【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 實現(xiàn) 8 位二進(jìn)制加法電路圖 20 四、實驗內(nèi)容 用二片 4 位二進(jìn)制加法器實現(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 間時為正常狀態(tài)，綠燈 G 亮；水面在 B、 C 間或 A 以上時為異常狀態(tài)，黃燈 Y亮；水面在 C 以下為危險狀態(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 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 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)器中的一個進(jìn)行測試，按表 54 要求改變 J、 K、 CP 時，觀察Qn+1 值，將結(jié)果記于表 54 中。 二、 實驗設(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)字邏輯實驗箱 1 2 74LS194 2 3 74LS10 1 4 74LS04 1 5 74LS00 1 6 74LS86 1 三、實驗原理 移位寄存器是一種由觸發(fā)器鏈型連接組成的同步時序電路，每個觸發(fā)器的輸出連到下一級觸發(fā)器的輸入，所有觸發(fā)器共用一個時鐘脈沖源。 圖 64 模為 4 的環(huán)形計數(shù)器電路 圖 65 模為 8 的扭環(huán)形計數(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)形計數(shù)器。記錄結(jié)果表 63。 555 定時器的電路組成 555 定時器的內(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 5K 電阻構(gòu)成的分壓器等四部分組成。用 555 定時器構(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，計算 T、 f。 五、實驗思考 用 555 定時器構(gòu)成多諧振蕩器，只改變振蕩周期不改變占空比，應(yīng)調(diào)整哪一個元件參數(shù)？ 用 555 定時器構(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 實驗八 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器 一、實驗?zāi)康? 了解 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換器的工作原理 通過實驗了解 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?，此時鎖存上述地址信號，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 定時器引腳排列圖 圖 73 555 定時器邏輯符號 表 71 555 定時器的功能表 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 定時器的應(yīng)用 （ 1）用 555 定時器構(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、 實驗設(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)字邏輯電路實驗箱 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 10 KΩ 2 6 電容 1 uF 1 uF 1 三、實驗原理 圖 71 555 定時器內(nèi)部電路結(jié)構(gòu) 555 定時器是一種中規(guī)模集成電路，可以產(chǎn)生時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 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，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)。 計數(shù)、譯碼及顯示綜合實驗 將 74LS90 接成 8421 碼計數(shù)器，用實驗箱上的單脈沖信號作為計數(shù)器的計數(shù)輸入，觀察 數(shù)碼管上顯示的計數(shù)功能 五、實驗思考 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，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 實驗六 移位寄存器應(yīng)用 一、實驗?zāi)康? 掌握 74LS194 移位寄存器的邏輯功能。 四、實驗內(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 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。如果計數(shù)模值超過 10，就需要多塊集成電路構(gòu)成。 二、 實驗設(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)字邏輯電路實驗箱 1 2 74LS74 1 3 74LS112 1 4 74LS90 2 5 74LS48 1 6 74LS00 1 三、實驗原理 觸發(fā)器 觸發(fā)器是各種時序邏輯電路的基本器件之一，雖然它也是由多個門電路組成，但是電路內(nèi)部存在輸 出對輸入的信號正反饋作用，使得觸發(fā)器具有記憶功能。 試用 TTL 與非門電路，設(shè)計 3 位奇校驗（ 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，先使兩個控制端均為 0，然后輪流使其中一個為 1（注意不允許同一時刻有兩個以上控制端同時為 1）。 四、實驗內(nèi)容 TTL 與非門的邏輯功能的測試 14 實驗箱總開關(guān)處 OFF 狀態(tài)，把一塊 74LS00 固定在實驗箱的插座上（可選中間合適的插座），聯(lián)接 14 腳電源 VCC至實驗箱 +5V 端口，聯(lián)接 7 腳 GND 至實驗箱接地端口，從 74LS00 中任選一個與非門，它的兩個輸入端 A、 B 分別接兩個邏輯開關(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，但組成某一個系統(tǒng)時，仍少不了各種門電路。 11 第二章 實驗部分 實驗一 門電路參數(shù)測試 一、實驗?zāi)康? 熟悉數(shù)字邏輯電路實驗箱的結(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。 接插集成元件時要認(rèn)清方向，不要插倒。不過，在數(shù)字電子技術(shù)實驗中，這種現(xiàn)象很少發(fā)生。接線錯誤造成的現(xiàn)象多種多樣，例如器件的某個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 參考。 不允許將輸出端并聯(lián)使用。 （ 3） 實驗時注意力要集中，隨時觀察儀器及實驗電路工作情況。 實驗安全 實驗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”，因為被測的脈沖信號中往往含有直流分量。 排除故障一方面依靠實踐經(jīng)驗，另一方面更依靠基于對基本理論的掌握和對實驗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驗，可將實驗電路劃分成幾個單元電路后再將各個單元電路連接成一個整 體 。 實驗操作過程 一、 布線 布線對學(xué)生來說 看似容易，實際 并 非如此。一般可從電路接線、實驗方法、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) 實驗指導(dǎo)書 目 錄 第一章 數(shù)字電子技術(shù)實驗的概述 ........................................ 2 實驗的基本知識和安全規(guī)定 .................................... 2 集成塊使用注意事項及檢測 .................................... 6 13 布線和故障排除 .............................................. 9 第二章 實驗部分 ..................................................... 11 實驗一 門電路參數(shù)測試 .......................................... 11 實驗二 數(shù)據(jù)選擇器應(yīng)用 .......................................... 16 實驗三 全加器應(yīng)用 .............................................. 18 1 實驗四 組合邏輯電路的設(shè)計 ...