Xuzhou Institute of Technology 数字逻辑电路实验指导书使用班级：15级计算机专业2016年9月目录学生实验守则 (3)电工电子实验室安全制度 (4)实验报告要求 (5)实验一THD-1数字电路箱的使用 (6)实验二TTL集成门电路 (8)实验三组合逻辑电路设计 (11)实验四综合实验（组合电路） ..................................................................... 错误!未定义书签。

实验五译码器、显示器 .................................................................................. 错误!未定义书签。

实验六触发器. (13)实验七计数器及其应用 (18)实验八555定时器 (21)实验九移位寄存器........................................................................................... 错误!未定义书签。

实验十综合实验（时序电路） ..................................................................... 错误!未定义书签。

附录1 V-252型双踪示波器............................................................................ 错误!未定义书签。

附录2 EE1641B型函数信号发生器............................................................. 错误!未定义书签。

附录3 SX2172型交流毫伏表 ........................................................................ 错误!未定义书签。

附录4 VC9801+型数字万用表 .. (22)附录5 EWB电子仿真软件 (24)学生实验守则一、参加实验时应衣冠整洁。

进入实验室后应保持安静，不要大声喧哗和打闹，妨碍他人学习和实验。

不准吸烟，不准随地吐痰，不准乱扔纸屑与杂物。

二、进行实验时必须严格遵守实验室的规章制度和仪器操作规程。

爱护仪器设备，节约实验器材，未经许可不得乱动实验室的仪器设备。

三、注意人身安全和设备安全。

若仪器出现故障，要立即切断电源并立即向指导教师报告，以防故障扩大。

待查明原因、排除故障之后才可继续进行实验。

四、要以严格、认真的科学态度进行实验，结合所学理论，独立思考，分析研究实验现象和数据。

五、实验完毕后必须收拾整理好自己使用的仪器设备，保持实验台整洁，填写实验仪器使用记录。

在归还实验仪器后，才能离开。

六、违反实验室规章制度和仪器设备操作规程造成事故、导致仪器设备损坏者，将视情节轻重按实验室设备管理制度处理及赔偿。

电工电子实验室安全制度一、每个实验室要有专人担任安全员，负责本室的各项安全工作。

并定期进行安全检查，发现问题及时向领导和有关部门汇报。

二、实验室总电源应有专人负责，各分室电源应有指示灯指示。

三、实验室内不准吸烟。

要经常检查室内电源设备状况。

各种用电设备使用完毕后要断开电源。

四、实验室钥匙不能出借他人，实验室所有仪器设备的配置、维修、拆卸等都必须做好记录并严格遵守操作规程，非经有关人员许可不得擅自动用。

五、每个实验室要配备必要的消防器材（灭火器、灭火栓），消防器材必须定期检查更换。

任何人不得随意搬动、拆卸消防器材。

六、工作人员离开时必须断开室内电源、水源，关好门窗。

匪警电话 110火警电话 119校保卫处电话 83209110实验报告要求实验前写好预习报告，预习报告要求见各实验章节，实验报告必须用规定的实验报告纸书写。

实验报告需附由教师签字的原始数据纸方为有效。

实验内容应有下列各项内容：一、实验目的二、仪器与设备三、原理简述（含实验原理图）四、内容与步骤（含测量数据）五、总结实验一 数字电路箱的使用（1505P000101）一、实验目的1．学习数字电路实验箱的使用。

2．掌握万用表的基本工作原理及使用方法。

3. 学会使用EWB 仿真软件二、实验仪器数字电路实验箱 数字万用表 计算机三、实验内容1．实验箱结构观察实验箱结构，熟悉各部分区域的功能，为今后使用实验箱完成数字电路实验做准备。

实验箱各部分区域名称如图1-1所示。

2．测试逻辑开关和发光二极管显示功能+5V 电源，拨动逻辑开关观察结果，逻辑开关遵循正逻辑，即灯亮表示输出逻辑为1，灯灭表示输出逻辑为0；用一连线一端插入发光二极管显示输入插孔，另一端插入逻辑开关的输出插孔，拨动逻辑开关，输出高电平时发光二极管亮，输出低电平时发光二极管灭。

3．试单脉冲和连续脉冲输出端功能在信号区处接上电源。

单脉冲有两种输出方式，按动单脉冲按键，每按动一下，单脉冲输出处提供由高电平到低电平（或由低电平到高电平）的一个过程；连续脉冲信号输出处，有三档频率粗调供频率范围选择，将输出频率调至1Hz，发光二极管每秒闪亮一次，调至高频时，并调节微调旋钮，看到发光二极管恒亮。

（高频时人的肉眼反应不出频率的变化）。

4．测试数码显示功能将数码管的ABCD端与四个逻辑开关X0、X1、X2、X3相连接，拨动开关为0000、0001、0010、0011、0100．．．．．．可观察8421码显示，即可顺序显示0、1 、2、3、4．．．．．．。

将拨码开关任一组ABCD与数码管的任一ABCD相连接，按动拨码开关，观察显示结果。

5. EWB仿真软件介绍及使用（见附录）实验二TTL集成门电路（1505P000102）一、实验目的1．掌握TTL集成与非门的逻辑功能和性能特点；2．能正确使用各种集成门电路；3．进一步熟悉实验箱结构、基本功能和使用方法。

二、实验仪器THD-1数字电路实验箱万用表集成片74LS20、74LS86三、实验原理门电路是组成数字电路的最基本的单元，包括与非门、与门、或门、或非门、与或非门、异或门、集成电极开路与非门和三态门等。

最常用的集成门电路有TTL和CMOS两大类。

TTL为晶体管—晶体管逻辑的简称，广泛的应用于中小规模电路，功耗较大。

图1 74LS20管脚图本实验所用的74LS20是四输入双与非门。

即在一块芯片内含有两个相互独立的与非门，每个与非门含有四个输入端。

其逻辑表达式为Y=ABCD，逻辑符号及引脚排列如图1。

正逻辑的前提下，输入端只要一个为低电平，输出就为高电平。

描述与非门的输入、输出关系可以用电压传输特性表示，见图 2从电压传输特性曲线上可以读出输出高电平U OH ，输出低电平U OL ，开门电平U ON ，关门电平U OFF 等参数。

实际的门电路U OH 和U OL 并不是恒定值，由于产品的分散性，每个门之间都有差异 。

在TTL 电路中，常常规定高电平的标准值为3V ，低电平的标准值为0.2V 。

从0V 到0.8V 都算作低电平,从2V 到5V 都算作高电平,超出了这一范围是不允许的,因为这不仅会破坏电路的逻辑关系,而且还可能造成器件性能下降甚至损坏。

图2 电压传输特性曲线图中：U OH ：指一个（或几个）输入端是低电平时输出的电平；U OL ：指输入指端全为高电平时输出的电平；U ON ：在额定负载下得到规定的低电平，输入端应加的最小输入电平；U OFF ：通常规定保证输出电压为标准高电平的条件下所允许的最大输入电平。

四、实验步骤1．TTL 与非门的逻辑功能在数字箱14芯IC 插座上，将芯片的小缺口与IC 插座的缺口对准插上74LS20四输入双与非门集成元件。

按照图1接线，14脚接+5V 电源，7脚接地，接线后检查无误，通电，按照表1改变A 、B 、C 、D 状态，观察记录输出状态；从实验结果中写出逻辑表达式Y 。

表12．与非门电压传输特性测试R用74LS20元件中的任一四输入与非门按照3连接线路.接线检查无误后，通电，准备测试。

调节电位器，使输入电压V I 从零逐渐增大（用万用表测量电压的大小），按照表 2求，同时测量对应的输出V O 的数值，将其填入表2中。

表2根据表 2的结果，在坐标纸上画出电压传输特性（uo=f （ui ）的关系）,并求出开门电平U ON ,关门电平U OFF 值。

3．异或门的逻辑功能测试74LS86为二输入四异或门元件，即芯片内含有四个异或门。

如图4，先将V CC 接+5V电源GND 接地；任选一异或门（如1，2脚接逻辑开关的输出电平，3脚接发光二极管） 测试异或门的逻辑特性并记入表3中。

表3五、总结1．在数字电路箱上使用集成芯片时应注意哪些问题？ 2．TTL 系列芯片与CMOS 芯片的区别。

图4 74LS86管脚图实验三组合逻辑电路设计（1505P000104）一、实验目的1．掌握组合电路的一般设计方法；2．掌握半加器、全加器逻辑功能，并用元件实现之，3．根据给定的实际逻辑要求，设计出最简单的逻辑电路图。

二、实验仪器THD-1数字电路箱集成片74LS20，74LS00，74LS86三、实验原理数字系统中常用的各种数字部件，就其结构和工作原理而言可分为两大类，即组合逻辑电路和时序逻辑电路。

组合逻辑电路输出状态只决定于同一时刻的各输入状态的组合，与先前状态无关，它的基本单元一般是逻辑门。

时序逻辑电路输出状态不仅与输入变量的状态有关，而且还与系统原先的状态有关，它的基本单元一般是触发器。

组合逻辑电路的设计步骤一般为：（1）根据逻辑要求列出真值表；（2）从真值表中写出逻辑表达式；（3）化简逻辑表达式，并选用适当的器件；（4）根据选用的器件，画出逻辑图。

逻辑化简是组合逻辑设计的关键步骤之一。

为了使电路结构简单和使用器件较少，往往要求逻辑表达式尽可能化简。

由于实际使用时要考虑电路的工作速度和稳定可靠等因素，在较复杂的电路中，还要求逻辑清晰易懂，所以最简设计不一定是最佳的。

但一般来说，在保证速度、稳定可靠与逻辑清楚的前提下，尽量使用最少的器件，以降低成本。

组合逻辑设计过程常是在理想的情况下进行的。

实际工作中，可能会出现瞬间错误。

四、实验内容1．设计一个路灯控制电路并用EWB软件仿真实现要求：2．全减器的设计要求：根据实验室提供的器件，按照组合逻辑电路的设计步骤自行设计，并实现。

74LS00管脚图实验四触发器（1505P000105）一、实验目的1．掌握基本RS、D、JK触发器的逻辑功能；2．掌握集成触发器的使用方法和逻辑功能的测试方法；3. 掌握触发器的设计方法二、实验仪器THD-1数字电路箱集成片74LS00，74LS74，74LS112三、实验原理触发器具有两个稳定状态，用以表示逻辑状态"1"和"0"，在一定的外界信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态，它是一个具有记忆功能的二进制信息存贮器件，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。