数字电子技术与逻辑设计ggrq.docx

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1、数字电电子技术术与逻辑辑设计实验指导导书河北政法法职业学学院 计计算机系系计算机信信息管理理、经济济信息管管理、电电子商务务专业用用20066年111月前 言言“数字电电子技术术”课可分分成三部部分，分分别是基基础知识识、组合合逻辑电电路和时时序逻辑辑电路。基基础知识识包括数数制与代代码、逻逻辑代数数与逻辑辑函数，有有各种门门（与、或或、非、与与非、或或非、与与或非、异异或和触触发器（RRS、JJK、DD、T），还还有公式式法化简、卡卡诺图化化简；组组合逻辑辑电路包包括分析析、设计和常常用组合合部件三三部分；时序逻逻辑电路路包括同步步时序电电路、异步时时序电路路和计数数器三部部分。开设“数数字

2、电子子技术实实验”的目的的在于巩巩固课堂堂所学知知识；培培养学生生分析、设设计、组组装、调调试数字字电路的的基本技技能；为为后继课课打下坚坚实基础础。实验验内容的的编排既既要紧密密联系课课堂教学学又要考考虑后继继课的需需要。本实验指指导书以以TPEE-D实实验箱为为例编写写，实用用性比较较强。水水平有限限，指导导书中若若有不妥妥之处，敬敬请各位位老师同同学不吝吝赐教。目 录录实验一 示波器器、函数数信号发发生器的的使用3实验二各各种门电电路功能能测试（与与非门）5实验三 1.用用与非门门实现三三人多数数表决器器2.用数数据选择择器实现现三输入入奇校验验7实验四 集成成触发器器的功能能测试144

3、实验五中中规模集集成电路路计数器器的应用用117实验一：函数信信号发生生器、双踪示波波器的使使用一、 函函数信号号发生器器(一)函函数信号号发生器器的技术术参数：频率范围围：0.1110MHHz/00.55MHHz/00.22MHHz输出出波形：正弦波波、方波波、三角角波等七七种波形形输出幅幅度： 20VVp-pp输出衰衰减：00dB、-20ddB、-40ddB 、-60ddB对称称度调节节：155%885%直直流偏置置:10VV扫描方方式：线线性、对对数、外外扫描外外测频率率：0.1Hzz300MHzz输出功功率：110W（仅仅P型机机有）外外形尺寸寸：2440mmm x 90mmm xx

4、2880mmm(二)函函数信号号发生器器的使用用1. 电源按钮钮：按下下此开关关，电源源接通，频频率计显显示。2. 数字显示示：频率率显示，单单位kHHz,灯灯亮有效效。电压压显示，单单位V，灯灯亮有效效。3. 频率范围围：按下下有效。X2、 X20、 X200、 X2K、 X200K、X2M。4. 波形选择择：按下下有效。正正弦波、三三角波、方方波。5. 频率调节节：与“频率倍倍乘”按钮配配合选择择工作频频率。6. 波形对称称：逆时时针到底底关。7. 直流偏置置：逆时时针到底底关。8. 输出幅度度：调节节输出电电压值。9. 扫描信号号：内。10. 扫描波形形：线性性。11. 计数方式式：弹出

5、出。12. 输出幅度度：弹出出。二、双踪踪示波器器(一)熟熟悉示波波器面板板主要旋旋(按)钮的作作用1电源源控制及及显示控控制按钮钮 INTTENSSITYY(亮度度)：调调节基线线的亮度度。 FOCCUS(聚焦)：调节节最佳的的基线宽宽度。 P0WWER(电源)：开机机和关机机。2Y轴轴控制按按钮(VVERTTICAAL部分分) PPOSIITIOON(垂垂直位移移)：上上下移动动基线。 VVERTTICAAL。 MOODE(垂直方方式)：输入信信号显示示选择。 CCHl，CCH2：单独显显示通道道1或通通道2的的波形。 AALT：交替显显示通道道l或通通道2的的波形。 CCHOPP：以55

6、00KKHz的的速度在在CH11和CHH2之间间切换。 AADD：显示通通道1和和通道22的代数数和。VOOLTSSDIIV(垂垂直偏转转系数)：选择择垂直显显示的偏偏转系数数。 VVARIIABLLE(微微调)：在VOOLTSS/DIIV的校校准位置置之间提提供连续续变化的的偏转系系统 GNDD(接地地)：在在GNDD时给出出参考点点。 DCAC(直流交流)：输入入信号耦耦合方式式。 CHll 0RR X，CCH2 0R Y(信信号输入入插座)：信号号输入端端。；3X轴轴控制按按钮(HHORIIZONNT部分分) POSSITIION(水平移移位粗调调)：在在水平方方向控制制基线位位置。 F

7、INNE(水水平移位位细调)：在水水平方向向细调基基线位置置。 HORRIZOONT MODDE(水水平方式式)：水水平显示示方式。 SECCDIIV(扫扫描时间间系数)：选择择时基速速度。 ， VARRIABBLE(微调)：提供供连续变变化的未未校准的的扫描速速度。4触发发控制按按钮(TTRTTRIGGGERR部分) LEVVEL(电平)：选择择信号的的实际触触发点。 TRIIGGEER MODDE：触触发方式式。 SLOOPE：选择触触发扫描描信号的的极性。 SOUURCEE：选择择耦合到到触发电电路的信信号源。 COUUPLIINC：触发源源耦合方方式。(二)示示波器的的使用1测量量前的

8、准准备(1)各按钮钮的预备备位置：垂直部分分POSIITl00N(垂垂直移位位)：居居中MODEE(垂直直方式)：CHH1VOLTTSDDIV(垂直偏偏转系数数)：550mVVVARLLABLLE(微微调)：顺时针针到底GND(接地)：弹出出DCAAC(耦耦合方式式)：AAC水平部分分 POSSITll0N(水平移移位)：居中 MODDE(水水平方式式)：XX1 SECCDIIV(扫扫描时间间系数)：。002mms VARRLABBLE(微调)：顺时时针到底底触发部分分 LEVVEL(电平)：逆时时针到底底 SLOOPE(极性)：弹起起 MODDE(方方式)：AUTT0 SOUURCEE(触发

9、发源)：CHll COUUPLIING(触发耦耦合)：AC(2)开开启电源源，调节节亮度、聚聚焦、YY轴移位位和X轴轴移位使使荧光屏屏上出现现一条清清晰均匀匀的扫描描亮线。2电压压的测量量 被测信信号经示示波器探探头输入入Y轴。 根据被被测信号号的幅度度和频率率，合理理选择VVOLTTSDDIV(垂直偏偏转系数数)的档档位和DDECD”(扫描时时间系数数)的档档位，并并调节“LEVVEL(电平)”旋钮，使使荧光屏屏上出现现二至三三个周期期稳定波形形。 (1)测量峰峰峰电压压值 ， 读出被被测信号号的峰峰在垂垂直方向向上偏转转的格数数。 则被测测信号的的峰峰电电压为：Vp-p=垂垂直偏转转(格数

10、数)VOLTTS/IIV (2)测量波波形上指指定点的的电压(相对于于地)； 将GNND(接接地)按按钮按下下，调节节垂直移移位(PPOSIIT100N)将将基线移移到中心心刻度线线，将输输入耦合设置置为DCC。 读出被被测点与与中心刻刻度线之之间垂直直偏转格格数(在在水平刻刻度线之之上为正正，之下下为负)。 则该点点的电压压为垂垂直偏转转格数VVOLTTSDDIV3时间间的测量量被测信号号经示波波器探头头输入YY轴。调调节有关关旋钮使使荧光屏屏上出现现122个稳定定波形。(1)测测量信号号波形任任意两点点间的时时间间隔隔。读出给定定两点相相距的水水平格数数。则该两点点的时间间间隔=(水平平格

11、数DECCDIIV)扩展倍倍率(2)测测量信号号的周期期和频率率按上面方方法，测测量波形形一个完完整波形形周期的的时间间间隔，即即为该波波形的周周期T，而而频率是是周期的倒倒数f1/TT。三、实验验内容将函数信信号发生生器的正正弦波信信号输出出端通过过开路电电缆与示示波器CCH1或或CH22输入电电缆相连连。调整示波波器上的的有关旋旋钮，使使荧光屏屏上出现现一个稳稳定的正正弦波信信号。1测量量正弦波波的峰峰电压压 由函数数信号发发生器输输出f1KHHz、电电压分别别为1V、22V、44V的正正弦信号号，测出出相应的的电压峰峰峰值，并并与信号号发生器器的电压压输出值值相比较较。2测量量指定点点的

12、电压压 在上题题中，测测出每种种信号中中的最高高点的电电压值。3.测测量波形形上两点点间的时时间间隔隔由“函数数信号发发生器”分别输输入500Hz、1100HHz、2200 Hz、11k HHz、110k Hz的的信号，利利用示波波器测出出其周期期，再计计算各自自的频率率。四、实验验体会实验二 集成逻逻辑门电电路逻辑辑功能的的测试一一、实验验目的 1、熟熟悉数字字逻辑实实验箱的的结构、基基本功能能和使用用方法。 2、掌握常用与非门、非门、异或门的逻辑功能及其测试方法。 二、实实验仪器器及设备备1、数字字电路实验验箱和TTPE-D 1台台 2、双踪示波器1台 3、元器件： 74LS00（四路2输

13、入与非门） 74LS04（六路反相器）74LSS86（四四路2输输入异或或门） 各一块块 4、导线线若干 三、实实验内容容1.集成成电路芯芯片简介介数字电路路实验中中所用到到的集成成芯片都都是双列列直插式式的，其其引脚排排列规则则如图774LSS00所所示。识识别方法法是：正正对集成成电路型型号(如如74LLS000)或看看标记(左边的的缺口或或小圆点点标记)，从左左下角开开始按逆逆时针方方向以11、2、33依次排排列到最最后一脚脚(左上上角)。在在标准型型TTLL集成电电路中，电电源端VVcc一一般排在在左上端端。接地地端GNND一般般排在右右下端。如如74LLS000为144脚芯片片，14

14、4脚为VVcc，77脚为GGND。在在门电路路芯片中中，输入入端一般般用A，BB，C，DD，表示，输输出端用用Y表示示。如一一块集成成芯片有有几个门门电路时时，在其其输入、输输出端的的功能标标号前(或后)标上相相应的序序号。如如74LLS000为四个个2输入入与非门门电路，1A、1B为第一个与非门的输入端；1Y为该门的输出端，2A、2B为第二个与非门的输入端，2Y为其输出端，依此类推。若集成芯片引脚的功能标号为NC，则表示该引脚为空脚，与内部电路不连接。2.测试试74LLS000（四22输入端端与非门门）逻辑辑功能 （1）将将74LLS000正确接接入数字字电路实实验箱，注注意识别别1脚位位置

15、。按图11搭建电电路。按表11要求输输入高、低低电平信信号，测测出相应应的输出出逻辑电电平。得表达达式 图1 表1（2）将将与非门门的一个个输入端端A接到1kkHz的连续续脉冲上，同时接接入双踪踪示波器器的CHH1通道道；另一一个输入入端B加高电平。将将与非门门的输出出端F接接入双踪踪示波器器的CHH2通道道。观察察与非门门的输出出与输入入逻辑关关系。并画出出输入和和输出波波形。(3)将将与非门门的一个个输入端端A接到到1kHHz的连连续脉冲冲上，同同时接入入双踪示示波器的的CH11通道；另一个个输入端端B加低低电平。将将与非门门的输出出端F接接入双踪踪示波器器的CHH2通道道。观察察与非门门

16、的输出出与输入入逻辑关关系。并并画出输输入和输输出波形形。2、测试试74LLS044（六非非门）的的逻辑功功能 将将74LLS044正确接接入数字字电路实实验箱，注注意识别别1脚位位置。先按引引脚图22搭建电电路，然然后按表表2要求输输入高、低低电平信信号，测测出相应应的输出出逻辑电电平。得表达达式为图2 表23、测试试74LLS866（四22输入异异或门）逻逻辑功能能 将774LSS86正正确接入入数字电电路实验验箱，注注意识别别1脚位位置。按图33搭建电电路。按表3要求输输入高、低低电平信信号，测测出相应应的输出出逻辑电电平。得表达达式为YY=AB图3 表3四四、实验体体会实验三：1.设计

17、与与非门实实现三人人表决器器的逻辑辑电路2.用4选选一数据据选择器器实现奇奇校验一、实验验目的1、学会会用与非非门实现现组合逻逻辑电路路 2、学学会用中中规模集集成芯片片四选一数数据选择择器744LS1153实现组组合逻辑辑电路。 3、了了解由小小规模集集成电路路设计和和由中规规模集成成电路设设计组合合逻辑电电路的不不同特点点二、实验验仪器及及设备1、数字字电路实验验箱TPPE-D 1台台 2、元器器件：774LSS00(二输入入端四与与非门) 744LS004(六六路反相相器)774LSS10(三输入入端三与与非门) 774LSS20 74LLS1553(双双4选一一数据选选择器) 各11块

18、 33、导线线若干四、实验验内容（简简单实验验步骤、实实验数据据）(一)设设计与非非门实现现三人表表决器的的逻辑电电路1、搭建建电路：（1）输输入A、BB、C；同意为为1，不不同意为为0；输输出F；多数同同意为11，多数数不同意意为0。（2）根根据要求求列出真真值表，化化简后的的函数表表达式为为用与非门门实现上上述逻辑辑功能，按按图1搭建电电路：输 入输 出ABCF000001010011100101110111三三人多数数表决器器的真值值表 图12、通过过改变逻逻辑电平平开关，实实现输入入信号的的所有组组合，观观察输出出状态，完完成真值值表。(二)用用4选一一数据选选择器实实现奇校校验1、原

19、理理：（1）输输入A、BB、C；输出FF，输入入变量中中1的个个数为奇奇数时输输出为11，否则则为0。（2）列列出真值值表，写写出函数数表达式式：四选一数数据选择择器的输输出函数数表达式式为：设AAA1，BA0；对照照比较FFY，则则I0I3C，II1I2C2、按图图2搭建电电路。输 入输 出ABCF000001010011100101110111奇校验的的真值表表 图23、通过过改变逻逻辑电平平的开关关置位，实实现各种种输入，观观察输出出状态，完完成真值值表。五、实验验体会实验四各种类类型触发发器功能能测试一、实验验目的1、 掌握D触触发器和和J-KK触发器器的逻辑辑功能及及触发方方式。2、

20、 掌握触发发器功能能的测试试方法。3、掌握握JK T，DD TT的转换换方法。二、实验验设备及及器件1、 数字电路路实验箱箱TPEE-D1台2、 74LSS74 双上上升沿DD触发器器 1片片3、 74LSS73 双下下降沿JJ-K触触发器 1片片三、实验验内容与与步骤1、 测试744LS774触触发器逻逻辑功能能1）按图图(1)接线。 表11输 入输 出DCPn+11x00xx01xx10xx110011111图 图(1) xx任意意状态2）直接接置位（SSD）端、复复位（RRD）端功功能测试试，将结结果填入入表1中中。3）与与CP端端功能测测试从端端输入单单个脉冲冲,按表表1改变变开关状状

21、态。将将测试结结果记入入表1中中。 2、将DD触发器器转换为为T触发器器(翻转转)。原理：1）按图图(1)接线，将将管脚22和6接接一起。2）将实实验结果果填入表表2中。表2输 入输 出CPn+1100x01x10x114、 测试744LS773 触触发器逻逻辑功能能。按图(22)接线线。图(2) 1）直直接复位位（）功功能测试试，将测测试结果果填入表表3中。 2）功功能测试试。 图(2)中中CP端端加单脉脉冲，按按表3利利用开关关改变各各输入端状状态，在在CP端端加单脉脉冲，借借助指示示灯观测测输出端端状态并并将结果果记入表表3。 (注注：先在在J、KK端加信信号，且且在CPP下降沿沿时刻，

22、触触发翻转转)表3输 入输 出出 JKKCPQn+11xx0x001100111010110111104、将触触发器转转换为TT触发器器(保持持和翻转转)。原理：1）按图图(2)接线，将将管脚33和144相连接接电平开开关。2）将实实验结果果填入表表4中。表4输 入输 出TCPn+110xx10101110四、实验验体会共3页实验五中中规模集集成电路路计数器器的应用用一、实验验目的1.熟悉悉中规模模集成电电路计数数器的及及应用。2.掌握握用744LS1161的的异肯清清零、同同步置数数实现十十进制计计数。二、实验验设备及及器件1. 数数字电路路实验箱箱TPEE-D1台2. 774LSS1611

23、四位二二进制计计数器 11片3. 74LSS00 1片片 774LSS20 1片 744LS990 1片三、实验验内容与与步骤四、实实验内容容（简单单实验步步骤、实实验数据据） (一)用744LS1161及及辅助门门电路实实现一个个10进进制计数数器： 1、利利用异步步清0端端 。电电路图如如图9-1。 2、利利用同步步置数端端LD，从000000开始计计数。电电路图如如图9-2。 3、利利用同步步置数端端LD，到111111结束。电电路图如如图9-3。 4、利利用同步步置数端端LD，从某某状态DDCBAA开始，到到另一状状态D11C1B1A1结束。（例例：从000011开始，到到10110结

24、束束的100进制）电电路图如如图9-4。计数器器的CPP端接低低频连续续脉冲，输输出状态态接LEED电平平显示，逻逻辑电平平开关作作为并行行输入数数据，观观察计数数器的功功能。列列出表述述其功能能的计数数状态顺顺序表，记记录实验验数据。CPQDQCQBQA代表十进进制数00001110010220211330100440101550110660111771000881001991010101000000 电路图图9-44的数据据为下表表： （二）利利用实验验箱上的的高频连连续脉冲冲作CPP，用示示波器观观察QDD、QC、QB、QA的波形形，并按按时间对对应关系系记录下下来。（略略）774LSS1611的置00端为异异步置00，置数数端为同同步置数数。四、实实验体会会附件1TPE-D数字字逻辑电电路实验验箱 面面包版双踪示波波器(HHG20020 ) 函函数发生生器(HG112022P)附件2集集成芯片片的引脚脚图 四四2输入入与非门门 六路路反相器器 四四2异或或门 二4与与非门 三3输输入与非非门 双44选1数数据选择择器 双下降降沿JKK触发器器 双上上升沿DD触发器器可置数的的二-五五-十进进制加法法计数器器可置数数的四位位二进制制加法计计数器25