数字电子技术实验主编：李天华衣艺山东农业大学机械与电子工程学院使用DTTacuoTneointH
数字电子技术实验 主编：李天华 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
目录1、使用要求及注意事项2、数字电路基本知识3、基本实验实验一基本逻辑门逻辑实验.5实验四数据选择器和译码器，.8实验七触发器115、附录常用实验器件引线图..-16注：其它实验项目可根据教学要求自拟实验内容、步骤、方法。1PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
1 目 录 1、使用要求及注意事项 2、数字电路基本知识.1 3、基本实验 实验一基本逻辑门逻辑实验.5 实验四 数据选择器和译码器.8 实验七 触发器.11 5、附录 常用实验器件引线图 .16 注：其它实验项目可根据教学要求自拟实验内容、步骤、方法。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
1、实验要求及注意事项1、实验前必充分预习实验内容，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。2PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
2 1、实验要求及注意事项 1、实验前必充分预习实验内容，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。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
2、数电路实验基本知识一、数字集成电路封装中、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74LS10、74LS181、54S86等。中、小规模CMOS数字集成电路主要是4XXX/45XX(X代表0一9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）。TTI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、抗于扰能力强。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。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。图1是双列直插封装的正面示意图。双列直插封装有以下特点：OC6543214443424140C福73983814132C371210363113541012广34T913336R814732口15311630C口1729门1819202122232425262728OOOOO图1DIP双列直插式封装图图2PLCC封装图1、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1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。2、双列直插器件有两列引脚。引脚之间的间距是2.54毫米。两列引脚之间的距离有宽（15.24毫米）、窄（7.62毫米）两种。两列引脚之间的距离能够少做改变，引脚间距不能改变。将器件插入实验板上的插座中去，从插座中拔出时要小心，不要将器件引脚搞弯或折断。3、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3PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
3 2、数字电路实验基本知识 一、数字集成电路封装 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 74LS10、74LS181、54S86 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）。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。 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。图 1 是双列直插封装的正面示意图。双列直插封装有以下特 点： 图 1 DIP 双列直插式封装图 图 2 PLCC 封装图 1、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 1 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。 2、双列直插器件有两列引脚。引脚之间的间距是 2.54 毫米。两列引脚之间的 距离有宽（15.24 毫米）、窄（7.62 毫米）两种。两列引脚之间的距离能够少做改变， 引脚间距不能改变。将器件插入实验板上的插座中去，从插座中拔出时要小心，不 要将器件引脚搞弯或折断。 3、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 1 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8 6 5 4 3 2 1 44 43 42 41 40 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
如，14引脚器件引脚7是GND，引脚14是Vcc：20引脚器件引脚10是GND，引脚20是Vcc。但也有一些例外，例如16引脚的双JK触发器74LS76，引脚13（不是引脚8）是GND，引脚5（不是引脚16）是Vcc。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环。数字电路综合实验中，使用的复杂可编程逻辑器件EPM7032是44引脚的PLCC（PlasticLeadedChipCarrier）封装，图2是封装正面图。器件上的小圆圈指示引脚1，引脚号按时针方向增加，引脚2在引脚1的左边，引脚44在引脚1的右边。EPM7032有多个电源引脚号、地引脚号，器件的缺角要对准插座的缺角。PLCC封装器件管脚较多拨出时应更加小心，可以使用专门的起拨器，也可以使用镊子从对角缝隙轻轻拔出。实验设备上的接线端上的接线采用自锁紧插头、插孔（插座）。使用自锁紧插头、插孔接线时，首先把插头插进插孔中，然后将插头按顺时针方向轻轻一拧则锁紧。拔出插头时，首先按逆时针方向轻轻拧一下插头，使插头和插孔之间松开，然后将插头从插孔中拨出。不要使劲拨插头，以免损坏插头和连线，必须注意，不能带电插、拨器件。插、拨器件只能在关断电源的情况下进行。三、数字电路测试及故障查找、排除设计好一个数字电路后，要对其进行测试，以验证设计是否正确。测试过程中，发现问题要分析原因，找出故障所在，并解决它。数字电路实验也遵循这些原则。1、数字电路测试数字电路测试大体上分为静态测试和动态测试两部分。静态测试指的是，给定数字电路若干组静态输入值，测试数字电路的输出值是否正确。数字电路设计好后，在实验台上连接成一个完整的线路。把线路的输入接逻辑开关输出，线路的输出接逻辑状态指示灯，按功能表或状态表的要求，改变输入状态，观察输入和输出之间的关系是否符合设计要求。静态测试是检查设计是否正确，接线是否无误的重要一步。在静态测试基础上，按设计要求在输入端加动态脉冲信号，观察输出端波形是否符合设计要求，这是动态测试。有些数字电路只需进行静态测试即可，有些数字电路则必须进行动态测试。一般地说，时序电路应进行动态测试。2、数字电路的故障查找和排除在数字电路实验中，出现问题是难免的。重要的是分析问题，找出出现问题的原因，从而解决它。一般地说，有四个方面的原因产生问题（故障）：器件故障、接线错误、设计错误和测试方法不正确。在查找故障过程中，首先要熟悉经常发生的典型故障。（1）器件故障器件故障是器件失效或器件接插问题引起的故障，表现为器件工作不正常。不言而愉，器件失效肯定会引起工作不正常，这需要更换一个好器件。器件接插问题，如管脚折断或者器件的某个（或某些）引脚没插到插座中等，也会使器件工作不正常。对于器件接插错误有时不易发现，需仔细检查。判断器件失效的方法是用4PDF文件使用"pdfFactoryPro”试用版本创建www.fineprint.cn
4 如，14 引脚器件引脚 7 是 GND，引脚 14 是 VCC ；20 引脚器件引脚 10 是 GND， 引脚 20 是 VCC 。但也有一些例外，例如 16 引脚的双 JK 触发器 74LS76，引脚 13 （不是引脚 8）是 GND，引脚 5（不是引脚 16）是 VCC 。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。 数字电路综合实验中，使用的复杂可编程逻辑器件EPM7032是44引脚的PLCC （Plastic Leaded Chip Carrier）封装，图 2 是封装正面图。器件上的小圆圈指示引脚 1，引脚号按逆时针方向增加，引脚 2 在引脚 1 的左边，引脚 44 在引脚 1 的右边。 EPM7032 有多个电源引脚号、地引脚号，器件的缺角要对准插座的缺角。PLCC 封 装器件管脚较多拔出时应更加小心，可以使用专门的起拔器，也可以使用镊子从对 角缝隙轻轻拔出。 实验设备上的接线端上的接线采用自锁紧插头、插孔（插座）。使用自锁紧插 头、插孔接线时，首先把插头插进插孔中，然后将插头按顺时针方向轻轻一拧则锁 紧。拔出插头时，首先按逆时针方向轻轻拧一下插头，使插头和插孔之间松开，然 后将插头从插孔中拔出。不要使劲拔插头，以免损坏插头和连线。 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。 三、数字电路测试及故障查找、排除 设计好一个数字电路后，要对其进行测试，以验证设计是否正确。测试过程中， 发现问题要分析原因，找出故障所在，并解决它。数字电路实验也遵循这些原则。 1、数字电路测试 数字电路测试大体上分为静态测试和动态测试两部分。静态测试指的是，给定 数字电路若干组静态输入值，测试数字电路的输出值是否正确。数字电路设计好后， 在实验台上连接成一个完整的线路。把线路的输入接逻辑开关输出，线路的输出接 逻辑状态指示灯，按功能表或状态表的要求，改变输入状态，观察输入和输出之间 的关系是否符合设计要求。静态测试是检查设计是否正确，接线是否无误的重要一 步。 在静态测试基础上，按设计要求在输入端加动态脉冲信号，观察输出端波形是 否符合设计要求，这是动态测试。有些数字电路只需进行静态测试即可，有些数字 电路则必须进行动态测试。一般地说，时序电路应进行动态测试。 2、数字电路的故障查找和排除 在数字电路实验中，出现问题是难免的。重要的是分析问题，找出出现问题的 原因，从而解决它。一般地说，有四个方面的原因产生问题（故障）：器件故障、 接线错误、设计错误和测试方法不正确。在查找故障过程中，首先要熟悉经常发生 的典型故障。 （1）器件故障 器件故障是器件失效或器件接插问题引起的故障，表现为器件工作不正常。 不言而喻，器件失效肯定会引起工作不正常，这需要更换一个好器件。器件接插问 题，如管脚折断或者器件的某个（或某些）引脚没插到插座中等，也会使器件工作 不正常。对于器件接插错误有时不易发现，需仔细检查。判断器件失效的方法是用 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn