數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)教程梁薇主編內(nèi)容提要本書是《數(shù)字電子技術(shù)》的配套教材。書中實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容豐富，包含原理性、驗(yàn)證性、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)。全書分五個部分：第一部分為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識，介紹了實(shí)驗(yàn)基本過程、操作規(guī)范、故障檢查方法，以及數(shù)字集成電路概述、特點(diǎn)、使用與測試方法和數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱簡介；第二部分為基本實(shí)驗(yàn)，安排了門電路邏輯功能與參數(shù)測試、組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)及其應(yīng)用、觸發(fā)器及其應(yīng)用、時序邏輯電路分析與應(yīng)用、555定時器的應(yīng)用、D/A與A/D轉(zhuǎn)換器等9個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；第三、四部分為綜合設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)，安排了智力競賽搶答器、電子秒表、拔河游戲機(jī)、31/2位直流數(shù)字電壓表等8個綜合設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)內(nèi)容；第五部分為EWB及數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)仿真，介紹了用EWB軟件對數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真測試和設(shè)計(jì)。本書可作為高職高專院校電子、電氣、機(jī)電、計(jì)算機(jī)、通信等專業(yè)的教材，也可作為其他專業(yè)學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)的參考書。前言數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)是高職高專工科院校實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中一門重要課程。這門課程將電子技術(shù)基礎(chǔ)理論與實(shí)際操作有機(jī)地聯(lián)系起來，加深學(xué)生對所學(xué)理論課程的理解，逐步培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?shí)際操作能力、獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，以及創(chuàng)新思維能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。本書根據(jù)《數(shù)字電子技術(shù)》各章節(jié)的內(nèi)容，同時總結(jié)了以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并按照當(dāng)前教學(xué)改革的要求編寫。本書由實(shí)驗(yàn)基本知識、基本實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)訓(xùn)、設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)、EWB及數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)仿真和附錄六部分組成。第一部分及后面附錄部分，編集了實(shí)驗(yàn)的基本過程、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、故障檢查方法、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)器件和設(shè)備的使用方法以及常用數(shù)字集成電路引腳圖，對如何正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和如何使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件提供參考和幫助。第二部分?jǐn)?shù)字電路基本實(shí)驗(yàn)是本書的重點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本覆蓋整個課程的教學(xué)內(nèi)容，并且遵從循序漸進(jìn)的原則，使學(xué)生掌握典型數(shù)字電路的分析與設(shè)計(jì)、安裝與測試的方法，以及數(shù)字集成芯片和常用電子儀器設(shè)備的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和動手實(shí)踐。第三、四部分是綜合設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，以突出應(yīng)用性，體現(xiàn)一定的趣味性，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。第五部分為數(shù)字電路的計(jì)算機(jī)仿真，介紹了用EWB軟件對數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。本書由蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院梁薇老師主編、楊勇老師參編。第一、二、三、四部分和附錄由梁薇編寫，第五部分由楊勇編寫。全書由蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院張學(xué)亮副教授主審。由于時間倉促和編者水平有限，書中難免有不妥和錯誤之處，敬請讀者批評指正。編者2004年8月目錄第一部分實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識一.實(shí)驗(yàn)的基本過程-----------------------------------------1二.實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范和故障檢查方法-----------------------------2三.數(shù)字集成電路概述、特點(diǎn)及使用須知-----------------------4四.數(shù)字邏輯電路的測試方法---------------------------------6五.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱（Dais—2B型）簡介----------------------6第二部分基本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一門電路邏輯功能測試及邏輯變換---------------------9實(shí)驗(yàn)二TTL與非門的靜態(tài)參數(shù)測試-------------------------13實(shí)驗(yàn)三組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)-------------------------17實(shí)驗(yàn)四組合邏輯電路的應(yīng)用-------------------------------20實(shí)驗(yàn)五觸發(fā)器及其應(yīng)用-----------------------------------22實(shí)驗(yàn)六時序邏輯電路的分析與應(yīng)用-------------------------25實(shí)驗(yàn)七計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用-----------------------------------28實(shí)驗(yàn)八555定時器的應(yīng)用----------------------------------32實(shí)驗(yàn)九D/A、A/D轉(zhuǎn)換器----------------------------------37第三部分綜合性實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)一智力競賽搶答器-----------------------------------41實(shí)訓(xùn)二電子秒表-----------------------------------------43實(shí)訓(xùn)三拔河游戲機(jī)---------------------------------------47實(shí)訓(xùn)四31/2位直流數(shù)字電壓表-----------------------------51第四部分設(shè)計(jì)性實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)一簡易數(shù)字控制電路-----------------------------------56實(shí)訓(xùn)二簡易數(shù)字計(jì)時電路-----------------------------------57實(shí)訓(xùn)三電梯樓層顯示電路-----------------------------------58實(shí)訓(xùn)四循環(huán)燈電路-----------------------------------------59第四部分EWB及數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)仿真-----------------------------61一.EWB的使用方法------------------------------------------61二.EWB軟件與數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)仿真測試和設(shè)計(jì)--------------------68實(shí)驗(yàn)一半加器設(shè)計(jì)------------------------------------------68實(shí)驗(yàn)二四選一數(shù)據(jù)選擇器的設(shè)計(jì)------------------------------71實(shí)驗(yàn)三觸發(fā)器設(shè)計(jì)------------------------------------------74實(shí)驗(yàn)四計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)------------------------------------------78實(shí)驗(yàn)五計(jì)時電路設(shè)計(jì)----------------------------------------81實(shí)驗(yàn)六電子搶答器設(shè)計(jì)--------------------------------------82附錄常用數(shù)字集成電路匯編-----------------------------------84參考文獻(xiàn)------------------------------------------------90第一部分實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)在各個科學(xué)領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，它是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，在學(xué)習(xí)中不僅要掌握基本原理和基本方法，更重要的是學(xué)會靈活應(yīng)用。因此，需要配有一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)，才能掌握這門課程的基本內(nèi)容，熟悉各單元電路的工作原理，各集成器件的邏輯功能和使用方法，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和解決實(shí)際問題的能力，樹立科學(xué)的工作作風(fēng)。一.實(shí)驗(yàn)的基本過程實(shí)驗(yàn)的基本過程，應(yīng)包括：確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、選定最佳的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)線路、擬出較好的實(shí)驗(yàn)步驟、合理選擇儀器設(shè)備和元器件、進(jìn)行連接安裝和調(diào)試、最后寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在進(jìn)行數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)時，充分掌握和正確利用集成器件及其構(gòu)成的數(shù)字電路獨(dú)有的特點(diǎn)和規(guī)律，可以收到事半功倍的效果，對于完成每一個實(shí)驗(yàn)，應(yīng)做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)記錄和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)認(rèn)真預(yù)習(xí)是做好實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。預(yù)習(xí)好壞，不僅關(guān)系到實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行，而且直接影響實(shí)驗(yàn)效果。預(yù)習(xí)應(yīng)按本教材的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求進(jìn)行，在每次實(shí)驗(yàn)前首先要認(rèn)真復(fù)習(xí)有關(guān)實(shí)驗(yàn)的基本原理，掌握有關(guān)器件使用方法，對如何著手實(shí)驗(yàn)做到心中有數(shù)，通過預(yù)習(xí)還應(yīng)做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，寫出一份預(yù)習(xí)報(bào)告，其內(nèi)容包括：1.繪出設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)電路圖，該圖應(yīng)該是邏輯圖和連線圖的混合，既便于連接線，又反映電路原理，并在圖上標(biāo)出器件型號、使用的引腳號及元件數(shù)值，必要時還須用文字說明。2.擬定實(shí)驗(yàn)方法和步驟。3.擬好記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格和波形座標(biāo)。4.列出元器件單。實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)記錄是實(shí)驗(yàn)過程中獲得的第一手資料。測試過程中所測試的數(shù)據(jù)和波形必須和理論基本一致，所以記錄必須清楚、合理、正確，若不正確，則要現(xiàn)場及時重復(fù)測試，找出原因。實(shí)驗(yàn)記錄應(yīng)包括如下內(nèi)容：1.實(shí)驗(yàn)任務(wù)、名稱及內(nèi)容。2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形以及實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，從記錄中應(yīng)能初步判斷實(shí)驗(yàn)的正確性。3.記錄波形時，應(yīng)注意輸入、輸出波形的時間相位關(guān)系，在座標(biāo)中上下對齊。4.實(shí)驗(yàn)中實(shí)際使用的儀器型號和編號以及元器件使用情況。實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)能力和分析思維能力的有效手段，也是一項(xiàng)重要的基本功訓(xùn)練，它能很好地鞏固實(shí)驗(yàn)成果，加深對基本理論的認(rèn)識和理解，從而進(jìn)一步擴(kuò)大知識面。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是一份技術(shù)總結(jié)，要求文字簡潔，內(nèi)容清楚，圖表工整。報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果、實(shí)驗(yàn)使用儀器和元器件以及分析討論等，其中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果是報(bào)告的主要部分，它應(yīng)包括實(shí)際完成的全部實(shí)驗(yàn)，并且要按實(shí)驗(yàn)任務(wù)逐個書寫，每個實(shí)驗(yàn)任務(wù)應(yīng)有如下內(nèi)容：1.實(shí)驗(yàn)課題的方框圖、邏輯圖（或測試電路）、狀態(tài)圖，真值表以及文字說明等，對于設(shè)計(jì)性課題，還應(yīng)有整個設(shè)計(jì)過程和關(guān)鍵的設(shè)計(jì)技巧說明。2.實(shí)驗(yàn)記錄和經(jīng)過整理的數(shù)據(jù)、表格、曲線和波形圖，其中表格、曲線和波形圖應(yīng)充分利用專用實(shí)驗(yàn)報(bào)告簡易座標(biāo)格，并且三角板、曲線板等工具描繪，力求畫得準(zhǔn)確，不得隨手示意畫出。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、討論及結(jié)論，對討論的范圍，沒有嚴(yán)格要求，一般應(yīng)對重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論加以討論，以便進(jìn)一步加深理解，此外，對實(shí)驗(yàn)中的異?，F(xiàn)象，可作一些簡要說明，實(shí)驗(yàn)中有何收獲，可談一些心得體會。二.實(shí)驗(yàn)中操作規(guī)范和常見故障檢查方法實(shí)驗(yàn)中操作的正確與否對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響甚大。因此，實(shí)驗(yàn)者需要注意按以下規(guī)程進(jìn)行。1.搭接實(shí)驗(yàn)電路前，應(yīng)對儀器設(shè)備進(jìn)行必要的檢查校準(zhǔn)，對所用集成電路進(jìn)行功能測試。2.搭接電路時，應(yīng)遵循正確的布線原則和操作步驟（即要按照先接線后通電，做完后，先斷電再拆線的步驟）。3.掌握科學(xué)的調(diào)試方法，有效地分析并檢查故障，以確保電路工作穩(wěn)定可靠。4.仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，完整準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并與理論值進(jìn)行比較分析。5.實(shí)驗(yàn)完畢，經(jīng)指導(dǎo)教師同意后，可關(guān)斷電源拆除連線，整理好放在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，并將實(shí)驗(yàn)臺清理干凈、擺放整潔。布線原則和故障檢查時實(shí)驗(yàn)操作的重要問題。(一)布線原則：應(yīng)便于檢查、排除故障和更換器件。在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，有錯誤布線引起的故障，常占很大比例。布線錯誤不僅會引起電路故障，嚴(yán)重時甚至?xí)p壞器件，因此，注意布線的合理性和科學(xué)性是十分必要的，正確的布線原則大致有以下幾點(diǎn)：1.接插集成電路芯片時，先校準(zhǔn)兩排引腳，使之與實(shí)驗(yàn)底板上的插孔對應(yīng)，輕輕用力將芯片插上，然后在確定引腳與插孔完全吻合后，再稍用力將其插緊，以免集成電路的引腳彎曲，折斷或者接觸不良。2.不允許將集成電路芯片方向插反，一般IC的方向是缺口（或標(biāo)記）朝左，引腳序號從左下方的第一個引腳開始，按逆時鐘方向依次遞增至左上方的第一個引腳。3.導(dǎo)線應(yīng)粗細(xì)適當(dāng)，一般選取直徑為0.6～0.8mm的單股導(dǎo)線，最好采用各種色線以區(qū)別不同用途，如電源線用紅色，地線用黑色。4.布線應(yīng)有秩序地進(jìn)行，隨意亂接容易造成漏接錯接，較好的方法是接好固定電平點(diǎn)，如電源線、地線、門電路閑置輸入端、觸發(fā)器異步置位復(fù)位端等，其次，在按信號源的順序從輸入到輸出依次布線。5.連線應(yīng)避免過長，避免從集成器件上方跨接，避免過多的重疊交錯，以利于布線、更換元器件以及故障檢查和排除。6.當(dāng)實(shí)驗(yàn)電路的規(guī)模較大時，應(yīng)注意集成元器件的合理布局，以便得到最佳布線，布線時，順便對單個集成器件進(jìn)行功能測試。這是一種良好的習(xí)慣，實(shí)際上這樣做不會增加布線工作量。7.應(yīng)當(dāng)指出，布線和調(diào)試工作是不能截然分開的，往往需要交替進(jìn)行，對大型實(shí)驗(yàn)元器件很多的，可將總電路按其功能劃分為若干相對獨(dú)立的部分，逐個布線、調(diào)試（分調(diào)），然后將各部分連接起來（聯(lián)調(diào)）。(二)故障檢查實(shí)驗(yàn)中，如果電路不能完成預(yù)定的邏輯功能時，就稱電路有故障，產(chǎn)生故障的原因大致可以歸納以下四個方面：1.操作不當(dāng)（如布線錯誤等）2.設(shè)計(jì)不當(dāng)（如電路出現(xiàn)險(xiǎn)象等）3.元器件使用不當(dāng)或功能不正常4.儀器（主要指數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱）和集成器件本身出現(xiàn)故障。因此，上述四點(diǎn)應(yīng)作為檢查故障的主要線索，以下介紹幾種常見的故障檢查方法：1.查線法：由于在實(shí)驗(yàn)中大部分故障都是由于布線錯誤引起的，因此，在故障發(fā)生時，復(fù)查電路連線為排除故障的有效方法。應(yīng)著重注意：有無漏線、錯線，導(dǎo)線與插孔接觸是否可靠，集成電路是否插牢、集成電路是否插反等。2.觀察法：用萬用表直接測量各集成塊的Vcc端是否加上電源電壓；輸入信號、時鐘脈沖等是否加到實(shí)驗(yàn)電路上，觀察輸出端有無反應(yīng)。重復(fù)測試觀察故障現(xiàn)象，然后對某一故障狀態(tài)，用萬用表測試各輸入/輸出端的直流電平，從而判斷出是否是插座板、集成塊引腳連接線等原因造成的故障。3.信號注入法在電路的每一級輸入端加上特定信號，觀察該級輸出響應(yīng)，從而確定該級是否有故障，必要時可以切斷周圍連線，避免相互影響。4.信號尋跡法在電路的輸入端加上特定信號，按照信號流向逐級檢查是否有響應(yīng)和是否正確，必要時可多次輸入不同信號。5.替換法對于多輸入端器件，如有多余端則可調(diào)換另一輸入端試用。必要時可更換器件，以檢查器件功能不正常所引起的故障。6.動態(tài)逐線跟蹤檢查法對于時序電路，可輸入時鐘信號按信號流向依次檢查各級波形，直到找出故障點(diǎn)為止。7.斷開反饋線檢查法對于含有反饋線的閉合電路，應(yīng)該設(shè)法斷開反饋線進(jìn)行檢查，或進(jìn)行狀態(tài)預(yù)置后再進(jìn)行檢查。以上檢查故障的方法，是指在儀器工作正常的前提下進(jìn)行的，如果實(shí)驗(yàn)時電路功能測不出來，則應(yīng)首先檢查供電情況，若電源電壓已加上，便可把有關(guān)輸出端直接接到0—1顯示器上檢查，若邏輯開關(guān)無輸出，或單次CP無輸出，則是開關(guān)接觸不好或是內(nèi)部電路壞了，一般就是集成器件壞了。需要強(qiáng)調(diào)指出，實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)對于故障檢查是大有幫助的，但只要充分預(yù)習(xí)，掌握基本理論和實(shí)驗(yàn)原理，就不難用邏輯思維的方法較好地判斷和排除故障。三、數(shù)字集成電路概述、特點(diǎn)及使用須知(一)概述當(dāng)今，數(shù)字電子電路幾乎已完全集成化了。因此，充分掌握和正確使用數(shù)字集成電路，用以構(gòu)成數(shù)字邏輯系統(tǒng)，就成為數(shù)字電子技術(shù)的核心內(nèi)容之一。集成電路按集成度可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模和超大規(guī)模等。小規(guī)模集成電路（SSI）是在一塊硅片上制成約1～10個門，通常為邏輯單元電路，如邏輯門、觸發(fā)器等。中規(guī)模集成電路（MSI）的集成度約為10～100門/片，通常是邏輯功能電路，如譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、計(jì)數(shù)器、寄存器等。大規(guī)模集成電路（LSI）的集成度約為100門/片以上，超大規(guī)模（VLSI）約為1000門/片以上，通常是一個小的數(shù)字邏輯系統(tǒng)。現(xiàn)已制成規(guī)模更大的極大規(guī)模集成電路。數(shù)字集成電路還可分為雙極型電路和單極型電路兩種。雙極型電路中有代表性的是TTL電路；單極型電路中有代表性的是CMOS電路。國產(chǎn)TTL集成電路的標(biāo)準(zhǔn)系列為CT54/74系列或CT0000系列，其功能和外引線排列與國際54/74系列相同。國產(chǎn)CMOS集成電路主要為CC（CH）4000系列，其功能和外引線排列與國際CD4000系列相對應(yīng)。高速CMOS系列中，74HC和74HCT系列與TTL74系列相對應(yīng)，74HC4000系列與CC4000系列相對應(yīng)。部分?jǐn)?shù)字集成電路的邏輯表達(dá)式、外引線排列圖列于附錄中。邏輯表達(dá)式或功能表描述了集成電路的功能以及輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系。為了正確使用集成電路，應(yīng)該對它們進(jìn)行認(rèn)真研究，深入理解，充分掌握。另外，還應(yīng)對使能端的功能和連接方法給以充分的注意。必須正確了解集成電路參數(shù)的意義和數(shù)值，并按規(guī)定使用。特別是必須嚴(yán)格遵守極限參數(shù)的限定，因?yàn)榧词顾查g超出，也會使器件遭受損壞。下面具體說明集成電路的特點(diǎn)和使用須知。(二)TTL器件的特點(diǎn)1．輸入端一般有鉗位二極管，減少了反射干擾的影響；2．輸出電阻低，增強(qiáng)了帶容性負(fù)載的能力；3．有較大的噪聲容限；4．采用+5V的電源供電。為了正常發(fā)揮器件的功能，應(yīng)使器件在推薦的條件下工作，對CT0000系列（74LS系列）器件，主要有：（1）電源電壓應(yīng)4.75～5.25V的范圍內(nèi)。（2）環(huán)境溫度在00C～700C之間。（3）高電平輸入電壓VIH>（5）工作頻率不能高，一般的門和觸發(fā)器的最高工作頻率約30MHZ左右。TTL器件使用須知：1．電源電壓應(yīng)嚴(yán)格保持在5V±10%的范圍內(nèi)，過高易損壞器件，過低則不能正常工作，實(shí)驗(yàn)中一般采用穩(wěn)定性好、內(nèi)阻小的直流穩(wěn)壓電源。使用時，應(yīng)特別注意電源與地線不能錯接，否則會因過大電流而造成器件損壞。2．多余輸入端最好不要懸空，雖然懸空相當(dāng)于高電平，并不能影響與門（與非門）的邏輯功能，但懸空時易受干擾，為此，與門、與非門多余輸入端可直接接到Vcc上，或通過一個公用電阻（幾千歐）連到Vcc上。若前級驅(qū)動能力強(qiáng)，則可將多余輸入端與使用端并接；不用的或門、或非門輸入端直接接地，與或非門不用的與門輸入端至少有一個要直接接地，帶有擴(kuò)展端的門電路，其擴(kuò)展端不允許直接接電源。3．輸出端不允許直接接電源或接地（但可以通過電阻與電源相連）；不允許直接并聯(lián)使用（集電極開路門和三態(tài)門除外）。4．應(yīng)考慮電路的負(fù)載能力（即扇出系數(shù)），要留有余地，以免影響電路的正常工作。扇出系數(shù)可通過查閱器件手冊或計(jì)算獲得。5．在高頻工作時，應(yīng)通過縮短引線、屏蔽干擾源等措施，抑制電流的尖峰干擾。（三）CMOS數(shù)字集成電路的特點(diǎn)1．靜態(tài)功耗低：電源電壓VDD=5V的中規(guī)模電路的靜態(tài)功耗小于100μW，從而有利于提高集成度和封裝密度，降低成本，減小電源功耗。2．電源電壓范圍寬：4000系列CMOS電路的電源電壓范圍為3～18V，從而使選擇電源的余地大，電源設(shè)計(jì)要求低。3．輸入阻抗高：正常工作的CMOS集成電路，其輸入端保護(hù)二極管處于反偏狀態(tài)，直流輸入阻抗可大于100MΩ，在工作頻率較高時，應(yīng)考慮輸入電容的影響。4．扇出能力強(qiáng)：在低頻工作時，一個輸出端可驅(qū)動50個以上的CMOS器件的輸入端，這主要因?yàn)镃MOS器件的輸入電阻高的緣故。5．抗干擾能力強(qiáng)：CMOS集成電路的電壓噪聲容限可達(dá)電源電壓的45%，而且高電平和低電平的噪聲容限值基本相等。6．邏輯擺幅大：空載時，輸出高電平VOH＞（VDD-0.05V）,輸出低電平VOL＜（VSS+0.05V）。CMOS集成電路還有較好的溫度穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗輻射能力。不足之處是，一般CMOS器件的工作速度比TTL集成電路低，功耗隨工作頻率的升高而顯著增大。CMOS器件的輸入端和VSS之間接有保護(hù)二極管，除了電平變換器等一些接口電路外，輸入端和正電源VDD之間也接有保護(hù)二極管，因此，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)和焊接CMOS器件時，一般不會因感應(yīng)電荷而損壞器件。但是，在使用CMOS數(shù)字集成電路時，輸入信號的低電平不能低于（VSS-0.5V），除某些接口電路外，輸入信號的高電平不得高于（VDD+0.5V），否則可能引起保護(hù)二極管導(dǎo)通，甚至損壞進(jìn)而可能使輸入級損壞。CMOS器件使用須知：1．電源連接和選擇：VDD端接電源正極，VSS端接電源負(fù)極（地）。絕對不許接錯，否則器件因電流過大而損壞。對于電源電壓范圍為3V～18V系列器件。如CC4000系列，實(shí)驗(yàn)中VDD通常接+5V電源。VDD電壓選在電源變化范圍的中間值，例如電源電壓在8～12V之間變化，則選擇VDD=10V較恰當(dāng)。CMOS器件在不同的VDD值下工作時，其輸出阻抗、工作速度和功耗等參數(shù)都有所變化，設(shè)計(jì)中須考慮。2．輸入端處理：多余輸入端不能懸空。應(yīng)按邏輯要求接VDD或接VSS，以免受干擾造成邏輯混亂，甚至還會損壞器件。對于工作速度要求不高，，而要求增加帶負(fù)載能力時，可把輸入端并聯(lián)使用。對于安裝在印刷電路板上的CMOS器件，為了避免輸入端懸空，在電路板的輸入端應(yīng)接入限流電阻RP和保護(hù)電阻R，當(dāng)VDD=+5V時，RP取5.1KΩ，R一般取100KΩ～1MΩ。3．輸出端處理：輸出端不允許直接接VDD或VSS，否則將導(dǎo)致器件損壞，除三態(tài)（TS）器件外，不允許兩個不同芯片輸出端并聯(lián)使用，但有時為了增加驅(qū)動能力，同一芯片上的輸出端可以并聯(lián)。4．對輸入信號VI的要求：VI的高電平VIH＜VDD，VIL的低電平VIL小于電路系統(tǒng)允許的低電壓；當(dāng)器件VDD端未接通電源時，不允許信號輸入，否則將使輸入端保護(hù)電路中的二極管損壞。四、數(shù)字邏輯電路的測試方法(一)組合邏輯電路的測試組合邏輯電路測試的目的是驗(yàn)證其邏輯功能是否符合設(shè)計(jì)要求，也就是驗(yàn)證其輸出與輸入的關(guān)系是否與真值表相符。1．靜態(tài)測試靜態(tài)測試是在電路靜止?fàn)顟B(tài)下測試輸出與輸入的關(guān)系。將輸入端分別接到邏輯電平開關(guān)上，用電平顯示燈分別顯示各輸入和輸出端的狀態(tài)。按真值表將輸入信號一組一組地依次送入被測電路，測出相應(yīng)的輸出狀態(tài)，與真值表相比較，借以判斷此組合邏輯電路靜態(tài)工作是否正常。2．動態(tài)測試動態(tài)測試是測量組合邏輯電路的頻率響應(yīng)。在輸入端加上周期性信號，用示波器觀察輸入、輸出波形。測出與真值表相符的最高輸入脈沖頻率。(二)時序邏輯電路的測試時序邏輯電路測試的目的是驗(yàn)證其狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是否與狀態(tài)圖或時序圖相符合?？捎秒娖斤@示燈、數(shù)碼管或示波器等觀察輸出狀態(tài)的變化。常用的測試方法有兩種，一種是單拍工作方式：以單脈沖源作為時鐘脈沖，逐拍進(jìn)行觀測，來判斷輸出狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是否與狀態(tài)圖相符。另一種是連續(xù)工作方式：以連續(xù)脈沖源作為時鐘脈沖，用示波器觀察波形，來判斷輸出波形是否與時序圖相符。五、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱（Dais-2B型）簡介數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱廣泛用于以集成電路為主要器件的數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)中，也用于數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中。(一)組成1．箱內(nèi)設(shè)有8P、14P、16P、20P、24P、28P、40P共24個IC插座，裝有兩只可調(diào)電位器1KΩ和10KΩ，還有一些大、小圓孔插座，供插電阻、電容及實(shí)驗(yàn)接線等使用，實(shí)驗(yàn)接線時，只要拿鎖緊插頭線相互連接即可。2．箱內(nèi)配有直流電源：+5V/2.5A、±12V/O.5A；信號源：提供三組方波信號，一組單脈沖P1～P3;一組頻率可選1HZ、10HZ、100HZ、1KHZ、10KHZ、1MHZ的連續(xù)方波;一組T1～T43．提供一組6位LED顯示器、16位邏輯電平輸入開關(guān)、16位二進(jìn)制電平顯示燈。(二)面板圖Dais-2B型數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱由Dais-A和Dais-B兩部分組成。Dais-A為通用電路區(qū)，Dais-B為實(shí)驗(yàn)區(qū)。Dais-A通用電路區(qū)(箱座)Dais-B實(shí)驗(yàn)區(qū)(箱蓋)IC插座（8P-40P）24個直流電源IC插座（8P-40P）24個直流電源模擬電路設(shè)定區(qū)插孔六位LED顯示器電源十六位電平顯示燈3...個–12V.+5V十六位邏輯電平開關(guān)IC插面電位器座◎◎時序發(fā)生器實(shí)包1K10K驗(yàn)區(qū)板單脈沖源連續(xù)脈沖源（（三）通用電路區(qū)簡介1．六位二—十進(jìn)制七段譯碼顯示器：由七段譯碼器（CD4511）與數(shù)碼管組成。當(dāng)向CD4511輸入端DCBA（8421）輸入4位二進(jìn)制數(shù)碼（D為最高位，A為最低位）時，數(shù)碼管相應(yīng)顯示0、1、2、3……。2．十六位二進(jìn)制0-1電平顯示燈：由發(fā)光二極管及其驅(qū)動電路（74LS04）組成。接高電平時，發(fā)光二極管紅燈泡亮，表示邏輯“1”；接低電平時綠燈泡亮，表示邏輯“0”。3．十六位邏輯電平開關(guān)：當(dāng)開關(guān)往上打時，產(chǎn)生邏輯高電平“1”；當(dāng)開關(guān)往下打時，產(chǎn)生邏輯低電平“0”。4．單脈沖源P1、P2、P3：由控制按鈕和基本RS觸發(fā)器（74LS00構(gòu)成的觸發(fā)器）組成。每按一次按鈕，一個輸出端輸出一個正脈沖P，另一個輸出一個負(fù)脈沖。5．連續(xù)脈沖源：由16MHZ晶振、74LS04、74LS74、74LS390等元件組成多諧振蕩器和分頻器，產(chǎn)生1MHZ、100KHZ、10KHZ、1KHZ、100HZ、10HZ、1HZ的方波信號，作為時鐘脈沖、計(jì)數(shù)脈沖使用。6．時序發(fā)生器及啟停電路：由74LS08、74LS20、74LS00、74LS04、74LS175、74LS74等元件組成。MF為時鐘輸入端，出廠時已接在1MHZ位置。T1、T2、T3、T4為時序信號輸出端，TJ開關(guān)為單拍和連續(xù)輸出時序信號選擇開關(guān)，當(dāng)開關(guān)往下打時，T1～T2輸出單拍信號；當(dāng)開關(guān)往上打時，T1～T4輸出連續(xù)信號，為清零輸入端。QD和端為單拍輸入控制端。（四）實(shí)驗(yàn)區(qū)簡介實(shí)驗(yàn)區(qū)分布在Dais-A、Dais-B兩塊板上，共有24個集成電路（8P～40P）（IC）插座，大部分IC插座電源線地線已連接好，有幾個插座電源線地線未接，是供電源線地線不在對角線位置的集成電路使用。另有電阻、電容、二極管、三極管插孔及電位器等模擬電路設(shè)定區(qū)，供脈沖電路、模擬電路實(shí)驗(yàn)使用。實(shí)驗(yàn)時用專用鎖緊式疊插針，插入時順時針轉(zhuǎn)20～30度，不要太用力。拆除時，逆時針轉(zhuǎn)20～30度，不要直接拉導(dǎo)線，以免損壞導(dǎo)線。導(dǎo)線長度的選擇要合理，不要太長，同時盡量多用幾種顏色。第二部分基本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一門電路邏輯功能測試及邏輯變換一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握集成門電路的邏輯功能及測試方法。2.掌握集成門電路的邏輯變換。3.熟悉數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、數(shù)字萬用表、雙蹤示波器的使用方法。二．實(shí)驗(yàn)儀器及器件：1.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱1臺2.雙蹤示波器1臺3.數(shù)字萬用表1塊4.器件：74LS20雙4輸入與非門1片74LS27三3輸入或非門1片 74LS86四2輸入異或門1片74LS00四2輸入與非門2片三．實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：1.復(fù)習(xí)各種門電路的邏輯符號、邏輯函數(shù)式、真值表。2.查出實(shí)驗(yàn)所用集成電路的外引腳線排列圖，熟悉其引腳線位置及各引腳線用途。四．實(shí)驗(yàn)原理：1.測試門電路的邏輯功能有兩種方法：（1）靜態(tài)測試法：就是給門電路輸入端加固定高、低電平，用萬用表、發(fā)光二極管等測輸出電平。（2）動態(tài)測試法：就是給門電路輸入端加一串脈沖信號，用示波器觀測輸入波形與輸出波形的關(guān)系。2.門電路的邏輯功能：（1）與非門的邏輯功能：有0出1，全1出0。與非門的邏輯函數(shù)式：Y=AB74LS20為雙4輸入與非門,即在一塊集成塊內(nèi)含有二個互相獨(dú)立的與非門,每個與非門有4個輸入端。如圖（a）所示。（2）或非門的邏輯功能：有1出0，全0出1。或非門的邏輯函數(shù)式：Y=A+B74LS27為三3輸入或非門,即在一塊集成塊內(nèi)含有三個互相獨(dú)立的或非門,每個或非門有3個輸入端。如圖（b）所示。（3）異或門的邏輯功能：相同出0，相反出1。異或門的邏輯函數(shù)式：Y=A⊕B=AB+AB74LS86為四2輸入異或門，即在一塊集成塊內(nèi)含有四個互相獨(dú)立的異或門,每個異或門有2個輸入端。如圖（c）所示。1231234567141312111098VCC2D2CNC2B2A2Y1A1BNC1C1D1YGND&&(a)74LS201234567141312111098VCC1C1Y3C3B3A3Y1A1B2A2B2C2YGND(b)74LS27≥1≥1≥11234567141312111098VCC4B4A4Y3B3A3Y1A1B1Y2A2B2YGND=1=1=1=1(c)74LS863.門電路的邏輯變換：就是用與非門等組成其它門電路。方法：先對其它門電路的函數(shù)式用摩根定理等公式變換成與非式，再畫出相應(yīng)邏輯圖，然后用與非門實(shí)現(xiàn)之。五．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)前先檢查實(shí)驗(yàn)箱電源是否正常，然后選擇實(shí)驗(yàn)用的集成電路，按接線圖連線。特別注意Vcc及地線不能接錯。線接好后經(jīng)指導(dǎo)教師檢查無誤方可通電。實(shí)驗(yàn)中改動接線必須先斷開電源，接好線后再通電實(shí)驗(yàn)。1.用靜態(tài)法測試門電路的邏輯功能(1)測出雙4輸入與非門74LS20的真值表：按圖2.1.2接線，二個輸入端A、B接電平開關(guān)（K1～K16中任選二個）,另二個輸入端懸空，輸出端Y接一個電平顯示燈（L1～L16中任選一個）。將電平開關(guān)按表2.1圖2.1.2AABY&vVV懸空輸入輸出ABY電壓(V)00011011(2)測出三3輸入或非門74LS27的真值表：按圖2.1.3接線，輸入端A、B接電平開關(guān)，輸出端Y接電平顯示燈，分別測出各種輸入狀態(tài)下的輸出狀態(tài)和輸出電壓，填入表2.1圖2.1.3Y≥Y≥1VAB輸出ABY電壓(V)00011011(3)測出四2輸入異或門74LS86的真值表：按圖2.1.4接線，輸入端A、B接電平開關(guān)，輸出端Y接電平顯示燈，分別測出各種輸入狀態(tài)下的輸出狀態(tài)和輸出電壓，填入表2.1圖2.1.4AABY=1V輸出ABY電壓(V)000110112.門電路的邏輯變換(1)用與非門構(gòu)成或門，測出其真值表加以驗(yàn)證：用一片四2輸入與非門74LS00構(gòu)成或門Y1=A+B=，畫出邏輯電路圖，并在圖中標(biāo)明芯片引腳號，按圖接好線后，測試并填入表2.1.4中。表2.1輸入輸出ABY1電壓(V)Y2電壓(V)00011011(2)用與非門74LS00構(gòu)成同或門：將同或門函數(shù)式轉(zhuǎn)化為與非門函數(shù)式Y(jié)2，畫出邏輯圖，并在圖中標(biāo)明芯片引腳號，按圖接線，測試并填入表中。3.用動態(tài)法測試與非門的控制作用用一片74LS00按圖2.1.5接線，一個輸入端K接任一電平開關(guān)，另一個輸入端輸入連續(xù)脈沖(f=1KHZ)，將K分別置1和置0K圖2.1&&KY表K=0K=1輸入波形輸出波形輸入波形輸出波形六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告：1.按各步驟要求填表,并畫邏輯圖和標(biāo)出集成塊引腳號。2.回答問題：(1)怎樣判斷門電路邏輯功能是否正常？(2)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明控制門的作用。 實(shí)驗(yàn)二TTL與非門的靜態(tài)參數(shù)測試一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握TTL與非門電路主要參數(shù)和電壓傳輸特性的測試方法。2.熟悉數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、數(shù)字萬用表的使用。二．實(shí)驗(yàn)儀器及器件：1.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱1臺2.數(shù)字萬用表1塊3.器件：74LS00四2輸入與非門1片電阻：200Ω1個三．實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：復(fù)習(xí)TTL與非門的邏輯功能、主要參數(shù)和電壓傳輸特性。四．實(shí)驗(yàn)原理：TTL與非門電路是目前較為普遍的一種集成門電路。本實(shí)驗(yàn)采用四2輸入與非門74LS00，即在一塊集成塊內(nèi)含有四個互相獨(dú)立的與非門,每個與非門有2個輸入端。其電路圖、邏輯符號及引腳排列如圖(a)、(b)、(c)所示。T4T4ABR13kΩT3T2T1YR4100Ω+VCC(+5V)T5(a)R2750ΩR3360ΩR53kΩ(c)74LS001234567141312111098VCC4B4A4Y3B3A3Y1A1B1Y2A2B2YGND&&&&與非門的邏輯功能：有0出1,全1出0。與非門的邏輯函數(shù)式：Y=AB對于使用集成電路者來說，所關(guān)心的是集成門電路從導(dǎo)通到截止所需要的轉(zhuǎn)換條件其所表現(xiàn)出來的轉(zhuǎn)換特性，諸如開門電平、輸出高電平、輸出低電平等這樣一些靜態(tài)參數(shù)，以及諸如平均傳輸延遲時間一類動態(tài)參數(shù)的測量，圖所示為與非門電路的轉(zhuǎn)換特性（電壓傳輸特性）曲線，它表示輸入由低電平變到高電平時輸出電平的相應(yīng)變化，所有這些都是選擇和設(shè)計(jì)電路所必須了解的。圖uuiuo0voffvon2.7v0.5v五．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.測試TTL與非門的靜態(tài)參數(shù)：（1）低電平輸出電源電流ICCL和高電平輸出電源電流ICCH及靜態(tài)平均功耗：與非門處于不同的工作狀態(tài)，電源提供的電流是不同的。ICCL：指所有輸入端懸空，輸出端空載時，電源提供器件的電流。也稱空載導(dǎo)通電流。測試電路如圖（a）所示。ICCH：指輸出端空載，每個門各有一個以上的輸入端接地，其余輸入端懸空，電源提供器件的電流。也稱空載截止電流。測試電路如圖（b）所示。 ：為電路空載導(dǎo)通功耗POn和空載截止功耗POff的平均值。其值為：（通常POn＞POff）74LS00174LS001234567141312111098mAVCC(+5V)(a)+-ICCL74LS001234567141312111098mAVCC(+5V)(b)+-ICCH（2）輸入短路電流IIS和輸入漏電流IIH：IIS（或IIL）：指被測輸入端接地，其余輸入端和輸出端懸空時，由被測輸入端流出的電流。也稱低電平輸入電流。在由多級門構(gòu)成的電路中，IIS相當(dāng)干前級門輸出低電平時，后級向前級門灌入的電流。因此，IIS關(guān)系到前級門的灌電流負(fù)載能力，IIS越小，前級門帶負(fù)載的個數(shù)就越多。測試電路如圖（a）所示。IIH：指被測輸入端接高電平，其余輸入端接地，輸出端懸空時，流入被測輸入端的電流。也稱高電平輸入電流。在由多級門構(gòu)成的電路中，它相當(dāng)于前級門輸出高電平時，前級門的拉電流負(fù)載。IIH的大小關(guān)系到前級門的拉電流負(fù)載能力，IIH越小，前級門電路帶負(fù)載的個數(shù)就越多。實(shí)際上，因IIH較小，難以測量，一般免測試此項(xiàng)。測試電路如圖（b）所示。μAVμAVCC(+5V)＆（b）+-IIHmAVCC(+5V)＆（a）+-IIS（3）輸出高電平UOH和輸出低電平UOL：UOH（或USH）：是任一輸入端接低電平時的輸出端電平。測試電路如圖（a）所示。通常UOH≥2.7V。UOL（或USL）：是輸入端全為高電平，輸出端滿載時的輸出電平。測試電路如圖（b）所示。門的輸入端全部懸空。設(shè)扇出系數(shù)NO為8，每個負(fù)載門的輸入低電平IIL為1.6mA，則滿載電流IOL=8×Ω的電位器將IOL調(diào)到此值。通常UOL≤0.5V。VVCC(+5V)VVCC(+5V)＆（a）+-UOHVCC(+5V)＆（b）+V-UOL200ΩRL1KΩmAIOL+-（4）扇出系數(shù)NO：NO：指門電路帶動同類門的個數(shù)。它是衡量門電路負(fù)載能力的一個參數(shù)。TTL與非門有兩種不同性質(zhì)的負(fù)載，即灌電流負(fù)載和拉電流負(fù)載，因此，有兩種扇出系數(shù)，即低電平扇出系數(shù)NOL和高電平扇出系數(shù)NOH。通常IIH＜IIL，則NOH＞NOL，故常以NOL作為門的扇出系數(shù)。NOL的測試電路如圖（b）所示，門的輸入端全部懸空，輸出端接灌電流負(fù)載RL，調(diào)節(jié)RL使IOL增大，UOL隨之增高，當(dāng)UOL達(dá)到0.5V時的IOL就是允許灌入的最大負(fù)載電流，則：NOL=IOL/IIL。通常NOL≥8。將上述所有測試結(jié)果記入表中：表ICCL(mA)ICCH(mA)(mW)IIS(mA)IIH(μA)UOH(V)UOL(V)NO2.測試TTL與非門的電壓傳輸特性：電壓傳輸特性：指門的輸出電壓uo隨輸入電壓ui而變化的曲線uo=f（ui）。由電壓傳輸特性可讀出門電路的一些重要參數(shù)，如輸出高電平UOH、輸出低電平UOL、關(guān)門電平VOff、開門電平VON、閾值電平UTH及抗干擾容限UNL、UNH等值。測試電路如圖所示，采用逐點(diǎn)測試法，即緩慢地調(diào)節(jié)RW，逐點(diǎn)測得ui及uoVOVVOVCC(+5V)＆+-Vi+-RW10KΩ表ui(V)00.20.40.60.811.522.533.54…uo(V)六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告：1.畫出所有測試電路，記錄、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對結(jié)果進(jìn)行分析。2.畫出實(shí)測的電壓傳輸特性曲線，并從中讀出各有關(guān)參數(shù)值。七．注意事項(xiàng)：1.TTL門電路對電源電壓VCC要求較嚴(yán)，VCC只允許在+5V±10%的范圍內(nèi)工作，超過5.5V將損壞器件，低于4.5V器件的邏輯功能不正常。2.用數(shù)字萬用表測量電流、電壓時，要注意表筆的正、負(fù)極和量程。測電流時紅（+）、黑（-）表筆串接在線路中；測電壓時紅（+）、黑（-）表筆并接在線路中。實(shí)驗(yàn)三組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握組合邏輯電路的分析方法，并驗(yàn)證其邏輯功能。2.掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法,并能用最少的邏輯門實(shí)現(xiàn)之。二．實(shí)驗(yàn)儀器及器件：1.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱1臺2.數(shù)字萬用表1塊3.器件：74LS00四2輸入與非門2片74LS86四2輸入異或門1片三．實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：1.復(fù)習(xí)組合邏輯電路的分析方法。對實(shí)驗(yàn)中所選的組合電路寫出函數(shù)式。2.復(fù)習(xí)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。對實(shí)驗(yàn)中要求設(shè)計(jì)的電路，列出真值表，寫出函數(shù)式，畫出邏輯圖，并在圖上標(biāo)明集成塊引腳號。四．實(shí)驗(yàn)原理：1.組合邏輯電路的分析：對已給定的組合邏輯電路分析其邏輯功能。步驟：（1）由給定的組合邏輯電路寫函數(shù)式；（2）對函數(shù)式進(jìn)行化簡或變換；（3）根據(jù)最簡式列真值表；（4）確認(rèn)邏輯功能。2.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)：就是按照具體邏輯命題設(shè)計(jì)出最簡單的組合電路。步驟：（1）根據(jù)給定事件的因果關(guān)系列出真值表；（2）由真值表寫函數(shù)式；（3）對函數(shù)式進(jìn)行化簡或變換；（4）畫出邏輯圖，并測試邏輯功能。掌握了上述的分析方法和設(shè)計(jì)方法，即可對一般電路進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)，從而可以正確地使用被分析的電路以及設(shè)計(jì)出能滿足邏輯功能和技術(shù)指標(biāo)要求的電路。五．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.組合邏輯電路的邏輯功能分析（1）測試圖所示電路的邏輯功能：①用一片74LS00和一片74LS86組成圖所示的邏輯電路。為便于接線和檢查，在圖要注明芯片編號及各引腳號。②圖中A、B接電平開關(guān)，Z接電平顯示燈。③寫出Z邏輯函數(shù)式。按表要求，改變A、B的狀態(tài)，測出相應(yīng)輸出狀態(tài)及輸出電壓填入其中。將運(yùn)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)比較。圖ZAZAB&=1輸出ABZ電壓(V)00011011（2）測試圖所示電路的邏輯功能：①用兩片74LS00組成圖所示的邏輯電路。在圖注明芯片編號及各引腳號。②圖中A、B接電平開關(guān)，Z接電平顯示燈。③寫出Z邏輯函數(shù)式。按表要求，改變A、B的狀態(tài)，測出相應(yīng)輸出狀態(tài)及輸出電壓填入其中。將運(yùn)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)比較。圖ZAZAB&&&&&輸出ABZ電壓(V)000110112.設(shè)計(jì)下列組合邏輯電路（1）用異或門和與非門設(shè)計(jì)一個一位全加器列出真值表，寫出函數(shù)式，畫出邏輯電路圖，并在圖中標(biāo)明芯片引腳號，接線并驗(yàn)證真值表。（2）在一個射擊游戲中，每人可打三槍，一槍打鳥(A)，一槍打雞（B），一槍打兔子（C）。規(guī)則是：打中兩槍并且其中有一槍必須是打中鳥者得獎（Z）。試用與非門設(shè)計(jì)判斷得獎的電路。六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告：1.對各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)列真值表、寫函數(shù)式、畫出完整的接線圖，并標(biāo)出集成塊引腳號。2.分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。3.總結(jié)組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)體會。實(shí)驗(yàn)四組合邏輯電路的應(yīng)用一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.學(xué)會正確使用中規(guī)模集成組合邏輯電路。掌握編碼器、譯碼器、BCD七段譯碼器、數(shù)碼顯示器的工作原理和使用方法。2.掌握譯碼器及其應(yīng)用,學(xué)會測試其邏輯功能。二．實(shí)驗(yàn)儀器及器件：1.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱1臺2.數(shù)字萬用表1塊3.器件：74LS00四2輸入與非門1片74LS04六反相器1片74LS14710線—4線優(yōu)先編碼器1片74LS1383線—8線譯碼器1片74LS139雙2線—4線譯碼器1片三．實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：1.復(fù)習(xí)編碼器、譯碼器、BCD七段譯碼器、數(shù)碼顯示器的工作原理。2.熟悉編碼器74LS147及譯碼器74LS138、74LS139各引腳功能和使用方法，列出74LS138、74LS139的真值表，畫出所要求的具體實(shí)驗(yàn)線路圖。四．實(shí)驗(yàn)原理：在數(shù)字系統(tǒng)中，常常需要將某一信息變換為特定的代碼,有時又需要在一定的條件下將代碼翻譯出來作為控制信號，這分別由編碼器和譯碼器來實(shí)現(xiàn)。1.編碼：用一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)來表示十進(jìn)制數(shù)碼、字母、符號等信息的過程。編碼器：實(shí)現(xiàn)編碼功能的電路。編碼器功能：從m個輸入中選中一個,編成一組n位二進(jìn)制代碼并行輸出。編碼器特點(diǎn)：(1)多輸入、多輸出組合邏輯電路。(2)在任何時候m個輸入中只有一個輸入端有效（高電平或低電平）對應(yīng)有一組二進(jìn)制代碼輸出。編碼器分類：二進(jìn)制、二─十進(jìn)制、優(yōu)先編碼器。2.譯碼：是編碼的反過程，是將給定的二進(jìn)制代碼翻譯成編碼時賦予的原意。譯碼器：實(shí)現(xiàn)譯碼功能的電路。譯碼器特點(diǎn)：(1)多輸入、多輸出組合邏輯電路。(2)輸入是以n位二進(jìn)制代碼形式出現(xiàn)，輸出是與之對應(yīng)的電位信息。譯碼器分類：通用譯碼器：二進(jìn)制、二─十進(jìn)制譯碼器。顯示譯碼器：TTL共陰顯示譯碼器（用高電平點(diǎn)燃共陰顯示器）、TTL共陽顯示譯碼器（用低電平點(diǎn)燃共陽顯示器）、CMOS顯示譯碼器。譯碼器應(yīng)用：用于代碼的轉(zhuǎn)換、終端的數(shù)字顯示、數(shù)據(jù)分配、存貯器尋址組合信號控制等。3.數(shù)碼顯示器（簡稱數(shù)碼管）：用來顯示數(shù)字、文字或符號的器件。目前廣泛使用的是七段數(shù)碼顯示器。七段數(shù)碼顯示器由a～g等七段可發(fā)光的線段拼合而成,控制各段的亮或滅可以顯示不同的字符或數(shù)字。七段數(shù)碼顯示器有發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管和液晶顯示器（LCD）兩種。LED數(shù)碼管分為共陰管和共陽管，目前使用最廣泛。五．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.用8421BCD編碼器（74LS147）和七段譯碼器（CD4511）及LED數(shù)碼管（TS547）組成一個1位十進(jìn)制0～9數(shù)碼顯示電路：按下圖接線，K1～K9逐個輸入信號，觀察數(shù)碼管數(shù)字的變化，并了解K9～K1的優(yōu)先權(quán)級別高低的順序?！馜●DCCD4511BA顯示譯碼器1A1Y2A74LS042Y3A3Y4A反相器4Y74LS147優(yōu)先編碼器k1k2k3k4k5k6k7k8k91234567892.（1）測試3線—8線譯碼器74LS138的邏輯功能（列出真值表驗(yàn)證之）。（2）用74LS138構(gòu)成邏輯函數(shù)發(fā)生器F=+，畫出接線圖，并在圖中標(biāo)明芯片引腳號，列出真值表，接線并驗(yàn)證真值表。3.將雙2線—4線譯碼器74LS139擴(kuò)展為3線—8線譯碼器，畫出接線圖，列出真值表，接線并驗(yàn)證真值表。六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告：1.對各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)列真值表，畫接線圖和標(biāo)出集成塊引腳號。2.分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題?？偨Y(jié)譯碼器的使用體會。實(shí)驗(yàn)五觸發(fā)器及其應(yīng)用一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握基本RS、D、JK觸發(fā)器邏輯功能及其測試方法。2.熟悉不同觸發(fā)器間相互轉(zhuǎn)換的方法。3.學(xué)會正確使用集成觸發(fā)器。二．實(shí)驗(yàn)儀器及器件：1.數(shù)學(xué)電路實(shí)驗(yàn)箱1臺2.雙蹤示波器1臺3.數(shù)字萬用表1塊4.器件：74LS74雙正沿觸發(fā)D觸發(fā)器1片74LS112雙負(fù)沿觸發(fā)JK觸發(fā)器1片74LS00四2輸入與非門1片三．實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：1.對所用的集成觸發(fā)器查出外引線排列圖，了解集成塊各管腳作用。2.復(fù)習(xí)RS、D、JK觸發(fā)器的邏輯功能（包括：邏輯符號、真值表、特性方程、時序圖）及不同觸發(fā)器之間相互轉(zhuǎn)換的方法。四．實(shí)驗(yàn)原理：1.觸發(fā)器是具有記憶功能能存儲數(shù)字信息的最常用的一種基本單元電路，是構(gòu)成時序邏輯電路的基本邏輯部件。觸發(fā)器具有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)：0狀態(tài)和1狀態(tài)；在適當(dāng)觸發(fā)信號作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，即觸發(fā)器可由一個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個穩(wěn)態(tài)。當(dāng)輸入觸發(fā)信號消失后，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后的狀態(tài)保持不變（記憶功能）。2.根據(jù)電路結(jié)構(gòu)和功能的不同，觸發(fā)器有RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器、T/觸發(fā)器等類型。下面將它們的邏輯功能的表示方法列于下表中：RS觸發(fā)器JK觸發(fā)器D觸發(fā)器T觸發(fā)器T/觸發(fā)器邏輯符號QQQSRCPSDRDQQQJKCPSDRDQQQQDCPSDRDQQQTCPSDRDQQQTCPSDRD1特性表SRQn+100Qn01010111不定JKQn+100Qn01010111QnDQnQn+100Qn010101111TQnQn+1000011101110QnQn+10110特性方程Qn+1=S+RQnSR=0Qn+1=JQn+KQnQn+1=DQn+1=T⊕QnQn+1=Qn特點(diǎn)1信號雙端輸入2.具有置0、置1、保持功能3.S和R有約束條件，SR=01信號雙端輸入2.具有置0、置1、保持、翻轉(zhuǎn)功能1信號單端輸入2.具有置0、置1功能1信號單端輸入2.具有保持、翻轉(zhuǎn)功能1.輸入端接“12具有翻轉(zhuǎn)功能上表中邏輯符號上的RD是直接復(fù)位端，SD是直接置位端，只要RD=0，SD=1,則觸發(fā)器置0；RD=1，SD=0,則觸發(fā)器置1；其作用不受CP脈沖的控制。3.集成觸發(fā)器的主要產(chǎn)品是D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器，其他功能的觸發(fā)器可由D、JK觸發(fā)器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。將D觸發(fā)器的D端連到其輸出端Q，就構(gòu)成T/觸發(fā)器。將JK觸發(fā)器的J、K端連在一起輸入信號，就構(gòu)成T觸發(fā)器；J、K端連在一起輸入高電平（或懸空），就構(gòu)成T/觸發(fā)器。五．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.基本RS觸發(fā)器功能測試：（1）將兩個TTL與非門首尾相連構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，如圖2.5.1（2）將圖中、端接電平開關(guān)，、端接電平顯示燈。按表2.5.1順序在、端加信號，觀察并記錄、端狀態(tài)填入表中，并說明其邏輯功能。（3）當(dāng)、都接低電平時，觀察、端的狀態(tài)。當(dāng)、同時由低電平跳為高電平時，注意觀察、端，重復(fù)3～5次，看、端的狀態(tài)是否相同，以正確理解“不定”狀態(tài)含義。圖2.5.1表2.5邏輯功能11100100&&&2.D觸發(fā)器功能測試：（1）雙上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器74LS74邏輯符號如圖2.5.2（2）將圖中、、D、CP端接電平開關(guān)，、端接電平顯示燈。按表2.5.2順序輸入信號，觀察并記錄、端狀態(tài)填入表中，并說明其邏輯功能。CPD邏輯功能01×××10×××11↑(0→1)00111↑(0→1)101圖2.5.2表2.5QQQSDRD1DC1CPDCP3.JK觸發(fā)器功能測試：（1）雙下降沿觸發(fā)JK觸發(fā)器74LS112的邏輯符號如圖2.5.3（2）將圖中、、J、K、CP端接電平開關(guān)，、端接電平顯示燈，按表2.5.3順序輸入信號，觀察并記錄、端狀態(tài)填入表中，并說明其邏輯功能。圖2.5.3表2.5JCPKQQSDRD1J1KC1CPJK邏輯功能01××××10××××11↓(1→0)000111↓(1→0)010111↓(1→0)100111↓(1→0)11014．觸發(fā)器功能轉(zhuǎn)換：（1）將D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換成T/觸發(fā)器，列出表達(dá)式，畫出這兩個實(shí)驗(yàn)電路圖。（2）令==1(懸空),在CP端輸入連續(xù)脈沖(f=1KHZ)，用示波器同時觀察并記錄Q及CP端波形，自擬相應(yīng)表格，比較兩者關(guān)系（兩個電路都要觀察）。六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告：1.畫出各實(shí)驗(yàn)線路圖(標(biāo)出集成塊引腳號)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表，寫出各觸發(fā)器特性方程。2.總結(jié)各類觸發(fā)器的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)六時序邏輯電路的分析與應(yīng)用一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握時序電路的分析和測試方法。2.掌握集成移位寄存器的邏輯功能測試方法及其應(yīng)用。二.實(shí)驗(yàn)儀器和器件：1.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱1臺2.雙蹤示波器1臺3.器件：74LS112雙負(fù)沿觸發(fā)JK觸發(fā)器2片74LS1944位雙向通用移位寄存器1片74LS20雙4輸入與非門1片三．實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：1.復(fù)習(xí)時序邏輯電路的分析方法。對實(shí)驗(yàn)中所選的時序電路分析其邏輯功能。2.復(fù)習(xí)教材中有關(guān)集成塊74LS194的內(nèi)容，了解其邏輯功能。查出其外引線排列圖，了解各管腳的作用。3.復(fù)習(xí)用74LS194構(gòu)成脈沖序列發(fā)生器的方法和工作原理。四．實(shí)驗(yàn)原理：時序邏輯電路的特點(diǎn)是任一時刻的輸出信號不僅取決于該時刻電路的輸入信號，而且還與原輸出狀態(tài)有關(guān)，即還與以前的輸入信號有關(guān)。在電路結(jié)構(gòu)上包含組合電路和存儲電路兩部分，而且存儲電路是必不可少的，存儲電路輸出的狀態(tài)必須反饋到輸入端，與輸入信號一起共同決定組合電路的輸出。1.時序邏輯電路的分析：就是找出給定時序邏輯電路的邏輯功能和工作特點(diǎn)。步驟：（1）根據(jù)給定電路寫出其時鐘方程、驅(qū)動方程、輸出方程；（2）求狀態(tài)方程，即將各觸發(fā)器的驅(qū)動方程代入相應(yīng)觸發(fā)器的特性方程，就得出與電路相一致的具體電路的狀態(tài)方程。（3）進(jìn)行狀態(tài)計(jì)算。把電路的輸入和現(xiàn)態(tài)各種可能取值組合代入狀態(tài)方程和輸出方程進(jìn)行計(jì)算，得到相應(yīng)的次態(tài)和輸出。（4）畫狀態(tài)圖（或狀態(tài)表，或時序圖）。2.移位寄存器：是一個具有移位功能的寄存器，寄存器中所存的代碼能夠在移位脈沖的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的稱為雙向移位寄存器，改變左、右移的控制信號便可實(shí)現(xiàn)雙向移位。根據(jù)移位寄存器存取信息的方式不同分：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四種形式。74LS194是4位雙向通用移位寄存器，其邏輯符號和引腳排列如圖（a）、(b)所示。74LS19412374LS19412345678161514131211109VCCQ0Q1Q2Q3CPS1S0CRDSRD0D1D2D3DSLGND(b)Q3Q2Q1Q074LS194D3D2D1D0CPS1S0CRDSRDSL（a）74LS194具有下述功能：①異步清零：=0，Q3Q2Q1Q0=0000②并行置數(shù)寄存：=1，S1=S0=1，CP↑時刻Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0③保持：=1，S1=S0=0，Q3Q2Q1Q0保持原態(tài)④右移：=1,S1=0、S0=1，CP↑時刻Q3Q2Q1Q0的狀態(tài)由Q0向Q3移位⑤左移：=1,S1=1、S0=0，CP↑時刻Q3Q2Q1Q0的狀態(tài)由Q3向Q0移位移位寄存器用途很廣，可構(gòu)成脈沖序列發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、串行/并行轉(zhuǎn)換器、并行/串行轉(zhuǎn)換器等。五．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.分析時序邏輯電路的功能：（1）用兩片74LS112組成圖2.6．2所示電路。（2）將圖中CP端輸入連續(xù)脈沖（f=1KHZ），用雙蹤示波器同時觀測并記錄CP與Q2、Q1、Q0的波形。分析其邏輯功能。圖2.6．211JQF01K1JQF11K1JQF21KCPQ0Q1Q2QQ0Q1Q2CP2.測試集成計(jì)數(shù)器74LS194的邏輯功能：(1)按芯片引腳圖將、S1、S0、D3、D2、D1、D0端接電平開關(guān)，CP接單脈沖，Q3、Q2、Q1、Q0端接電平顯示燈。測試Q3～Q0狀態(tài)填入表2.6.1中，并說明功能。(2)將、S1、S0、DSR、DSL端接電平開關(guān)、CP接單脈沖，Q3、Q2、Q1、Q0端接電平顯示燈，先0后1，按表2.6.2、表2.6.3的要求觀測并記錄Q3～Q0狀態(tài)。表輸入輸出功能S1S0CPD0D1D2D3Q0Q1Q2Q3×××11↑100×××××1001××××表2.6.2表2.6右移串入輸出S1=0S0=1CP↑DSRQ0Q1Q2Q31234511011左移串入輸出S1=1S0=0CP↑DSLQ0Q1Q2Q312345110113.用74LS194構(gòu)成脈沖序列發(fā)生器：用一片74LS194和一片74LS20構(gòu)成脈沖序列發(fā)生器。按圖2.6.3接線，D3、D2、D1、D0端接電平開關(guān)，P端接單負(fù)脈沖，CP輸入連續(xù)脈沖(f=1HZ)，Q3、Q2、Q1、Q0端接電平顯示燈，觀測并記錄Q3～Q0Q0Q0Q1Q2Q3S1S0CRDSRD0D1讒D2D374LS194CP&啟動0111G2G1P&懸空CP↑輸出Q0Q1Q2Q312345六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告：1.畫出測試電路（標(biāo)出集成塊引腳號）和實(shí)驗(yàn)波形及數(shù)據(jù)表、分析測試結(jié)果。2.總結(jié)移位寄存器74LS194的邏輯功能；畫出四相序列脈沖發(fā)生器的時序圖。3.討論實(shí)驗(yàn)中遇到的問題。實(shí)驗(yàn)七計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握集成計(jì)數(shù)器的邏輯功能測試方法及其應(yīng)用。2.運(yùn)用集成計(jì)數(shù)器構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。二.實(shí)驗(yàn)儀器和器件：1.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱1臺2.雙蹤示波器1臺3.器件：74LS192同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器2片74LS00四2輸入與非門1片三．實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：1.復(fù)習(xí)教材中有關(guān)集成塊74LS192的內(nèi)容，了解其邏輯功能。查出其外引線排列圖，了解各管腳的作用。2.復(fù)習(xí)用74LS192構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的兩種方法（反饋歸零法和反饋置數(shù)法）。四．實(shí)驗(yàn)原理：計(jì)數(shù)器是一個用以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能的時序邏輯部件，它不僅可以用來對脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，還常用做數(shù)字系統(tǒng)的定時、分頻和執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算以及其他特定的邏輯功能。計(jì)數(shù)器的種類很多。按構(gòu)成計(jì)數(shù)器中的各觸發(fā)器是否使用一個時鐘脈沖源來分有：同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器；根據(jù)計(jì)數(shù)進(jìn)制的不同分為：二進(jìn)制、十進(jìn)制和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器；根據(jù)計(jì)數(shù)的增減趨勢分為：加法、減法和可逆計(jì)數(shù)器；還有可預(yù)置數(shù)和可編程功能計(jì)數(shù)器等。目前，TTL和CMOS集成計(jì)數(shù)器都有較齊全的品種。使用者只需借助于器件手冊提供的功能表和引腳排列圖，就能正確地運(yùn)用這些器件。74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，其邏輯符號和引腳排列如圖（a）、(b)所示。Q3QQ3Q2Q1Q074LS192D3D2D1D0CRCPUCPDLD（a）（b）74LS19212345678161514131211109VCCD0CRBOCOLDD2D3D1Q1Q0CPDCPUQ2Q3GND74LS192具有下述功能：①異步清零：CR=1，Q3Q2Q1Q0=0000②異步置數(shù)：CR=0，=0，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0③保持：CR=0，=1，CPU=CPD=1,Q3Q2Q1Q0保持原態(tài)④加計(jì)數(shù)：CR=0,=1，CPU=CP，CPD=1，Q3Q2Q1Q0按加法規(guī)律計(jì)數(shù)⑤減計(jì)數(shù)：CR=0,=1，CPU=1，CPD=CP，Q3Q2Q1Q0按減法規(guī)律計(jì)數(shù)利用集成計(jì)數(shù)器芯片可方便地構(gòu)成任意（N）進(jìn)制計(jì)數(shù)器。方法：①反饋歸零法：是利用計(jì)數(shù)器清零端的清零作用，截取計(jì)數(shù)過程中的某一個中間狀態(tài)控制清零端，使計(jì)數(shù)器由此狀態(tài)返回到零重新開始計(jì)數(shù)。把模數(shù)大的計(jì)數(shù)器改成模數(shù)小的計(jì)數(shù)器。關(guān)鍵：是清零信號的選擇與芯片的清零方式有關(guān)。異步清零方式以N作為清零信號或反饋?zhàn)R別碼，其有效循環(huán)狀態(tài)為0～N-1；同步清零方式以N-1作為反饋?zhàn)R別碼，其有效循環(huán)狀態(tài)為0～N-1。還要注意清零端的有效電平，以確定用與門還是與非門來引導(dǎo)。②反饋置數(shù)法：是利用具有置數(shù)功能的計(jì)數(shù)器，截取從Nb到Na之間的N個有效狀態(tài)構(gòu)成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器。其方法是當(dāng)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)循環(huán)到Na時，由Na構(gòu)成的反饋信號提供置數(shù)指令，由于事先將并行置數(shù)數(shù)據(jù)輸入端置成了Nb的狀態(tài)，所以置數(shù)指令到來時，計(jì)數(shù)器輸出端被置成Nb，再來計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器在Nb基礎(chǔ)上繼續(xù)計(jì)數(shù)直至Na，又進(jìn)行新一輪置數(shù)、計(jì)數(shù)。關(guān)鍵：是反饋?zhàn)R別碼的確定與芯片的置數(shù)方式有關(guān)。異步置數(shù)方式以Na=Nb+N作為反饋?zhàn)R別碼，其有效循環(huán)狀態(tài)為Nb～Na；同步置數(shù)方式以Na=Nb+N-1作為反饋?zhàn)R別碼，其有效循環(huán)狀態(tài)為Nb～Na。還要注意置數(shù)端的有效電平，以確定用與門還是與非門來引導(dǎo)。五．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.測試集成計(jì)數(shù)器74LS192的邏輯功能：(1)按芯片引腳圖將CR、、D3、D2、D1、D0端接電平開關(guān)，Q3、Q2、Q1、Q0端接電平顯示燈。測試Q3～Q0狀態(tài)填入表2.7.1中，并說明邏輯功能。(2)將CR=0、=1，Q3、Q2、Q1、Q0端接電平顯示燈、并同時分別接譯碼顯示電路“8、4、2、1”插孔上，CPU、CPD分別輸入連續(xù)脈沖(f=1HZ)，觀察數(shù)碼管數(shù)字的變化，同時記錄Q3～Q0狀態(tài)填入表2.7.2、表2.7表2.7輸入輸出邏輯功能CRD3D2D1D0Q3Q2Q1Q01×××××00101001××××表2.7.2減計(jì)數(shù)輸出CPD=CP↑CPU=1Q3Q2Q1Q00123456789加計(jì)數(shù)輸出CPU=CP↑CPD=1Q3Q2Q1Q001234567892．用74LS192構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器：(1)反饋歸零法：①用一片74LS192和一片74LS00組成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。按圖2.7.2接線，將Q3、Q2、Q1、Q0端接電平顯示燈、并同時分別接到譯碼顯示電路“8、4、2、1”插孔上，CPU輸入連續(xù)脈沖(f=1HZ)，觀察數(shù)碼管數(shù)字的變化，同時記錄Q3～Q0狀態(tài)填入表2.7②CPU端輸入連續(xù)脈沖(f=1KHZ)，用雙蹤示波器同時觀測并記錄CP和Q2的波形，比較其頻率。圖2.7.2表2.7CP（1HZ）輸出Q3Q2Q1Q00123456QQ3Q2Q1Q0CPU74LS192CRD3D2D1D0&&CPQQ2CP（1KHZ）(2)反饋置數(shù)法：用二片74LS192和一片74LS00組成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并與CD4511、TS547構(gòu)成計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路，如圖2.7.3所示，CPU端輸入連續(xù)脈沖（圖2.7Q3Q2Q1Q074LS192CRD3D2D1D0CD4511&Q3Q2Q1Q074LS192CRD3D2D1D0CD4511TS547●TS547●LDLDCPUCPUCPDCOBOCP(1HZ)4′六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告：1.畫出測試電路（標(biāo)出集成塊引腳號）和實(shí)驗(yàn)波形及數(shù)據(jù)表、分析測試結(jié)果。2.說明構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的兩種方法。畫出六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)圖。3.討論實(shí)驗(yàn)中遇到的問題。實(shí)驗(yàn)八555定時器的應(yīng)用一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.熟悉555定時器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理和功能。2.掌握用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器的方法。3.熟悉功率函數(shù)發(fā)生器的使用方法。二．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件：1.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱1臺2.功率函數(shù)發(fā)生器1臺3.雙蹤示波器1臺4.器件：NE555定時器1片電阻：33KΩ、5.1KΩ、20KΩ各1個電容：0.01μF（103）、0.1μF（104）各1個三．實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)：1.了解555定時器的外引線排列和功能。2.復(fù)習(xí)555定時器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理和功能，以及用555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器、多諧振蕩器的各電路結(jié)構(gòu)、工作原理和工作波形，理論上估算實(shí)驗(yàn)中的脈沖寬度

、振蕩頻率等參數(shù)。四．實(shí)驗(yàn)原理：集成定時器電路習(xí)慣上稱為555電路,這是因?yàn)閮?nèi)部參考電壓使用了3個5KΩ的電阻分壓,故取此名。555電路是一種數(shù)字和模擬混合型的中規(guī)模集成電路,它能產(chǎn)生時間延遲和多種脈沖信號,應(yīng)用十分廣泛。其電路類型有雙極型(TTL型)和單極型(CMOS型)兩大類,二者的電路結(jié)構(gòu)和工作原理類似。TTL型產(chǎn)品型號最后的3位數(shù)碼是555或556；CMOS型產(chǎn)品型號最后4位數(shù)碼是7555或7556；二者的邏輯功能和管腳排列完全相同,易于互換。555芯片和7555芯片是單定時器,556芯片和7556芯片是雙定時器。雙極型的電源電壓VCC＝＋5V～＋16V,單極型的電源電壓VDD＝＋3V～＋18V。1.555定時器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理：555定時器的電路結(jié)構(gòu)和外管腳排列如圖(a)、(b)所示。THDIS+VTHDIS+VCCOUTRDTRGNDCO87655551234（b）（a）①&&1控制電壓VC復(fù)位控制TH+VCCQ輸出端DIS放電端5kΩ5kΩ5kΩC1C2G1G2G3T++－－②⑥⑤⑧④③⑦RDQQ置位控制TRGND它含有3個分壓電阻和兩個高、低電平比較C1、C2,一個基本RS觸發(fā)器，一個放電開關(guān)管T。高電平比較器C1的同相輸入端參考電平為2VCC/3,低電平比較器C2的反相輸入端的參考電平為VCC/3,C1與C2的輸出端控制基本RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號自6管腳輸入并超過參考電平2VCC/3時,觸發(fā)器置0，定時器的輸出端3管腳輸出低電平,同時放電開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號自2管腳輸入并低于VCC/3時,觸發(fā)器置1,定時器的3管腳輸出高電平,同時放電開關(guān)管截止。是直接復(fù)位端,當(dāng)＝0,定時器輸出低電平。平時端開路。VC是外接控制電壓輸入端(5管腳),當(dāng)VC外接一個輸入電壓UVC時,則改變比較器的參考電壓(UT+＝UVC,UT-＝UVC/2)；不接外加電壓時,通常接一個0.01μF的電容器到地,起濾波作用,以消除外來干擾,確保參考電平的穩(wěn)定。T為放電管,當(dāng)T導(dǎo)通時,將給接于7管腳的電容器提供放電通路。2.555定時器的應(yīng)用：555定時器主要是通過外接電阻R和電容器C構(gòu)成充、放電電路,并由兩個比較器來檢測電容器上的電壓,以確定輸出電平的高低和放電開關(guān)管的通斷。這就很方便地構(gòu)成從微秒到數(shù)十分鐘的延時電路、以及多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器等脈沖波形產(chǎn)生和整形電路。（1）用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器