《数字电子技术训练》讲义深圳职业技术学院工业中心电子技术基础教研室编印2006年1月实训一 信号灯的逻辑控制一、 实训目的1．了解逻辑控制的概念2．掌握表示逻辑控制的基本方法二、 实训设备与器件发光二极管、限流电阻、继电器两个、直流电源、导线若干三、 实训电路与说明图1.1为实训电路图。

这是一个楼房照明灯的控制电路。

设A 、B 分别代表上、下楼层的两个开关，发光二极管代表照明灯。

在楼上按下开关A ，可以将照明灯打开，在楼下闭合开关B ，又可以将灯关掉；反过来，也可以在楼下开灯，楼上关灯。

四、 实训内容与步骤（1）连接电路 表1.1 按图1.1连接好电路，注意JA 、JB 两个继电器的开关不要接错。

（2）试验开关和发光二极管的逻辑关系 接通电源，分别将开关A 、B 按表1.1的要求接通或者断开，观察发光二极管F 的亮灭情况，并填入表1.1中。

五、 实训结论与分析通过上述实训，可做如下总结：（1）实训图中，JA 和JB 分别代表继电器的两个线圈，JA K1、JB K1代表继电器的常开触点，JA K2、JB K2代表继电器的常闭触点。

在实训图所示的状态下（开关A 、B 均断开），由于没有通路给发光二极管供电，所以发光二极管灭；开关A 闭合，继电器线圈JA 通电，其常开触点JA K1闭合，常闭触点JA K2断开，JB K1 、JB K2则维持原来状态，此时图1.1最上面的一条电路连通，通过电源给发光二极管供电，发光二极管亮。

同样道理，如果只闭合开关B ，也会给发光二极管构成通路使之点亮；当开关A 、B 均闭合时，由于没有通路，所以发光二极管灭，读者可自行分析。

（2）发光二极管F 的状态，我们称为输出，是由开关A 、B 来决定的，开关A 、B 称为输入。

输出和输入是一种逻辑控制电路，而且输入量和输出量都只分别对应两种状态。

（3）从试验结果可以看出，当A 、B 同时闭合，或者同时断开，即处于相同状态时，二极管灭；相反，当A 、B 处于不同状态时，发光二极管点亮。

如果定义开关闭合和灯亮为逻辑“1”，定义开关断开和发光二极管不亮为逻辑“0”，则A 、B 、F 都可用两种逻辑状态“1”、图1.1 照明灯的逻辑控制电路开关A 开关B 发光二极管F 断开 断开 闭合 闭合 断开 闭合 断开 闭合“0”来描述。

注意此时的“1”、“0”不代表任何数量的大小。

表格的左边是两个输入状态的所有取值的组合，表格的右边是对应的输出状态。

这样我们可以将实验步骤4得到的表重新写为表1.2，这种表征逻辑事件输入和输出之间全部可能状态的表格称为逻辑事件的真值表。

表1.2六、思考题1.写出此逻辑控制电路输入输出之间的表达式。

2.试用与非门来实现该控制电路。

实训二非门构成多谐振荡器一．实训目的1．掌握集成电路手册的使用方法2．掌握IC测试仪的使用方法3．初步掌握由门电路构成的多谐振荡器的分析、测试方法二．实训设备与器件1．实训设备：IC测试仪一台、示波器一台、稳压电源一台（1）面板上各功能键的作用GUT6000型：CMOS/TTL 被测器件类型选择LOOP TEST 循环测试AUTO TEST 自动测试SEARCH 自动查找（芯片型号）GO 测试开始CLEAR 清除RESET 复位逐字清除GUT6000A型：TTL/CMOS 被测器件类型选择BUZZER 蜂鸣选择LOOP 循环测试AUTO 自动查找逐字清除、复位（2）窗口信息PASS 通过FIND 找到（芯片型号）UNIDENTIFIED 无法确定（芯片型号）ERROR 错误输入FAIL 测试失败U CC OR GND FAIL 电源或地测试失败（3）使用方法I.将芯片按管脚标识插入面板上的芯片座。

II.键入芯片的类型、型号，若型号未知，可按III.按IV.根据窗口信息确定芯片的好坏。

注：GUT6000A型IC测试仪使用方法与GUT6000型大致相同，但芯片插座上的管脚号不同，使用时应加以注意。

2．实训器材：1KΩ电阻两只、0.1µF电容两只、74LS04芯片一只、面包板一块、导线若干三．实训电路与说明图2.1 实训电路图图2.2 电路波形图设：u o1为低电平U oL、u o2为高电平U oH时，称为第一暂稳态；u o1为高电平U oH、u o2为低电平U oL时，称为第二暂稳态。

在接通电源的瞬间，电路的输入端形成一个微弱的正向跃升信号，构成初始输入信号u I1u I1u o1u I2u o2经过这一过程（极短的时间内）电路迅速进入第一暂稳态，即G1开门，G2关门。

u o1为低电平U oL，u o2为高电平U oH。

在这一过程中，C1、C2起耦合作用。

接着，G2输出u o2的高电平U oH经C2、R F1、G1的内阻（约4KΩ）对C2反向充电（左“－”右“＋”），使u I1下降。

与此同时，u o2的高电平经R F2、G2的内阻对C1充电（左“－”右“＋”），u I2随之上升。

当u I2上升到G2的阀值电平U TH（约1.4V）时，电路又产生另一个正反馈过程：u I2u o2u I1u o1这一过程使得电路迅速翻转到第二暂稳态，即G1关门，u o1为高电平U oH，G2开门，u o2为低电平U oL。

在这一过程中，C1、C2仍起耦合作用。

接下来，G1输出的高电平U oH经C1、R F2、G2内阻对C1反向充电，使u I2下降。

同时，经R F1、G2、C2内阻对C2充电（左“＋”右“－”），使u I1随之升高。

当u I1上升到G1阀值电压U TH（约1.4V）时，电路经过放大与正反馈过程返回到第一暂稳态。

脉冲宽度等于C1充电到U TH所需时间，间歇宽度等于C2充电到U TH所需时间，由于电路对称，这两个时间相等。

振荡周期T的估算如下：当取R F1＝R F2＝R F，C1=C2=C时：T≈1.4R F C四．实训内容与步骤1．辨认并用万用表校核电阻的阻值。

2．辨认并用万用表检测电容器的好坏。

3．利用集成电路手册查阅74LS04的内部构造及管脚分布。

4．用IC测试仪检测74LS04的好坏。

5．按实训电路在面包板上完成接线。

6．接通电源后，用示波器观察u I1、u o1、u I2、u o2的波形，并读出u o2的周期T。

五．实训结论与分析1．绘出u I1、u o1、u I2、u o2的实际波形，标出U IHmax、U TH、－U Cmax、U OH、U OL的实测值。

2．比较u o2周期T的实测值与估算值的大小，建立起工程估算的概念。

3．比较u o2的平顶宽度与间歇宽度是否与理论分析相符。

六．思考题1．若增大R F1阻值，输出信号周期怎样变化，脉冲宽度核间歇宽度哪一个较大？为什么？2．设计如下图所示的防盗报警电路并分析其原理。

实训三逻辑门电路的功能测试一、实训目的1．通过测试，验证逻辑门电路的功能2．学习组建复合逻辑门的方法，并测试其功能3．熟悉和掌握各种门电路的功能和使用方法二、实训设备与器件1．实训设备：直流稳压电源、逻辑笔2．实训器材：74LS00、74LS04、74LS27、74LS86各一片，面包板一块，导线若干三、实训电路与说明逻辑门电路实际上是一种条件开关电路，只有在输入信号满足一定的逻辑条件时，开关电路才允许信号通过，否则信号就不允许通过，即逻辑门电路的输出信号与输入信号之间存在一定的逻辑关系。

最基本的逻辑门电路有“与”门、“或”门、及“非”门电路三种，但常用的是“与非”门、“或非”门、“与或非”门以及“异或”门等具有复合逻辑功能的门电路。

以前逻辑门电路都是用分立元件组成，现在大量使用的是集成门电路，若按电路中晶体管导电类型来分，集成门电路分为双极型和单极型两大类。

双极型最多的是晶体管－晶体管逻辑门电路，即TTL门电路，单极型的有金属－氧化物—半导体互补对称逻辑门电路，即CMOS 门电路。

四、实训内容与步骤1．测试“与非”门的逻辑功能表3.1输入输出A B Y0 00 11 01 1图3.1 74LS00管脚图74LS00含四个两输入与非门，其内部结构及引脚图如图3.1所示。

管脚V cc接入＋5V，管脚GND接地。

与非门的输入端分别接至高电平或者低电平上，用逻辑笔测试不同的输入状态下的输出状态，并将结果写入表3.1中。

分析结果是否符合“与非”门的逻辑功能。

2．测试“非”门的逻辑功能74LS04为六非门，其内部结构及引脚如图3.2所示。

V cc接入＋5V，管脚GND接地。

将输入端A分别接至逻辑高电平或者低电平，用逻辑笔测试不同输入状态下的输出，并将结果写入表3.2中。

分析结果是否符合“非”的逻辑功能。

表3.2图3.2 74LS04管脚图3．测试“异或”门的逻辑功能图3.3 74LS86管脚图74LS86内含四个异或门，其内部结构及引脚如图3.3所示。

V cc 接入＋5V ，管脚GND 接地。

将两个输入端的A 、B 分别接至逻辑高电平或者低电平，用逻辑笔测试不同输入状态下的输出，并将结果写入表3.3中，分析结果是否符合“异或”的逻辑功能。

4．测试“或非”门的逻辑功能74LS27内含三个三输入或非门，其内部结构及引脚如图3.4所示。

V cc 接入＋5V ，管脚GND 接地。

将三个输入端的A 、B 、C 分别接至逻辑高电平或者低电平，用逻辑笔测试不同输入状态下的输出，并将结果写入表3.4中，分析结果是否符合“或非”的逻辑功能。

表3.4输入 输出 A Y 0 1输入 输出A B Y 0 0 0 1 1 0 11图3.4 74LS27管脚图输入 输出 A B C Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0111 0 0 1 0 1 1 1 0 1 115．组合逻辑电路的简单设计某单位举办军民联欢晚会，军人持红票入场，群众持黄票入场，持绿票者军民均可入场。

试写出实现此要求的逻辑表达式、逻辑状态表并画出逻辑图。

选用上述芯片进行测试。

逻辑说明：设三个输入变量A、B、C。

表3.5B=1 红票 B = 0 黄票C=1 有绿票 C = 0 无绿票Y=1 可入场Y = 0 不准入场五、实训结论与分析通过上述实训，可得出组合逻辑电路的分析步骤大致如下：已知逻辑要求→列逻辑状态表→写逻辑式→运用逻辑代数化简或变换→画逻辑图。

六、思考题1.逻辑门电路的描述方式有哪几种？2.基本门电路是指哪几种逻辑门？3.芯片测试中的输入高、低电平在实训中分别是用什么来模拟？实训四简单抢答器电路一、实训目的1．了解集成逻辑门电路的结构特点。

2．掌握由基本逻辑门电路实现复杂逻辑关系的一般方法。

3．学会集成门电路的使用及逻辑电平的测量。

4．建立组合逻辑电路的基本概念。

二、实训设备与器件1．实训设备：直流稳压电源、逻辑笔、万用表1块。

2．实训器材：74LS04一片、74LS20两片、发光二极管4只、5.1KΩ电阻4个、510Ω电阻4个、按钮开关4个、面包板一块、导线若干。