目 录
第1章 数字逻辑电路实验基础知识........................................................................ 1
1.1 实验的基本过程............................................................................................ 1
1.1.1 实验预习.............................................................................................. 1 1.1.2 实验数据记录...................................................................................... 2 1.2.3 实验报告.............................................................................................. 2 1.2 实验操作规范和常见故障检查方法............................................................ 3
1.2.1 实验基本操作规程.............................................................................. 4 1.2.2 电路连接操作...................................................................................... 4 1.2.3 故障检查方法...................................................................................... 5 1.3 常用数字集成芯片的参数与主要性能........................................................ 6
1.3.1 集成电路的型号命名法...................................................................... 6 1.3.2 数字集成电路的分类.......................................................................... 6 1.3.3 数字集成电路特点及使用须知............................................................ 9 1.4 数字逻辑电路的测试方法.......................................................................... 11
1.4.1组合逻辑电路的测试........................................................................... 11 1.4.2时序逻辑电路的测试........................................................................... 12
第2章 数字逻辑实验基本技能.............................................................................. 12
2.1 实验基本目标要求...................................................................................... 12 2.2 实验技能基本要求...................................................................................... 12 2.3 实验内容基本要求...................................................................................... 15 第3章 数字逻辑电路基本实验.............................................................................. 16
实验一：EDA软件QuartusII的使用................................................................ 16 实验二：实验仪器的使用及元器件测试........................................................... 16 实验三：组合电路险象观察与排除................................................................... 17 实验四：简单逻辑电路功能分析与变换........................................................... 18 实验五：运算器电路分析与设计....................................................................... 19 实验六：状态监测电路设计............................................................................... 19
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实验七：符合判别电路设计............................................................................... 20 实验八：多数表决器设计................................................................................... 22 实验九：译码器测试实验................................................................................... 22 实验十：数据选择器测试实验........................................................................... 24 实验十一：逻辑函数发生器设计....................................................................... 25 实验十二：二进制码∕BCD码变换器设计........................................................ 26 实验十三：格雷码变换器设计........................................................................... 27 实验十四：BCD码加法器设计............................................................................ 27 实验十五：触发器功能测试............................................................................... 28 实验十六： 四相时钟分配器设计..................................................................... 30 实验十七：四位二进制计数器功能测试........................................................... 31 实验十八：异步十进制计数器设计................................................................... 32 实验十九：集成计数器测试实验....................................................................... 33 实验二十：集成计数器应用设计....................................................................... 34 实验二十一： 数码显示电路实验..................................................................... 35 第4章 数字逻辑综合设计实验.............................................................................. 38
设计项目一： 数字时钟设计............................................................................. 38 设计项目二： 出租车计价器设计..................................................................... 41 设计项目三： 交通灯控制器设计..................................................................... 51 设计项目四： 电子密码锁设计......................................................................... 56 设计项目五： 智力竞赛抢答器设计................................................................. 60 其他参考选择题目............................................................................................... 65
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第1章 数字逻辑电路实验基础知识
随着科学技术的发展，数字逻辑电路技术在各个科学领域中都得到了广泛的应用。它是一门实践性很强的技术基础课，在学习中不仅要掌握电路的基本原理和电路分析设计的基本方法，更重要的是通过实践环节学会电路调试和灵活应用的技巧。因此，需要通过一定数量的实验训练，才能掌握这门课程的基本内容，熟悉各单元电路的工作原理，了解集成器件的逻辑功能和使用方法，从而有效地培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力。
1.1 实验的基本过程
实验的基本过程，应包括确定实验内容，选定或者设计出要进行的实验电路，拟定出相应的实验步骤，合理选择仪器设备和元器件，进行电路连接和调试，根据试验电路的逻辑功能检测输出结果，最后写出完整的实验报告。在进行数字电路实验时，充分做好实验前的预习工作，可以收到事半功倍的效果。因此，对于完成每一个实验，都应做好实验预习、实验数据记录和实验报告等各个环节。 1.1.1 实验预习
认真预习是做好实验的关键，预习好坏，不仅关系到实验能否顺利进行，而且直接影响实验效果。预习应按教材的实验预习要求进行，在每次实验前首先要认真复习有关实验的基本原理，掌握有关器件使用方法，对如何着手实验做到心中有数。通过预习还应做好实验前的准备，写出一份预习报告，其内容包括：
(1)．绘出设计好的实验电路图，该图应该是逻辑图和连线图的混合，既便 于连接线，又反映电路原理，并在图上标出器件型号、使用的引脚号及元件数值，必要时还须用文字说明。
(2)．拟定实验方法和步骤
(3)．拟好记录实验数据的表格和波形座标 (4)．列出元器件清单
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1.1.2 实验数据记录
实验数据记录是实验过程中获得的第一手资料，测试过程中所测试的数据和波形必须和理论基本一致。所以记录的数据和波形必须完整、合理、正确，若不正确，则要现场及时重复测试，找出原因。实验记录应包括如下内容：
(1).实验任务、名称及内容。
(2).实验数据和波形以及实验中出现的现象，从记录中应能初步判断实验的 正确性。
(3).记录波形时，应注意输入、输出波形的时间相位关系，在座标中上下对 齐。
(4).实验中实际使用的仪器型号和编号以及元器件使用情况。 1.2.3 实验报告
实验报告是培养学生科学实验的总结能力和分析思维能力的有效手段，也是一项重要的基本功训练，它能很好地巩固实验成果，把实验结果以及实验当中所遇到的问题加以认真分析总结，加深对基本理论的认识和理解，从而进一步扩大知识面。
实验报告是一份技术总结，要求文字简洁，内容清楚，图表工整。报告内容应包括实验目的、实验内容和实验结果、实验使用仪器和元器件以及分析讨论等，其中实验内容和结果是报告的主要部分，它应包括实际完成的全部实验，并且要按实验任务逐个书写，每个实验任务应有如下内容：
(1).实验课题的方框图、逻辑图（或测试电路）、状态图，真值表以及文字
说明等，对于设计性课题，还应有整个设计过程和关键的设计技巧说明。 (2).实验记录和经过整理的数据、表格、和波形图，其中表格、逻辑仿真波
形图可打印输出。
(3).实验结果分析、讨论及结论，对讨论的范围，没有严格要求，一般应对
重要的实验现象，结论加以讨论，以使进一步加深理解，此外，对实验中的异常现象，可作一些简要说明，实验中有何收获，可谈一些心得体会。
实验报告的格式
封面内容： 2
标题： 数字逻辑电路专题实验报告 副标题： —— （设计项目的名称） 班级: 姓名: 学号: 同组成员：(姓名、学号) 日期： 联系电话： 报告的内容：
1. 实验目的
2. 实验项目名称与实现的功能目标
3. 详细的系统设计方案：系统功能模块图、逻辑关系、设计原理等； 4. 各功能模块说明：子模块电路原理图、状态图、状态表、ASM图等；
各逻辑图、表达式、或HDL代码的分析及其相关说明等； 输入、输出信号的时间（时序）关系； 6. 测试结果的分析：
模拟仿真时各种输入、输出信号的时间图（时序图）；
实验的测试结果：包括实验中间结果、仿真的最终结果的分析，是否达到预期的目标与效果；遇到的问题及解决的方法。
7. 实验总结与讨论：对设计实现的项目进行评价，总结经验，尤其是对项目的进一步完善提出意见。 9. 参考文献
1.2 实验操作规范和常见故障检查方法
数字逻辑电路实验有两种实验方式：
面包板搭接电路实验方式：元器件及简单电路测试实验
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数电实验指导书(无删减)
