数字电路实验指导书

实验一 基本门电路

实验类型：验证

实验类别：专业主干课 实验学时：3

所属课程：数字电子技术

一、实验目的

（1）熟悉常用门电路的逻辑功能；

（2）学会利用门电路构成简单的逻辑电路。 二、实验要求：

集成逻辑门电路是最简单、最基本的数字集成元件，任何复杂的组合电路和时序电路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。本实验要求熟悉74LS00、74LS02、74LS86的逻辑功能，需要查阅集成块的引角图，并能够利用它们构成简单的组合逻辑电路，写出设计方案。

三、实验仪器设备及材料

数字电路实验箱 1台；74LS00、74LS02、74LS86各一块 四、实验方案

1、TTL与非门逻辑功能测试

将四2输入与非门74LS00插入数字电路实验箱面板的IC插座上，任选其中一与非门。输入端分别输入不同的逻辑电平（由逻辑开关控制），输出端接至LED“电平显示”输入端。观察LED亮灭，并记录对应的逻辑状态。按图1－1接线，检查无误方可通电。

图1－1

表1－1 74LS00逻辑功能表

2、TTL或非门、异或门逻辑功能测试

分别选取四2输入或非门74LS02、四2输入异或门74LS86中的任一门电路，测试其逻辑功能，功能表自拟。

3、若要实现Y=A′, 74LS00、74LS02、74LS86将如何连接，分别画出其实验连线图，并验证其逻辑功能。

4、用四2输入与非门74LS00实现与或门Y=AB+CD的功能。画出实验连线图，并验证其逻辑功能。 五、考核形式

检查预习情况占30％，操作占40％，实验报告占30％。 六、实验报告

主要内容包括，对实验步骤，实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。 七、思考题

如何处理各种门电路的多余输入端？

实验二 Multisim初步使用

实验类型：验证

实验类别：专业主干课 实验学时：3

所属课程：数字电子技术

一、实验目的

（1）熟悉Multisim2001界面，学习逻辑门电路的测试方法；

（2）掌握利用虚拟仪器逻辑转换仪实现组合逻辑电路不同表达方式之间转换的方法。 二、实验要求：

仿真软件已普遍的应用于电子技术中，要求预习Multisim2001相关知识，初步了解各种虚拟仪器的使用。 三、实验仪器设备及材料

微机（内装Multisim2001 软件） 一台 四、实验方案

1、测试二输入与非门的逻辑功能

进入Multisim2001界面，建立电路如图2-1，用逻辑开关信号作输入，用探测器显示输出信号，将实验结果记录于表2-1中。

图2-1

表2-1 2、测试或非门的时间波形图

按图2-2连接或非门和字发生器、逻辑分析仪。双击字发生器展开其面板， 点击pattem

→Up counter →Acept、Frecquency选1KHz;双击逻辑分析仪，Clock→set→Clock Rate →1KHz →Acept。启动仿真，显示或非门的时间波形图。

图2-2 或非门的时间波形图测试电路

3、 用与非门实现Y=AB+CD的功能

调出逻辑转换仪，双击图标，在打开的仪表窗口下边框内输入AB+CD，然后点击逻辑转换仪右边的

，可得到图2-3中所示的电路；再点击

， 可得图中的真值表。

图2-3 五、考核形式

检查预习情况占30％，操作占40％，实验报告占30％。 六、实验报告

主要内容包括，对实验步骤，实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己

的看法等。 七、思考题

你认为仿真软件有哪些优点？在数字电路实验中是否有必要引入仿真实验？

实验三 集电极开路门及三态门

实验类型：验证

实验类别：专业主干课 实验学时：3

所属课程：数字电子技术

一、实验目的

（1）掌握集电极开路门的功能及应用

（2）了解集电极开路门负载电阻RC的选择 （3）掌握三态门的逻辑功能及应用。 （4）了解总线结构及工作原理 二、实验要求：

（1）复习集电极开路门及三态输出门的工作原理。

（2）计算实验中RC的阻值，并从中确定实验所用值（取标称值）。 （３）了解所用集成块74LS03，74LS125，74LS04的功能。

三、实验仪器设备及材料

直流稳压电源，数字试验箱，数字万用表，74LS03，74LS125，74LS04，CD4069。

四、实验方案

1. 用OC门实现电路的“线与”特性

按图３－１电路接线，负载门为74LS04。ＲＣ值按ＥＣ＝５Ｖ，ＶＯＨ（min）＝０.５Ｖ， ＩOL（max）=20mA,I C E O =50μA ,IｉＨ＝20μA ，IiL＝2mA计算，并取标称值，使 RC（min）

２. 用ＯＣ门实现电平转换

将图3－1电路中的负载门换成CD4069。RC值按EC＝10V,VOH(min)=7V ,V O

, L(max)=3V

I O L (max)=20μ ,I C E O =50μ ,I iH =IiL≈ 0计算，并取标称值，使ＲＣ（min）

３.三态门逻辑功能测试

给74LS125加上电源电压VCC＝5Ｖ，逐个测试其中四个门的逻辑功能，填入表3－3中。

4.用三态门实现三路信号分时传送的总线结构 按图3－4电路接线（n＝3），按功能表3－5完成实验。

五、考核形式

检查预习情况占30％，操作占40％，实验报告占30％。 六、实验报告

主要内容包括，对实验步骤，实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。

七、思考题

1）OC门的上拉电阻RC大于RC(max) Rc(min),将产生什么问题，对电路有何影响？ 2）在实验内容4中，若出现两个以上三态门的使能端同时有效，将产生什么后果？

实验四 组合逻辑电路

实验类型：设计

实验类别：专业主干课 实验学时：3

所属课程：数字电子技术

一、实验目的

熟悉简单组合电路的设计和分析过程。 二、实验要求：

熟悉一位数值比较器、全减器逻辑功能，复习组合逻辑电路的分析和设计的步骤；熟悉74LS00 、74LS02、74LS04、74LS08管脚。 三、实验仪器设备及材料

数字电路实验箱 1台，74LS00 三块，74LS02、74LS04、74LS08各一块 四、实验方案

1、设计一个能比较一位二进制A与 B大小的比较电路，用X1、X2、X3分别表示三种状态：A>B时，X1=1;A

要求：（1）列出真值表；

（2）写出函数逻辑表达式；

（3) 画出逻辑电路图，并画出实验连线图； （4）验证电路设计的正确性。 2、测量组合电路的逻辑关系：

（1）图3-2电路用3块74LS00组成。按逻辑图接好实验电路，输入端A、B、C分别接“逻辑电平”，输出端D、J接LED“电平显示”；

表3－2

（2）按表3－2要求，将测得的输出状态和LED显示分别填入表内；

（3）根据测得的逻辑电路真值表，写出电路的逻辑函数式，判断该电路的功能。 五、考核形式

检查预习情况占30％，操作占40％，实验报告占30％。 六、实验报告

主要内容包括，对实验步骤，实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。 七、思考题

总结组合逻辑电路分析和设计步骤。

图3-2

实验五 译码器及其应用研究

实验类型：设计

实验类别：专业主干课 实验学时：3

所属课程：数字电子技术

一、实验目的

（1）测试3线－8线译码器74LS138的逻辑功能； （2）研究用译码器设计组合电路。 二、实验要求：

熟悉译码器的逻辑功能，复习用译码器设计组合电路的步骤，了解74LS138、74LS30管脚。

三、实验仪器设备及材料

数字电路实验箱 1台，74LS138、74LS30各一块 四、实验方案

1、74LS138逻辑功能测试

对照74LS138引脚图连接实验连线图，使能端S1、S2′、S3′和地址输入端A2、A1、A0分别接“逻辑电平”，输出端接LED“电平显示”；将测试结果填入功能表4－1。

表4－1

2、用74LS138构成逻辑函数发生器

要求用74LS138实现逻辑函数：

Y?A?B?C??A?BC??AB?C?ABC??ABC（1）推导出与译码器输出端相对应的函数式； （2）画出逻辑电路图，并画出实验连线图； （3）将测试结果填入真值表4－2。

表4－2

五、考核形式

检查预习情况占30％，操作占40％，实验报告占30％。 六、实验报告

主要内容包括，对实验步骤，实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。 七、思考题

1.分析74LS138的S1、S2′、S3′端的作用。 2.总结用译码器设计组合电路的方法。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/nugh.html