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数电实验报告.doc

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上传者: 半轮红月挂夜空 2017-10-12 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《数电实验报告doc》,可适用于综合领域,主题内容包含数电实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告课程名称:数字逻辑姓名:系:专业:年级:学号:指导教师:职称:讲师年月日实验项目列表序号实符等。

数电实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告课程名称:数字逻辑姓名:系:专业:年级:学号:指导教师:职称:讲师年月日实验项目列表序号实验项目名称成绩指导教师TTL集成门电路逻辑功能测试陆立峥译码器和数据选择器陆立峥组合逻辑电路陆立峥集成触发器陆立峥集成计数器陆立峥福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系:专业:年级:姓名学号:实验课程:数字逻辑实验室号:实验设备号:实验时间:指导教师签字:成绩:实验名称TTL集成门电路逻辑功能测试一、实验目的了解TTL与非门电路的主要参数。掌握TTL与非门电路的主要参数和传输特性的测试方法。熟悉TTL门电路的逻辑功能的测试方法。二、实验仪器与器件数字电路实验箱个万用表只元器件TTL与非门LS片电阻、电容若干三、实验原理TTL门电路是最简单、最基本的数字集成电路元件利用其通过适当的组合连接便可以构成任何复杂的组合电路。因此掌握TTL门电路的工作原理熟练、灵活地使用它们是数字技术工作者必备的基本功之一。本实验采用四“与非门”LS其引脚排列如下图所示它共有四组独立的“与非”门每组有两个输入端一个输出端。各组的构造和逻辑功能相同现以其中的一组加以说明:和为输入端为输出端。,,,与非门的逻辑表达式为,=(,,)’。当,、,均为高电平时,为低电平“”、中有一个为低电平或二者均为低电平时为高电平""。四与,,,非门LS的主要参数有:)输出高电平,:一般,VOHOH)输出低电平,:一般,VOLOL)高电平输入电流:指当一个输入端接高电平而其它输入端接地时IH从电源流过高电平输入端的电流。)低电平输入电流(或输入短路电流):指当一个输入端接地而ILRD其它输入端悬空时低电平输入端流向地的电流。)空载导通功耗,:指输入全部为高电平、输出为低电平且不带负载时ON的功率损耗。)空载截止功耗,:指输入有低电平、输出为高电平且不带负载时的功OFF率损耗。四、实验内容及步骤TTL与非门参数的测试()输出高电平,的测试OHTTL与非门的输出高电平的测试电路如下图所示把与非门两输入端中,OH的一个或两者全部接地用万用表测出的输出端电压为,在测量中如果电压OH值V记作“”若测量值记作“”。测出四组数据将其填入表。表V和V的测试结果OHOL与非门V(V),OHV(V)OL()输出低电平,OL测试TTL与非门的输出低电平的电路如下图所示输入端全部悬空,OL测出输入端电压即为,将测量的四组数据填入表。OL()低电平输入电流IL按图连接电路则从电流表上读出的电流就是与非门的低电平输入电流。用万用表分别测出集成块LS中各与非门不同输入端接地时的电流IL并将其测量的结果填入表中。表I的测试结果LL管脚I(mA)LL()空载导通功耗,:ON如上图所示从V电源输出处用万用表测出电流就可以按下式求出ON空载导通功耗,:,=,ONONCCON,,V,mA,=CCONON。mW()空载截止功耗,:OFF如下图所示将芯片所有输入端接地从V电源输出处用万用表测出电流就可以按下式求出空载截止功耗,:OFFOFF,=,OFFCCOFF,,V,,mA,,=mW。CCOFFOFF五、实验数据记录、()、()表V和V的测试结果:OHOL表V和V的测试结果OHOL与非门V(V),OHV(V)OL()将其测量的结果填入表中:表I的测试结果LL管脚I(mA)LL()实验测出的值都很小都约等于。()测得:,,V,mA,=mW。CCONON()测得:,,V,,mA,,=mWCCOFFOFF六、实验数据处理与分析、由表可知:由于输出高电平,:一般,V输出低电平,:一般,VOHOHOLOL所以:V(V)中的电压数值均大于V即均为高电平。OHV(V)中的电压数值均小于V即均为低电平。OL、根据上面记录的数据和公式可算得:(),=,=**W=WONCCON(),=,=**W=WOFFCCOFF七、质疑、建议、问题讨论TTL是最简单、最基本的数字集成电路元件。通过这次实验基本上了解了TTL与非门电路的主要参数、掌握TTL与非门电路的主要参数和传输特性的测试方法、熟悉了对TTL门电路的逻辑功能的测试方法。实际的操作与课本的理论有所不同这次试验主要使用“与非门”。由于对LS与非门元件的知识掌握不足所以在实验过程中碰到了很多问题。不懂就要问经过老师的指导和组员的帮助测出了实验结果完成了实验。其实第一个实验并不难可是由于是学期的第一次试验有些生疏。参考文献:阎石数字电子技术基础高等教育出版社~阎石数字电子技术基础习题解答高等教育出版社~。福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系:专业:年级:姓名学号:实验课程:数字逻辑实验室号:实验设备号:实验时间:指导教师签字:成绩:实验名称译码器和数据选择器一、实验目的和要求、掌握线译码器逻辑功能和使用方法。、掌握数据选择器的逻辑功能和使用方法。二、实验仪器与器件数字电路实验箱个集成电路LS线译码器片LS选数据选择器片三、实验原理译码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称为译码器。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贮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。下图表示二进制译码器的一般原理图:图二进制译码器的一般原理图n它具有n个输入端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端输入数据信息器件就成为一个数据分配器(又称为多路数据分配器)。、线译码器LS它有三个地址输入端A、B、C它们共有种状态的组合即可译出个输出信号YY。另外它还有三个使能输入端G、G、G。ABLS的引脚排列图、数据选择是指经过选择把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去。实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。、数据选择器LSLS是典型的集成电路数据选择器它有个地址输入端CBA可选择D~D这个数据源具有两个互补输出端同相输出端Y和反相输出端W。其引脚图如下图所示。LS的引脚图表图四、实验内容及实验数据记录、LS译码器逻辑功能测试在数字逻辑电路实验箱IC插座模块中找一个PIN的插座插上芯片LS并在PIN插座的第脚接上实验箱的地(GND)第脚接上电源(Vcc)。将LS的控制输入端和输入端接逻辑电平输出将输出端Y~Y分别接到逻辑电平显示的个发光二极管上逐次拨动对应的开关根据发光二极管显示的变化测试LS的逻辑功能。LS的测试功能表输入输出YYYYYGGGYYYCBAABXX、LS译码器逻辑功能测试在数字逻辑电路实验箱IC插座模块中找一个PIN的插座插上芯片LS并在PIN插座的第脚接上实验箱的地(GND)第脚接上电源(Vcc)。将LS的控制输入端和数据输入端D~D接逻辑电平输出将输出端Y接到逻辑电平显示的发光二极管上逐次拨动对应的开关根据发光二极管显示的变化测试LS的逻辑功能。输入输出YABCG五、实验数据记录、LS译码器逻辑功能测试表一输入输出YYYYYGGGYYYCBAAB、LS译码器逻辑功能测试表二输入输出CBAYGDDDDDDDD六、实验数据处理与分析、线译码器LS的功能如表一所示、LS译码器逻辑功能如表二所示七、质疑、建议、问题讨论通过这次实验初步掌握线译码器逻辑功能和使用方法也了解了数据选择器的逻辑功能和使用方法。通过本次实验我实验测量了线译码器LS和LS译码器的功能列出了真值表并与课本理论进行对照验证了了线译码器LS和LS译码器的功能。实验中遇到的问题主要是输入和输出端的接线问题这一定程度反映了我实际操作能力的薄弱。同时做了实验细心和耐心必不可少。参考文献:阎石数字电子技术基础高等教育出版社~阎石数字电子技术基础习题解答高等教育出版社~。福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系:专业:年级:姓名学号:实验课程:数字逻辑实验室号:实验设备号:实验时间:指导教师签字:成绩:实验名称组合逻辑电路的设计一、实验目的掌握组合逻辑电路的设计方法。学会用基本门电路实现组合逻辑实际的逻辑问题电路。二、实验仪器与器件逻辑真值表数字电路实验箱个集成电路输入四与非门LS逻辑公式化简卡诺图化简片反向器LS片数据选择器LS最简逻辑表达式片组合逻辑电路的设计流程三、实验原理逻辑电路图组合逻辑电路的设计流程如图所示。先根据实际的逻辑问题进行逻辑抽象定义逻辑状态的含义再按照要求给出事件的因果关系列出真值表。然后用代数法或卡诺图化简求出最简的逻辑表达式。并按照给定的逻辑门电路实现简化后的逻辑表达式画出逻辑电路图。最后验证逻辑功能。四、实验内容及步骤、设计一个半加器其输入为,、,为两个加数输出为半加和,及进位。,根据要求用小规模集成器件与非门设计出最简的逻辑电路。并用TTL与非门组成上面的逻辑电路。输入接逻辑开关输出接逻辑电平显示端口验证其逻辑功能。要求:在下面空白区域写出半加器的真值表、逻辑函数表达式、逻辑函数的最简式做逻辑函数得变换画出逻辑电路图并记录实验数据。()写出真值表输入输出ABSCO()写出函数表达式:S=A’BAB’=((A’B)’(AB’)’)’CO=AB=((AB)’)’()画出电路图()验证。在实验室中按上面的电路图接好电路逐个测试验证结果、设计一个密码锁锁上有三个按键,、,、,当两个或两个以上的按键同时按下时锁能被打开。用逻辑电平显示灯亮来替代锁当符合上述条件时将使逻辑电平显示灯亮否则灯灭。根据要求设计出最简的逻辑电路。并用TTL与非门电路组成上面的逻辑电路。输入接逻辑开关输出接逻辑电平显示端口验证其逻辑功能。要求:在下面空白区域写出密码锁的真值表、逻辑函数表达式、逻辑函数的最简式做逻辑函数得变换画出逻辑电路图并记录实验数据。()写出真值表ABCY()写出函数表达式:Y=ABCABCABCABC()画出电路图()验证。在实验室中按上面的电路图接好电路逐个测试验证结果。、设计用个开关控制一个电灯的逻辑电路要求改变任何一个开关的状态都能控制电灯由亮变灭或者由灭变亮。要求用数据选择器来实现。要求:在下面空白区域写出数据选择器的逻辑函数表达式、逻辑函数的最简式做逻辑函数得变换画出逻辑电路图并记录实验数据。()写出真值表设表示灯灭表示灯亮。ABCY()写出函数表达示:Y=ABCABCABCABC()画出电路图(如图:在ABC为时输出为高电平指示灯亮)()验证。在实验室中按上面的电路图接好电路逐个测试验证结果五、实验数据记录在实验室中逐个测试都可得到上面对应的真值表六、实验数据处理与分析、并总结组合逻辑电路的设计方法。在设计的过程中可能会有出错但是人为的可能查不出来所以要自己动手去测试一下才能发现自己的设计是否有出错并可以加一改善得到较为完美的设计题。七、质疑、建议、问题讨论实际的逻辑问题通过这次实验我初步了解了组合逻辑电路的分析与设计方法对基本门逻辑真值表电路的使用也有一定的了解。本次实验可以提高我对组合逻辑电路的设计能力它对人的逻辑思维能逻辑公式化简卡诺图化简力有很大的要求。因此我们要严格按照右图的逻辑程序来设计。设计要求严谨要求我们对知识点掌握牢固了解透彻并且对于电路设最简逻辑表达式计有一定的经验。设计过程中要对实际组合逻辑电路的设计流程进行不断的修改优化。逻辑电路图通过实验不但加深了我对知识点的理解也懂得了一些电路设计的技巧和方法也发现其实设计性的实验很有趣能收获很多。参考文献:阎石数字电子技术基础高等教育出版社~阎石数字电子技术基础习题解答高等教育出版社~。福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系:专业:年级:姓名学号:实验课程:数字逻辑实验室号:实验设备号:实验时间:指导教师签字:成绩:实验名称集成触发器及其应用一、实验目的掌握基本RS、D和JK触发器的逻辑功能及测试方法。熟悉D和JK触发器的触发方法。了解触发器之间的相互转换。二、实验仪器与器件数字电路实验箱个集成电路与非门LS片双JK触发器LS片双D触发器LS片。三、实验原理触发器是基本的逻辑单元它具有两个稳定状态在一定的外加信号作用下可以由一种稳定状态转变为另一稳定态无外加信号作用时将维持原状态不变。因为触发器是一种具有记忆功能的二进制存贮单元所以是构成各种时序电路的基本逻辑单元。基本RS触发器QQQQRSVkkRSK由两个与非门构成一个RS触发器如上图所示。其逻辑功能如下:R'()当==时触发器保持原先的或状态不变。S'R'()当==时触发器被复位到“”状态。S'R'()当==时触发器被置位于“”状态。S'R'R'()当==尔后若和同时再由“”变成“”则Q的状态有S'S'可能为也可能为完全由各种偶然因素决定其最终状态所以说此时触发器状态不确定。基本RS触发器的特性方程如下:*QSRQ,'D触发器触发器是由RS触发器演变而成的。逻辑符号、功能表如下由功能表可D得*=DQ常见的D触发器的型号很多TTL型的有LS(双D)、LS(四D)、LS(六D)、LS(八D)等。CMOS型的有CD(双D)、CD(四D)等。本实验中采用维持阻塞式双D触发器LSR和S是异步置“”DD端和异步置“”端D为数据输入端Q为输出端CP为时钟脉冲输入端。引线排列图如下:JK触发器JK触发器逻辑功能较多可用它构成寄存器、计数器等。。常见的TTL型双JK触发器有LS、LS(负沿触发)、LS、LS等。CMOS型的有CD等。其中J、K是控制输入端Q为输出端CP为时钟脉冲端。R和S分别是异步置“”端和异步置“”端。JK触发器的逻辑符号图、双DDJK触发器LS的引脚排列图如下图。当R=S=时无论J、K及CP为何值输出Q均为“”当R=DDD当S=时此时不论J、K及CP之值如何Q的状态均为“”所以RDDS用来将触发器预置到特定的起始状态(“”或“”)。预置完成后RDDS应保持在高电平(即“”电平)使JK触发器处于工作方式。D当R=S=时触发器的工作状态如下:DD()当JK=时触发器保持原状态。()当JK=时在CP脉冲的下降沿到来时Q=即触发器置“”。()当JK=时在CP脉冲的下降沿到来时Q=触发器置“”。()当JK=时在CP脉冲的作用下触发器状态翻转。由上述关系可以得到JK触发器的特征方程为:*QJQKQ,''()CP下降沿有效四、实验内容及步骤验证基本RS触发器的逻辑功能按图用LS组成基本RS触发器并在Q端和Q端接逻辑电平显示端口输入端和分别接逻辑开关。接通V电源按照表的要求改变和SRSR的状态观察输出端的状态并将结果填入下表。验证D触发器逻辑功能将LS的连接到逻辑开关CP端接单次脉冲端和端R、S、DQQDD分别接逻辑电平显示端口接通是电源按照表中的要求改变R、S、DDDn和CP的状态。在CP从到跳变时观察输出端Q的状态将测试结果填入下表。验证JK触发器逻辑功能将LS的R、S、J和K连接到逻辑开关Q和Q端分别接逻辑电DD平显示端口CP接单次脉冲接通电源按照表中的要求改变R、S、J、K和DDnCP的状态。在CP从到跳变时观察输出端Q的状态并将测试结果填入表。五、实验数据记录、基本RS触发器的逻辑功能:表一:nQnnSRQ=Q=、D触发器的逻辑功能:表二:nQnnRSDCPQ=Q=DDxxxx下降上升下降上升、JK触发器的逻辑功能:表三:nQnnRSJKCPQ=Q=DDXXXXXX下降上升下降上升六、实验数据处理与分析、由表一可知:与非门基本RS触发器具有逻辑功能如下:SR)当==时不确定SR)当==时置SR)当==时置SR)当==时保持。、由表二可知:)当CP=时即脉冲的下降沿时D触发器有保持的功能nQ)当CP=时即脉冲的上升沿时D触发器=D、由表三可知:JK触发器的逻辑功能为:)当CP=时保持CP=时J=K=时保持)J=、K=时置J=、K=时置J=K=时翻转的功能。七、质疑、建议、问题讨论通过这次实验我更加清楚地认识到触发器是基本的逻辑单元它有两个稳定状态在一定条件下可以由一种状态转变为另一种稳定状态。触发器还具有记忆功能。触发器分为很多类例如:jk触发器、SR触发器、D触发器„„所以实验中容易将各种触发器的功能混淆做起来并不如意对电路元件得接法经验不够不熟悉。通过这次实验对RS、JK、D触发器的逻辑功能有了初步的了解。也认识到了集成触发器的功能和使用方法。对于触发器之间相互转换的方法也有一定的认识。参考文献:阎石数字电子技术基础高等教育出版社~阎石数字电子技术基础习题解答高等教育出版社~。福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系:专业:年级:姓名学号:实验课程:数字逻辑实验室号:实验设备号:实验时间:指导教师签字:成绩:实验名称集成计数器一、实验目的掌握由集成触发器构成的二进制计数电路的工作原理。掌握中规模集成计数器的使用方法。学习运用上述组件设计简单计数器的技能。二、实验仪器与器件数字电路实验箱个集成电路:双D触发器LS片二五十进制计数器LS片与非门LS片三、实验原理计数是最基本的逻辑运算计数器不仅用来计算输入脉冲的数目而且还用作定时电路、分频电路和实现数字运算等因而它是一种十分重要的时序电路。计数器的种类很多。按计数的数制可分为二进制、十进制及任意进制。按工作方式可分为异步和同步计数器两种。按计数的顺序又可分为加法(正向)、减法(反向)和加减(可逆)计数器。计数器通常从零开始计数所以应该具有清零功能。有些集成计数器还有置数功能可以从任意数开始计数。异步二进制加法计数器用D触发器或JK触发器可以构成异步二进制加法计数器。图是用四个D触发器构成的二进制加法计数器。其中每个D触发器作为二分频器。在R作用下计数器清“”。当第一个CP脉冲上升沿到来时Q由“”变成D“”当第二个CP脉冲到来后Q由“”变成“”这又使得Q由变成依次类推实现二进制计数。十进制集成计数电路LSLS是异步二五十进制计数器。其管脚图如下图所示它的内部由两个计数电路组成一个为二进制计数电路计数脉冲输入端为CP输出端为Q另一个为五进制计数电路计数脉冲输入端为CP输出端A为Q、Q、Q。这两个计数器可独立使用。当将Q连到CP时可构成十进BCDA制计数器。LS构成的不同进制计数时的接线图如图所示。四、实验内容及步骤按图利用两片LS接成四位二进制计数器输出端接逻辑电平显示端口由时钟端逐个输入单次脉冲观察并记录Q、Q、Q和Q的输出状态验证二进制计数功能。按下图(a)用LS接成二进制计数器由CP逐个输入单次脉冲观察输出状态并记录验证其二进制计数功能。按图(b)接成五进制计数器由CP逐个输入单次脉冲观察输出状态并记录验证其五进制计数功能。按图(c)接成码十进制计数器由CP输入单次脉冲观察并记录输出状态验证其十进制计数功能。按图(d)接成对称二,五混合十进制计数器由CP输入单次脉冲观察并记录输出状态验证其计数功能。五、实验数据记录、状态图()A:四位二进制计数器的状态图QQQQB:四位二进制计数器的波形图QQQQ()二进制计数器Q()五进制QBQCQD()十进制状态图十进制QQQQABCD()十进制状态图QQQQABCD、整理实验所得的码计数真值表画出CP、QA、QB、QC、QD各点对应的波形图()电路图:()波形仿真图其中四个通道分别对应Q、Q、Q、QABCDA:t=ms时B:t=ms时C:t=ms时D:t=ms时六、实验数据处理与分析、例如:用D触发器构成位二进制异步加法计数器即每输入一个脉冲加法计数器将自动加。从开始加到后又回到重新开始加。、根据不同的接现方法得出不同的计数器但总的都是实现计数器的计数功能。七、质疑、建议、问题讨论通过这次的实验我更加体会到技数是最基本的逻辑运算他的种类很多可以按照计数的数制和及时的顺序分类等等。几个试验下来有了实验的经验这次实验对电路线路的连接有了一定的了解接起电路来也比较的快了。这次实验遇到的最耗时的一个问题就是这次的实验有脉冲输入但是每输入一个脉冲灯的亮暗变化非常的奇怪未按照预期的规律变化。一开始以为是线路接的有问题从新接线路后还是有同样的原因最后细心的组员发现是触发器和试验箱接反了。通过实验我初步学会掌握了由集成器构成的二进制计数器电路的工作原理对于集成计数器有了一定的了解初步掌握了集成计数器的基本功能。参考文献:阎石数字电子技术基础高等教育出版社~阎石数字电子技术基础习题解答高等教育出版社~。

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