3.4中规模数字集成电路的应用.PDF

3.4 中规模数字集成电路的应用 一、实验目的 1. 掌握中规模集成数据选择器、移位寄存器、译码器和计数器的逻辑功能和使用方法。 2. 会选择合适的中规模集成电路实现要求的电路功能，并通过实验验证。 3. 进一步熟悉组合逻辑电路的设计、调试过程。熟练掌握排除电路故障的方法。 4. 了解组合逻辑电路的竞争冒险现象。 5. 进一步熟悉 Multisim 仿真软件的使用方法。 二、实验任务 （建议学时：4 学时） （一）基本实验任务 1. 用移位寄存器 74LS194 设计一个广告流水灯。共有 4 个灯，始终 1 亮 3 暗，循环左 移。利用数字逻辑实验箱，采取正确的实验方法、设计合理的数据表格，验证设计电路的逻 辑功能。 2. 设计一位全加器，采取正确的实验方法、设计合理的数据表格，验证设计电路的逻 辑功能。 （1）用2 输入异或门 74LS86 和 74LS00 实现全加器。 （2 ）用3—8 线译码器 74LS138 和 74LS20 实现全加器。 （3 ）用双4 选 1 数据选择器 74LS153 和 74LS00 实现全加器。 （二）扩展实验任务 1. 用计数器设计一个简易数字电子钟。设已有周期为 1 分钟的时钟脉冲，要求显示时 （0~23 ）和分（0~59 ）。利用数字逻辑实验箱，采取正确的实验方法、设计合理的数据表格， 验证设计电路的逻辑功能。（74LS90，74LS00 ） 三、基本实验条件 （一）仪器仪表 1. 数字逻辑实验箱 1 台 2. 数字万用表 1 台 （二）器材器件 1. 二输入 4 与非门 74LS00 若干块 2. 双 4 选一数据选择器 74LS153 1 块 3. 4 位双向移位寄存器 74LS194 1 块 4. 二－五－十进制异步计数器 74LS90 2 块 5. 3 线-8 线译码器 74LS138 1 块 6. 二输入 4 异或门 74LS86 1 块 四、实验原理 中规模集成电路（Medium-Scale Integration,MSI ）是一种具有专门功能的集成功能件。 借助于器件手册提供的功能表，弄清器件各引出端（特别是各控制输入端）的功能与作用， 就能正确地使用这些器件。在此基础上应尽可能开发这些器件的功能，扩大其应用范围。应 用中规模集成模块设计电路，关键在于合理选择器件，灵活运用器件的控制输入端，实现任 务要求的功能。 常用的中规模集成电路有：数据选择器、移位寄存器、计数器、译码器等。中规模集成 模块与基本逻辑门电路相比，能够完成更为完善的逻辑功能，其电路结构相对复杂得多。使 用时，必须首先了解个管脚的定义，对一些不使用的管脚应妥善处理，如接 0 或接 1。许多 中规模都设有片选端，其含义为仅当片选信号有效时，集成电路才能正常工作，否则处于无 效状态。 （一）基本实验任务 1. 数据选择器 74LS153 是一个双 4 选 1 数据选择器，其逻辑符号如图 5.3.4.1 所示，功能见表 5.3.4.1 。 一片 74LS153 中有两个4 选 1 数据选择器。D ~ D 是数据输入端； 是选通输入端，当 =0 0 3 E E 时，数据选择器工作，允许数据通过；A0 和 A1 是选择控制端，即 2/4 线译码器的输入端， 根据 A0 和 A1 的状态确定选择哪一路数据输出；Y 是数据输出端。每一个数据选择器有独 立的选通端，但选择控制端为两个数据选择器共有。 表 5.3.4.1 74LS153 的功能表 A0