《数字逻辑技术》实验
参考教材
《电子技术基础实验–分析、调试、综合设计》 王传新主编，高等教育出版社
实验要求及注意事项
1、实验前必须预习实验内容，做到思路清晰，实验任务明确。
2、实验时认真阅读实验指导书，按电路原理图正确连接实验导线，仔细检查无误，方可通电实验。
3、实验中多注意观察，如有元器件冒烟、发烫或有异味等应立即关断电源，报告实验老师，待找出原因、排除故障后才能重新实验。
4、实验中须更改连线，必须切断电源后才能进行。
5、实验中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果、数据、波形、分析正确与否。
6、实验结束关闭电源，拔除电源插头，并将仪器设备、工具、导线等按规定整理好。
数字集成电路与封装
（1）数字集成电路分类 ●小规模数字集成电路（SSIC ） ●中规模数字集成电路（MSIC ） ●大规模和超大规模数字集成电路（LSIC 和VLSIC ） （2）数字集成电路制造工艺
●中、小规模数字IC 中最常用的是TTL 电路和CMOS 电路。
●TTL 器件型号以74（或54）作前缀，称为74/54系列，如2输入与非逻辑门为74LS00等。 ●中、小规模CMOS 数字集成电路主要是4XXX/45XX（X 代表0 - 9的数字）系列，高速CMOS 电路HC （74HC 系列），与TTL 兼容的高速CMOS 电路HCT （74HCT 系列）。，如2输入与非逻辑门为4011。
●TTL 电路与CMOS 电路各有优缺点，TTL 速度高，CMOS 电路功耗小、电源范围大、抗干扰能力强。由于TTL 在世界范围内应用很广，所以在数字电路教学实验中，我们主要使用TTL74 系列电路作为实验用器件，采用单一+5V作为供电电源。
（3）中、小规模数字集成电路封装形式
数字IC 器件有多种封装形式。为了教学实验方便，实验中所用的74 系列器件封装选用双列直插式。
●从正面（上面）看，器件一端有一个半圆的缺口，这是正方向的标志。缺口左边的引脚号为1，引脚号按逆时针方向增加。图 中的数字表示引脚号。双列直插封装IC 引脚数有14、16、20、24、28 等若干种。
●74 系列器件一般左下角的最后一个引脚是GND ，右上角的引脚是VCC 。例如，14 引脚器件引脚7 是GND ，引脚14 是VCC ，但也有一些例外。所以使用集成电路器件时要先看清它的引脚图，找对电源和地，避免因接线错误造成器件损坏。
（4）数字集成电路使用注意问题
必须注意，不能带电插、拔器件。插、拔器件只能在关断电源的情况下进行。
实验1 基本集成逻辑门电路功能分析
1–1 实验基本目的
1、理解TTL 普通门电路的参数含义。 2、掌握TTL 普通门电路的使用方法。 3、掌握分析普通门电路逻辑功能的一般方法。 4、理解TTL 普通门电路参数的一般分析方法。
1–2 实验任务
1、TTL 四2输入与非门74LS00逻辑功能分析（参考实验教材P303） （1）选用一个与非逻辑门，进行2输入与非逻辑功能分析。
（2）参考图6.1.6连接电路，在实验板创建2输入与非逻辑功能分析电路，改变开关A 、B 状态，用数字万用表测量电路输出，将测试结果记入表6.1.7中。
（3）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表。 （4）元器件：74LS00（四2输入与非门）。 2、TTL 四2输入与非门74LS00电压传输特性分析（参考实验教材P304） （1）参考图6.1.2（注：图中4011BD_5V器件用74LS00替代），在实验板创建TTL 四2输入与非门74LS00电压传输特性分析电路。
（2）调整输入直流电压在0～5V 之间变化，利用数字万用表测量输出电压值，将结果记入自拟的表格中。（注：参考表6.1.3，为了得到合理的电压传输特性曲线，在输出电压的跳变区，应多取几个电压值。）
（3）画与非门74LS00电压传输特性曲线。
（4）在电压传输特性曲线上标注与非门与直流电压有关的参数，并将结果填入表6.1.4。
（5）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表。
（6）元器件：74LS00（四2输入与非门）。
3、TTL 六反相器（非逻辑）74LS04动态参数分析（参考实验教材P305） （1）参考图6.1.5（注：图中4069BCL_5V器件用74LS04替代），在实验板创建TTL 六反相器（非逻辑）74LS04动态参数分析电路。
（2）利用双踪示波器测量74LS04反相器输入信号和输出信号波形。 （3）用示波器测试电路输出电压从低电平突变为高电平和从高电平突变为低电平所需的传输时间，并记录测量结果表6.1.6。
（4）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、双踪示波器。
（5）元器件：74LS04（TTL 六反相器）。
4、2输入与非门逻辑特性分析（参考实验教材P305思考问题）
（1）2输入与非门的一个输入端接入20 kHz连续脉冲，另一个输入端接入低电平，利用双踪示波器测量并记录电路输出波形。
（2）若2输入与非门的一个输入端接入20 kHz连续脉冲，另一个输入端接入的是高电平，利用双踪示波器测量并记录电路输出波形。
（3）2输入与非门的一个输入端接入20 kHz连续脉冲，另一个输入端接入40 kHz连续脉冲，利用双踪示波器测量并记录电路输出波形（至少一个周期以上）。
（4）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、双踪示波器。
（5）元器件：74LS00（四2输入与非门）。
5、TTL OC门功能分析（参考实验教材P311）
（1）参考图6.1.9，在实验板创建TTL OC与非门74LS03功能分析电路。
（2）改变开关A 、B 、C 、D 状态，用数字万用表测量电路输出，将测试结果记入表6.1.10中。
（3）选用器件：74LS03（四2输入与非OC 门）。 （4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表。
6、TTL 三态门功能分析（参考实验教材P311）
（1）参考图6.1.10，在实验板创建总线分时传输信号分析电路。 （2）当三态门选通信号E 为高电平（1）时，在表6.1.11中记录输出电压波形，并说明逻辑关系。 （3）当三态门选通信号E 为低电平（0）时，在表6.1.11中记录输出电压波形，并说明逻辑关系。 （4）选用器件：74LS04（六反相器）、74LS126（四同相三态缓冲器）。 （5）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、双踪示波器。
1–3 预习内容
1、TTL 与非逻辑门基本功能。 2、TTL 与非逻辑门电压传输特性和基本特性参数。 3、TTL 反相器动态特性。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.1.2。 5、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.1.5。
实验2 组合逻辑电路分析与设计
2–1 实验目的
1、掌握小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本分析方法。 2、掌握小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本设计方法。 3、了解小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本调试方法。
2–2 实验任务
1、分析“三个开关控制一盏灯”电路（参考实验教材P318） （1）参考图6.2.5，在实验板创建“三个开关控制一盏灯”电路。 （2）转换开关A 、B 、C 位置，检测发光二极管输出状态，将测试结果记录到自拟的表格中。 （3）根据检测结果，分析电路逻辑功能。
（4）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表。
（5）元器件：74LS86（四异或门）、300 Ω、发光二极管。
2、设计多数表决电路–“与非”逻辑门实现（参考实验教材P318） （1）采用“与非”逻辑门，设计三人表决电路。要求：当三人中多数对表决事件表示同意时，多数表决电路指示灯亮。
（2）在实验板创建三人多数表决电路。 （3）检测发光二极管输出状态，将测试结果记录到自拟表格中，验证设计的正确性。 （4）选用器件：74LS00（四2输入与非门）、74LS10（三3输入与非门）。 （5）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。
3、设计多数表决电路–“与或非”逻辑门实现（参考实验教材P318）
（1）采用“与或非”逻辑门，设计三人表决电路。要求：当三人中多数对表决事件表示同意时，多数表决电路指示灯亮。
（2）在实验板创建三人多数表决电路。 （3）检测发光二极管输出状态，将测试结果记录到自拟表格中，验证设计的正确性。 （4）选用器件：74LS54（3–2–2–3输入与或非门）、74LS04（六反相器）。 （5）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。
4、设计多数表决电路–“或非”逻辑门实现（参考实验教材P318）
（1）采用“或非”逻辑门，设计三人表决电路。要求：当三人中多数对表决事件表示同意时，多数表决电路指示灯亮。
（2）在实验板创建三人多数表决电路。 （3）检测发光二极管输出状态，将测试结果记录到自拟表格中，验证设计的正确性。 （4）选用器件：74LS02（四2输入或非门）、74LS27（三3输入或非门）。 （5）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。
5、设计交通灯工作状态监视电路（参考实验教材P318）
（1）采用“与非”逻辑门或“或非”逻辑门，设计交通灯工作状态监视电路。要求：路口由红、绿、黄三种颜色的交通灯指示车辆“停止”、“直行”、“缓行”三种行车状态。正常情况下，任何时刻有一盏灯点亮，且只允许有一盏灯被点亮，否则被认为交通灯系统发生故障。一旦交通灯系统发生故障，要求点亮“交通灯工作状态监视”电路的报警灯。
（2）在实验板创建交通灯工作状态监视电路。 （3）检测发光二极管输出状态，将测试结果记录到自拟的表格中，验证设计的正确性。
（4）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、发光二极管。
（5）选用器件：74LS86（四异或门）、74LS10（三3输入或非门）、74LS00（四2输入与非门）、74LS10（三3输入与非门）、74LS04（六反相器）。
2–3 预习内容
1、小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本分析方法。 2、小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本设计方法。 3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.2.3。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.2.4。 5、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.2.5。
实验3 典型中规模数字集成器件在组合逻辑电路的应用（1）
3–1 实验目的
1、掌握1位全加器的工作原理，理解多位加法器的组成结构。 2、掌握加法器的基本分析方法。 3、掌握中规模数字集成电路加法器的基本使用方法。 4、掌握加法器基本调试方法。
3–2 实验任务
1、1位全加器功能分析（参考实验教材P325） （1）参考图6.3.2，在实验板创建1位全加器电路。 （2）用发光二极管检测1位全加器的逻辑功能，将结果记入表6.3.2（只填入实测值）。 （3）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、发光二极管。 （4）选用器件：74LS00（四2输入与非门）、74LS86（四异或门）。 实验内容2、双1位全加器74LS183功能分析（参考实验教材P324） （1）选用器件：74LS183（双1位全加器）。 （2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。
（4）用发光二极管检测1位全加器的逻辑功能，将结果记入表6.3.2。 3、双1位全加器74LS183应用（参考实验教材P326） （1）用1位全加器74LS183设计2位串行进位加法器电路。 （2）在实验板创建2位串行进位加法器电路。 （3）检测2位串行进位加法器电路功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。 （4）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、发光二极管。 （5）元器件：74LS183（双1位全加器）。 4、超前进位加法器的应用1（参考实验教材P325） （1）用超前进位加法器74LS283设计一个代码转换电路，将8421 BCD码转换为余3 BCD码。 （2）在实验板创建已设计的代码转换电路。
（3）检测代码转换电路功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。
（4）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、发光二极管。 （5）元器件：74LS283（超前进位加法器）。 5、超前进位加法器的应用2（参考实验教材P325） （1）将TTL 4位超前进位加法器74LS283扩展为8位加法器。
（2）在实验板创建已设计的8位加法器电路。
（3）检测8位加法器电路功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。 （4）选用器件：74LS283（超前进位加法器）。 （5）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。
3–3 预习内容
1、1位全加器电路和工作原理。 2、常用中规模数字集成电路加法器特性和基本分析方法。 3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.3.2。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.2.3。
实验4 典型中规模数字集成器件在组合逻辑电路的应用（2）
4–1 实验目的
1、掌握3线–8线译码器基本功能。 2、掌握3线–8线译码器基本分析方法。 3、掌握3线–8线译码器基本使用方法。 4、掌握七段显示译码器基本功能。 5、掌握七段显示译码器基本分析方法。
7、掌握3线–8线译码器和七段显示译码器基本调试方法。
4–2 实验任务
1、3线–8线译码器74LS138功能分析（参考实验教材P334） （1）参考图6.4.3，在实验板创建3线–8线译码器74LS138功能分析电路。 （2）用发光二极管检测电路逻辑功能，实验结果记入自拟表格中。 （3）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、发光二极管。 （4）元器件：74LS138（3线–8线译码器）。 2、3线–8线译码器的应用1（参考实验教材P335） （1）参考图6.4.5，在实验板创建脉冲分配电路。 （2）变动开关A 、B 、C 位置，用双踪示波器观察脉冲分配情况，记录实验现象。 （3）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （4））元器件：74LS138（3线–8线译码器）。 3、3线–8线译码器的应用2（参考实验教材P335） （1）利用3线–8线译码器74LS138，实现逻辑函数Z (C , B , A ) =B A +C B 。 （2）在实验板创建上设计函数电路。 （3）检测电路逻辑功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。 （4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。 （5）元器件：74LS138（3线–8线译码器）、74LS20（双4输入与非门）。 4、七段显示译码器74LS47功能分析（参考实验教材P338） （1）参考图6.4.9，在实验板创建七段显示译码器74LS47功能分析电路。 （2）变动开关位置，检测七段数码管显示状态，，实验结果记入自拟表格中。 （3）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表。 （4）元器件：74LS47（七段显示译码器）、共阳极七段数码管。
5、3线–8线译码器的应用3（参考实验教材P334）
（1）参考图6.4.4，在实验板创建74LS138扩展为4线–16线译码器电路。
（2）变动开关位置，检测电路输出显示状态，，实验结果记入自拟表格中。
（3）选用器件：74LS138（3线–8线译码器）。 （4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。
4–3 预习内容
1、3线–8线译码器基本功能和基本分析方法。 2、七段显示译码器基本功能和基本分析方法。 3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.4.3。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.4.4。
6、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.4.9。
实验5 典型中规模数字集成器件在组合逻辑电路的应用（3）
5–1 实验目的
1、掌握数据选择器的基本功能。 2、掌握数据选择器的基本分析方法。 3、掌握数据选择器基本使用方法。 4、掌握数据选择器基本调试方法。
5–2 实验任务
1、双数据选择器74LS153功能分析（参考实验教材P342） （1）参考图6.5.2，在实验板创建数据选择器74LS153功能分析电路。（说明：74LS153中两个地址译码器共用一组地址端口，而各自有独立的选通端口。）
（2）用发光二极管检测电路的逻辑功能，将检测结果记入自拟的表格中。 （3）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、发光二极管。 （4）元器件：74LS153（双4选1数据选择器）。 2、双数据选择器74LS153应用1（参考实验教材P341） （1）参考图6.5.3，在实验板创建用两个4选1数据选择器扩展为8选1数据选择器电路。 （2）用发光二极管检测电路的逻辑功能，将检测结果记入自拟的表格中。 （3）选用器件：74LS153（双4选1数据选择器）、74LS04（六反相器）、74LS32（四2输入或门）。
（4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。 3、双数据选择器74LS153的应用2（参考实验教材P342） （1）用双数据选择器74LS153实现逻辑函数Z =B A +C B 。 （2）在实验板创建上设计函数电路。 （3）检测电路逻辑功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。 （4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。 （5）元器件：74LS153（双4选1数据选择器）、74LS04（六反相器）、74LS32（四2输入或门）。 4、双数据选择器74LS153的应用3（参考实验教材P342） （1）用双数据选择器74LS153设计两个3位二进制数的等值比较电路。 （2）在实验板创建上设计电路。 （3）检测电路逻辑功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。 （4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。
（5）元器件：74LS153（双4选1数据选择器）、74LS04（六反相器）、74LS32（四2输入或门）、74LS138（3线–8线译码器）。
5–3 预习内容
1、数据选择器基本功能。
2、数据选择器应用电路基本分析方法。
3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.5.2。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.5.3。
实验6 常用集成触发器及其应用
6–1 实验目的
1、掌握普通RS 、D 、JK 触发器的基本功能和触发方式。 2、掌握触发器同步输入信号和异步输入信号的使用方法。 3、掌握普通触发器的一般分析方法。 4、理解集成触发器的基本使用方法。
6–2 实验任务
1、基本RS 触发器功能分析（参考实验教材P346） （1）利用四2输入“或非”逻辑门74LS02，在实验板创建图6.6.1基本RS 触发器功能分析电路。
（2）改变电路输入电平，检测电路输出信号，并将检测结果记入表6.6.2。
（3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。 （4）元器件：74LS02（四2输入或非门）。 2、TTL D 触发器功能分析（参考实验教材P347） （1）利用TTL D 触发器74LS74，在实验板创建图6.6.2 D 触发器功能分析电路。 （2）改变电路输入电平，检测电路输出信号，并将检测结果记入表6.6.3。 （3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。 （4）元器件：74LS74（双D 触发器）。 3、JK 触发器功能分析（参考实验教材P347） （1）利用JK 触发器74LS112，在实验板创建图6.6.3 JK 触发器功能分析电路。 （2）改变电路输入电平，检测电路输出信号，并将检测结果记入表6.6.4。 （3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。 （4）元器件：74LS112（双JK 触发器）。 4、触发器应用1（参考实验教材P350） （1）参考图6.6.5，在实验板创建分频电路。
（2）用双踪示波器测量电路输入波形和输出波形，画电路输入波形和输出波形，记录电路输入波形和输出波形频率值。
（3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （4）元器件：74LS74（双D 触发器）。 5、触发器应用2（参考实验教材P349） （1）参考图6.6.4，在实验板创建将JK 触发器转换为T 触发器电路。 （2）转换开关T 的位置，用双踪示波器观察电路输入、输出波形时序关系，将结果记录在表6.6.5（至少记录信号的4个周期）。
（3）选用器件：74LS112（双JK 触发器）。 （4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、双踪示波器。 6、单稳态触发器功能分析（参考实验教材P353） （1）参考图6.6.7，在实验板创建单稳态触发器功能分析电路。 （2）取定时电阻R = 10 kΩ，定时电容C = 1μF ，分析触发器的暂稳态时间，并将结果记入表
6.6.6中。
（3）选用器件：74LS123（双可重触发单稳态触发器）、电阻10 kΩ、电容1μF 。 （4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、双踪示波器。
6–3 预习内容
1、普通RS 、D 、JK 触发器的基本功能和触发方式。 2、普通触发器的一般分析方法。 3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.6.1。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.6.2。 5、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.6.3。 6、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.6.5。
实验7 计数电路
7–1 实验目的
1、掌握中规模数字集成电路同步计数器的基本工作原理和使用方法。 2、理解中规模数字集成电路同步计数器的基本工作特性。 3、掌握用中规模数字集成电路同步计数器实现任意进制计数器的基本方法。 4、了解同步计数器基本调试方法。
7–2 实验任务
1、4位二进制加法计数器74LS163功能分析（参考实验教材P356）
（1）参考图6.7.1，在实验板创建4位二进制加法计数器74LS163功能分析电路：① 计数；② 清
零；③ 保持功能。
（2）将检测结果记入自拟的表格中。
（3）将上电路改为在计数工作状态，输入时钟为10 kHz。利用双踪示波器，观察输出波形与输
入时钟时序关系，记录输出与输入时钟波形关系（至少一个周期以上）。
（4）选用器件：74LS163（4位二进制加法计数器）。
（5）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、发光二极管、双踪示波器。 2、4位二进制加法计数器74LS163并行进位电路分析（参考实验教材P356） （1）参考图6.7.2，在实验板创建4位二进制加法计数器74LS163并行进位电路。 （2）将检测结果记入自拟的表格中。
（3）选用器件：74LS163（4位二进制加法计数器）。
（4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、发光二极管、双踪示波器。 3、4位二进制加法计数器74LS163串行进位电路分析（参考教材P356）
（1）选用器件：74LS163（4位二进制加法计数器）、74LS20（双4输入与非门）。 （2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、发光二极管。 （3）参考图6.7.3，在实验板创建4位二进制加法计数器74LS163串行进位电路。 （4）将检测结果记入自拟的表格中。
4、4位二进制加法计数器74LS163的应用1（参考实验教材P358）
（1）采用4位二进制加法计数器74LS163和反馈归零法，设计十进制计数器电路。 （2）自拟实验方案，记录所设计的计数器有效状态转换。
（3）将上电路输入时钟改为10 kHz，利用双踪示波器，观察输出波形与输入时钟时序关系，记
录输出与输入时钟波形关系。（注：至少一个周期以上）
（4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （5）元器件：74LS163（4位二进制加法计数器）、74LS20（双4输入与非门）。 5、4位二进制加法计数器74LS163的应用2（参考实验教材P358）
（1）采用4位二进制加法计数器74LS163和反馈置数法，设计十二进制计数器电路。 （2）自拟实验方案，记录所设计的计数器有效状态转换。
（3）将上电路输入时钟改为10 kHz，利用双踪示波器，观察输出波形与输入时钟时序关系，记
录输出与输入时钟波形关系。（注：至少一个周期以上）
（4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （5）元器件：74LS163（4位二进制加法计数器）、74LS20（双4输入与非门）。 6、4位二进制加法计数器74LS163的应用3（参考实验教材P358）
（1）采用4位二进制加法计数器74LS163和反馈置数法，设计二十进制计数器电路。 （2）自拟实验方案，记录所设计的计数器有效状态转换。
（3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （4）元器件：74LS163×2（4位二进制加法计数器）、74LS20（双4输入与非门）。
7、十进制加法计数器74LS160功能分析（参考实验教材P359） （1）选用器件：74LS160（十进制加法计数器）。
（2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、发光二极管、双踪示波器。 （3）参考图6.7.1，在实验板创建十进制加法计数器74LS160功能分析电路：① 计数；② 清零；
③ 保持功能。
（4）将检测结果记入自拟的表格中。
（5）将上电路改为在计数工作状态，输入时钟为10 kHz。利用双踪示波器，观察输出波形与输
入时钟时序关系，记录输出与输入时钟波形关系。（注：至少一个周期以上）
8、十进制加法计数器74LS160应用（参考实验教材P359）
（1）采用十进制加法计数器74LS160设计24进制计数电路，要求按8421 BCD码递推规律计数。 （2）自拟实验方案，记录所设计的计数器有效状态转换。
（3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （4）元器件：74LS160×2（十进制加法计数器）、74LS20（双4输入与非门）。 9、二–五–十进制计数器74LS90功能分析（参考实验教材P361） （1）参考图6.7.8，在实验板创建74LS90功能分析电路。
（2）分别改变开关R 、S 状态，分析二–五–十进制计数器74LS90功能，自拟表格，记录计数
器有效状态转换。
（3）将上电路改为在计数工作状态，输入时钟为10 kHz（由INA 输入，QA 反馈接INB ）。利用
双踪示波器，观察输出波形与输入时钟时序关系，记录输出与输入时钟波形关系。（注：至少画一个周期以上）
（4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （5）元器件：74LS90（二–五–十进制计数器）。
7–3 预习内容
1、中规模数字集成电路同步计数器的基本工作原理和使用方法。 2、中规模数字集成电路同步计数器电路基本分析方法。
3、用中规模数字集成电路同步计数器实现任意进制计数器的基本方法。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.7.1。 5、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.7.2。 6、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.7.3。 7、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.7.4。 8、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.7.5。 9、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.7.6。
实验8 寄存器
8–1 实验目的
1、掌握寄存器的主要功能和基本工作特性。 2、理解中规模数字集成电路寄存器的使用方法。 3、了解寄存器的基本应用。
4、掌握中规模数字集成电路寄存器的基本调试方法。
8–2 实验任务
1、4位双向移位寄存器74LS194功能分析（参考教材P369） （1）选用器件：74LS194（4位双向移位寄存器）。
（2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、发光二极管。 （3）参考图6.8.5，在实验板创建4位双向移位寄存器74LS194功能分析电路。 （4）设置ABCD 为1010，SL 为0，SR 为1。
（5）依次做如下操作：① 将寄存器清零（CLR 置0）；② 向寄存器置数（S0S1置11）；③ 右移3位（S0S1置01）；④ 左移3位（S0S1置10）； ⑤ 保存数据（S0S1置00）。
（6）将实验结果记入表6.8.2中。
2、4位双向移位寄存器74LS194应用1
（1）选用器件：74LS194（4位双向移位寄存器）、74LS04（六反相器）。 （2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、发光二极管。 （3）利用74LS194设计一个可控双向移位寄存器控制跑马灯。 （4）在实验板创建可控双向移位寄存器控制跑马灯。 （5）将实验结果记入自拟表中。
3、4位双向移位寄存器74LS194应用2（参考教材P370） （1）选用器件：74LS194（4位双向移位寄存器）。
（2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （3）参考图6.8.8，设计4位顺序脉冲发生器。 （4）在实验板创建4位顺序脉冲发生器电路。 （5）实验步骤自拟，记录电路的输出波形。
4、4位寄存器74LS175功能分析（参考实验教材P366） （1）选用器件：74LS175（4位寄存器）。
（2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。 （3）参考图6.8.2，在实验板创建74LS175功能分析电路。
（4）自拟实验步骤，实验结果记入自拟表格中，分析4位寄存器74LS175功能。 5、4位寄存器74LS175应用1（参考实验教材P365）
（1）参考图6.8.4，在实验板创建第一信号鉴别电路。（注：其中2输入与门74LS08用4输入与
门74LS21代替）
（2）首先按R 键，将电路清零；通过1、2、3、4键，设置74LS175输入信号全部为零。 （3）任选一个数码键，一旦此信号被电路响应，电路不再接收其它数码按键的申请状态。 （4）自拟实验步骤，实验结果记入自拟表格中。
（3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器。 （4）元器件：74LS175（4位寄存器）、74LS21（4输入与门）。 6、4位寄存器74LS175应用2（参考实验教材P366） （1）设计简易4路抢答电路。 （2）在实验板创建简易4路抢答电路。 （3）自拟实验步骤，实验结果记入自拟表格中。
（4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器。 （5）元器件：74LS175（4位寄存器）、74LS21（4输入与门）。
8–3 预习内容
1、寄存器的主要功能和基本工作特性。 2、寄存器基本分析方法。
3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.8.2。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.8.3。 5、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.8.4。
实验9 555定时器
9–1 实验目的
1、掌握555定时器的主要功能和基本工作特性。
2、理解用555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐触发器的基本原理。 3、理解用555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐触发器的基本调试方法。 4、了解555定时器的主要用途。
5、了解555定时器应用电路的基本调试方法。
9–2 实验任务
1、555定时器基本多谐振荡电路性能分析（参考实验教材P377） （1）参考图6.9.3，在实验板创建555定时器基本多谐振荡电路。
（2）用双踪示波器分析555基本多谐振荡电路的输出频率，将结果记入表6.9.3中。
（3）记录输出波形。
（4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、双踪示波器。 （5）元器件：NE556（双555定时器）。
2、555定时器占空比可调多谐振荡电路性能分析（参考实验教材P377） （1）参考图6.9.4，在实验板创建555定时器占空比可调多谐振荡电路。
（2）调节电位器RW ，以获得占空比为50％的矩形波。用示波器分析电路输出频率，将结果记
入表6.9.4。
（3）记录输出波形。
（4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、双踪示波器。 （5）元器件：NE556（双555定时器）。
3、555基本单稳态触发器电路性能分析（参考教材P377） （1）选用器件：NE556（双555定时器）。
（2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （3）参考图6.9.5，在实验板创建555单稳态触发器电路。
（4）输入方波为2 kHz，用双踪示波器分析暂态时间t W （ms ），并记录电路输入、输出波形。 4、555定时器应用1（参考实验教材P378）
（1）设计555脉宽调制器。提示：在图6.9.3所示555基本多谐振荡电路的基础上，从控制端
CON 输入有效值为3 V的50 Hz正弦波，则在输出端OUT 可得到调制波。
（2）记录输出波形。
（3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲序号发生器、双踪示波器。 （4）元器件：NE556（双555定时器）。 5、555定时器应用2（参考实验教材P378）
（1）设计警铃电路。提示：设计两级555多谐振荡器，要求第1级的振荡频率低于第2级，并
将第1级的OUT 输出端与第2级CON 控制端相连。调节定时元件，直至警铃声适度。
（2）测试波形
（3）选用器件：NE556（双555定时器）。
（4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、双踪示波器。
9–3 预习内容
1、555定时器的主要功能和基本工作特性。
2、用555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐触发器的基本分析方法。 3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.9.2。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.9.3。 5、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.9.4。 6、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.9.5。 7、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.9.6。
实验10 Multisim 用于数字电路辅助分析和设计
10–1 实验目的
1、掌握Multisim 用于数字电路辅助分析方法。 2、掌握Multisim 用于数字电路辅助设计方法。
10–2 实验任务
1、已知1位全加器如图4–1–2（教材）所示，利用逻辑转换仪辅助分析（1）电路输出逻辑真
值表；（2）输出逻辑表达式。
2、已知利用8选1实现逻辑函数如图4–2–20（教材）所示，利用逻辑转换仪辅助分析（1）电路输出逻辑真值表；（2）输出逻辑表达式。
3、已知12进制计数器如图6–3–11（教材）所示，利用逻辑分析仪辅助分析（1）电路输出时序波形；（2）电路输出状态。
4、已知8位数值比较器如图4–1–26（教材）所示，利用字信号发生器，辅助分析电路实现功能。 5、利用4位全加器和逻辑转换仪辅助设计1位8421 BCD码加法电路。
6、利用Multisim 辅助设计一个秒表。要求：（1）复位功能；（2）按8421 BCD 码计数功能，计数状态为00～59；（3）停止功能。
实验11 综合性实验
11–1 实验目的
1、了解组合逻辑电路与时序逻辑电路综合应用。 2、掌握组合和时序逻辑综合电路基本调试方法。
3、了解组合逻辑电路、时序逻辑电路、555定时器综合应用。 4、掌握组合和时序逻辑与555定时器综合电路基本调试方法。
11–2 实验任务
1、组合逻辑电路与时序逻辑电路综合
2、组合逻辑电路、时序逻辑电路与555定时器综合
11–3 预习内容
1、自拟组合和时序逻辑综合电路，并利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真。 2、自拟组合和时序逻辑与555定时器综合电路，并利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件
仿真。
附录：器件引脚
1、四2输入与非门
74LS00
2、四2输入或非门
74LS02
3、TTL 六反相器
74LS04
4、二4输入与非门74LS20
5、二4输入与门
74LS21
6、
74LS47
7、双D 触发器74LS74
8、四异或门
74LS86
9、异步十进制计数器
74LS90
10、双JK 触发器
74LS112
11、3线–8线译码器 74LS138
12、8选1数据选择器
74LS151
13、双4选1数据选择器
14、8421BCD 十进制计数器
74LS160
15、二进制计数器 74LS163
16、4位移位寄存器
74LS175
17、双1位全加器
74LS183
18、4位移位寄存器 74LS194
19、超前进位4位全加器
74LS283
20、双D 触发器
CD4013
《数字逻辑技术》实验
参考教材
《电子技术基础实验–分析、调试、综合设计》 王传新主编，高等教育出版社
实验要求及注意事项
1、实验前必须预习实验内容，做到思路清晰，实验任务明确。
2、实验时认真阅读实验指导书，按电路原理图正确连接实验导线，仔细检查无误，方可通电实验。
3、实验中多注意观察，如有元器件冒烟、发烫或有异味等应立即关断电源，报告实验老师，待找出原因、排除故障后才能重新实验。
4、实验中须更改连线，必须切断电源后才能进行。
5、实验中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果、数据、波形、分析正确与否。
6、实验结束关闭电源，拔除电源插头，并将仪器设备、工具、导线等按规定整理好。
数字集成电路与封装
（1）数字集成电路分类 ●小规模数字集成电路（SSIC ） ●中规模数字集成电路（MSIC ） ●大规模和超大规模数字集成电路（LSIC 和VLSIC ） （2）数字集成电路制造工艺
●中、小规模数字IC 中最常用的是TTL 电路和CMOS 电路。
●TTL 器件型号以74（或54）作前缀，称为74/54系列，如2输入与非逻辑门为74LS00等。 ●中、小规模CMOS 数字集成电路主要是4XXX/45XX（X 代表0 - 9的数字）系列，高速CMOS 电路HC （74HC 系列），与TTL 兼容的高速CMOS 电路HCT （74HCT 系列）。，如2输入与非逻辑门为4011。
●TTL 电路与CMOS 电路各有优缺点，TTL 速度高，CMOS 电路功耗小、电源范围大、抗干扰能力强。由于TTL 在世界范围内应用很广，所以在数字电路教学实验中，我们主要使用TTL74 系列电路作为实验用器件，采用单一+5V作为供电电源。
（3）中、小规模数字集成电路封装形式
数字IC 器件有多种封装形式。为了教学实验方便，实验中所用的74 系列器件封装选用双列直插式。
●从正面（上面）看，器件一端有一个半圆的缺口，这是正方向的标志。缺口左边的引脚号为1，引脚号按逆时针方向增加。图 中的数字表示引脚号。双列直插封装IC 引脚数有14、16、20、24、28 等若干种。
●74 系列器件一般左下角的最后一个引脚是GND ，右上角的引脚是VCC 。例如，14 引脚器件引脚7 是GND ，引脚14 是VCC ，但也有一些例外。所以使用集成电路器件时要先看清它的引脚图，找对电源和地，避免因接线错误造成器件损坏。
（4）数字集成电路使用注意问题
必须注意，不能带电插、拔器件。插、拔器件只能在关断电源的情况下进行。
实验1 基本集成逻辑门电路功能分析
1–1 实验基本目的
1、理解TTL 普通门电路的参数含义。 2、掌握TTL 普通门电路的使用方法。 3、掌握分析普通门电路逻辑功能的一般方法。 4、理解TTL 普通门电路参数的一般分析方法。
1–2 实验任务
1、TTL 四2输入与非门74LS00逻辑功能分析（参考实验教材P303） （1）选用一个与非逻辑门，进行2输入与非逻辑功能分析。
（2）参考图6.1.6连接电路，在实验板创建2输入与非逻辑功能分析电路，改变开关A 、B 状态，用数字万用表测量电路输出，将测试结果记入表6.1.7中。
（3）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表。 （4）元器件：74LS00（四2输入与非门）。 2、TTL 四2输入与非门74LS00电压传输特性分析（参考实验教材P304） （1）参考图6.1.2（注：图中4011BD_5V器件用74LS00替代），在实验板创建TTL 四2输入与非门74LS00电压传输特性分析电路。
（2）调整输入直流电压在0～5V 之间变化，利用数字万用表测量输出电压值，将结果记入自拟的表格中。（注：参考表6.1.3，为了得到合理的电压传输特性曲线，在输出电压的跳变区，应多取几个电压值。）
（3）画与非门74LS00电压传输特性曲线。
（4）在电压传输特性曲线上标注与非门与直流电压有关的参数，并将结果填入表6.1.4。
（5）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表。
（6）元器件：74LS00（四2输入与非门）。
3、TTL 六反相器（非逻辑）74LS04动态参数分析（参考实验教材P305） （1）参考图6.1.5（注：图中4069BCL_5V器件用74LS04替代），在实验板创建TTL 六反相器（非逻辑）74LS04动态参数分析电路。
（2）利用双踪示波器测量74LS04反相器输入信号和输出信号波形。 （3）用示波器测试电路输出电压从低电平突变为高电平和从高电平突变为低电平所需的传输时间，并记录测量结果表6.1.6。
（4）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、双踪示波器。
（5）元器件：74LS04（TTL 六反相器）。
4、2输入与非门逻辑特性分析（参考实验教材P305思考问题）
（1）2输入与非门的一个输入端接入20 kHz连续脉冲，另一个输入端接入低电平，利用双踪示波器测量并记录电路输出波形。
（2）若2输入与非门的一个输入端接入20 kHz连续脉冲，另一个输入端接入的是高电平，利用双踪示波器测量并记录电路输出波形。
（3）2输入与非门的一个输入端接入20 kHz连续脉冲，另一个输入端接入40 kHz连续脉冲，利用双踪示波器测量并记录电路输出波形（至少一个周期以上）。
（4）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、双踪示波器。
（5）元器件：74LS00（四2输入与非门）。
5、TTL OC门功能分析（参考实验教材P311）
（1）参考图6.1.9，在实验板创建TTL OC与非门74LS03功能分析电路。
（2）改变开关A 、B 、C 、D 状态，用数字万用表测量电路输出，将测试结果记入表6.1.10中。
（3）选用器件：74LS03（四2输入与非OC 门）。 （4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表。
6、TTL 三态门功能分析（参考实验教材P311）
（1）参考图6.1.10，在实验板创建总线分时传输信号分析电路。 （2）当三态门选通信号E 为高电平（1）时，在表6.1.11中记录输出电压波形，并说明逻辑关系。 （3）当三态门选通信号E 为低电平（0）时，在表6.1.11中记录输出电压波形，并说明逻辑关系。 （4）选用器件：74LS04（六反相器）、74LS126（四同相三态缓冲器）。 （5）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、双踪示波器。
1–3 预习内容
1、TTL 与非逻辑门基本功能。 2、TTL 与非逻辑门电压传输特性和基本特性参数。 3、TTL 反相器动态特性。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.1.2。 5、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.1.5。
实验2 组合逻辑电路分析与设计
2–1 实验目的
1、掌握小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本分析方法。 2、掌握小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本设计方法。 3、了解小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本调试方法。
2–2 实验任务
1、分析“三个开关控制一盏灯”电路（参考实验教材P318） （1）参考图6.2.5，在实验板创建“三个开关控制一盏灯”电路。 （2）转换开关A 、B 、C 位置，检测发光二极管输出状态，将测试结果记录到自拟的表格中。 （3）根据检测结果，分析电路逻辑功能。
（4）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表。
（5）元器件：74LS86（四异或门）、300 Ω、发光二极管。
2、设计多数表决电路–“与非”逻辑门实现（参考实验教材P318） （1）采用“与非”逻辑门，设计三人表决电路。要求：当三人中多数对表决事件表示同意时，多数表决电路指示灯亮。
（2）在实验板创建三人多数表决电路。 （3）检测发光二极管输出状态，将测试结果记录到自拟表格中，验证设计的正确性。 （4）选用器件：74LS00（四2输入与非门）、74LS10（三3输入与非门）。 （5）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。
3、设计多数表决电路–“与或非”逻辑门实现（参考实验教材P318）
（1）采用“与或非”逻辑门，设计三人表决电路。要求：当三人中多数对表决事件表示同意时，多数表决电路指示灯亮。
（2）在实验板创建三人多数表决电路。 （3）检测发光二极管输出状态，将测试结果记录到自拟表格中，验证设计的正确性。 （4）选用器件：74LS54（3–2–2–3输入与或非门）、74LS04（六反相器）。 （5）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。
4、设计多数表决电路–“或非”逻辑门实现（参考实验教材P318）
（1）采用“或非”逻辑门，设计三人表决电路。要求：当三人中多数对表决事件表示同意时，多数表决电路指示灯亮。
（2）在实验板创建三人多数表决电路。 （3）检测发光二极管输出状态，将测试结果记录到自拟表格中，验证设计的正确性。 （4）选用器件：74LS02（四2输入或非门）、74LS27（三3输入或非门）。 （5）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。
5、设计交通灯工作状态监视电路（参考实验教材P318）
（1）采用“与非”逻辑门或“或非”逻辑门，设计交通灯工作状态监视电路。要求：路口由红、绿、黄三种颜色的交通灯指示车辆“停止”、“直行”、“缓行”三种行车状态。正常情况下，任何时刻有一盏灯点亮，且只允许有一盏灯被点亮，否则被认为交通灯系统发生故障。一旦交通灯系统发生故障，要求点亮“交通灯工作状态监视”电路的报警灯。
（2）在实验板创建交通灯工作状态监视电路。 （3）检测发光二极管输出状态，将测试结果记录到自拟的表格中，验证设计的正确性。
（4）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、发光二极管。
（5）选用器件：74LS86（四异或门）、74LS10（三3输入或非门）、74LS00（四2输入与非门）、74LS10（三3输入与非门）、74LS04（六反相器）。
2–3 预习内容
1、小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本分析方法。 2、小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本设计方法。 3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.2.3。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.2.4。 5、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.2.5。
实验3 典型中规模数字集成器件在组合逻辑电路的应用（1）
3–1 实验目的
1、掌握1位全加器的工作原理，理解多位加法器的组成结构。 2、掌握加法器的基本分析方法。 3、掌握中规模数字集成电路加法器的基本使用方法。 4、掌握加法器基本调试方法。
3–2 实验任务
1、1位全加器功能分析（参考实验教材P325） （1）参考图6.3.2，在实验板创建1位全加器电路。 （2）用发光二极管检测1位全加器的逻辑功能，将结果记入表6.3.2（只填入实测值）。 （3）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、发光二极管。 （4）选用器件：74LS00（四2输入与非门）、74LS86（四异或门）。 实验内容2、双1位全加器74LS183功能分析（参考实验教材P324） （1）选用器件：74LS183（双1位全加器）。 （2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。
（4）用发光二极管检测1位全加器的逻辑功能，将结果记入表6.3.2。 3、双1位全加器74LS183应用（参考实验教材P326） （1）用1位全加器74LS183设计2位串行进位加法器电路。 （2）在实验板创建2位串行进位加法器电路。 （3）检测2位串行进位加法器电路功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。 （4）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、发光二极管。 （5）元器件：74LS183（双1位全加器）。 4、超前进位加法器的应用1（参考实验教材P325） （1）用超前进位加法器74LS283设计一个代码转换电路，将8421 BCD码转换为余3 BCD码。 （2）在实验板创建已设计的代码转换电路。
（3）检测代码转换电路功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。
（4）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、发光二极管。 （5）元器件：74LS283（超前进位加法器）。 5、超前进位加法器的应用2（参考实验教材P325） （1）将TTL 4位超前进位加法器74LS283扩展为8位加法器。
（2）在实验板创建已设计的8位加法器电路。
（3）检测8位加法器电路功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。 （4）选用器件：74LS283（超前进位加法器）。 （5）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。
3–3 预习内容
1、1位全加器电路和工作原理。 2、常用中规模数字集成电路加法器特性和基本分析方法。 3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.3.2。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.2.3。
实验4 典型中规模数字集成器件在组合逻辑电路的应用（2）
4–1 实验目的
1、掌握3线–8线译码器基本功能。 2、掌握3线–8线译码器基本分析方法。 3、掌握3线–8线译码器基本使用方法。 4、掌握七段显示译码器基本功能。 5、掌握七段显示译码器基本分析方法。
7、掌握3线–8线译码器和七段显示译码器基本调试方法。
4–2 实验任务
1、3线–8线译码器74LS138功能分析（参考实验教材P334） （1）参考图6.4.3，在实验板创建3线–8线译码器74LS138功能分析电路。 （2）用发光二极管检测电路逻辑功能，实验结果记入自拟表格中。 （3）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、发光二极管。 （4）元器件：74LS138（3线–8线译码器）。 2、3线–8线译码器的应用1（参考实验教材P335） （1）参考图6.4.5，在实验板创建脉冲分配电路。 （2）变动开关A 、B 、C 位置，用双踪示波器观察脉冲分配情况，记录实验现象。 （3）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （4））元器件：74LS138（3线–8线译码器）。 3、3线–8线译码器的应用2（参考实验教材P335） （1）利用3线–8线译码器74LS138，实现逻辑函数Z (C , B , A ) =B A +C B 。 （2）在实验板创建上设计函数电路。 （3）检测电路逻辑功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。 （4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。 （5）元器件：74LS138（3线–8线译码器）、74LS20（双4输入与非门）。 4、七段显示译码器74LS47功能分析（参考实验教材P338） （1）参考图6.4.9，在实验板创建七段显示译码器74LS47功能分析电路。 （2）变动开关位置，检测七段数码管显示状态，，实验结果记入自拟表格中。 （3）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表。 （4）元器件：74LS47（七段显示译码器）、共阳极七段数码管。
5、3线–8线译码器的应用3（参考实验教材P334）
（1）参考图6.4.4，在实验板创建74LS138扩展为4线–16线译码器电路。
（2）变动开关位置，检测电路输出显示状态，，实验结果记入自拟表格中。
（3）选用器件：74LS138（3线–8线译码器）。 （4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。
4–3 预习内容
1、3线–8线译码器基本功能和基本分析方法。 2、七段显示译码器基本功能和基本分析方法。 3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.4.3。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.4.4。
6、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.4.9。
实验5 典型中规模数字集成器件在组合逻辑电路的应用（3）
5–1 实验目的
1、掌握数据选择器的基本功能。 2、掌握数据选择器的基本分析方法。 3、掌握数据选择器基本使用方法。 4、掌握数据选择器基本调试方法。
5–2 实验任务
1、双数据选择器74LS153功能分析（参考实验教材P342） （1）参考图6.5.2，在实验板创建数据选择器74LS153功能分析电路。（说明：74LS153中两个地址译码器共用一组地址端口，而各自有独立的选通端口。）
（2）用发光二极管检测电路的逻辑功能，将检测结果记入自拟的表格中。 （3）仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、发光二极管。 （4）元器件：74LS153（双4选1数据选择器）。 2、双数据选择器74LS153应用1（参考实验教材P341） （1）参考图6.5.3，在实验板创建用两个4选1数据选择器扩展为8选1数据选择器电路。 （2）用发光二极管检测电路的逻辑功能，将检测结果记入自拟的表格中。 （3）选用器件：74LS153（双4选1数据选择器）、74LS04（六反相器）、74LS32（四2输入或门）。
（4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。 3、双数据选择器74LS153的应用2（参考实验教材P342） （1）用双数据选择器74LS153实现逻辑函数Z =B A +C B 。 （2）在实验板创建上设计函数电路。 （3）检测电路逻辑功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。 （4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。 （5）元器件：74LS153（双4选1数据选择器）、74LS04（六反相器）、74LS32（四2输入或门）。 4、双数据选择器74LS153的应用3（参考实验教材P342） （1）用双数据选择器74LS153设计两个3位二进制数的等值比较电路。 （2）在实验板创建上设计电路。 （3）检测电路逻辑功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。 （4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。
（5）元器件：74LS153（双4选1数据选择器）、74LS04（六反相器）、74LS32（四2输入或门）、74LS138（3线–8线译码器）。
5–3 预习内容
1、数据选择器基本功能。
2、数据选择器应用电路基本分析方法。
3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.5.2。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.5.3。
实验6 常用集成触发器及其应用
6–1 实验目的
1、掌握普通RS 、D 、JK 触发器的基本功能和触发方式。 2、掌握触发器同步输入信号和异步输入信号的使用方法。 3、掌握普通触发器的一般分析方法。 4、理解集成触发器的基本使用方法。
6–2 实验任务
1、基本RS 触发器功能分析（参考实验教材P346） （1）利用四2输入“或非”逻辑门74LS02，在实验板创建图6.6.1基本RS 触发器功能分析电路。
（2）改变电路输入电平，检测电路输出信号，并将检测结果记入表6.6.2。
（3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。 （4）元器件：74LS02（四2输入或非门）。 2、TTL D 触发器功能分析（参考实验教材P347） （1）利用TTL D 触发器74LS74，在实验板创建图6.6.2 D 触发器功能分析电路。 （2）改变电路输入电平，检测电路输出信号，并将检测结果记入表6.6.3。 （3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。 （4）元器件：74LS74（双D 触发器）。 3、JK 触发器功能分析（参考实验教材P347） （1）利用JK 触发器74LS112，在实验板创建图6.6.3 JK 触发器功能分析电路。 （2）改变电路输入电平，检测电路输出信号，并将检测结果记入表6.6.4。 （3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。 （4）元器件：74LS112（双JK 触发器）。 4、触发器应用1（参考实验教材P350） （1）参考图6.6.5，在实验板创建分频电路。
（2）用双踪示波器测量电路输入波形和输出波形，画电路输入波形和输出波形，记录电路输入波形和输出波形频率值。
（3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （4）元器件：74LS74（双D 触发器）。 5、触发器应用2（参考实验教材P349） （1）参考图6.6.4，在实验板创建将JK 触发器转换为T 触发器电路。 （2）转换开关T 的位置，用双踪示波器观察电路输入、输出波形时序关系，将结果记录在表6.6.5（至少记录信号的4个周期）。
（3）选用器件：74LS112（双JK 触发器）。 （4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、双踪示波器。 6、单稳态触发器功能分析（参考实验教材P353） （1）参考图6.6.7，在实验板创建单稳态触发器功能分析电路。 （2）取定时电阻R = 10 kΩ，定时电容C = 1μF ，分析触发器的暂稳态时间，并将结果记入表
6.6.6中。
（3）选用器件：74LS123（双可重触发单稳态触发器）、电阻10 kΩ、电容1μF 。 （4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、双踪示波器。
6–3 预习内容
1、普通RS 、D 、JK 触发器的基本功能和触发方式。 2、普通触发器的一般分析方法。 3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.6.1。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.6.2。 5、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.6.3。 6、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.6.5。
实验7 计数电路
7–1 实验目的
1、掌握中规模数字集成电路同步计数器的基本工作原理和使用方法。 2、理解中规模数字集成电路同步计数器的基本工作特性。 3、掌握用中规模数字集成电路同步计数器实现任意进制计数器的基本方法。 4、了解同步计数器基本调试方法。
7–2 实验任务
1、4位二进制加法计数器74LS163功能分析（参考实验教材P356）
（1）参考图6.7.1，在实验板创建4位二进制加法计数器74LS163功能分析电路：① 计数；② 清
零；③ 保持功能。
（2）将检测结果记入自拟的表格中。
（3）将上电路改为在计数工作状态，输入时钟为10 kHz。利用双踪示波器，观察输出波形与输
入时钟时序关系，记录输出与输入时钟波形关系（至少一个周期以上）。
（4）选用器件：74LS163（4位二进制加法计数器）。
（5）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、发光二极管、双踪示波器。 2、4位二进制加法计数器74LS163并行进位电路分析（参考实验教材P356） （1）参考图6.7.2，在实验板创建4位二进制加法计数器74LS163并行进位电路。 （2）将检测结果记入自拟的表格中。
（3）选用器件：74LS163（4位二进制加法计数器）。
（4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、发光二极管、双踪示波器。 3、4位二进制加法计数器74LS163串行进位电路分析（参考教材P356）
（1）选用器件：74LS163（4位二进制加法计数器）、74LS20（双4输入与非门）。 （2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、发光二极管。 （3）参考图6.7.3，在实验板创建4位二进制加法计数器74LS163串行进位电路。 （4）将检测结果记入自拟的表格中。
4、4位二进制加法计数器74LS163的应用1（参考实验教材P358）
（1）采用4位二进制加法计数器74LS163和反馈归零法，设计十进制计数器电路。 （2）自拟实验方案，记录所设计的计数器有效状态转换。
（3）将上电路输入时钟改为10 kHz，利用双踪示波器，观察输出波形与输入时钟时序关系，记
录输出与输入时钟波形关系。（注：至少一个周期以上）
（4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （5）元器件：74LS163（4位二进制加法计数器）、74LS20（双4输入与非门）。 5、4位二进制加法计数器74LS163的应用2（参考实验教材P358）
（1）采用4位二进制加法计数器74LS163和反馈置数法，设计十二进制计数器电路。 （2）自拟实验方案，记录所设计的计数器有效状态转换。
（3）将上电路输入时钟改为10 kHz，利用双踪示波器，观察输出波形与输入时钟时序关系，记
录输出与输入时钟波形关系。（注：至少一个周期以上）
（4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （5）元器件：74LS163（4位二进制加法计数器）、74LS20（双4输入与非门）。 6、4位二进制加法计数器74LS163的应用3（参考实验教材P358）
（1）采用4位二进制加法计数器74LS163和反馈置数法，设计二十进制计数器电路。 （2）自拟实验方案，记录所设计的计数器有效状态转换。
（3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （4）元器件：74LS163×2（4位二进制加法计数器）、74LS20（双4输入与非门）。
7、十进制加法计数器74LS160功能分析（参考实验教材P359） （1）选用器件：74LS160（十进制加法计数器）。
（2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、发光二极管、双踪示波器。 （3）参考图6.7.1，在实验板创建十进制加法计数器74LS160功能分析电路：① 计数；② 清零；
③ 保持功能。
（4）将检测结果记入自拟的表格中。
（5）将上电路改为在计数工作状态，输入时钟为10 kHz。利用双踪示波器，观察输出波形与输
入时钟时序关系，记录输出与输入时钟波形关系。（注：至少一个周期以上）
8、十进制加法计数器74LS160应用（参考实验教材P359）
（1）采用十进制加法计数器74LS160设计24进制计数电路，要求按8421 BCD码递推规律计数。 （2）自拟实验方案，记录所设计的计数器有效状态转换。
（3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （4）元器件：74LS160×2（十进制加法计数器）、74LS20（双4输入与非门）。 9、二–五–十进制计数器74LS90功能分析（参考实验教材P361） （1）参考图6.7.8，在实验板创建74LS90功能分析电路。
（2）分别改变开关R 、S 状态，分析二–五–十进制计数器74LS90功能，自拟表格，记录计数
器有效状态转换。
（3）将上电路改为在计数工作状态，输入时钟为10 kHz（由INA 输入，QA 反馈接INB ）。利用
双踪示波器，观察输出波形与输入时钟时序关系，记录输出与输入时钟波形关系。（注：至少画一个周期以上）
（4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （5）元器件：74LS90（二–五–十进制计数器）。
7–3 预习内容
1、中规模数字集成电路同步计数器的基本工作原理和使用方法。 2、中规模数字集成电路同步计数器电路基本分析方法。
3、用中规模数字集成电路同步计数器实现任意进制计数器的基本方法。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.7.1。 5、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.7.2。 6、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.7.3。 7、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.7.4。 8、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.7.5。 9、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.7.6。
实验8 寄存器
8–1 实验目的
1、掌握寄存器的主要功能和基本工作特性。 2、理解中规模数字集成电路寄存器的使用方法。 3、了解寄存器的基本应用。
4、掌握中规模数字集成电路寄存器的基本调试方法。
8–2 实验任务
1、4位双向移位寄存器74LS194功能分析（参考教材P369） （1）选用器件：74LS194（4位双向移位寄存器）。
（2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、发光二极管。 （3）参考图6.8.5，在实验板创建4位双向移位寄存器74LS194功能分析电路。 （4）设置ABCD 为1010，SL 为0，SR 为1。
（5）依次做如下操作：① 将寄存器清零（CLR 置0）；② 向寄存器置数（S0S1置11）；③ 右移3位（S0S1置01）；④ 左移3位（S0S1置10）； ⑤ 保存数据（S0S1置00）。
（6）将实验结果记入表6.8.2中。
2、4位双向移位寄存器74LS194应用1
（1）选用器件：74LS194（4位双向移位寄存器）、74LS04（六反相器）。 （2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、发光二极管。 （3）利用74LS194设计一个可控双向移位寄存器控制跑马灯。 （4）在实验板创建可控双向移位寄存器控制跑马灯。 （5）将实验结果记入自拟表中。
3、4位双向移位寄存器74LS194应用2（参考教材P370） （1）选用器件：74LS194（4位双向移位寄存器）。
（2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （3）参考图6.8.8，设计4位顺序脉冲发生器。 （4）在实验板创建4位顺序脉冲发生器电路。 （5）实验步骤自拟，记录电路的输出波形。
4、4位寄存器74LS175功能分析（参考实验教材P366） （1）选用器件：74LS175（4位寄存器）。
（2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表或发光二极管。 （3）参考图6.8.2，在实验板创建74LS175功能分析电路。
（4）自拟实验步骤，实验结果记入自拟表格中，分析4位寄存器74LS175功能。 5、4位寄存器74LS175应用1（参考实验教材P365）
（1）参考图6.8.4，在实验板创建第一信号鉴别电路。（注：其中2输入与门74LS08用4输入与
门74LS21代替）
（2）首先按R 键，将电路清零；通过1、2、3、4键，设置74LS175输入信号全部为零。 （3）任选一个数码键，一旦此信号被电路响应，电路不再接收其它数码按键的申请状态。 （4）自拟实验步骤，实验结果记入自拟表格中。
（3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器。 （4）元器件：74LS175（4位寄存器）、74LS21（4输入与门）。 6、4位寄存器74LS175应用2（参考实验教材P366） （1）设计简易4路抢答电路。 （2）在实验板创建简易4路抢答电路。 （3）自拟实验步骤，实验结果记入自拟表格中。
（4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲信号发生器。 （5）元器件：74LS175（4位寄存器）、74LS21（4输入与门）。
8–3 预习内容
1、寄存器的主要功能和基本工作特性。 2、寄存器基本分析方法。
3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.8.2。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.8.3。 5、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.8.4。
实验9 555定时器
9–1 实验目的
1、掌握555定时器的主要功能和基本工作特性。
2、理解用555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐触发器的基本原理。 3、理解用555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐触发器的基本调试方法。 4、了解555定时器的主要用途。
5、了解555定时器应用电路的基本调试方法。
9–2 实验任务
1、555定时器基本多谐振荡电路性能分析（参考实验教材P377） （1）参考图6.9.3，在实验板创建555定时器基本多谐振荡电路。
（2）用双踪示波器分析555基本多谐振荡电路的输出频率，将结果记入表6.9.3中。
（3）记录输出波形。
（4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、双踪示波器。 （5）元器件：NE556（双555定时器）。
2、555定时器占空比可调多谐振荡电路性能分析（参考实验教材P377） （1）参考图6.9.4，在实验板创建555定时器占空比可调多谐振荡电路。
（2）调节电位器RW ，以获得占空比为50％的矩形波。用示波器分析电路输出频率，将结果记
入表6.9.4。
（3）记录输出波形。
（4）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、双踪示波器。 （5）元器件：NE556（双555定时器）。
3、555基本单稳态触发器电路性能分析（参考教材P377） （1）选用器件：NE556（双555定时器）。
（2）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、脉冲信号发生器、双踪示波器。 （3）参考图6.9.5，在实验板创建555单稳态触发器电路。
（4）输入方波为2 kHz，用双踪示波器分析暂态时间t W （ms ），并记录电路输入、输出波形。 4、555定时器应用1（参考实验教材P378）
（1）设计555脉宽调制器。提示：在图6.9.3所示555基本多谐振荡电路的基础上，从控制端
CON 输入有效值为3 V的50 Hz正弦波，则在输出端OUT 可得到调制波。
（2）记录输出波形。
（3）仪器仪表：直流稳压电源、数字万用表、发光二极管、脉冲序号发生器、双踪示波器。 （4）元器件：NE556（双555定时器）。 5、555定时器应用2（参考实验教材P378）
（1）设计警铃电路。提示：设计两级555多谐振荡器，要求第1级的振荡频率低于第2级，并
将第1级的OUT 输出端与第2级CON 控制端相连。调节定时元件，直至警铃声适度。
（2）测试波形
（3）选用器件：NE556（双555定时器）。
（4）选用仪器仪表：直流稳压电源＋5V 、数字万用表、双踪示波器。
9–3 预习内容
1、555定时器的主要功能和基本工作特性。
2、用555定时器构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐触发器的基本分析方法。 3、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.9.2。 4、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.9.3。 5、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.9.4。 6、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.9.5。 7、利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真图6.9.6。
实验10 Multisim 用于数字电路辅助分析和设计
10–1 实验目的
1、掌握Multisim 用于数字电路辅助分析方法。 2、掌握Multisim 用于数字电路辅助设计方法。
10–2 实验任务
1、已知1位全加器如图4–1–2（教材）所示，利用逻辑转换仪辅助分析（1）电路输出逻辑真
值表；（2）输出逻辑表达式。
2、已知利用8选1实现逻辑函数如图4–2–20（教材）所示，利用逻辑转换仪辅助分析（1）电路输出逻辑真值表；（2）输出逻辑表达式。
3、已知12进制计数器如图6–3–11（教材）所示，利用逻辑分析仪辅助分析（1）电路输出时序波形；（2）电路输出状态。
4、已知8位数值比较器如图4–1–26（教材）所示，利用字信号发生器，辅助分析电路实现功能。 5、利用4位全加器和逻辑转换仪辅助设计1位8421 BCD码加法电路。
6、利用Multisim 辅助设计一个秒表。要求：（1）复位功能；（2）按8421 BCD 码计数功能，计数状态为00～59；（3）停止功能。
实验11 综合性实验
11–1 实验目的
1、了解组合逻辑电路与时序逻辑电路综合应用。 2、掌握组合和时序逻辑综合电路基本调试方法。
3、了解组合逻辑电路、时序逻辑电路、555定时器综合应用。 4、掌握组合和时序逻辑与555定时器综合电路基本调试方法。
11–2 实验任务
1、组合逻辑电路与时序逻辑电路综合
2、组合逻辑电路、时序逻辑电路与555定时器综合
11–3 预习内容
1、自拟组合和时序逻辑综合电路，并利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件仿真。 2、自拟组合和时序逻辑与555定时器综合电路，并利用Multisim 电子电路辅助分析和设计软件
仿真。
附录：器件引脚
1、四2输入与非门
74LS00
2、四2输入或非门
74LS02
3、TTL 六反相器
74LS04
4、二4输入与非门74LS20
5、二4输入与门
74LS21
6、
74LS47
7、双D 触发器74LS74
8、四异或门
74LS86
9、异步十进制计数器
74LS90
10、双JK 触发器
74LS112
11、3线–8线译码器 74LS138
12、8选1数据选择器
74LS151
13、双4选1数据选择器
14、8421BCD 十进制计数器
74LS160
15、二进制计数器 74LS163
16、4位移位寄存器
74LS175
17、双1位全加器
74LS183
18、4位移位寄存器 74LS194
19、超前进位4位全加器
74LS283
20、双D 触发器
CD4013