数字电路实验指导书深圳大学光电工程学院2017.10
数字电路 实 验 指 导 书 深 圳 大 学 光 电 工 程 学 院 2 0 1 7 . 1 0
深圳大学光电工程学院2017-2018学年度数字电路实验安排实验一（6学时）基本数字电路（逻辑门三态门，触发器）实验二（3学时）简单时序电路实验三（3学时）计数器实验四（6学时）555时基电路及其应用选做实验：实验5-13完成上述实验同学在最后一次实验课可选做一实验（可不做），但需提前告知指导教师，且不计入成绩。请提前预习并打印好实验报告，实验数据测完需老师签字0-1
0-1 深圳大学光电工程学院 2017-2018 学年度 数字电路实验安排 实验一（6 学时） 基本数字电路(逻辑门,三态门,触发器) 实验二（3 学时） 简单时序电路 实验三（3 学时） 计数器 实验四（6 学时） 555 时基电路及其应用 选做实验:实验 5-13 完成上述实验同学在最后一次实验课可选做一实验（可不做），但需提前告知指 导教师,且不计入成绩. 请提前预习并打印好实验报告，实验数据测完需老师签字
目录1、实验要求及注意事项..2、数字电路实验基本知识.3、基本实验4实验一基本数字电路1-1实验二、简单时序电路2-1.3-1实验三计数器实验四4-1555时基电路及其应用选作部分...X-1实验五X-1TTL、HC和HCT器件的参数测试实验六数据选择器和译码器..X-4实验七全加器构成及测试...X-6实验八组合逻辑中的冒险现象...X-8实验九四相时钟分配器.X-10实验十..X-12A/D转换器实验.X-15实验十一D/A转换器实验.4、综合性实验.X-18实验十二多路智力竞赛抢答器设计..X-18实验十三数字钟电路设计X-20..F-15、附录常用实验器件引线图.....F-11、四2输入正与非门74LS00... F-12、六反相器74LS04....F-13、四2输入或非门74LS28...F-24、2-3-3-2与或非门74LS54...F-25、双JK触发器（带清零端）74LS73.F-36、双D触发器（带预置和清零端）74LS74..F-37、四2输入异或门74LS86.8、三态输出的四总线缓冲门74LS125F-3..F-49、2：4线译码器/分配器74LS139....F-410、双4-1线数据选择器/多路开关74LS153.. F-511、同步十进制计数器74LS16212、4-7译码器/驱动器74LS48.F-6.F-613、8-3线优先编码器74LS148...F-614、十进制计数器74LS9015、RS触发器74LS279..F-60-2
0-2 目 录 1、实验要求及注意事项.1 2、数字电路实验基本知识.2 3、基本实验.4 实验一 基本数字电路. 1-1 实验二 简单时序电路. 2-1 实验三 计数器. 3-1 实验四 555 时基电路及其应用. 4-1 选作部分.X-1 实验五 TTL、HC 和 HCT 器件的参数测试. X-1 实验六 数据选择器和译码器. X-4 实验七 全加器构成及测试. X-6 实验八 组合逻辑中的冒险现象. X-8 实验九 四相时钟分配器. X-10 实验十 A/D 转换器实验.X-12 实验十一 D/A 转换器实验. X-15 4、综合性实验.X-18 实验十二 多路智力竞赛抢答器设计. X-18 实验十三 数字钟电路设计. X-20 5、附录 常用实验器件引线图.F-1 1、四 2 输入正与非门 74LS00. F-1 2、六反相器 74LS04. F-1 3、四 2 输入或非门 74LS28. F-1 4、2-3-3-2 与或非门 74LS54. F-2 5、双 JK 触发器（带清零端）74LS73.F-2 6、双 D 触发器（带预置和清零端）74LS74. F-3 7、四 2 输入异或门 74LS86. F-3 8、三态输出的四总线缓冲门 74LS125. F-3 9、2：4 线译码器/分配器 74LS139.F-4 10、双 4-1 线数据选择器/多路开关 74LS153.F-4 11、同步十进制计数器 74LS162. F-5 12、4-7 译码器/驱动器 74LS48.F-6 13、8-3 线优先编码器 74LS148.F-6 14、十进制计数器 74LS90. F-6 15、RS 触发器 74LS279. F-6
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。1
1 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
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）。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。由手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：ODDDOOODOD654432444342414097一39口8口381114口口口9口3713A口2□10口3612口口3□11口3511口口4□12口34910口5□1333口9口6口1432口8口口71531口□1630口口1729口1819202122232425262728DODDUDOOOOO图2PLCC封装图图1DIP双列直插式封装图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(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，2
2 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， 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