數位電路技術基礎實驗
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實驗一組合邏輯電路分析
一、實驗目的
熟悉用74ls00和74ls20元件利用與非門電路設計組合電路的原理和方法步驟
二、實驗內容
實驗一：
圖1-1
實驗一的邏輯關係圖的真值表如下**所示：
真值表說明此邏輯電路圖實現的是與活功能。
實驗二：
密碼鎖的開鎖條件是：撥對密碼，鑰匙插入鎖眼將電源接通，當兩個條件同時滿足時，開鎖訊號為「1」，將鎖開啟；否則，報警訊號為「1」，則接通警鈴。
試分析下圖中密碼鎖的密碼abcd是什麼？
實驗電路圖如下：
圖1-2
實驗真值表記錄如下：
綜上可知，當abcd=1001時，燈x1亮，燈x2滅，密碼鎖可開啟。由此可見，該密碼鎖的密碼abcd為1001。
三、實驗心得體會：
實驗相對較為簡單，需要用到兩種不同的非門，注意74ls00和74ls20一定要接地和電源。
實驗二組合邏輯實驗（一）
半加器和全加器
一、實驗目的
熟悉用門電路設計組合電路的原理和方法步驟
二、預習內容
1、複習用門電路設計組合邏輯電路的原理和方法步驟。
2、複習二進位制數的運算。
(1)用「與非」門設計半加器的邏輯圖。
(2)完成用「異或」門、「與或非」門、「與非」門設計全加器的邏輯圖。
(3)完成用「異或」門設計三變數判奇電路的原理圖。
三、實驗內容
1、用與非門組成半加器。
圖2-1
實驗結果如下：
2、用異或門、與或非門、與非門組成全加器。
圖2-2
實驗結果如下：
3、用異或門設計3變數判奇電路，要求變數中1的個數為奇數時，輸出為1，否則為0。
圖2-3
實驗結果如下：
4、用「74ls283」全加器邏輯功能測試。
實驗結果如下：
四、實驗心得體會
實驗多而不複雜，只要按照擬定的電路圖接線，注意細節還是很容易完成的。
實驗三組合邏輯實驗（三）
資料選擇器和解碼器的應用
一、實驗目的
熟悉資料選擇器和資料分配器的邏輯功能和掌握其使用方法。
二、預習內容
1、了解所用元器件的邏輯功能和管腳排列。
2、複習有關資料選擇器和解碼器的內容。
3、用八選一資料選擇器產生邏輯函式和
4、用3線-8線解碼器和與非門構成乙個全加器
三、實驗內容
1、資料選擇器的使用：
當使能端en=0時，y是、、和輸入資料～的與或函式，其表示式為：
（表示式1）
式中是、、構成的最小項，顯然當=1時，其對應的最小項在與或表示式中出現。當=0時，對應的最小項就不出現。利用這一點，不難實現組合邏輯電路。
將資料選擇器的位址訊號、、作為函式的輸入變數，資料輸入～作為控制訊號，控制各個最小項在輸出邏輯函式中是否出現，使能端en始終保持低電平，這樣，八選一的資料選擇器就成為乙個三變數的函式產生器。
實驗一：
用八選一的資料選擇器74ls151產生邏輯函式
將上式寫成如下形式：
該式符合表示式1的標準形式，顯然、、、都應該等於1，而式中沒有出現的最小項、、、，它們的控制訊號、、、都應該等於0，由此可畫出該邏輯函式產生器的邏輯圖。
圖3-1
實驗結果如下：
由上真值表可知，此邏輯圖確實可產生。
實驗二：
用八選一的資料選擇器74ls151產生邏輯函式，根據上述原理自行設計邏輯圖，並驗證實際結果。
圖3-2
實驗結果如下：
2、3-8線解碼器的應用
用3-8線解碼器74ls 138和與非門構成乙個全加器，寫出邏輯表示式並設計邏輯電路圖。驗證實際結果。
全加器的和與新進製的表示式如下：
*****=
實驗電路圖如下：
圖3-3
實驗結果如下：
由真值表即可驗證確實是產生了邏輯函式即為全加器的邏輯表示式。
四、實驗心得體會
這次試驗涉及積體電路：資料選擇器和解碼器。兩者均可以用來構建邏輯函式，例如全加器的邏輯函式。連線和電路設計頗有難度，所以要細心操作，避免出現錯誤後難以查詢。
實驗四觸發器和計數器
一、實驗目的
1、熟悉jk觸發器的基本邏輯功能和原理。
2、了解二進位制計數器工作原理。
3、設計並驗證十進位制、六進製制計數器。
二、預習內容
1、複習有關rs觸發器，jk觸發器，d觸發器的內容。
2、預習有關計數器的工作原理。
3、用jk觸發器組成三精製計數器，設計電路圖。
4、用74ls163和與非門組成四維二進位制計數器，十進位制計數器，六進製制計數器，設計電路圖。
三、實驗內容
1、rs觸發器邏輯功能測試
用一塊74ls00與非門構成rs觸發器，用萬用表測量q及的電位，並記錄於下表中。
圖4-1
實驗結果如下：
2、六進製制計數器
圖4-2
3、十進位制計數器
圖4-3
4、六十進位制計數器
圖4-4
四、實驗心得體會
通過實驗，驗證了rs觸發器輸出q隨rs變換的規律。還有d觸發器、jk觸發器、t觸發器等。
實驗內容還有用四位二進位制計數器74ls163和與非門通過非同步置數組成十進位制計數器。還有很多方法可以完成十進位制計數器的功能，比如非同步清零，將進製端通過非門去置數等等。我們還應該注意74ls161和74ls163同步置數和非同步置數的區別。
同時，用四位二進位制計數器可以組成任意位的計數器，我們要掌握置數和清零的規律。
實驗五數位電路綜合實驗
一、實驗目的
1、學會計數器、解碼器、顯示器等器件的使用方法。
2、學會用它們組成具有計數、解碼、顯示等功能的綜合電路，並了解他們的工作原理。
二、預習內容
1、複習有關計數器、解碼器、暫存器、顯示器的內容。
2、熟悉有關元器件的管腳排列。
3、設計十進位制計數解碼顯示電路，畫出電路圖。
三、實驗內容
1、按自行設計電路圖接線
圖5-1
2、合上電源。當計數器預置初始狀態「0000」後，將「置數」改為「1」態，由cp輸入1hz的連續方波。檢查輸入脈衝數與顯示器上顯示的十進位制數字是否相符。
四、分析實驗結果，並討論利用上述方法，能否擴大成0~99的計數、解碼、顯示電路？計數器的進製如何實現？
答：可以擴大成100進製的計數、解碼顯示電路，利用兩塊計數器、兩塊解碼器和兩個顯示器，組合後就能有以上功能。
實驗六 555整合定時器
一、實驗目的
熟悉與使用555整合定時器。
二、預習內容
複習有關555整合定時器的內容和常用電路。
三、實驗內容
1、555單穩電路
(1)按圖接線，組成乙個單穩觸發器。
(2)測量輸出端（3端），控制端（5端）的電位並與理論值比較。
(3)用示波器觀察輸出波形以及輸出電壓的脈寬。。
圖6-1
實驗結果如下：
2、 555多諧振盪器
(1)按圖接線，組成乙個多諧振盪器
輸出矩形波的頻率為：f=1.43/(r1+2r)
(2)用示波器觀察輸出波形.
圖6-2
實驗結果如下：
3、接觸開關
按圖接線，構成乙個接觸開關，摸一下觸控線，led亮一秒
圖6-3
三．實驗心得體會
單穩態電路和555多諧振盪器試驗中我們用指示燈代替示波器，根據指示燈的亮滅大致校對實驗頻率。
實驗七數字秒錶
一、實驗目的
1、了解數字計時裝置的基本工作原理和簡單設計方法。
2、熟悉中規模整合器件和半導體顯示器的使用。
3、了解簡單數字裝置的除錯方法，驗證所設計的數字秒錶的功能.
二、預習內容
1、n進製計數器、解碼顯示電路及多諧振盪器的工作原理和設計方法.
2、所用器件的功能和外部引線排列.
三、參考元件
整合元件：555定時器一片，74ls248 兩片，74ls163 兩片，led 兩片，74ls00兩片。
二極體 1n4148 乙個；電位器 100k 乙個；電阻、電容若干。
四、設計內容及要求
1、設計乙個數字秒錶電路，電路包含秒脈衝發生器、計數、解碼、顯示00~59秒。
2、具有消零、停止、啟動功能。
五、原理框圖
六、實驗電路圖
圖7-1
秒訊號發生器用555定時器構建多諧振盪電路而成，六十進位制計數器用兩塊74ls163組成，解碼電路由74ls248組成，數碼顯示由led組成。
開關a b置於高電平時開始計數，a置於低電平的時候暫停計數，b置於低電平的時候清零。
七．實驗心得體會
此次實驗需要我們最好事先進行**測試電路是否有問題，特別是多諧振盪器上的一些元件引數很重要，如果有一些錯誤或者引數選擇不當的話會直接導致實驗結果不理想。
另外，若在沒有74ls163元件的條件下，須知，與74ls163元件功能相近的元件是74ls161。
數電實驗報告
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