数字电子技术实验(12学时).doc

实验5-1 数字电路实验装置使用练习 一、实验目的 熟悉KHD-2型数字电路实验及其使用方法。 二、实验应达到的目标 （1）熟悉实验台各功能模块的位置及其应用； （2）十六位开关电平输入、输出、LED数码显示。 四、实验内容 (1)用逻辑电平灯观察单脉冲信号。注意什么情况下单脉冲输出高电平，什么情况下输出低电平？ (2)在十六进制译码器输入端加入0~16的二进制编码（如：1011、0101等）观察显示结果，列表记录之。 (3)拨动电平拨码开关，观察开关位置与输出电平之间的关系。 五、报告要求 （1）总结实验台各功能模块的使用方法及注意事项； （2）记录实验结果，整理在实验报告上。 实验5-4 基本逻辑门电路 一、实验目的 （1）熟悉逻辑门电路逻辑功能； （2）掌握门电路的使用方法； 二、实验原理 逻辑代数中最基本的函数关系是与、或、非，对应的运算关系与、或、非三种： 其它函数都是由这三种基本函数组合而成。除与非、或非等函数外，另种常用的函数为异或函数，其逻辑表达式： 式中符号④表示异或运算。根据这些函数关系可构成—系列的逻辑门电路。 本实验采用二输入与非门74LS00、二输入或非门74LS02、四输入与非门74LS20，主要讲一下74LS20，即一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。具逻辑框图、符号及引脚排列如图5-4-1(a)、(b)所示。 （a）电路图 (b) 逻辑符号、引脚排列 图5-4-1 74LS20电路图、逻辑符号及引脚排列 与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是： 当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出 端为高电平； 只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平(即有“0” 得“1”，全“1”得“0”) 74LS00、74LS02的内部结构图见附录。 TTL集成电路使用规则： 1、接插集成块时，要认清定位标记，不得插反， 2、电源电压使用范围为+4.5V~+5.5V之间，实验中要求使用Vcc=+5V，电源极性绝对不允许接错。 3、闲置输入端处理方法 (1)悬空，相当于正逻辑“1”，对于—般小规模集成电路的数据输入端， 实验时允许悬空处理。但易受外界干扰，导致电路的逻辑功能不正常。因此，对于接有长线的输入端，中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路，不允许悬空。 (2)直接按电源电压VCC(也可以串入—只1-l0的固定电阻)或接至某一固定电压(+2.4≤V≤4.5V)的电源上， 或与输入端为接地的多余与非门的输出端相接。 （3）若前级驱动能力允许，可以与使用的输入端并联。 4、输入端通过电阻接地，电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。当R≤680Ω时，输入端相当于逻辑“0”；当R≥4.7KΩ时，输入端相当于逻 辑“1”。对于不同系列的器件，要求的阻值不同。 5、输出端不允许并联使用(集电极开路门(OC)和三态输出门电路(3S)除外)。否则不仅会使电路逻辑功能混乱，并会导致器件损坏。 6、输出端不允许直接接地或直接接+5V电源，否则将损坏器件，有时为了使后级电路获得较高的输出电平，允许输出端通过电阻R接至VCC，一般取R=3～5.1 KΩ。 三、实验仪器设备及元器件 （1）数字电路实验装置 （2）集成块74LS20、74LS00、74LS02 四、实验内容 （1）在合适的位置选取一个14脚DIP插座，按定位标记插好74LS20集成块。验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能：按图5-4-2接线，门的四个输入端接逻辑开关输出插口，以提供“0”与 “1”电平信号，开关向上输出逻辑“1”，向下为逻辑“0”。门的输出端接由LED发光二极管组成的逻辑电平显示器(又称0-1指示器)的显示插口， LED亮为逻辑“1”，不亮为逻辑“0”。按表5-4-1的真值表逐个测试集成块中 两个与非门的逻辑功能。74LS20有4个输入端，有16个最小项，在实际测试时，只要通过对输入1111、0111、1011、1101、1110五项进行检测就可判断其逻辑功能是否正常。 输 入 输 出 A B C D Y1 Y2 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 图5-4-2 与非门逻辑功能测试电路 （2）按上题的方法分别验证74LS00、74LS02的逻辑功能 （3）用所给定的元器件，构成三人表决器。 提示： 1 明确设计要求： A/B/C三输入，两个及以上为1，输出1；否则输出0。 2 真值表—逻辑表达式