数字电路实验指导书

实验三 组合逻辑电路的设计
一、 实验目的
1、 掌握组合逻辑电路的设计方法
2、 观察组合逻辑电路的冒险现象，了解冒险现象消除的方法
二、 实验仪器与器件
1、 数字试验箱
2、20MHz双踪示波器
3、500型万用表
4、实验器件：
74LS00 3片
CD4011 2片
74LS20 3片
三、 实验任务
1、 组合逻辑电路的实际
设计以下三个题目、要求：
写出详细的设计方法、步骤
画出完整的逻辑电路图
验证结果
设计课题
设计一个优先排队电路，排队顺序为：
A=“1”最优先级
B=“1”次优先级
C=“1”普通级
要求：输出端最多只能有一端为“1”
设计一个四人无弃权表决的电路（多数赞成则通过）
设计一个一位全加速
2、 观察和消除冒险现象
在输入只提供原变量条件下，用CD4011实现函数：
F=AB+BC
当A=C=“1”时，在B端送f=200KHz~1MHz的方波信号，观察冒险现象
在上的基础上，利用增加校正项的方法，消除冒险，并观察波形。
四、 预习要求
1、 复习组合逻辑电路的设计方法，步骤
2、 复习冒险现象产生的原因及其消除的方法
3、 根据实验要求，画出电路，写出实验的方法，步骤

实验五 译码器、数据选择及其应用
一、 实验目的
熟悉译码器、数据选择器的逻辑应用
掌握译码器、数据选择器的使用方法
二、 实验仪器与器件
数字试验箱
20MHz双踪示波器
500型万用表
实验器件
74LS138 1片
   74LS48 1片
   74LS153 2片
   74LS00 1片
   LED七段数码管 1只
三、 实验任务
1、 利用74LS138实现函数F=ABC+ABC
2、 利用74LS153构成一个全方位数码管组成实验电路，验证74LS48的逻辑功能
3、 利用74LS153构成一位全加速，要求列出其真值表，写出逻辑表达式，画出逻辑电路图，并验证
4、 利用74LS153和74LS138组成三位并行码比较器，要求当两个数相等时，输出为“0”，否则输出为“1”
5、 利用74LS153、74LS48和一位LED七段数码管，实现四位数的串行显示，这四位二进制码依次为（0001）（1001）（1000）（0010）
四、 预习要求
1、 熟悉译码器、数据选择器的工作原理及使用方法
2、 根据实验任务要求，画出实验电路，写出设计过程

实验六 集成触发器机器应用
一、 实验目的
1、 掌握用与非门组成基本R-S触发器的功能和使用方法、
2、 掌握集成D、JK触发器的逻辑功能和使用方法
3、 了解锁存器的功能
二、 实验仪器与器件
1、 数字实验箱
2、 200MHz双踪示波器
3、 500型万用表
4、 实验器件：
74LS373 1片        74LS107  1片
74LS74  2片        74LS00   1片
电阻10K  2只
三、 实验任务
1、 用74LS00组成一个无抖动开关电路，并验证其功能
2、 测试74LS107的逻辑功能
3、 测试74LS74的逻辑功能
4、 试用JK触发器和D触发器分别构成一个二分频和四分频电路，记录输入，输出波形
5、 利用74LS74设计一个九进制异步计数器，观察并记录各级波形。
6、 测试74LS373的逻辑功能。用其组成8位双向总线驱动器，并验证功能
四、 预习要求
1、 复习各种触发器的逻辑功能机器触发方式
2、 复习利用触发器设计同步计数器和异步计数器的方法
3、 画出实验任务的电路图，写出实验的方法、步骤。画出有关电路的理论波形

实验七 集成计数器及其应用
一、 实验目的
1、 掌握中规模集成计数器的工作原理和任意进制计数器的设计方法。
2、 熟悉计数、译码、显示电路的使用方法。
二、 实验仪器与器件
1、 数字实验箱
2、 20MHz双踪示波器
3、 500型万用表
4、 实验器件：
74LS160   2片     LED七段数码管  2片
74LS48    2片     74LS00    1片
三、 实验任务
1、 测试74LS160的置数、清零、计数功能。用示波器同时观察CP端Qo端的波形
2、 用74LS160分别构成5分频、6分频的分频电路，并用示波器同时观察输入、输出波形
3、 根据给定器件，分别设计一个数字钟用的二十四进制和六十进制的计数器，并显示其结果
四、 预习要求
1、 认真学习附录中74LS160的逻辑功能、引脚作用及时序要求。
2、 复习74LS48、LED数码管的使用方法
3、 根据给定实验任务要求设计电路，画出有关电路的理论波形。
4、 拟定实验的方法、步骤

实验八 移位寄存器及其应用
一． 实验目的
1. 掌握移位寄存器CD40194的逻辑功能及其测试方法
2. 掌握移位寄存器的主要应用
二． 实验仪器与器件
1.数字实验箱
2.20MHz双踪示波器
3.500型万用表
4.实验器件：
74LS74   1片      74LS20   1片
74LS00   1片      CD40194  2片
四、 实验任务
1、 CD40194的功能测试。
分别测试CD40194的清除、左移、右移、并行置数和保持的功能
2、 利用2片CD40194组成8位移寄存器，并验证其功能。
3、 利用cd40194组成8位串入变并出和并入变串出的交换电路，并验证其功能
五．预习要求
1.复习移位寄存器的工作原理及设计方法
2.复习序列信号发生器的设计方法
3.画出实验电路，拟定实验的方法，步骤。列出数据表格

实验九 脉冲分配器及其应用
一、 实验目的
1. 熟悉利用CD40194构成位移型脉冲分配器的方法
2. 掌握节拍分配器的应用
二、 实验仪器与器件
1. 数字实验箱
2. 20MHz双踪示波器
3. 500型万用表
4. 实验器件：
74LS00  1片       CD40194   2片
CD4017  2片
三、 实验任务
1. 利用CD40194设计一个能自启动的环形计数器，观察和记录计数器的工作状态和输出波形
2. 利用CD40194设计一个能自启动的扭环计数器，观察和记录计数器的工作状态和输出波形
3. 测试CD4017的逻辑功能
4. 利用cd4017分别组成3分频和7分频电路，观察和记录输入，输出波形
5. 利用CD40194设计一个六分频的电路
四、 预习要求
1. 复习环形计数器和扭环计数器的工作原理及设计自启动位移计数器的方法
2. 复习计数器型分配器的工作原理
3. 认真阅读附录中CD40194和CD4017的功能表和说明
4. 根据实验任务画出实验电路，写出测试方法、步骤。列出记录的数据表格

实验十 集成单稳态触发器及其应用
一、 实验目的
1. 掌握集成单稳态触发器的功能和特性
2. 熟悉集成单稳态触发器的典型应用
二、 实验仪器与器件
1. 数字实验箱
2. 20MHz双踪示波器
3. 函数发生器
4. 500型万用表
5. 实验器件
74LS121  2件      74LS123  1件
74LS14   1片
三、 实验任务
1. 利用2片74LS121设计一个多谐振荡器，要求产生频率为1KHz的方波，试选取R、C值，并用示波器测出方波的幅度、频率和占空比。
2. 试用74LS121分别组成3分频、4分频的电路。当单稳态触发器输入信号为f=1KHz的方波时，试分别选取R、C值
3. 利用74LS123设计一个下降沿延迟电路，要求对输入的矩形脉冲的下降沿延迟20us，要求：
画出实验电路。当选取外接定时电容C=0.01uF时，试计算外接定时电阻值
观察电阻值
4. 利用74LS14设计一个整形电路，要求正弦波、三角波变换成矩形波，观察记录输入、输出波形，并测出Ut、Ut和△Ut值
四、 预习要求
1． 熟悉所给器件的引脚排列，功能表及详细说明
2． 根据实验任务要求，画出实验电路，选定有关参数，拟定实验方法、步骤

实验十一 555定时器及其应用
一、 实验目的
1. 了解555定时器的结构及工作原理
2. 掌握555定时电路的应用
二、 实验仪器与器件
1. 数字实验箱
2. 20MHz双踪示波器
3. 函数信号发生器
4. 500型万用表
5. 实验器件：
NE555 1片   电阻 100K 3只  2.4K 1只
电位器 10K   电容 10uF 1只  1200PF1只
三、 实验任务
1、 用NE555组成施密特触发器，给定Vop=+5V，Vipp=5V，要求：
用示波器同时观察测当输入信号为正弦波、三角波、方波时的输入、输出波形，并分别测出输入信号和输出信号的峰-峰值和周期
分别测出输入信号为正弦波，三角波，方波的最小触发电平值Vip-p
2、 用NE555组成单稳态电路。给定V=5v，输出脉冲宽度Tp=1ms，充电电阻R=6.8K欧姆，要求：
计算出C值
用示波器分别对比观测和记录U，Ur，Up的波形，并分别测出其电压峰-峰值和脉冲宽度
观察输入触发脉冲为不同宽度和幅度时，对输出脉冲的影响，并测出最小输入触发脉冲的幅度
3、 用NE555组成多谢振荡器，给定V=5V，振荡频率为fo=100KHz，R1+R2=6.8K欧姆。D=60%。要求：
计算R1、R2、C值
观察振荡器Ui,Uo波形，并测出T1，T2，T值和输出信号峰-峰值
四、 预习要求
1. 复习NE555定时器的结构及工作原理
2. 了解NE555定时器的各种应用
3. 根据实验任务要求，画出实验电路，计算各元件值。拟定实验方法、步骤。列出记录的数据表格。

实验十二 多路模拟开关及其应用
一、 实验目的
1. 了解多路模拟开关的组成及工作原理
2. 掌握模拟开关功能的测试方法
3. 掌握模拟开关的 应用
二、 实验仪器与器件
1. 数字实验箱
2. 20MHz双踪示波器
3. 直流稳压电源
4. 500型万用表
5. 实验器件：
74LS86  1片   CD4066 2片
74LS163  1片  CD4028 1片
CA741    1片  CD4051 1片
电阻6.8K  7只
五、 实验任务
1.利用CD4028设计一个八通道模拟数据选择器，画出电路，列表验证其结果。
2.利用CD4051设计一个传送正负极性的交流信号，给定：
  Vdo=5V，Vss=0V，Vee=-5V，地址输入数字信号电平为TTL电平，模拟信号Vip-p=<5V。要求：
在八个模拟输入端，分别加不同频率的正弦信号，用示波器观察OUT/IN端的波形，验证CD4051的功能
将正弦信号改在OUT/IN端输入，用示波器分别观察八路模拟输入波形，验证CD4051的功能
按方框图设计一个用数字信号合成三角波的电路。
给定：输入方波信号为TTL电平，频率F=16KHz
要求：
记录U1，OUT端波形
测出OUT端波形的峰峰值和频率
使输入方波信号频率F=32KHz时，重复上面
六、 预习要求
1.认真查阅CD4066，CD4051等给定器件的工作原理，引脚说明及使用说明。
2.画出各实验任务的电路，弄清其工作原理
3.写出实验任务的实验方法，步骤，列出记录的数据表格

实验十四   ROM、RAM的功能测试
一、 实验目的
1. ROM、RAM的工作原理。
2. 掌握ROM、RAM芯片的功能测试。
3. 会正确使用ROM、RAM芯片。
二、实验仪器与器件
1.数字试验箱
2．直流稳压电源
3.500型万用表
4.实验器件：
74LS373     1片      2716    1片
74LS163     2片      2114     2片
三、实验任务
1、2716芯片功能测试
   画出从2716芯片读出数据的电路，从给定单元地址100H—10FH中，分别读出数据，用发光二极管显示其读出结果，并与给定的数据相比较。
2、2114芯片的功能测试。
   利用2114芯片画出写入和读出数据的电路，要求：    
1.向2114芯片单元地址080H---08FH中，分别写入预定数据。
2.在1的基础上，从2114芯片单元地址080H---08FH中，分别读出数据，用发光二极管显示其读出结果，并与给定的数据相比较。
3、根据图3---18—1所示框图，设计EPROM、RAM的实验电路。
要求：
1. 从2716芯片的100H---10FH单元中，分别读出数据，并经373送8位LED发光二极管显示其结果，与预定值相比较。
2. 从2716芯片中，分别读取16个数据，依次写入2114芯片的相应单元中。
                2716的单元地址为：100H—10FH。
                2114的单元地址为：080H—08FH。
3、在2的基础上，再从2114芯片080H—08FH的单元地址中，逐个读出数据，并经373送8位LED发光二极管显示，并与1的结果相比较。
四、预习要求
     1、认真阅读2716、2114等给定芯片的引脚排列及其说明，弄清楚使用方法及注意事项。
     2、根据实验任务及要求，画出电路，弄清工作原理及工作时序关系。
     3、详细拟定实验的方法、步骤。
     4、列出记录的数据表格