《数字逻辑实验指导书》（2011春修改）

数字逻辑实验指导书

实验一 门电路逻辑功能及测试

一、 实验目的

1．熟悉门电路的逻辑功能 2．熟悉简单逻辑门电路的测试

3．熟悉互动型数字逻辑虚拟实验平台的操作 二、实验设备和器材

1．互动型数字逻辑虚拟实验平台 2.74LS00 2输入端四与非门1片 3.74LS02 2输入端四或非门1片 4. 74LS04 6反相器1片 5.74LS86 2输入端四异或门1片

三、实验内容

1.74LS00型与非门逻辑功能测试

（1）用逻辑电平开关给门输入端A、B输入信号，用“H”或“1”表示输入高电平，用“L”或“0”表示输入低电平。

（2）用发光二极管（LED）显示输出状态，当LED亮时，表示输出状态为“1”；当LED灭时，表示输出状态为“0”。

（3）将结果填入下表，判断功能是否正确。

& 74LS00

图 1-1 与非门门逻辑功能测试

表1.1 与非门输入输出逻辑关系 输 入 A 0 0 1 1 输 入 B 0 1 0 1 输 出 Y

1

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2.74LS86型异或门逻辑功能测试

测试方法同上，将输入端接A,B接逻辑开关，输出端Y接LED显示，将实验结果填入表中。

=1 图 1-2 异或门逻辑功能测试

表1.1 与非门输入输出逻辑关系 输 入 A 0 0 1 1 输 入 B 0 1 0 1 输 出 Y 3. 74LS02或非门和74LS04反相器逻辑功能测试

同学们可以使用同上的测试方法，自己画图、制表完成74LS02或非门和74LS04反相器逻辑功能测试

4.与非门信号选通

选择一组与非门，将其中一个输入端A接时钟脉冲，一一输入端B接逻辑开关，拨动逻辑开关，测输出端Y的输出状态并记录，线路如图1-3所示。

A B

& 74LS86

图 1-3 与非门信号选通

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实验二 组合逻辑电路

一、 实验目的

1．学会使用异或门组成半加器、全加器

2．测试集成4位二进制全加器74LS83的逻辑功能 二、实验设备和器材

1．TD-DS实验箱一台

2.74LS00 2输入端四与非门1片 3.74LS86 2输入端四异或门1片 4.74LS83 4位二进制加法器1片

二、 实验内容

1. 用异或门和与非门构成半加器

电路如图2-1所示，输入端接逻辑开关，输出端接逻辑电平显示，将实验结果填入表中，判断实验结果是否正确，并写出和S和进位C的表达式。

2 B

1 3 4 1 A

2 =1 3 S & 5 & 6 CO 输入端 A 0 0 1 1 图 2-1 用异或门构成半加器

表2-1 半加器输入、输出关系 输出端 B S 0 1 0 1 CO 2. 用异或门和与非门构成半加器

实验方法同1，按图2-2接线，将结果填入表2-2中。

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C =1 A B

=1 & & 图2-2 用异或门构成全加器

表2-2 全加器输入、输出关系

S & CO 输入端 C A B S 输出端 CO 3.74LS83型4位二进制加法器功能测试

电路如图2-3所示，A3、A2、A1、A0和B3、B2、B1、B0分别为4位二进制数，令B3、B2、B1、B0为0101，A3、A2、A1、A0接逻辑电平开关，输出端接逻辑电平显示，验证74LS83的逻辑功能，将结果填入表2-3中。

74LS83

9 D0 A1 S1 10 6 D1 A2 S2 8 逻辑开关 2 D2 逻A3 S3 3 D3 辑A4 S4 1 15 电 平B1 11 VCC 显 B2 7 4 示 B3 14 16 B4 D4 13 CO C4 图 2-3 74LS83功能测试

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表 2-3 74LS83数据表

B4 B3 B2 B1 A4 A3 A2 A1

4.用74LS83实现十六进制到BCD码的转换

一个16进制数可以被看作是两个BCD码相加的结果，如果两个BCD码相加的结果大于9或者最高位有进位，则应当加6（0110）进行校正。依此原理可以设计转换电路如图2-4所示，按图接线，A4A3A2A1分别接逻辑开关，S4S3S2S1接数码管5的DCBA，SEG5接地，C4接数码管4的A,D、C、B、SEG4接地，令A4A3A2A1从0000变化到1111，观察两个数码管的显示，并记录实验结果。

逻辑开关

74LS83

9 D0 A1 A1 S1 10 6 D1 A2 A2 S2 8 2 D2 A3 S3 3 A3

D3 A4 A4 S4 1 15 B1 11 & B2 7 & 4 B3 14 16 B4 & D4 13 CO C4

图 2-4 74LS83实现16进制到BCD码的转换

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S4 S3 S2 S1 C4

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实验三 触发器RS，D，JK

一、 实验目的

1．基本R-S触发器功能测试 2．基本J-K触发器功能测试 3. 基本D触发器功能测试 4. 基本D触发器构成分频器 二、实验设备和器材

1．TD-DS实验箱一台

2.74LS00 2输入端四与非门1片 3.74LS112 双J-K触发器1片 4.74LS74 双D触发器1片

三、 实验内容

1.用与非门构成RS触发器

用74LS00构成RS触发器，如图3-1所示，SD,RD分别接逻辑开关，输出Q接LED显示。按表3-1做实验，将结果记录于表中，并判断结果正确如否。

SD & RD &

Q

Q 图3-1 用与非门构成基本RS触发器

表3-1用与非门构成基本RS触发器特性表

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SD 1 1 0 0 1 1 0 RD 1 1 1 1 0 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 0 Qn?1 触发器状态 2.集成JK触发器功能测试

（1）从74LS73中任选一个JK触发器进行实验。按图3-2接线，数据输入端J、K、复位端RD分别接逻辑电平开关，触发器脉冲CLK接单次脉冲，输出端Q接LED显示。 （2）观察RD功能：置RD=0，观察输出Q的结果，并记录。

（3）JK触发器功能：置RD=1，按表3-2实验，验证触发器功能并记录结果。 14 12

J Q

CLK 1 13 LED显示

K CD

3

2

图 2-2 JK触发器功能测试

表2-2 JK触发器特性表 RD 0 1 1 1 1 1 1 1 1 CP X J X 0 0 1 1 0 0 1 1

K X 0 0 0 0 1 1 1 1 Qn Qn?1 X 0 1 0 1 0 1 0 1 3．集成D触发器功能测试

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74LS74集成双D触发器，从中任选一个，参考实验2，自己设计完成功能测试。

表3-4 D触发器特性表 SD 0 1 1 1 1 1 RD 1 0 1 1 1 1 CP X X D X X 0 0 1 1 Qn X X 0 1 0 1 Qn?1 4.用74LS74构成二、四分频电路

（1）电路如图3-3所示，分析电路的逻辑功能；

（2）连接实验线路，时钟脉冲由实验箱的连续脉冲提供； （3）用逻辑分析仪观测时钟源及分频结果波形，并记录。

2 4 5 12 10 D Q CLK CD Q 13 9 四分频f/4 时钟脉冲f

D Q 3 CLK CD Q 1 6 11 二分频f/2 8 图 2-3 用74LS74构成二、四分频器

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实验四 时序电路测试及研究

一、 实验目的

1．掌握集成计数器的使用 2．掌握任意计数器的设计方法

二、实验设备和器材

1．TD-DS实验箱一台

2.74LS00 2输入端四与非门1片 3.74LS90 异步二-五-十进制计数器1片 4. 74LS161 同步4位二进制计数器2片

三 、实验内容 1.74LS90的功能测试

74LS90是二-五-十进制异步计算机，具有置0，置9，二、五、十进制计数功能。按图4-1所示连接线路，验证功能，注意LED显示，判断状态，将结果填入表4-1.

图 4-1 74LS 90功能验证

表4-1 74LS功能表

R01 1 1 X X 0 0 X R02 1 1 X 0 X X 0 R03 0 X 1 X 0 X 0 R03 X 0 1 0 X 0 0 QD 9

逻辑开关

6 7 2 3 单次脉冲

14 1 R91 QA R92 QB R01 QC R02 CLKA QD CLKB 12 9 8 11 LED显示

QC QB QA 数字逻辑实验指导书

2.用74LS90接成二-五-十进制计数器 （1）使用74LS90构成十进制计数器

按图4-2接线，将逻辑分析仪“外部时钟接入”端与KK2+相连，启动逻辑分析仪界面并运行。连续按动KK2+键观察时序波形图及状态图数据，将结果填入表4-2中。 （2）使用74LS90构成二-五混合进制计数器

按图4-3连续，实验方法同上一实验，将结果填入表4-3中。

74LS90

6 R91 QA 12 7 R92 CH0 QB 9 CH1 KK1+ 2 3 R01 QC LED显示

8 R02 CH2 KK2+ 14 CLKA QD 11 CH3

1 CLKB

图4-2 用74LS90接成十进制

表4-2 十进制

计数 输出 QD QC QB QA 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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时钟脉冲 逻辑开关 逻辑开关

图 5-2 74LS153逻辑功能测试

3. 8选1数据选择器的设计

用2个4选1组成8选1数据选择器。按图5-3接线，输入端接逻辑电平开关，输出端接逻辑电平显示，验证功能并记录结果。

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74LS153

D10 Y1 5 6 D11 7 4 D12 3 D13 1 输出

S1 10 D20 9 11 D21 Y2 12 D22 13 D23 15 S2 A0 A1 14 2 数字逻辑实验指导书

逻辑开关

74LS153 74LS02 5 D10 6 Y1 ≥1 4 D11 7 3 D12 D13

1 S1 74LS02 ≥1 10 D20 输出11 D21 Y2 9 12 D22 13 D23 1 15 S2 14 A0 2 A1

图 5-2 74LS153逻辑功能测试

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