Ⅰ 數字邏輯實驗報告的實驗總結應該怎樣寫啊
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實驗題目:基本邏輯門邏輯功能測試及應用
姓名:___________學號:______
班級:___________組別:________
合作者:_________________
指導教師:
實驗概述
【實驗目的及要求】
1、實驗目的
1)掌握基本邏輯門的功能及驗證方法。
2)學習TTL基本門電路的實際應用。
3)掌握邏輯門多餘輸入端的處理方法。
4)掌握組合邏輯電路的設計與測試方法
2、實驗要求
利用TDS-4數字系統綜合實驗平台測試基本邏輯門的功能,根據實驗原理設計一個組合電路,並進行測試分析。
1)總結TTL門電路多餘輸入端的處理方法。
2)通過本次實驗總結TTL及CMOS器件的特點及使用的收獲和體會。
3)TTL與非門的輸入端懸空可視為邏輯「1」嗎?有何缺點?
4)如果與非門的一個輸入端接連續脈沖,其餘端是何狀態允許脈沖通過?是何狀態禁止脈沖通過?
5)欲使一個異或門實現非邏輯,電路將如何連接?為什麼說異或門是可控反相器?
【實驗原理】
數字電路中,最基本的邏輯門可歸結為與門、或門和非門。實際應用時,它們可以獨立使用,但用的更多的是經過邏輯組合組成的復合門電路。目前廣泛使用的門電路有TTL門電路和CMOS門電路。
1、TTL門電路
TTL門電路是數字集成電路中應用最廣泛的,由於其輸入端和輸出端的結構形式都採用了半導體三極體,所以一般稱它為晶體管-晶體管邏輯電路,或稱為TTL電路。這種電路的電源電壓為+5V,高電平典型值為3.6V(≥2.4V合格);低電平典型值為0.3V(≤0.45合格)。常見的復合門有與非門、或非門、與或非門和異或門。
有時門電路的輸入端多餘無用,因為對TTL電路來說,懸空相當於「1」,所以對不同的邏輯門,其多餘輸入端處理方法不同。
(1)TTL與門、與非門的多餘輸入端的處理
如圖1-1為四輸入端與非門,若只需用兩個輸入端A和B,那麼另兩個多餘輸入端的處理方法是:
並聯懸空通過電阻接高電平
圖1-1TTL與門、與非門多餘輸入端的處理
並聯、懸空或通過電阻接高電平使用,這是TTL型與門、與非門的特定要求,但要在使用中考慮到,並聯使用時,增加了門的輸入電容,對前級增加容性負載和增加輸出電流,使該門的抗干擾能力下降;懸空使用,邏輯上可視為「1」,但該門的輸入端輸入阻抗高,易受外界干擾;相比之下,多餘輸入端通過串接限流電阻接高電平的方法較好。
(2)TTL或門、或非門的多餘輸入端的處理
如圖1-2為四輸入端或非門,若只需用兩個輸入端A和B,那麼另兩個多餘輸入端的處理方法是:並聯、接低電平或接地。
並聯低電平或接地
圖1-2TTL或門、或非門多餘輸入端的處理
(3)異或門的輸入端處理
異或門是由基本邏輯門組合成的復合門電路。如圖3.2.3為二輸入端異或門,一輸入端為A,若另一輸入端接低電平,則輸出仍為A;若另一輸入端接高電平,則輸出為A,此時的異或門稱為可控反相器。
圖1-3異或門的輸入端處理
在門電路的應用中,常用到把它們「封鎖」的概念。如果把與非門的任一輸入端接地,則該與非門被封鎖;如果把或非門的任一輸入端接高電平,則該或非門被封鎖。
由於TTL電路具有比較高的速度,比較強的抗干擾能力和足夠大的輸出幅度,在加上帶負載能力比較強,因此在工業控制中得到了最廣泛的應用,但由於TTL電路的功耗較大,目前還不適合作大規模集成電路。
【實驗環境】
1、THD-4型數字電路實驗箱
2、器材:74LS00四-2輸入與非門
74LS32二輸入四或門
74LS86四-2輸入異或門
74LS0874LS04
實驗內容
【實驗方案設計】
1、TTL與非門的邏輯功能及應用
晶元的引腳號查法是面對晶元有字的正面,從缺口處的下方(左下角),逆時針從1數起。晶元要能工作,必須接電源和地。本實驗所用與非門集成晶元為74LS00四-二輸入與非門,其引腳排列如圖1-4所示。
圖1-474LS00引腳排列
(1)測試74LS00四-2輸入與非門的邏輯功能
(2)用74LS00實現或邏輯:,寫出轉換過程邏輯函數式,畫出標明引腳的邏輯電路圖,測試其邏輯功能,觀測實驗結果。
採用74LS00實現以上邏輯函數的電路如下圖所示:
(3)用74LS00實現下表所示的邏輯函數。寫出設計函數式,畫出標明引腳的邏輯電路圖,並驗證之。
輸入輸出輸入輸出
(請在此處寫出邏輯表達是並根據上面的例子畫出電路圖,如果用Word畫圖不方便,可以先畫在紙上,拍照後粘貼在此處)
2.用74LS86設計一個四位二進製取反電路。寫出設計函數式,列出功能表,畫出標明引腳的邏輯電路圖,並通過實驗驗證之。
(請在此處寫出邏輯表達是並根據上面的例子畫出電路圖,如果用Word畫圖不方便,可以先畫在紙上,拍照後粘貼在此處)
3.用與非、與、或等基本邏輯門設計一個無棄權三通路表決器,既當輸入為兩個1時輸出為1。
(請在此處寫出邏輯表達是並根據上面的例子畫出電路圖,如果用Word畫圖不方便,可以先畫在紙上,拍照後粘貼在此處)
【實驗過程】(實驗步驟、記錄、數據、分析)
1.選用了74LS00一個與非門,將其輸入端A和B分別接至電平輸出器插孔,由電平輸出控制開關控制所需電平值,扳動開關給出四種組合輸入。將輸出端接至發光二極體的輸入插孔,並通過發光二極體的亮和滅來觀察門的輸出狀態。其邏輯函數式為:,觀測結果如下:
表1與非門邏輯功能測試表
ABY00011011
2.採用74LS00搭建了的邏輯電路,並測試了邏輯或的功能,其測試結果如表1-2所示:
表1-2或邏輯功能測試表
輸入輸出ABY00011011
3.採用74LS00設計一個無棄權三通路表決器
小結
寫一個不少於3行的小結,談談實驗的收獲。
Ⅱ 用74LS153及適當門電路實現一位全加器功能電路,寫出設計過程,記錄實驗結果
根據全加器真值表,可寫出和S,高位進位CO的邏輯函數。
A1A0作為兩個輸入變數,即加數和被加數A、B,D0~D3為第三個輸入變數,即低位進位CI,1Y為全加器的和S,2Y全加器的高位進位CO,則可令數據選擇器的輸入為:A1=A,A0=B,1DO=1D3=CI,1D1=1D2=CI反,2D0=0,2D3=1,2D1=2D2=CI,1Q=S1,2Q=CO;
可以根據管腳所對應的連接電路
Ⅲ ZHONGLAN數字邏輯電子技術試驗指導與設計.doc
『數字電子技術基礎實驗指導書』
實驗一 實驗設備認識及門電路
一、目的:
1、 掌握門電路邏輯功能測試方法;
2、 熟悉示波器及數字電路學習機的使用方法;
3、 了解TTL器件和CMOS器件的使用特點。
二、實驗原理
門電路的靜態特性。
三、實驗設備與器件
設備
1、電路學習機 一台
2、萬用表 兩快
器件
1、 74LS00 一片(四2輸入與非門)
2、 74LS04 一片(六反向器)
3、 CD4001 一片(四2輸入 或非門)
四、實驗內容和步驟
1、測試74LS04的電壓傳輸特性。按圖1—1連好線路。調節電位器,使VI在0~+3V間變化,記錄相應的輸入電壓V1和輸入電壓V0的值。至少記錄五組數據,畫出電壓傳輸特性。
VI(V) 0 0.5 0.9 1 1.2 1.5
VO(V)
2、測試四二輸入與非門74LS00的輸入負載特性。測試電路如圖1—2所示。請用萬用表測試,將VI和VO 隨RI變化的值填入表1—1中,畫出曲線。
表1-1
RI 100
300
1K 4.7K 5.1K 6.1K 10K
VI
VO
3、測試與非門的邏輯功能。
測量74LS00二輸入與非門的真值表:將測量結果填入表1—2中。
表1—2
74LS00 CD4001
輸入 輸出 輸入 輸出
AB Y 電壓(V) AB Y 電壓(V)
L L
L H
H L
H H L L
L H
H L
H H
4、測量CD4001二輸入或非門的真值表,將測量結果填入表1-2中。
注意CMOS電路的使用特點:應先加入電源電壓,再接入輸入信號;斷電時則相反,應先測輸入信號,再斷電源電壓。另外,CMOS電路的多餘輸入端不得懸空。
五、預習要求
1、閱讀實驗指導書,了解學習機的結構;
2、了解所有器件(74LS00,74LS04,CD4001)的引腳結構;
3、TTL電路和CMOS電路的使用注意事項。
圖1-1 圖1-2
實驗二 組合電路試驗一
一、實驗目的
1、學習並掌握小規模晶元(SSI)實現各種組合邏輯電路的方法;
2、學慣用儀器檢測故障,排除故障。
二、實驗原理
用門電路設計組合邏輯電路的方法。
三、實驗內容及要求
1、用TTL與非門和反向器實現「用三個開關控制一個燈的電路。」要求改變任一開關狀態都能控制燈由亮到滅或由滅到亮。試用雙四輸入與非門74LS20和六反向器74LS04和開關實現。測試其功能。
2、用CMOS與非門實現「判斷輸入者與受血者的血型符合規定的電路」,測試其功能。
要求如下:
人類由四種基本血型— A、B、AB、O型。輸血者與受血者的血型必須符合下述原則;O型血可以輸給任意血型的人,但O型血的人只能接受O型血;AB型血只能輸給AB型血的人,但AB血型的人能夠接受所有血型的血;A型血能給A型與AB型血的人;而A型血的人能夠接受A型與O型血;B型血能給B型與AB型血的人,而B型血的人能夠接受B型與O型血。試設計一個檢驗輸血者與受血者血型是否符合上述規定的邏輯電路,如果輸血者的血型符合規定電路,輸出高電平(提示:電路只需要四個輸入端,它們組成一組二進制數碼,每組數碼代表一對輸血與受血的血型對)。
約定「00」代表「O」型
「01」代表「A」型
「10」代表「B」型
「11」代表「AB」型
3、TTL與非門和反向器實現一組邏輯電路,其功能自行選定。
四、實驗設備及器件
1、數字電路學習機 一台
2、74LS20 三片(雙四輸入與非門)
3、74LS04 一片(六反向器)
4、CD4011 兩片(四二輸入與非門)
五、預習要求
1、 自行設計電路,畫出接線圖(用指定器件設計)。
2、 制定測試邏輯功能方案,畫出必要的表格。
實驗三 組合電路實驗二
一、實驗目的
1、 學習掌握用中規模晶元(MSI)實現各種組合邏輯電路的方法;
2、 學習晶元使能端的功能、用法。
二、實驗原理
用集成解碼器和數據選擇器設計組合邏輯電路的方法。
三、實驗內容及要求
1、 用3-8線解碼器74LS138和與非門實現兩個二位二進制數乘法運算電路,測試其功能。
2、 用四選一數據選擇74LS153和與非門實現全減器的電路,測試其功能。
3、 自己選擇一組合電路。可用解碼器、數據選擇器或四位加法器及必要電路實現。
四、實驗設備及器件
1、數字電路學習機 一台
2、74LS138 兩片(3-8線解碼器)
3、74LS00 一片(四二輸入與非門)
4、74LS153 一片(雙四選一數據選擇器)
5、74LS04 一片(六反向器)
6、74LS283 一片(四位二進制全加器)
7、74LS20 三片(雙4輸入與非門)
五、預習要求
1、 提前預習實驗內容及相關知識;
2、 自行設計電路。列寫必要的真值表、表達式,畫出接線圖。
實驗四 時序電路實驗
一、實驗目的
1、 掌握邊沿JKFF的功能、動作特點;
2、 掌握用邊沿JKFF設計同步時序電路的方法;
3、熟悉集成計數器的邏輯功能和各控制端的作用,弄清同步清零和非同步清零的區別;
4、熟悉集成計數器的級聯擴展;
4、 掌握用中規模集成電路計數器設計和實現任意進制計數器的方法。
二、實驗原理
同步時序邏輯電路的設計方法。
三、實驗內容及要求
1、 用雙J-K負邊沿觸發器74LS112實現同步時序電路。其邏輯功能為:同步十進制減去計數器,能自啟動,有進位輸出,測試其功能(採用8421碼)
2、 用同步十進制計數器74160實現36進制計數器,要求分別使用非同步清除 端,同步置位 端和進位C端,測試其功能。
3、 自選一個時序電路,自行設計。
四、實驗設備及器件
1、數字電路實驗邏輯箱 一台
2、74LS112 兩片(雙JK負邊沿觸發器)
3、74LS20 兩片(雙四輸入與非門)
4、74LS04 一片(六反向器)
5、74LS00 一片(四二輸入與非門)
6、74160 二片(同步十進制計數器晶元)
五、預習要求
1、 提前預習實驗內容及相關知識;
2、 課前按實驗內容完成題目設計:畫出實驗電路圖。(主要設計過程要填寫在實驗報告中)
3、 制定驗證方案。
實驗五 綜合實驗
一、實驗目的
數字電子技術綜合實驗是針對《數字電子技術基礎》課程要求,通過獨立完成一個較復雜的設計題目訓練學生綜合運用數字電路基本知識設計、調試電路的能力。
二、實驗原理
組合邏輯電路時序邏輯電路的設計方法。
三、實驗內容及要求
設計題目:
(一)、設計一個4人搶答邏輯電路。具體要求如下:
1.每個參賽者控制一個按鈕,按動按鈕發出搶答信號。
2.競賽主持人另有一個按鈕,用於將電路復位。
3.競賽開始後,先按動按鈕者將對應的一個發光二極體點亮,此時其他3人按動按鈕對電路不起作用。
4.有人搶答時蜂鳴器發出2秒鍾、100HZ的音響(蜂鳴器可由100HZ的矩形脈沖直接驅動)
(二)、設計一個1~5號的呼叫系統。具體要求如下:
1.1號優先順序最高,優先順序依次遞減,5號最低
2.用數碼管顯示呼叫信號的號碼,沒有信號呼叫時顯示「0」;有多個信號呼叫時顯示優先順序最高的呼叫號。
3.凡有呼叫就發出間歇2秒的呼叫聲,直至有應答信號為止。
(三)、設計一個三位數字顯示可控制計時器。要求如下:
1.計時范圍為0~9分59秒,精確到秒;
2.能實現開機自動清零和手動清零;
3.用三位數碼管顯示計時時間;
4.可隨時啟動和停止計時,顯示當時的計時值。
四、預習要求
從上述三個題目中任選一個,設計電路;列出所用元件清單;制定實驗方案;記錄實驗結果。
也可自選一個題目,經教師允許後進行設計。
五、報告要求
有詳細設計步驟,邏輯圖,實驗結果分析。