异或门当做反相器使用？如果可 以，各输入端应如何连接？附录 1-1 几种常用 TTL 门电路引脚图几种常用 TTL 门电路引脚图见图 1.5图 1.5 所用集成芯片内部电路及外部管脚图实验二实验二 组合逻辑电路实验类型：验证性实验（验证性实验选做）按照实验要求，由学生操作，对组合逻辑电路进行相应测试，验证课堂所学的理论，加深对组合逻辑电路的理解，并能

14、对实验数据进行处理，撰写规范的实验报告。一、实验目的1、掌握组合逻辑电路的连接方法。2、掌握组合逻辑电路逻辑功能的测试方法。二、实验仪器 1、NET 系列数字电子技术实验系统 1 台。 2、直流稳压电源 1 台。 3、集成电路：74LS00、74LS02、74LS08、74LS32、74LS51 各一片 三、实验内容及步骤（一）（一） 、验证性实验、验证性实验1、用或非门、与门和非门按图 2. 1 连接实验电路图。输入端 A、B 接逻辑开关，输出端 F1、F2接 LED 显示器，按表 1.5.1 输入 A、B 的状 态，观察输出端 F1、F2，结果填入表中。写出 F1、F2的逻辑表达式，将 运

15、算结果与实验比较,并分析电路的逻辑功能。图 2.1 实验电路图 表 2. 1A BF1 F20 0 0 1 1 0 1 02、用两级与非门和与或门按图 2.2 连接实验电路图。输入端 A、B、C、D 接逻辑开关，输出端 F1、F2接 LED 显示器，按表 2.2 输入 A、B、C、D 的状态，观察输出端 F1、F2，结果填入表中。写出 F1、F2 的逻辑表达式，将运算结果与实验比较,并分析电路的逻辑功能。图 2.2 实验电路图表 2.2A B C DF1 F2A B C DF1 F20 0 0 01 0 0 00 0 0 11 0 0 10 0 1 01 0 1 00 0 1 11 0 1 1

16、0 1 0 01 1 0 00 1 0 11 1 0 10 1 1 01 1 1 00 1 1 11 1 1 13、用两级或非门和两级或与门按图 2.3 连接实验电路图。输入端 A、B、C、D 接逻辑开关，输出端 F1、F2接 LED 显示器，按表 1.5.3 输 入 A、B、C、D 的状态，观察输出端 F1、F2，结果填入表中。写出F1、F2的逻辑表达式，将运算结果与实验比较,并分析电路的逻辑功能。图 2.3 实验电路图表 2.3A B C DF1 F2A B C DF1 F20 0 0 01 0 0 00 0 0 11 0 0 10 0 1 01 0 1 00 0 1 11 0 1 10

17、1 0 01 1 0 00 1 0 11 1 0 10 1 1 01 1 1 00 1 1 11 1 1 14、用或门、与门和非门按图 2.4 连接实验电路图。输入端 A、B、C 接逻辑开关，输出端 F1、F2接 LED 显示器，按表 1.5.4 输入 A、B、C 的 状态，观察输出端 F1、F2，结果填入表中。写出 F1、F2的逻辑表达式， 将运算结果与实验比较,并分析电路的逻辑功能。图 2.4 实验电路图表 2.4A B CF1 F20 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1（二）（二） 、设计性实验、设计性实验按组合逻辑电路分析及设计方

18、法，设计如下电路： 1、设计一个数字密码锁电路，输入为 3 位数字，当输入为给定数字 锁的密码时，输出端 Y1亮，当输入不是给定密码时，输出端 Y2亮，即报 警（Y1是开锁， Y2为报警） 。要求设计出数字密码锁的电路图，写出输 出端 Y1、Y2的逻辑表达式，并化简，列出真值表。 2、用与非门设计四变量的多数表决电路。当输入变量 A、B、C、D 有 3 个或 3 个以上为 1 时输出为 1，输入为其它状态时输出为 0。四、实验报告要求1、画出实验用电路图。 2、写出输出端逻辑表达式，并化简。 3、整理实验表格。 4、画出门电路逻辑变换的线路图。六、思考题1、组合逻辑电路的分析方法是什么？ 2、

19、如何分析组合逻辑电路的故障。实验三实验三 常用功能模块常用功能模块实验类型：验证性实验按照实验要求，由学生操作，测试译码器与数据选择器的逻辑功能，验证课堂所学的理论，加深对功能模块的理解，并对实验数据进行处理，撰写规范的实验报告。一、实验目的1、 掌握译码器与数据选择的工作原理和特点及分类。 2、 熟悉常用集成译码器 74LS138 和 74LS151 的逻辑功能。二、实验仪器1、模拟电路实验箱及附件板 A22、直流稳压电源 1 台。 3、集成电路：74LS138、74LS151 各一片三、实验内容及步骤（一） 、验证性实验 1、验证二进制译码器 74LS138 的逻辑功能（1） 、将 3 线

20、8 线二进制译码器 74LS138 插入实验系统 IC 空插座中，按图 3.1 连接实验电路，1、2、3 脚 3 个输入端 A0、A1、A2接逻辑开关K1 、K2 、K3，4、5、6 脚 3 个附加的控制端 S2、S3 和 S1 接逻辑开关K5、K6、 K4，7、9、10、11、12、13、14、15 脚作为输出端接 LED 显示器。8 脚接地，16 脚接+5V 电源。（2） 、按表 3.1 进行操作,利用逻辑开关，控制输入端 A2、A1、A0及附加控制端 S1、S2和 S3 的状态，观察 LED 输出端的对应状态，记录结果填入表中，验证 74LS138 的逻辑功能。2、验证数据选择器 74L

21、S151 的逻辑功能（1） 、将八选一数据选择器 74LS151 插入实验系统 IC 空插座中，按图 3.2 连接实验电路。8 脚接地，16 脚接+5V 电源。（2） 、按表 3.2 进行操作,利用逻辑开关控制地址端 A2、A1、A0及数据输入端的状态，观察 LED 输出端的对应状态，记录结果填入表中，验证 74LS151 的逻辑功能。图 3.1 二进制译码器 74LS138 实验线路图表 3.1 二进制译码器 74LS138 的功能表输 入输 出S1+2S3SA2 A1 A0 0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y0 x 1 1 1 1 1 1 1 1x 1 0 0 0 0 0 0 0 0x x

22、x x x x 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1图 3.2表 3.2选 通地址输入数据输入输出SA2A1A0D0D1D2D3D4D5D6D7YY1XXXXXXXXXXX000D0XXXXXXX001XD1XXXXXX010XXD2XXXXX011XXXD3XXXX100XXXXD4XXX101XXXXXD5XX110XXXXXXD6X0111XXXXXXXD7（二）（二） 、设计性实验（选做）、设计性实验（选做）试用 74LS138 设计一个三人表决电路，利用实验箱连接电路，并验证逻辑功能。四、实验报告要求整理实验线路图和实验数据、

23、表格。五、思考题译码器与数据选择器有哪些应用？举例说明。实验四实验四 触发器实验类型：验证性实验按照实验要求，由学生操作，测试触发器的逻辑功能，验证课堂所学的理论，加深对触发器的理解，并能对实验数据进行处理，撰写规范的实验报告。一、实验目的1、熟悉掌握触发器的两个基本性质两个稳态和触发翻转。 2、掌握触发器的分类基本触发器和时钟触发器。 3、掌握基本触发器的电路组成形式及其功能。 4、掌握触发器的逻辑功能和触发方式。 5、了解时钟触发器不同逻辑功能之间的相互转换。二、实验仪器1、NET 系列数字电子技术实验系统 1 台 2、直流稳压电源 1 台 3、集成电路：74LS00、74LS02、74L

24、S74、74LS112 各 一片三、实验内容及步骤1、测试基本 RS 触发器的逻辑功能 （1）由与非门组成的基本 RS 触发器 a、采用 74LS00 2 输入四与非门插入实验系统中（管脚排列参看实验 二中图 1.2） ，按图 4.1 接实验电路，其中 SD、RD端分别接逻辑开关 K1 、K2，与分别接 LED 显示器。QQ图 4.1 测试由与非门组成的基本 RS 触发器的逻辑功能实验电路图 b、按表 4.1 分别拨动逻辑开关 K1 、K2，输入控制信号 SD、RD的状态，观察输出与的状态，结果记入表 1.10.11 中。QQ（2）由或非门组成的基本 RS 触发器 a、采用 74LS02 2

25、输入四或非门插入实验系统中（管脚排列参看实验 二中图 1.1.2 ） ，按图 4.2 接实验电路，其中 SD、RD端分别接逻辑开关K1 、K2，与分别接 LED 显示器。QQ表 4.1SD RDQnQn+1功能1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 00 1 0 1 0 1 0 1图 4.2 测试由或非门组成的基本 RS 触发器的逻辑功能实验电路图表 4.2SD RDQnQn+1功能0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 10 1 0 1 0 1 0 1b、按表 4.2 分别拨动逻辑开关 K1 、K2，输入控制信号 SD、RD的状态，观察输出与的状态，结

26、果记入表 4.2 中。QQ2、测试边沿触发器的逻辑功能 （1） 、D 触发器 我们选用常用的上升沿触发的 74LS74 双 D 功能的触发器，它的管脚 排列图见图 4.3。 a、利用实验系统中的 D 触发器，按图 4.4 D 触发器接线图接线，其中、分别接逻辑开关 K1和 K2，输出端和分别接 LED 发光二DSDRQQ极管。检查无误，接通电源，测试 D 触发器的置 0、置 1 功能，将测试结 果填入表 4.3 中。 （注意：表中 X 表示任意状态） 图 4.3 74LS74 双 D 触发器外引脚排列图图 4.4 D 触发器实验接线图b、将、置 1，D 端接逻辑开关 K3， CP 接单次脉冲（

27、实验箱DSDR中以自备） ，Q 端接 LED 发光二极管。按表 1.10.14 进行逻辑测试，将测 试结果填入表 4.4 中。依此，来了解上升沿触发和下降沿触发的含义，同 时，了解 D 触发器的逻辑功能。 表 4.3CPDDSDR QQX X 1 0 X X 0 1表 4.4 = =1DSDRD01CP00Qn =0Qn+1Qn =1Qn+1（2） 、JK 触发器 我们选用常用的上升沿触发的 74LS112JK 触发器，它的管脚排列图 见图 4.5。图 4.5 74LS112 JK 触发器外引脚排列图 a、利用实验系统中的 JK 触发器，按图 4.6 JK 触发器接线图接线，其中和分别接逻辑开

28、关 K1和 K2，输出端和分别接 LED 发光DSDRQQ二极管。检查无误，接通电源，测试 JK 触发器的异步置 0、置 1 功能， 将测试结果填入表 4.5 中。 （注意：表中 X 表示任意状态）图 4.6 JK 触发器实验接线图表 4.5输入输出JKCPDRDS QQX X X X X X0 1 1 0b、将、端接高电平，测试 JK 触发器的逻辑功能，J、K 端接DSDR逻辑开关 K3和 K4， CP 接单次脉冲（实验箱中以自备） ，和端接QQLED 发光二极管。按表 4.6 进行逻辑测试，将测试结果填入表中。表 4.6 = =1DSDRJ0011K0101CP0000Qn =0Qn+1Q

29、n =1Qn+1四、实验报告要求1、 整理实验结果，并进行分析、总结。 2、 总结各种触发器的逻辑功能。在图 4.6 中若=1，J、K 均为 1，在时钟脉冲作用后，输出端dRdSQ 将如何改变？取值为 0，输出 Q 为何值？dS五、思考题1、触发器有哪几种常见的电路结构形式？它们各有什么样的动作特 点？ 2、触发器的逻辑功能和电路结构形式之间的关系如何？ 3、74LS74 是上升沿触发还是下降沿触发？而 74LS76 的触发沿是上 升沿还是下降沿？当观察 CP 端与输出 Q 端的波形时，输入与输出存在什 么样的频率关系？实验五实验五 计数器实验类型：验证性实验（设计性部分为选做内容）按照实验要

30、求，由学生操作，对集成计数器及相关电路进行测试，验证课堂所学的理论，加深计数器的理解，掌握基本的实验知识、实验方法和实验技能，并，撰写规范的实验报告。一、 实验目的1、熟悉由集成触发器构成的计数器电路及其工作原理。 2、熟练掌握常用中规模集成电路计数器的功能及其应用方法。3、掌握异步二进制加法与减法计数器的工作原理。二、实验仪器、NET 系列数字电子技术实验系统 台 、直流稳压电源 台 、集成电路： 74LS112、74LS161、74LS193、 74LS00、74LS04 各一片三、实验内容及步骤（一） 、验证性实验1、异步二进制加法计数器 a、在实验箱中选用三个 JK 触发器，(也可自行

31、插入两片 74LS112 双 JK 触发器),按图 6.1 接线。其中触发器 FF0的 CP0端接单次脉冲(或连续脉 冲), 触发器 FF1的 CP1端接触发器 FF0的 Q0端，触发器 FF2的 CP2端接 触发器 FF1的 Q1端，即将低位触发器 Q 端接高位触发器的 CP 端，所有 触发器的 R 端接实验箱中的复位开关 K5,所有触发器的 J、K 端都接高电 平，Q0、Q1、Q2作为输出端接 LED 显示器。 b、接线完毕,检查无误后，接通电源。先按复位开关 K5（复位开关 平时处于 1，LED 显示器灯亮，按下为 0，LED 显示器灯灭，再松开开关， 恢复至原位处于 1，LED 显示器

32、灯亮。 ） ，计数器清零。 c、按动单次脉冲(即输入 CP 脉冲),计数器按二进制工作方式工作。 记录结果填入表 6.1 中。 d、将 CP 端接成连续时钟脉冲，用示波器观察并记录 CP、Q0、Q1、Q2的波形，分析其分频的关系。图 6.1 异步二进制加法计数器实验接线图表 6.1CPQ2 Q1 Q00 1 2 3 42、异步二进制减法计数器 a、在实验箱中选用三个 JK 触发器，(也可自行插入两片 74LS112 双 JK 触发器),按图 6.2 接线。其中触发器 FF0的 CP0端接单次脉冲(或连续脉冲), 触发器 FF1的 CP1端接触发器 FF0的端，触发器 FF2的 CP2端0Q接触

33、发器 FF1的端，即将低位触发器端接高位触发器的 CP 端，所1QQ有触发器的 R 端接实验箱中的复位开关 K5,所有触发器的 J、K 端都接高 电平，Q0、Q1、Q2作为输出端接 LED 显示器。 b、接线完毕,检查无误后，接通电源。先按复位开关 K5（复位开关 平时处于 1，LED 显示器灯亮，按下为 0，LED 显示器灯灭，再松开开关， 恢复至原位处于 1，LED 显示器灯亮。 ） ，计数器清零。 c、按动单次脉冲(即输入 CP 脉冲),计数器按二进制工作方式工作。 记录结果填入表 6.2 中。 d、将 CP 端接成连续时钟脉冲，用示波器观察并记录 CP、Q0、Q1、Q2的波形。图 6.

34、 2.异步二进制减法计数器实验接线图表 6. 2CPQ2 Q1 Q00 1 2 3 43、集成计数器 74LS161 的功能验证 a、将集成计数器 74LS161 的芯片插入实验箱 IC 空插座中，按图 6. 3 连线。16 脚接+5V 电源，8 脚接地，3、4、5、6 脚作为数据输入端接四 位数据开关，11、12、13、14、15 脚作为并行输出端和进位端接五只 LED 发光二极管，9、1 脚作为置数控制端和置 0 控制端分别接逻辑开关 K1和 K2，7、10 脚作为控制端分别接另两只逻辑开关 K3和 K4，2 脚接 CP 单次脉冲。 b、接线完毕，检查无误后，接通电源，进行 74LS161

35、 的逻辑功能验 证。清零：拨动逻辑开关 K2=0（即=0） ，其它输入为任意状态，观察DR输出结果，验证清零功能。置数：设数据开关 D3D2D1D0=1010，再拨动逻辑开关K1=0，K2=1， （即=1，=0） ，按动单次脉冲（应在上升沿时） ，观DRLD察输出结果，看数据是否置入计数器中。再设置 D3D2D1D0=0111，按动 单次脉冲，观察输出结果是否正确。图 6. 3 74LS161 的逻辑功能验证接线图保持功能：置 K1=K2=1（即=1） ，K3或 K4=0（即 EP=0 或DRLDET=0） ，此时若按动单次脉冲输入 CP，观察计数器输出 Q3Q0的结果， 此时计数器处于保持状

36、态，输出结果应不变。计数：置 K1=K2=1（即=1） ，K3= K4=1（即 EP= ET=1） ，则DRLD74LS161 处于加法计数器状态。这时，连续按动单次脉冲输入 CP，LED 显示十六进制计数状态，观察并记录输出结果填入表 6. 3 中。4、集成计数器 74LS161 的应用 利用集成计数器 74LS161 实现十进制计数，将 Q3和 Q1通过与非门反馈后接到端，接线图如图 6. 4 所示，利用此法，74LS161 可以构成DR小于模 16 的任意进制计数器。这种方法就是异步置零法。此外，还可以利用另一控制端把 74LS161 设计成十进制计数器，LD如图 6. 5 所示。同步置

37、数法，就是利用这一控制端给一个零信号，使数据LDD3D2D1D0=“0101”=6 这个数并行置入计数器中，然后以 6 为基值向上计数直 至 15（共十个状态） ，即 0110011110001001101010111100110111101111。所以利用 15=“1111”状态 C 为 1 的特点,反相后接到,而完成十进制计数器这一功能。同样道理,也可以从 0、1、2 等数值LD开始，再取中间十个状态为计数状态，取最终状态的“1”信号相与非后，作为的控制信号，就可以完成十进制计数器。例如若LDD3D2D1D0=“0000”=0 则计到 9；D3D2D1D0=“0001”=1 则计到 10，

38、等 等。 按图 1.12.10 和图 1.12.11 连线，分别进行实验论证。记录结果分别填入表 6. 4 和表 6. 5 中。 表 6. 3输 入输 出状态功能DRLDEPETCP 3D2D1D0D 3Q2Q1Q0QC清 零0XXXXXXXX置 数10XX1 00 11 10 1保 持1 11 10 X1 0X X计 数1111 0000图 6. 4 74LS161 利用异步置零法构成十进制计数器的接线图图 6. 5 74LS161 利用同步置数法构成十进制计数器的接线图表 6. 4输 入输 出状态功能 DRLDEPETCP3D2D1D0D3Q2Q1Q0Q计 数1111 0000表 6. 5

39、输 入输 出状态功能 DREPETCP3D2D1D0DQ3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 计 数111 XXXX5、集成计数器 74LS193 的功能验证 计数器 74LS193 的使用方法和 74LS161 很相似。图 6. 6 为其实验接 线图。按图 6. 6 接线，进行 74LS193 的功能验证，9、10、15、1 脚作为 输入端接数据开关，7、6、2、3 脚作为输出端接 LED 显示器，4 脚作为 减计数脉冲接高电平，5 脚作为加计数脉冲接单次脉冲，11、14 脚作为控 制端接逻辑开关 K1和 K2，12、13 脚作为进位和进位端接 LED 显示器， 8 脚接地，16 脚

40、接+5V 电源。图 6. 6 74LS193 的功能验证接线图 a、清零：74LS193 的 RD端与 74LS161 不同，它是“1”信号起作用， 即 RD=1 时，74LS193 清零。实验时，将 RD置 1，观察输出 Q3、Q2、Q1、Q0的状态。 b、计数：74LS193 可以加、减计数。在计数状态时，即RD=0，=1 时，CPD=1，CPU输入脉冲，验证是否为加法计数器；LDCPU=1，CPD输入脉冲，验证计数器是否为减法计数器。 c、置数：RD=0，置数据开关为任一二进制数（如 0111） ，拨动逻辑开关 K1=0（=0） ，观察数据是否已送入 Q3、Q2、Q1、Q0中。LD四、实

41、验报告要求1、整理实验电路，画出时序状态图和波形图。 2、总结计数器的构成方法。五、思考题1、如果用上升沿触发的触发器组成二进制加法计数器，级间应如何 连线？若接成减法计数器级间应如何连线？2 用 74LS161 实现置数操作时， 和应处于什么状态？置数操DRLD作是同步操作还是异步操作？3、用 74LS161 实现模 N（N10）计数器有哪几种方法？实验六实验六 综合性实验综合性实验实验类型：综合性实验学生针对实验要求，综合所学数字电子技术知识，独立完成从查阅资料、拟定实验方案、实验方法和步骤、选择仪器设备并实际操作运行，以完成实验的全过程，同时形成完整的实验报告，主要培养学生组织能力和自主实验的能力。一、实验目的1、 熟悉组合逻辑电路的设计2、 掌握数字电子电路的设计、调试方法。二、实验仪器数字电路实验箱三、实验内容设计一个 4 人抢答逻辑电路。具体要求如下： （1） 、每个参赛者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号。 （2） 、竞赛主持人另有一个按钮，用于将电路复位。 （3） 、竞赛开始后，先按动按钮者将对应的一个发光二极管点亮，此 后其他 3 人再按动按钮对电路不起作用。