【正文】 圖 34 74LS86 引腳圖 圖 35 74LS86 邏輯功能圖 圖 36 74LS04 引腳圖 圖 37 74LS04 邏輯功能圖 圖 38 用 74LS283 實(shí)現(xiàn) 8 位二進(jìn)制加法電路圖 20 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 用二片 4 位二進(jìn)制加法器實(shí)現(xiàn) 8 位二進(jìn)制加法 用兩塊 74LS283 完成級聯(lián)，邏輯電路見圖 38。組合電路設(shè)計(jì)的一般步驟下： 根據(jù)任務(wù)要求列出真值表； 通過對卡諾圖或邏輯表達(dá)式的化簡，得出最簡的邏輯函數(shù)表達(dá)式； 簡化和變換邏輯表達(dá)式，從而畫出邏輯圖。水面在 A、 B 間時(shí)為正常狀態(tài)，綠燈 G 亮；水面在 B、 C 間或 A 以上時(shí)為異常狀態(tài)，黃燈 Y亮；水面在 C 以下為危險(xiǎn)狀態(tài)，紅燈 R 亮。圖 51 是上升沿觸發(fā)的雙 D 邊沿觸發(fā)器 74LS74 的引腳排列圖，它有兩個(gè) D 觸發(fā)器，圖 52 是下降沿觸發(fā)的 JK 邊沿觸發(fā)器 74LS112 的引腳排列圖，它有兩個(gè) JK 觸發(fā)器。由于各種數(shù)字顯示器件的工作方式不同，因而對譯碼器的要求也不一樣。 表 53 CP ↑ ↑ ↑ ↑ D 0 0 1 1 Qn 0 1 0 1 Qn+1 JK 觸發(fā)器邏輯功能測試 選用 74LS112 雙 JK 觸發(fā)器中的一個(gè)進(jìn)行測試，按表 54 要求改變 J、 K、 CP 時(shí)，觀察Qn+1 值，將結(jié)果記于表 54 中。 二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 序號 儀器或器件名稱 型號或規(guī)格 數(shù)量 1 數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)箱 1 2 74LS194 2 3 74LS10 1 4 74LS04 1 5 74LS00 1 6 74LS86 1 三、實(shí)驗(yàn)原理 移位寄存器是一種由觸發(fā)器鏈型連接組成的同步時(shí)序電路，每個(gè)觸發(fā)器的輸出連到下一級觸發(fā)器的輸入，所有觸發(fā)器共用一個(gè)時(shí)鐘脈沖源。 圖 64 模為 4 的環(huán)形計(jì)數(shù)器電路 圖 65 模為 8 的扭環(huán)形計(jì)數(shù)器 如果把移位寄存器的輸出以一定方式饋送到串行輸入端，則可以得到環(huán)形計(jì)數(shù)器。記錄結(jié)果表 63。 555 定時(shí)器的電路組成 555 定時(shí)器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖 71 所示，它包括電壓比較器 CA1 和 CA基本 RS 觸發(fā)器、泄放晶體管 Tr 及三個(gè) 5K 電阻構(gòu)成的分壓器等四部分組成。用 555 定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器的電路見圖 74，其工作波形如圖 75 所示。 要求：觀察示波器，畫出波形；從示波器顯示的波形測量脈沖參數(shù) tW tW VOH、 VOL，并 35 與理論值比較，計(jì)算 T、 f。 五、實(shí)驗(yàn)思考 用 555 定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器，只改變振蕩周期不改變占空比，應(yīng)調(diào)整哪一個(gè)元件參數(shù)？ 用 555 定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，輸出脈沖寬度 tW 小 于輸入觸發(fā)信號的周 期，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 36 實(shí)驗(yàn)八 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換器的工作原理 通過實(shí)驗(yàn)了解 A/D（ ADC0809）、 D/A（ DAC0832）的性能及使用方法。 ALE 將 3 位地址線 ADDC、ADDB、 ADDA 進(jìn)行鎖存，然后由譯碼電路選通 8 路輸入中的某一路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。 ALE：地址鎖存允許輸入信號，由低向高電平的正跳變?yōu)橛行В藭r(shí)鎖存上述地址信號，從而選通相應(yīng)的模擬信號通道，以便進(jìn)行 A/D 變換 。 ILE：輸入寄存器允許信號，高電平有效 。 VREF：基準(zhǔn)電壓，通過它將外部高精度電壓源接至梯形電壓網(wǎng)絡(luò)，電壓范圍為 10V~+10V，也可以接向其它 D/A 轉(zhuǎn)換器的電壓輸出端 。 假 設(shè)參考電壓 Vr（ +） =5V、 Vr（ — ） =0V，輸出允許的 OE 始終接高電平，使輸出寄存器的內(nèi)容直接送往 D0~D7，并用發(fā)光二極管顯示； d、按表 82 改變 INO 模擬輸入電壓大小，按 一下單脈沖按鈕 P+，即可實(shí)現(xiàn)一次 A/D 變換，將轉(zhuǎn)換結(jié)果填入表 82 中； 表 82 A/D 變換記錄 （參考電壓為 ） 模擬輸入 輸出數(shù)字 量 IN0（ V） D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 。 IOUT2： DAC 輸出電流 2， IOUT1+ IOUT2= VREF（ 1–2561） /R。 GND：接地端 。 CLOCK：時(shí)鐘脈沖輸入 端。其引腳圖見圖 81。 要求：觀察示波器，畫出波形；從示波器顯示的波形測量脈沖參數(shù) tW、 VOH、 VOL，并與理論值比較。 正確聯(lián)接電路。 圖 72 555 定時(shí)器引腳排列圖 圖 73 555 定時(shí)器邏輯符號 表 71 555 定時(shí)器的功能表 輸 入 輸 出 正跳變觸發(fā) TH 負(fù)跳變觸發(fā) TL 復(fù)位 RD 放電管 T 輸出 Q 0 導(dǎo)通 0 2VCC/3 VCC/3 1 截止 1 2VCC/3 VCC/3 1 導(dǎo)通 0 2VCC/3 VCC/3 1 不變 不變 555 定時(shí)器的應(yīng)用 （ 1）用 555 定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器 34 多諧振蕩器是一種無穩(wěn)態(tài)電路，接通電源以后，無須外加觸發(fā)信號，就能自動地不斷翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生矩形波。 二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 序號 儀器或器件名稱 型號或規(guī)格 數(shù)量 1 數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)箱 1 2 數(shù)字萬用表 1 3 雙蹤示波器 1 4 555 1 5 電阻 、 100 KΩ 各 1 個(gè) 10 KΩ 2 6 電容 1 uF 1 uF 1 三、實(shí)驗(yàn)原理 圖 71 555 定時(shí)器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu) 555 定時(shí)器是一種中規(guī)模集成電路，可以產(chǎn)生時(shí)間遲延和多種脈沖信號，電路功能靈活、負(fù)載能力強(qiáng)、適用范圍廣。 步驟： 將 器件 DSL=1， Q0 接指示燈，先并行輸入數(shù)據(jù) D0 D1D2D3D4D5D6D7，然后使器件工作在左移狀態(tài)，用單脈沖作 CP，每輸入一個(gè) CP 觀察輸出結(jié)果。 又如 M1M0=11，在單脈沖 CP 的作用下， 4位數(shù)據(jù)并行輸入到移位寄存器，然后使 M1 M0=10，表示數(shù)據(jù)可以左移， 左移輸入端 DSL=1 時(shí)，在單脈沖 CP 的作用下，數(shù)據(jù)依次從 Q0 端輸出，空缺位被 DSL 的 1 填補(bǔ)。 計(jì)數(shù)、譯碼及顯示綜合實(shí)驗(yàn) 將 74LS90 接成 8421 碼計(jì)數(shù)器，用實(shí)驗(yàn)箱上的單脈沖信號作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入，觀察 數(shù)碼管上顯示的計(jì)數(shù)功能 五、實(shí)驗(yàn)思考 觸發(fā)器的 CP 為什么不能接普通開關(guān)（鈕子開關(guān)）？ 74LS90 作為 5421 碼輸出時(shí)，按 Q Q Q Q0 排列，則結(jié)果怎樣？如果輸出 Q0、 Q1 接數(shù)碼顯示輸入 D、 C、 B、 A，能否顯示 1~9，為什么？ 29 實(shí)驗(yàn)六 移位寄存器應(yīng)用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握 74LS194 移位寄存器的邏輯功能。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 D 觸發(fā)器邏輯功能的測試 （ 1）異步置位端 DS 、 DR 的功能測試 在雙 D 觸發(fā)器 74LS74 中，選定一個(gè) D 觸發(fā)器，將它的 CP 及 D 為任意狀態(tài)， DS 和 DR 由邏輯開關(guān)控制，按表 52 改變 DS 和 DR ，測試 Q 及 Q ，將結(jié)果記錄在表 52 中。如果計(jì)數(shù)模值超過 10，就需要多塊集成電路構(gòu)成。 二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 序號 儀器或器件名稱 型號或規(guī)格 數(shù)量 1 數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)箱 1 2 74LS74 1 3 74LS112 1 4 74LS90 2 5 74LS48 1 6 74LS00 1 三、實(shí)驗(yàn)原理 觸發(fā)器 觸發(fā)器是各種時(shí)序邏輯電路的基本器件之一，雖然它也是由多個(gè)門電路組成，但是電路內(nèi)部存在輸 出對輸入的信號正反饋?zhàn)饔茫沟糜|發(fā)器具有記憶功能。 試用 TTL 與非門電路，設(shè)計(jì) 3 位奇校驗(yàn)（ 0~7）電路。 掌握各種邏輯門的應(yīng)用。其中， 74LS86 引腳排列如圖 34 所示，邏輯符號如圖 35 所示。利用 74LS283 可以實(shí)現(xiàn)一些算術(shù)運(yùn)算。 了解算術(shù)運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)。在控制端的作用下，數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)從多路數(shù)據(jù)傳輸中選擇任何一路信號輸出，選擇的控制由特設(shè)的端口編碼決定，稱為地址碼，數(shù)據(jù)選擇器可以完成多路信號的分時(shí)傳輸、組合邏輯函數(shù)的構(gòu)成、數(shù)據(jù)的并 串轉(zhuǎn)換和譯碼等功能。 2) 參考圖 13 所示電路的線與功能，實(shí)現(xiàn)邏輯功能： CDABCDABFFF ?????? 21 15 將 74LS126 中三態(tài)門按圖 19 連接，先使兩個(gè)控制端均為 0，然后輪流使其中一個(gè)為 1（注意不允許同一時(shí)刻有兩個(gè)以上控制端同時(shí)為 1）。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 TTL 與非門的邏輯功能的測試 14 實(shí)驗(yàn)箱總開關(guān)處 OFF 狀態(tài)，把一塊 74LS00 固定在實(shí)驗(yàn)箱的插座上（可選中間合適的插座），聯(lián)接 14 腳電源 VCC至實(shí)驗(yàn)箱 +5V 端口，聯(lián)接 7 腳 GND 至實(shí)驗(yàn)箱接地端口，從 74LS00 中任選一個(gè)與非門，它的兩個(gè)輸入端 A、 B 分別接兩個(gè)邏輯開關(guān)，由開關(guān)提供輸入的高、低電平，輸出端接指示燈，由指示燈的亮、滅表示輸出的高、低電平。 圖 13 輸入 “線與”電路 圖 14 電極開路門 RP 值的確定 圖 15 三態(tài)門邏輯符號 三態(tài)輸出門（ TSL）（ 3S 門） 三態(tài)門除了通常的高電平和低電平兩個(gè)輸出狀態(tài)外，還有第三種輸出狀態(tài) —高阻態(tài)。注意圖示器件，四個(gè)門的電源 VCC引線是連在一起的。雖然大、中規(guī)模集成電路相繼問世，但組成某一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，仍少不了各種門電路。 11 第二章 實(shí)驗(yàn)部分 實(shí)驗(yàn)一 門電路參數(shù)測試 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)、基本功能和使用方法。 布線最好有順序地進(jìn)行，不要隨意接線，以免造成漏接。 接插集成元件時(shí)要認(rèn)清方向，不要插倒。不過，在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，這種現(xiàn)象很少發(fā)生。接線錯(cuò)誤造成的現(xiàn)象多種多樣，例如器件的某個(gè)功能塊不工作或工作不正常，器件不工作或發(fā)熱，電路中一部分工作狀態(tài)不穩(wěn)定等。 Vb1= Vbc1+Vbe2 +Vbe2+ Vbe5= + V+ = V 考慮到 BG1 管發(fā)射結(jié)壓降 Vbe= 各輸入端懸空對地電壓應(yīng)是 Ve=Vb1Vbe== 這也是用萬表測得的輸入端電壓值。因此，與晶體三極管一樣，可以用測量各端直流電阻的方法來判斷 TTL 集成塊的好壞。表 1 列出了各端對地電阻阻值的正常值，可供測量時(shí) 參考。 不允許將輸出端并聯(lián)使用。 （ 3） 實(shí)驗(yàn)時(shí)注意力要集中，隨時(shí)觀察儀器及實(shí)驗(yàn)電路工作情況。 實(shí)驗(yàn)安全 實(shí)驗(yàn)安全包括人身安全和儀器設(shè)備安全。 Y 軸輸入藕合開關(guān)一般置于“ DC”，因?yàn)楸粶y的脈沖信號中往往含有直流分量。 排除故障一方面依靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，另一方面更依靠基于對基本理論的掌握和對實(shí)驗(yàn)電路的熟悉的邏輯思維方法，即能夠根據(jù)電路的邏輯關(guān)系進(jìn)行分析，判斷及推理。 （ 4） 對于使用芯片較多的實(shí)驗(yàn)，可將實(shí)驗(yàn)電路劃分成幾個(gè)單元電路后再將各個(gè)單元電路連接成一個(gè)整 體 。 實(shí)驗(yàn)操作過程 一、 布線 布線對學(xué)生來說 看似容易，實(shí)際 并 非如此。一般可從電路接線、實(shí)驗(yàn)方法、測量儀器的使用和連線（特別是接地線）、數(shù)據(jù)讀測的方法和準(zhǔn)確性，以及各種外界干擾等方面尋找原因。 數(shù)字 電子技術(shù) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 目 錄 第一章 數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的概述 ........................................ 2 實(shí)驗(yàn)的基本知識和安全規(guī)定 .................................... 2 集成塊使用注意事項(xiàng)及檢測 .................................... 6 13 布線和故障排除 .............................................. 9 第二章 實(shí)驗(yàn)部分 ..................................................... 11 實(shí)驗(yàn)一 門電路參數(shù)測試 .......................................... 11 實(shí)驗(yàn)二 數(shù)據(jù)選擇器應(yīng)用 .......................................... 16 實(shí)驗(yàn)三 全加器應(yīng)用 .............................................. 18 1 實(shí)驗(yàn)四 組合邏輯電路的設(shè)計(jì) ...