实验一：集成逻辑门电路的测试与使用
一． 实验目的：
1．学会检测常用集成门电路的好坏的简易方法； 2．掌握TTL与非门逻辑功能和主要参数的测试方法； 3．掌握TTL门电路与CMOS门电路的主要区别。
二． 实验仪器与器件：
1．元器件：74LS20、74LS00(TTL门电路)，4011(CMOS门电路)； 2．实验仪器：稳压电源、万用表、数字逻辑实验测试台。
三． 实验原理：
1．集成逻辑门电路的管脚排列：
（1） 74LS20（4输入端双与非门）：Y= ABCD VCC 2A 2B NC 2C 2D 2Y
1A 1B NC 1C 1D 1Y GND VCC：表示电源正极、GND：表示电源负极、NC：表示空脚。 （2）8 74LS00（2输入端4与非门）：Y= AB VCC 4A 4B 4Y 3A 3B 3Y
14 13 12 11 10 9 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 14 13 12 11 10 9 （3） 4011（2输入端4与非门）： Y= AB 8 VCC 4A 4B 4Y 3Y 3B 3A 1A 1B 1Y 2Y 2B 2A GND 集成门电路管脚的识别方法：将集成门电路的文字标注正对着自己，左下角为1，
然后逆时针方向数管脚。 8 2．TTL与非门的主要参数有： 导通电源电流ICCL、低电平输入电流IIL、高电平输入电流IIH、输出高电平VOH、输出低电平VOL、阈值电压VTH等。
注意：不同型号的集成门电路其测试条件及规范值是不同的。 3．检测集成门电路的好坏的简易方法：
（1） 在未加电源时，利用万用表的电阻档检查各管脚之间是否有短路现象； （2） 加电源：利用万用表的电压档首先检查集成电路上是否有电，然后再利用
门电路的逻辑功能检查电路。
例如：“与非”门逻辑功能是：“见低出高，同高出低”。
对于TTL与非门：若将全部输入端悬空测得输出电压小于，将任一输入端接地测得输出电压大于，则说明该门是好的。
14 13 12 11 10 9 思考：COMS与非门如何测试。
四． 实验内容和步骤：
1．将74LS20加上+5V电压，检查集成门电路的好坏。 2．TTL与非门的主要参数测试：
（1）导通电源电流ICCL= 。
测试条件：VCC=5V，输入端悬空，输出空载，如图（1）。
图（1） 图（2）
（2）低电平输入电流IIL= 。
测试条件：VCC=5V，被测输入端通过电流表接地，其余输入端悬空，输出空载，如图（2），依次测量每个输入端。
（3）高电平输入电流IIH= 。
测试条件：VCC=5V，被测输入端通过电流表接VCC，其余输入端接地，输出空载，如图（3），每个输入端都测一下。
注意：在测试中万用表应串入电路中，档位选择应由10mA档逐渐减小。 图（3） 图（4）
3．比较TTL门电路和CMOS门电路的性能：
在下列情况下，用万用表电压档测量图（4）Vi2端得到的电压填入表（2）：
表（2）： 在不同的Vi1下 74LS00 4011 Vi1接高电平（3V） Vi1接低电平（） Vi1经100Ω电阻接地 Vi1经10kΩ电阻接地 思考：请回答为何结果不同 五． 实验报告要求：
1．记录本次实验中所得到的各种数据。根据测试数据判断所测与非门的逻辑关系是否正确。
2．思考并回答下列问题：
TTL与非门中不用的输入端可如何处理各种处理方法的优缺点是什么CMOS与非门呢
实验二：组合逻辑电路的设计
一． 实验目的：
1．掌握用门电路设计组合逻辑电路的方法； 2．掌握组合逻辑电路的调试方法。 二． 实验仪器和器件：
1．实验仪器：稳压电源、万用表、数字逻辑实验测试台。
2．元器件：74LS151、74LS04、74LS20、74LS138、74LS125；它们的管脚排列如下： （1）74LS04（非门）： Y= A
VCC 4A 4Y 5A 5Y 6A 6Y
1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND （2）74LS13814 13 12 11 10 9 （3线—8线译码器）： VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 8
A0 A1 A2 S2 S3 S1 Y7 GND （2）74LS125（三态缓冲器）：Y=A（C=0）、Y为高阻（C=1）
16 15 14 13 12 11 10 9 VCC 4C 4A 4Y 3C 3A 3Y
1C 1A 1Y 2C 2A 2Y GND （6）74LS15114 13 12 11 10 9 （八选一数据选择器）： Y=A2A1A0D0+A2A1A0D1+A2A1A0D2+A2A1A0D3+A2A1A0D4+A2A1A0D5+A2A1A0D6+ A2A1A0D7 8 VCC D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2
D3 D2 D1 D0 Y Y S GND 16 15 14 13 12 11 10 9 三． 实验原理：组合逻辑电路的设计大致可分为以下几个步骤： 1．根据给定的实际问题的逻辑关系列出真值表； 2．根据真值表写出逻辑函数表达式并化简； 3．根据集成芯片的类型变换逻辑函数表达式并画出逻辑电路图； 4．检查设计的组合逻辑电路是否存在竞争冒险，若有则设法消除。
四． 实验内容与步骤：
1．根据组合逻辑电路的设计方法自行设计下列题目： （1）设计用3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74LS138和与非门实现。
（2）用三态门和非门设计一个数据传输电路：要求当C=0时传输A路数据、当C=1时传
输B路数据。
（3）人的血型有A、B、AB、O 4种。输血时输血者的血型与受血者血型必须符合图（1）
中用箭头指示的授受关系。试用数据选择器和非门电路设计一个逻辑电路，判断输血者与受血者的血型是否符合上述规定。（提示：可以用两个逻辑变量的4种取值表示输血者的血型。用另外两个逻辑变量的4种取值表示受血者的血型。） A A B B AB AB O O 图（1）
2．按拟定的设计方案连接电路，检查无误后，方可接通电源，验证所设计电路的逻辑功
能。
3．注意实验中有无异常情况，如有异常情况出现，则对它进行分析并加以解决。
五． 实验报告要求：
1．写出设计全过程，画出实验电路图。
2．记录实验验证的结果，讨论实验中出现的异常情况，写出实验心得体会。
实验三：时序逻辑电路的设计
一． 实验目的：
1．熟悉MSI计数器的使用方法，学会利用MSI计数器构成N进制计数器； 2．熟悉七段显示译码器和数码管的使用方法； 3．掌握电路故障的查找与排除。
二． 实验仪器和器件：
1．实验仪器：稳压电源、万用表、数字逻辑实验测试台。
2．元器件： 74LS00、74LS191、74LS161、74LS48；它们的管脚排列如下： （1）74LS191：同步十六进制加/减计数器 Vcc D0 CPI CPO C/B LD D2
D3
16 15 14 13 12 11 D1 Q1 Q0 S U/D Q2 Q3 GND
74LS191的功能表：
10 9 S 1 ╳ 0 0 CPI ╳ ╳ ↑ ↑ LD 1 0 1 1 U/D ╳ ╳ 0 1 工作状态 保持 异步预置数 加法计数 减法计数 （2）74LS161：同步十六进制计数器 Vcc C Q0 Q1 Q2 Q3 ET LD
16 15 14 13 12 11 10 9 RD CP D0 D1 D2 D3 EP GND
74LS161的功能表：
CP ╳ ↑ ╳ ╳ ↑ RD 0 1 1 1 1 LD ╳ 0 1 1 1 EP ET ╳ ╳ ╳ ╳ 0 1 ╳ 0 1 1 工作状态 异步置零 同步预置数 保持 保持（但C=0） 加法计数 （3）74LS48：BCD-七段显示译码器 Vcc f g a b c d e
A1 A2 LT BI/RBO RBI A3 A0 GND
三．实验
16 15 14 13 12 11 内容与步骤：
10 9 1．将74LS191接成8421码十进制加
法计数器。
（1） 画出连线图，电路输出用译码显示电路表示出来（显示译码器用74LS48，数
码管由数字逻辑实验测试台中的提供）。
（2） 74LS191的CP脉冲由数字逻辑实验测试台中的单次脉冲开关提供，要求开关
每动作一次，数码管的显示将从0→1→2→┄→9循环变化。
2．将74LS191接成8421码十进制减法计数器。
（1）画出连线图，电路输出用译码显示电路表示出来（显示译码器用74LS48，数码管由数字逻辑实验测试台中的提供）。
（2） 74LS191的CP脉冲由数字逻辑实验测试台中的单次脉冲开关提供，要求开关
每动作一次，数码管的显示将从9→8→7→┄→0循环变化。
（注意：做2时不用重新插线，只要在1的基础上改动几条线就可以了） 3．使用两片74LS161设计一个六十进制计数器。
（1） 画出连线图，电路输出直接由数字逻辑实验测试台中的译码显示电路表示出来。 （2）74LS161的CP脉冲由数字逻辑实验测试台中的单次脉冲开关提供，要求开关每动作一次，数码管的显示将从0→1→2→┄→59循环变化。
四．实验报告要求：
1．复习相关MSI计数器的内容。
2．按照实验内容设计并画出电路图和接线图，自拟具体的测试步骤。 3．排除实验中出现的异常现象，分析原因。 4．思考题：使用两片74LS161实现六十进制计数器共有几种方法画出对应的电路连接图。
实验四：脉冲信号的产生与变换
一． 实验目的：
一集成逻辑门电路的测试与使用
