数字电子技术实验指导书

数 字 电 子 技 术

实 验 指 导 书

实验一 门电路实验

一、实验目的：

1、掌握与非门的逻辑功能。

2、熟悉集成块管脚排列特点和使用方法。 二、实验仪器和设备：

１、THD-1型数字电路实验箱

2、数字万用表 1块 3、集成四2输入与非门7400 1块 4、集成二4输入与非门7420 1块 三、实验原理

集成与非门是数字电路中广泛使用的一种基本逻辑门，使用时必须对它的逻辑功能、主要参数进行测试，以确定其性能好坏。本实验采用TTL集成元件74LS00、74LS20与非门进行测试。

74LS00是一个2输入端4与非门，形状为双列直插式，逻辑表达式为F?A·B。其引脚排列图如图1.1所示。74LS00的真值表如表1.1所示。

输A 0 0 1 1 入 输B 0 1 0 1 F 1 1 1 0 出

图1.1 74LS00引脚排列 表1.1 74LS00真值表

B?C?D。74LS20是一个双4输入端与非门，形状为双列直插式，逻辑表达式为F?A·其引脚排列图如图1.2所示。

图1.2 7420引脚排列图

四、实验步骤

实验前的准备：在未接任何器件的情况下，先合上电源开关，检查５V电源是否正常，正常后断开电源。随后选择好实验用集成片，查清集成片的引腿及功能，然后根据实验图接线，特别注意VCC及地的接线不能接错。

1、 验证74LS00的逻辑功能

选与非门74LS00集成芯片一只，按图接好线。输入端接电平开关输出插口，输出端接发光二极管显示插口，拨动电平开关，按表中情况分别测出输出端电平，测得数值填入表1.2中。

表1.2 74LS00逻辑功能表

输入端 １2 0 0 1 1 13 0 1 0 1 电压(V) 输出端 11 逻辑状态 2、验证74LS20的逻辑功能

选双４输入正与非门74LS20集成芯片一只，按图接好线。输入端接电平开关输出插口，输出端接发光二极管显示插口。拨动电平开关，按表中情况分别测出输出端电平，测得数值填入表1.3中。

表1.3 74LS20逻辑功能表

输入端 １ １ ０ ０ ０ ０ ２ １ １ ０ ０ ０ ４ １ １ １ ０ ０ ５ １ １ １ １ ０ 输出端 ６ 电压(V) 逻辑状态 3、根据真值表1.5，自己设计电路，用一片74LS00完成设计要求。

表1.5 真值表

输入 输出 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 F 0 1 1 0 根据设计的电路图，在逻辑电路实验板上连接线路，进行设计验证。逻辑开关A、B可直接用实验箱上的逻辑开关K0～K15中的任意两个，指示灯用逻辑电路实验板上的发光二极管。

五、 报告要求

与非门在什么情况下输出高电平？什么情况下输出低电平？ 六、 预习要求

1、 熟悉进行实验过程中，所用门电路的引脚位置，各引脚的用途。 2、 根据实验内容所给定的设计命题要求，写出输出函数表达式、卡诺图化简过程，

并画出芯片连线图。

实验二 组合逻辑电路实验

一、实验目的

1、掌握组合逻辑电路的分析、设计方法。

2、掌握中规模集成电路译码74LS138和数据选择器74LS151的工作原理及其逻辑功能。 3、掌握实现组合逻辑电路的连接和调试方法。 4、通过功能验证锻炼解决实际问题的能力。 二、实验仪器及设备

1、THD-1型数字电路实验箱 2、数字万用表 3、74LS00（1片）、74LS20（1片）、74LS138（1片）、74LS151（1片）

三、实验原理

组合逻辑电路是数字系统中逻辑电路形式的一种，它的特点是：电路任何时刻的输出状态只取决于该时刻输入信号（变量）的组合，而与电路的历史状态无关。

组合逻辑电路的设计是在给定问题（逻辑命题）情况下，通过逻辑设计过程，选择合适的标准器件，搭接成实验给定问题（逻辑命题）功能的逻辑电路。通常，设计组合逻辑电路按下述步骤进行：（1）列真值表；（2）由真值表写出逻辑函数表达式；（3）对逻辑函数进行化简。若由真值表写出的逻辑函数表达式不最简，应利用公式法或卡诺图法进行逻辑函数化简，得出最简式。如果对所用器件有要求，还需将最简式转换成相应的形式；（4）按最简式画出逻辑电路图。

组合逻辑电路设计的最佳方案，应是在级数允许的条件下，使用器件少，电路简单，而且随着科学技术的发展，各种规模的集成电路不断出现，给逻辑设计提供了多种可能的条件，所以在设计中应在条件许可和满足经济效益的前提下尽可能采用性能好的器件。

译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。译码器可分为通用译码器和显示译码器两大类。前者又分为变量译码器和代码变换译码器，如3线－8线译码器74LS138。

数据选择器又称多路转换器或多路开关，其功能是在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关，如74LS151为互补输出的8选1数据选择器。

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