数字电路实验讲义2.doc

数字电路实验讲义新 疆 师 范 大 学物理与电子工程学院- 1 -1实验一 基本门电路的逻辑功能测试一、 实验目的：1. 测试与非门、或非门、非门的逻辑功能2. 熟悉实验箱与扩展板的连接与使用 .3. 了解测试的方法与测试原理二、 实验仪器：1. 数字逻辑电路实验箱2. 数字电路实验箱扩展板3. 数字万用表4. 集成电路芯片 74LS00、74LS02、74LS04三、 实验原理：通过给各个逻辑门的输入端输入高低电平，用实验箱的逻辑电平显示单元显示结果与万用表测量输出端电压的方法，验证其逻辑功能附：实验中用到的逻辑门符号及引脚排列图74LS00 74LS02 74LS04四、 实验内容：1. 测试与非门 74LS00 的逻辑功能按图一接好电路，按表一所示输入逻辑电平，用万用表测量输出点的电压 UO 并将结果记录到表一中，按照表一的数值填写表二真值表，根据真值表写出与非门的逻辑表达式 2 -2图一 与非门的测试表一 与非门输出电压的测量 表二 与非门的真值表逻辑表达式为：Y=2. 测试或非门 74LS02 的逻辑功能。

按图二接好电路，按表三所示输入逻辑电平，用万用表测量输出点的电压 UO 并将结果记录到表三中，按照表三的数值填写表四真值表，根据真值表写出或非门的逻辑表达式图二 或非门的测试A(V) B(V) UO(V)0 00 55 05 5A B Y- 3 -3表三 或非门输出电压的测量 表四 或非门的真值表逻辑表达式为：Y=3. 测试非门 74LS04 的逻辑功能按图三接好电路，按表五所示输入逻辑电平，用万用表测量输出点的电压 UO 并将结果记录到表五中，按照表五的数值填写表六真值表，根据真值表写出非门的逻辑表达式 图三 非门的测试表五 与非门输出电压的测量 表六 与非门的真值表逻辑表达式为：Y=A(V) B(V) UO(V)0 00 55 05 5A B YA(V) UO(V)05A Y- 4 -4实验二 编码器及其应用一、 实验目的：1. 掌握一种门电路组成编码器的方法2. 掌握 8-3 线优先编码器 74LS148 的功能3. 学会使用两片 8-3 线编码器组成 16-4 线编码器二、 实验设备与器材：1. 数字逻辑电路实验箱2. 数字逻辑电路实验箱扩展板。

3. 数字万用表4. 芯片 74LS148(两片)、 74LS08三、 实验原理：用 n 位二进制代码对 2n 个信号进行编码的电路称为二进制编码器编码器有若干个输入，在某一时刻只有一个输入信号被转换成二进制码3 位二进制编码器有 8 个输入端 3 个输出端，所以常称为 8 线—3 线编码器优先编码器——允许同时输入两个以上的编码信号，编码器给所有的输入信号规定了优先顺序，当多个输入信号同时出现时，只对其中优先级最高的一个进行编码74LS148 是一种常用的 8 线-3 线优先编码器其功能如表一所示，图一为它的引脚排列图，其中 I0～ I7为编码输入端，低电平有效 A0～ A2为编码输出端，也为低电平有效，即反码输出其他功能： 图一 74LS148 引脚排列图表一 优先编码器 74LS148 功能表- 5 -5（1） EI 为使能输入端，低电平有效 （2） 优先顺序为 I7→I 0，即 I7 的优先级最高，然后是 I6、I 5、…、I 0 （3）GS 为编码器的工作标志，低电平有效 （4）EO 为使能输出端，高电平有效 四、 实验内容及实验步骤：1. 8-3 线优先编码器 74LS148将数字逻辑电路实验箱扩展板插在实验箱相应位置，并固定好，找一个16PIN 的插座插上芯片 74LS148，并在 16PIN 插座的第 8 胶接上实验箱的地（GND ） ，第 16 脚接上电源（VCC） 。

八个输入端 I0~I7 接拨位开关（逻辑电平输出） ，输出端接发光二极管进行显示（逻辑电平显示） 拨动拨位开关，根据输出端发光二极管显示的变化，逐项验证 8-3 线优先编码器的逻辑功能2. 16-4 线编码器集成编码器的输入输出端的数目都是一定的，利用编码器的输入使能端EI、输出使能端 EO 和优先编码工作标志 GS，可以扩展编码器的输入输出端图二所示为用两片 74LS148 优先编码器串行扩展实现的 16 线—4 线优先编码器它共有 16 个编码输入端，用 X0～X 15 表示；有 4 个编码输出端，用 Y0～Y 3表示片 1 为低位片，其输入端 I0～I 7 作为总输入端 X0～X 7；片 2 为高位片，其输入端 I0～I 7 作为总输入端 X8～X 15两片的输出端 A0、A 1、A 2 分别相与，作为总输出端 Y0、 Y1、Y 2，片 2 的 GS 端作为总输出端 Y3片 1 的输出使能端 EO 作为电路总的输出使能端；片 2 的输入使能端 EI 作为电路总的输入使能端，在本电路中接 0，处于允许编码状态片 2 的输出使能端 EO 接片的输入使能端 EI，控制片 1 工作两片的工作标志 GS 相与，作为总的工作标志 GS 端。

电路的工作原理为：当片 2 的输入端没有信号输入，即 X8～X 15 全为 1 时，GS2=1（即 Y3=1） ，EO 2=0（即 EI1=0） ，片 1 处于允许编码状态设此时 X5=0，则片 1 的输出为 A2A1A0=010，由于片 2 输出 A2A1A0=111，所以总输出Y3Y2Y1Y0=1010当片 2 有信号输入，EO 2=1（即 EI1=1） ，片 1 处于禁止编码状态设此时X12=0（即片 2 的 I4=0） ，则片 2 的输出为 A2A1A0=011，且 GS2=0由于片 1 输出A2A1A0=111，所以总输出 Y3Y2Y1Y0=0011用两块 74LS148 组成 16 位输入、4 位二进制码器输出的优先编码器，按下面的逻辑图连线，并验证的它的功能具体的连线方法 同样是扩展板上完成，输入输出分别接拨位开关（逻辑电平输出）和发光二极（逻辑电平显示） 0I1I2I3I4I5I6I7IA2 A1 A0GSEOEI 74148(2)I01I2II3I4I56I7IA2 1A 0AGSEOEI 74148(1)1X 2X X 56 0X7 XX3 XX4X14 915 X813XX 10 XX 1112 XXGSY0Y1Y2Y3EOEI0& & & &- 6 -6图二 用两片 74LS148 优先编码器扩展实现的 16 线—4 线优先编码器实验三 译码器及其应用一、 实验目的：1. 握 3-8 线译码器，4-10 线译码器的逻辑功能和使用方法。

2. 掌握用两片 3-8 线译码器连成 4-16 线译码器的方法3. 掌握使用 74LS138 实现逻辑函数和做数据分配器的方法4. 熟悉共阴，共阳数码管的使用5. 掌握数码管的驱动方法二、 实验设备与器材：1. 数字逻辑电路实验箱2. 数字逻辑电路实验箱扩展板3. 数字万用表4. 芯片 74LS138(两片)、74LS00、74LS48三、 实验原理：译码是编码的逆过程，它的功能是将具有特定含义的二进制码进行辨别，并转换成控制信号，具有译码功能的逻辑电路成为译码器译码器在数字系统中有广泛的应用，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存储器寻址和组合控制信号等不同的功能可选用不同种类的译码器译码器具有 n 个输入端，2 n 个输出端和一个使能输入端在使能输入端为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为有效电平，其余输出端则为非有效电平每一个输出所代表的函数对应于 n 个输入变量的最小项二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器，若利用使能端中的一个输入数据信息，器件就成为一个数据分配器图二 74LS138 的引脚排列图图一 二进制译码器的一般原理图1. 3-8 线译码器 74LS13874LS138 有三个地址输入端 A0、A 1、A 2，它们共有 8 种状态的组合，即可译出 8 个信号 Y0~Y7。

另外它还有三个使能输入端 STA、ST B、ST C它的引脚排列见图 2，功能表见表 1 7 -7表一 74LS138 的功能表从功能表可知， 74LS138 译码器的译码输出是低电平有效当译码器工作时，每一个译码输出信号 为译码输入变量 A2、A 1、A 0的一个最小项的非 iY，所以也把这种译码器叫做最小项译码器 im2. 数码显示和译码驱动器在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观的显示出来，一方面供人们直接读取测量和运算的结果；另一方面用来监视数字系统的工作情况因此，数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器等部分组成数码的显示方式一般有三种：第一种是字型重叠式；第二种是分段式；第三种是点阵式目前以分段式应用最为普遍，主要器件是七段发光二极管〈LED〉显示器它可分为两种，一是共阳极显示器〈发光二极管的阳极都接在一个公共点上〉 ，另一个是共阴极显示器〈发光二极管的阴极都接在一个公共点上，使用时公共点接地〉 图 2〈a〉 、 〈b〉 ，分别是共阴管、共阳管的电路，图 3〈a 〉 、〈b〉分别是共阴管和共阳管的引出脚功能图显示译码器将 BCD 代码译成显示器（数码管）所需要的驱动信号，以便使数码管用十进制数字显示出 BCD 代码所表示的数值。

根据数码管的不同，用于显示驱动的译码器也有不同的规格和品种例如，适用于共阳极数码管的译码- 8 -8器有 74LS46 、 74LS47 、 74LS247 等，适用于共阴极数码管的译码器有 74LS48 、 74LS49 、 74LS248 等图四为 4 线－ 7 线译码器 / 驱动器 74LS48 的外引线排列图，其中，A 3、A 2、A1、A0 为译码器的输入端， Y a~Y g 为输出端， / 为灭灯输入 / 灭零输出端， 为灭零输入端， 为试灯输入端，它们是为了便于使用而设置的控制信号表二是其功能表 图四 74LS48 的引脚排列图表二 74LS48 功能表输入 输入/输出 输出功能（输入） LT RBI A3 A2 A1 A0 BI/RBO a b c d e f g显示字形0123456789101112131415灭灯灭零试灯1 11 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×× ×1 00 ×0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1× × × ×0 0 0 0× × × ×11111111111111110011 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11 1 1 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 10 0 0 1 1 0 10 0 1 1 0 0。