实验一组合逻辑电路实验讲稿.ppt

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1、实验一组合逻辑电路实验第一页，讲稿共十五页哦实验教学目的实验教学目的 目的目的：使学生更好地巩固和加深对理论知识的理解，增强：使学生更好地巩固和加深对理论知识的理解，增强学生理论联系实际的能力，提高学生的工程素质，通过实践教学生理论联系实际的能力，提高学生的工程素质，通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和今后工学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和今后工作打下良好的基础。作打下良好的基础。本实验课是本实验课是数字逻辑设计基础数字逻辑设计基础专业专业基础课程的课内实践基础课程的课内实践教学课，教学课，重在培养学生数字电路的实践技能。要求学生完成重在培养学生数字电路的

2、实践技能。要求学生完成基本实验、综合实验，学会中小型数字系统的工程设计方法，基本实验、综合实验，学会中小型数字系统的工程设计方法，并能独立完成调试过程。并能独立完成调试过程。第二页，讲稿共十五页哦实验方式实验方式（1 1）由指导教师讲解实验的基本要求、任务、操作）由指导教师讲解实验的基本要求、任务、操作 步骤及注意事项。步骤及注意事项。（2 2）在教师的指导下，完成本课程必修的实验项目在教师的指导下，完成本课程必修的实验项目 或选修的实验项目。或选修的实验项目。（3 3）一人一组独立完成实验项目。一人一组独立完成实验项目。第三页，讲稿共十五页哦实验基本要求实验基本要求 （1 1）掌握数字逻辑实

3、验箱等常用仪器的基本原理、功能及）掌握数字逻辑实验箱等常用仪器的基本原理、功能及其使用方法。其使用方法。（2 2）了解常用数字集成电路的主要参数及逻辑功能。）了解常用数字集成电路的主要参数及逻辑功能。（3 3）具有使用仪器查找和排除电路故障的能力，能根）具有使用仪器查找和排除电路故障的能力，能根据电路原理对故障现象进行分析，借助相关仪器，逐步缩据电路原理对故障现象进行分析，借助相关仪器，逐步缩小故障范围，排除故障。小故障范围，排除故障。（4 4）通过实验，进一步掌握数字电路的综合分析与设计方法。通过实验，进一步掌握数字电路的综合分析与设计方法。第四页，讲稿共十五页哦序号实验项目内容提要实验要求

4、实验类型1电子仪器的使用 及组合逻辑电路设计与实现1.熟悉数字电路实验箱使用。2.与非门、优先编码器及7段显示译码器功能验证。3.数字电路小系统（水箱液位监测显示电路）设计与实现。必修综合设计2基于QuartusII原理图输入的PLD时序逻辑电路设计与实现1.熟悉EDA应用软件QuartusII的使用。2.基于PLD的8位流水灯控制器设计、仿真与下载。(QuartusII原理图输入方式)必修综合设计3时序逻辑电路设计与实现1.计数器及移位寄存器功能验证。2.数字电路小系统（交通灯控制电路）设计与实现。必修综合设计4基于QuartusII文本输入的PLD时序逻辑电路设计与实现1.进一步熟悉EDA

5、应用软件QuartusII的使用。2.基于PLD的60进制计数器设计、仿真与下载。(QuartusII文本输入方式)必修综合设计 实验内容实验内容 （自动化（自动化 、测控、通信工程、计算机等专业适用、测控、通信工程、计算机等专业适用.16.16学时）学时）第五页，讲稿共十五页哦实验中应注意的问题实验中应注意的问题 电路设计问题电路设计问题 在数字逻辑电路设计时，应根据要求进行设计。在数字逻辑电路设计时，应根据要求进行设计。布线问题布线问题 做到认真、合理地布线：做到认真、合理地布线：1.1.设计电路，画出逻辑电路图，并标出各管脚号，将所用芯片设计电路，画出逻辑电路图，并标出各管脚号，将所用芯

6、片 所有所有端（数据输入，使能、清零、置位等端子）预先标记：接电源、地或外部输端（数据输入，使能、清零、置位等端子）预先标记：接电源、地或外部输入信号等，为实验布线打好基础。入信号等，为实验布线打好基础。2.2.布线时，先将电源和地线接好（包括使能端、清零端等），再布线时，先将电源和地线接好（包括使能端、清零端等），再 按信号的输入输出关系连好电路，需要经常变换的信号线最后接。按信号的输入输出关系连好电路，需要经常变换的信号线最后接。3.3.接好后，对照电路图仔细核对后，再打开电源，开始实验测试。接好后，对照电路图仔细核对后，再打开电源，开始实验测试。第六页，讲稿共十五页哦故障检测与排除故障检

7、测与排除用设计好的数字电路进行实验，电路达不到预期的逻辑功能时，如果是组合电路，说明用设计好的数字电路进行实验，电路达不到预期的逻辑功能时，如果是组合电路，说明电路没能按真值表工作；如是时序电路，说明电路没能按状态表工作，均表明电路存在电路没能按真值表工作；如是时序电路，说明电路没能按状态表工作，均表明电路存在故障。故障。发现和排除故障主要掌握数字电路是一个二元系统（只用发现和排除故障主要掌握数字电路是一个二元系统（只用“0 0”和和“1 1”两种状态）两种状态）的特点，利用的特点，利用“逻辑判断逻辑判断”方法：方法：1.1.完成布线后应检查一遍，以查出漏接和错接的导线。完成布线后应检查一遍，

8、以查出漏接和错接的导线。2.2.检查电源是否正常，芯片是否发烫，如是，则立即断电。检查电源是否正常，芯片是否发烫，如是，则立即断电。3.3.用逻辑笔查出断线、引线虚接等。按照电路的逻辑功能，分别检查各级电路的输用逻辑笔查出断线、引线虚接等。按照电路的逻辑功能，分别检查各级电路的输入输出是否正常。入输出是否正常。4.4.对于有故障的多级电路，为减少调测工作量，可将可疑范围分成两个区，对于有故障的多级电路，为减少调测工作量，可将可疑范围分成两个区，分别检测。分别检测。5.5.如果怀疑芯片坏了，对于如果怀疑芯片坏了，对于SSISSI或简单功能的或简单功能的MSIMSI，可以通过测试它的逻辑功能，可以

9、通过测试它的逻辑功能，迅速判断芯片的好坏。迅速判断芯片的好坏。第七页，讲稿共十五页哦实验箱面板介绍实验箱面板介绍电源开关LED发光二极管 显示区（共12个）连线区逻辑开关区（12个）单脉冲连续脉冲逻辑笔七段数码管显示区BCD码输入第八页，讲稿共十五页哦（1 1）熟悉数字电路实验箱的基本功能和使用方法。）熟悉数字电路实验箱的基本功能和使用方法。（2 2）了解）了解TTLTTL集成电路的参数规范。验证集成电路的参数规范。验证TTLTTL与非门、优先编码与非门、优先编码器及器及7 7段显示译码器基本功能。段显示译码器基本功能。（3 3）掌握常规组合逻辑电路的设计方法。）掌握常规组合逻辑电路的设计方法

10、。1.1.实验目的实验目的（1 1）实验器件）实验器件:74LS00:74LS00、74LS147 74LS147、74LS48 74LS48（实验箱中）各一片（实验箱中）各一片。（2 2）实验设备：数字电子技术实验箱）实验设备：数字电子技术实验箱1 1台。台。2.2.实验仪器及器件实验仪器及器件实验一实验一 电子仪器的使用电子仪器的使用及及组合逻辑电路设计与实现组合逻辑电路设计与实现第九页，讲稿共十五页哦3.3.实验原理实验原理（1)TTL1)TTL与非门与非门74LS0074LS00逻辑功能简介逻辑功能简介第十页，讲稿共十五页哦（2)MSI 优先编码器优先编码器74LS147逻辑功能简介逻

11、辑功能简介 1010线-4-4线的高位的高位优先先编码器器74LSl4774LSl47是将代表十是将代表十进制数的制数的1010个个输入信号分入信号分别变成成对应的的BCDBCD代代码输出的二出的二-十十进制制编码器。低器。低电平平输入入有效，反有效，反码输出。出。输入端在集成入端在集成块中没有引出，当比中没有引出，当比 高的所有高的所有输入入均均为1 1时，即，即对 编码。第十一页，讲稿共十五页哦（3)MSI 73)MSI 7段显示译码器段显示译码器74LS4874LS48逻辑功能简介逻辑功能简介 为灯测试输入。只要为灯测试输入。只要 ，无论，无论 输入为何种状态，输出均为高输入为何种状态，

12、输出均为高电平。电平。/是双重功能端口，是双重功能端口，为灭灯输入，为灭灯输入，为灭零输出。只要为灭零输出。只要 ，输出输出 均为低电平，均为低电平，共阴极数共阴极数码管管7 7段全熄段全熄灭。数数码管管7 7段全亮段全亮显示示8 8。，为灭零输入。是专为多位数字显示时灭掉不需要显示的为灭零输入。是专为多位数字显示时灭掉不需要显示的0 0而设定的，在译码工而设定的，在译码工作情况下，当作情况下，当 ，时，共阴极数码管应显示的时，共阴极数码管应显示的0 0被消隐。被消隐。第十二页，讲稿共十五页哦第十三页，讲稿共十五页哦1.掌握数字电路实验箱的基本功能及使用方法。掌握数字电路实验箱的基本功能及使用

13、方法。2.验证验证74LS00、74LS147及及74LS48的逻辑功能，用逻辑开关模拟输入信的逻辑功能，用逻辑开关模拟输入信号，用数码管或号，用数码管或LED显示结果，自行列表记录数据。显示结果，自行列表记录数据。3.用与非门实现两个变量的异或。要求：用与非门实现两个变量的异或。要求：（1）写逻辑表达式，画出逻辑电路；）写逻辑表达式，画出逻辑电路；（2）在实验箱上连接出电路，列表记录电路的输入与输出结果。）在实验箱上连接出电路，列表记录电路的输入与输出结果。4.设计水箱水位监测显示电路。（用所给芯片实现）要求：设计水箱水位监测显示电路。（用所给芯片实现）要求：（1）列真值表，画出设计的原理电

14、路图；）列真值表，画出设计的原理电路图；（2）在实验箱上连接出电路，列表记录电路的输入与输出结果。）在实验箱上连接出电路，列表记录电路的输入与输出结果。（用逻辑开关模拟水箱水位监测探头的输出状态）（用逻辑开关模拟水箱水位监测探头的输出状态）5.实践与提高（选做）。实践与提高（选做）。在该水位监测显示电路中给出一个水箱入水口电磁在该水位监测显示电路中给出一个水箱入水口电磁阀门控制信号，请在原理电路图中画出附加电路。阀门控制信号，请在原理电路图中画出附加电路。原则：当水箱水位显示原则：当水箱水位显示9m时入水口关断，其余时刻均开启。时入水口关断，其余时刻均开启。4.4.实验内容实验内容第十四页，讲稿共十五页哦参考电路及功能表参考电路及功能表第十五页，讲稿共十五页哦