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实验三实验三 组合逻辑电路应用组合逻辑电路应用 74LS00,74LS20,74LS55,74LS86,74LS138,74LS151 电工电子实验中心电工电子实验中心 数字电子实验注意事项数字电子实验注意事项：正确认识数电实验箱；熟悉实验箱上各部分的功能正确认识数电实验箱；熟悉实验箱上各部分的功能,掌掌握各部分功能的测试方法握各部分功能的测试方法.认清芯片管脚，芯片不要接反认清芯片管脚，芯片不要接反,按实验电路正确连线；按实验电路正确连线；注意所有连接线在接入电路前，要先检查其好坏；注意所有连接线在接入电路前，要先检查其好坏；注意电源极性，不要接错；注意电源极性，不要接错；连接电路时请不要带电操作；连接电路时请不要带电操作；应特别注意：输入脉冲幅度不能高于电源电压；不用的应特别注意：输入脉冲幅度不能高于电源电压；不用的输入端必须按要求接地或接输入端必须按要求接地或接+5V+5V。电工电子实验中心电工电子实验中心 数字电子实验注意事项数字电子实验注意事项做实验时，要做到做实验时，要做到“听、看、摸、闻听、看、摸、闻”。所谓所谓“听听”，即听是否有异常的声音；，即听是否有异常的声音；“看看”，即看是否有冒烟、起火的现象；，即看是否有冒烟、起火的现象；“摸摸”，摸芯片是否发烫；，摸芯片是否发烫；“闻闻”，即是否闻到有烧焦的糊味。，即是否闻到有烧焦的糊味。如有上述异常现象发生，请及时关掉电源，检如有上述异常现象发生，请及时关掉电源，检查电源是否接错。查电源是否接错。保持室内卫生，不要乱扔纸屑和废弃物。保持室内卫生，不要乱扔纸屑和废弃物。实验完成后请注意：实验完成后请注意：1 1、做完实验拆线时，手要捏住导线的、做完实验拆线时，手要捏住导线的底部，以防导线断开。底部，以防导线断开。2 2、做完实验后，要关掉电源，将工具、做完实验后，要关掉电源，将工具盒交回。凳子放到桌子下面，桌上的实盒交回。凳子放到桌子下面，桌上的实验设备均摆放整齐，方可离开。验设备均摆放整齐，方可离开。谢谢合作！谢谢合作！六位译码器六位译码器/LED数码显示数码显示电平指示灯亮为电平指示灯亮为1.灭为灭为0直流电直流电源共四源共四路路,其中其中第一路第一路电源的电源的负极与负极与地相通地相通AC电源电源单脉冲两路单脉冲两路直流直流信号源两路信号源两路可调可调连续脉冲连续脉冲固定脉冲固定脉冲逻辑电平逻辑电平10路路(0或或1)元件库元件库2位数码显位数码显示示(无译码无译码)电位器电位器地地实验区实验区蜂鸣器蜂鸣器地地固定脉冲固定脉冲逻辑电平逻辑电平六位译码器六位译码器/LED数码显示数码显示直流电源直流电源电平指示电平指示单脉冲单脉冲可调连续脉冲可调连续脉冲面包板是实验室中用于搭接电路的重面包板是实验室中用于搭接电路的重要工具，熟练掌握面包板的使用方法是提要工具，熟练掌握面包板的使用方法是提高实验效率，减少实验故障出现几率的重高实验效率，减少实验故障出现几率的重要基础之一。下面就面包板的结构和使用要基础之一。下面就面包板的结构和使用方法做简单介绍。方法做简单介绍。窄条窄条宽条宽条面包板的外观和内部结构如上图所示，面包板的外观和内部结构如上图所示，常见的最小单元面包板分常见的最小单元面包板分上上、中中、下下三部三部分，分，上面和下面部分一般是由一行或两行上面和下面部分一般是由一行或两行的插孔构成的窄条的插孔构成的窄条，中间部分是由中间一中间部分是由中间一条隔离凹槽和上下各条隔离凹槽和上下各5 5 行的插孔构成的条。行的插孔构成的条。窄条上下两行之间电气不连通。每窄条上下两行之间电气不连通。每5 5 个插孔为一个插孔为一组（通常称为组（通常称为“孤岛孤岛”），通常的面包板上有），通常的面包板上有10 10 组。这组。这1010组组“孤岛孤岛”一般有一般有3 3种内部连通结构：种内部连通结构：左边左边5 5 组内组内部电气连通，右边部电气连通，右边5 5 组内部电气连通，但左右两边之间组内部电气连通，但左右两边之间不连通，这种结构通常称为不连通，这种结构通常称为5-5 5-5 结构。结构。左边左边3 3 组内部组内部电气连通，中间电气连通，中间4 4 组内部电气连通，右边组内部电气连通，右边3 3 组内部电气组内部电气连通，但左边连通，但左边3 3 组、中间组、中间4 4 组以及右边组以及右边3 3 组之间是不连组之间是不连通的，这种结构通常称为通的，这种结构通常称为3-4-3 3-4-3 结构。结构。还有一种结构还有一种结构是是1010组组“孤岛孤岛”都连通，这种结构最简单。都连通，这种结构最简单。对上面和下面部分的窄条，外观和结构如下图：对上面和下面部分的窄条，外观和结构如下图：外观外观小窄条中间不连通小窄条中间不连通内部五组孔之间互相连通内部五组孔之间互相连通中间部分宽条是由中间一条隔离凹槽和上中间部分宽条是由中间一条隔离凹槽和上下各下各5 5 行的插孔构成。在同一列中的行的插孔构成。在同一列中的5 5 个插孔个插孔是互相连通的，列和列之间以及凹槽上下部分是互相连通的，列和列之间以及凹槽上下部分则是不连通的。外观及结构如下图：则是不连通的。外观及结构如下图：外观外观纵向纵向5 5 个插孔是互相连通个插孔是互相连通用于隔离上下两部分的凹槽用于隔离上下两部分的凹槽在做实验的时候，通常是使用两窄一宽组成的在做实验的时候，通常是使用两窄一宽组成的小单元，同学们应按照实验指导教师的示范和要求，小单元，同学们应按照实验指导教师的示范和要求，在宽条部分搭接电路的主体部分，上面的窄条取一行在宽条部分搭接电路的主体部分，上面的窄条取一行做电源，下面的窄条取一行做接地。使用时注意窄条做电源，下面的窄条取一行做接地。使用时注意窄条的中间部分不通。的中间部分不通。在搭接数字电路时，有时由于电路的规模较大，在搭接数字电路时，有时由于电路的规模较大，需要多个宽条和窄条组成的较大的面包板，但在使用需要多个宽条和窄条组成的较大的面包板，但在使用时同样通常是两窄一宽同时使用，两个窄条的第一行时同样通常是两窄一宽同时使用，两个窄条的第一行一般和地线连接，第二行和电源相连。由于集成块电一般和地线连接，第二行和电源相连。由于集成块电源一般在上面，接地在下面，如此布局有助于将集成源一般在上面，接地在下面，如此布局有助于将集成块的电源脚和上面第二行窄条相连，接地脚和下面窄块的电源脚和上面第二行窄条相连，接地脚和下面窄条的第一行相连，减少连线长度和跨接线的数量。中条的第一行相连，减少连线长度和跨接线的数量。中间宽条用于连接电路，间宽条用于连接电路，由于凹槽上下是不连通的，所由于凹槽上下是不连通的，所以集成块一般跨插在凹槽上。以集成块一般跨插在凹槽上。面包板布线的几个基本原则面包板布线的几个基本原则在面包板上完成电路搭接，不同的人有不同的风格。但在面包板上完成电路搭接，不同的人有不同的风格。但是，无论什么风格、习惯，完成的电路搭接，必须注意以下几是，无论什么风格、习惯，完成的电路搭接，必须注意以下几个基本原则：个基本原则：1 1）连接点越少越好。连接点越少越好。每增加一个连接点，实际上就人为地增每增加一个连接点，实际上就人为地增加了故障概率。面包板孔内不通，导线松动，导线内部断裂等加了故障概率。面包板孔内不通，导线松动，导线内部断裂等都是常见故障。都是常见故障。2 2）尽量避免立交桥。尽量避免立交桥。所谓的所谓的“立交桥立交桥”就是元器件或者导线就是元器件或者导线骑跨在别的元器件或者导线上。初学者最容易犯这样的错误。骑跨在别的元器件或者导线上。初学者最容易犯这样的错误。这样做，一方面给后期更换元器件带来麻烦，另一方面，在出这样做，一方面给后期更换元器件带来麻烦，另一方面，在出现故障时，零乱的导线很容易使人失去信心。现故障时，零乱的导线很容易使人失去信心。3 3）尽量牢靠。尽量牢靠。有两种现象需要注意：第一、集成电路很容易有两种现象需要注意：第一、集成电路很容易松动，因此，对于数字、运放等集成电路，需要用力下压，一松动，因此，对于数字、运放等集成电路，需要用力下压，一旦不牢靠，需要更换位置。第二、有些元器件管脚太细，要注旦不牢靠，需要更换位置。第二、有些元器件管脚太细，要注意轻轻拨动一下，如果发现不牢靠，需要更换位置。意轻轻拨动一下，如果发现不牢靠，需要更换位置。4 4）方便测试。方便测试。5 5孔孤岛一般不要占满，至少孔孤岛一般不要占满，至少留出一个孔，用于测试。留出一个孔，用于测试。5 5）布局尽量紧凑。布局尽量紧凑。信号流向尽量合理。信号流向尽量合理。6 6）布局尽量与原理图近似。这样有助于同学布局尽量与原理图近似。这样有助于同学们在查找故障时，尽快找到元器件位置。们在查找故障时，尽快找到元器件位置。7 7）电源区使用尽量清晰。电源区使用尽量清晰。在搭接电路之前，在搭接电路之前，首先将电源区划分成正电源、地、负电源首先将电源区划分成正电源、地、负电源3 3个区个区域，并用导线完成连接。域，并用导线完成连接。TPE-D3TPE-D3多功能数字电路学习机多功能数字电路学习机面包板的布线面包板的布线地线连接正确！地线连接正确！电源没有接通！电源没有接通！错误！错误！引线排列从左下角引线排列从左下角 开始开始,逆时针计算逆时针计算 缺口标记缺口标记17814绝大多数绝大多数右下角右下角GND绝大多数左上角Vcc&GNDCCV 74LS00是在一个封装内有四个相同的与非门是在一个封装内有四个相同的与非门。其外形如图所示。其外形如图所示。正视图集成与非门集成与非门74LS0074LS00 缺口标缺口标记向左记向左 缺口标缺口标记向左记向左 缺口标缺口标记向左记向左1）LS是低功耗肖特基，是低功耗肖特基，HC是高速是高速COMS；LS的速度比的速度比HC略快，略快，HCT输入输入输出与输出与LS兼容，但是功耗低；兼容，但是功耗低；F是高速肖特基电路；是高速肖特基电路；2）LS是是TTL电平，电平，HC是是COMS电平；电平；3）LS输入开路为高电平，输入开路为高电平，HC输入不允许开路，输入不允许开路，HC一般都要求有上下拉电一般都要求有上下拉电阻来确定输入端无效时的电平，阻来确定输入端无效时的电平，LS 却没有这个要求；却没有这个要求；4）LS输出下拉强上拉弱，输出下拉强上拉弱，HC上拉下拉相同；上拉下拉相同；5）工作电压不同：）工作电压不同：LS只能用只能用5V，而，而HC一般为一般为2V到到6V；6）电平不同：）电平不同：LS是是TTL电平，其低电平和高电平分别为电平，其低电平和高电平分别为0.8和和V2.4，而，而CMOS在工作电压为在工作电压为5V时分别为时分别为0.3V和和3.6V，所以，所以CMOS可以驱动可以驱动TTL，但，但反过来是不行；反过来是不行；7）驱动能力不同：）驱动能力不同：LS一般高电平的驱动能力为一般高电平的驱动能力为5mA，低电平为，低电平为20mA；而；而CMOS的高低电平均为的高低电平均为5mA；8）CMOS器件抗静电能力差，易发生栓锁问题，所以器件抗静电能力差，易发生栓锁问题，所以CMOS的输入脚不能的输入脚不能直接接电源。直接接电源。一一:实验目的实验目的1、掌握中规模集成译码器的逻辑功、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法。能和使用方法。2、熟悉数码管的使用，了解七段数、熟悉数码管的使用，了解七段数码显示电路的工作原理。码显示电路的工作原理。3、学习用数据选择器构成组合逻辑、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。电路的方法。二、实验内容二、实验内容 1、设计一个基于门电路的路口信号灯控制电路；、设计一个基于门电路的路口信号灯控制电路；（74LS00、74LS20）2、设计一个基于、设计一个基于74LS138译码器和与非门的一位译码器和与非门的一位二进制全减器二进制全减器 3、用、用8选选1数据选择器数据选择器74LS151实现函数实现函数 4、用给定的、用给定的74LS00、74LS86、74LS55三种芯三种芯片构成一位二进制全加器片构成一位二进制全加器CBCABAY74LS20管脚图管脚图74LS00管脚图管脚图74LS55管脚图管脚图74LS86管脚图管脚图 16 15 14 13 12 11 10 9 74LS138 1 2 3 4 5 6 7 8 VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 A0 A1 A2 G2A G2B G1 Y7 GND 74LS138 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 A0 A1 A2 G2A G2B G1 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 A0 A1 A2 STB STC STA(a)引脚排列图(b)逻辑功能示意图 集成二进制译码器集成二进制译码器74LS13874LS138（3 3线线-8-8线译码器）线译码器）三、实验原理三、实验原理A2、A1、A0为二进制译码输入端 为译码输出端（低电平有效）G1、为选通控制端 当G11、时，译码器处于工作状态；当G10、时，译码器处于禁止状态。07YYAG2BG2022BAGG122BAGG3 3线线8 8线译码器线译码器74LS13874LS138的功能表的功能表反码输出即：输入某种状态，则对应的最小项输出项为反码输出即：输入某种状态，则对应的最小项输出项为0 0。GAG2A+G2BA2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70 0 xxxx1 11 11 11 11 11 11 11 1x1 1xxx1 11 11 11 11 11 11 11 11 10 00 00 00 00 01 11 11 11 11 11 11 11 10 00 00 01 11 10 01 11 11 11 11 11 11 10 00 01 10 01 11 10 01 11 11 11 11 11 10 00 01 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 10 01 10 00 01 11 11 11 10 01 11 11 11 10 01 10 01 11 11 11 11 11 10 01 11 11 10 01 11 10 01 11 11 11 11 11 10 01 11 10 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 0输出输出输入输入74LS15174LS151管脚图74LS151逻辑符号三个地址输入端A2、A1、A0，八个数据输入端D0D7，两个互补输出的数据输出端Y和Y，一个控制输入端S。8选选1数据选择器数据选择器74LS151功能表功能表1、设计一个基于门电路的路口信号灯控制电路；、设计一个基于门电路的路口信号灯控制电路；（74LS00、74LS20）定义红灯、黄灯、绿灯的状态为输入变量，分别用定义红灯、黄灯、绿灯的状态为输入变量，分别用A、B、C表示，并规定灯亮时为表示，并规定灯亮时为1，不亮时为，不亮时为0。取故障。取故障信号为输出变量，用信号为输出变量，用Y表示。并规定正常工作状态下表示。并规定正常工作状态下Y为为0，发生故障时，发生故障时Y为为1。根据题意列逻辑真值表如下：根据题意列逻辑真值表如下：根据真值表列逻辑函数式根据真值表列逻辑函数式 根据逻辑函数式画出电路图。根据逻辑函数式画出电路图。ABGY000100100100011110001011110111112、设计一个基于、设计一个基于74LS138译码器译码器和与非门的一位二进制全减器和与非门的一位二进制全减器输输 入入输输 出出AiBiCi-1DiCi0000010100111001011101 112、设计一个基于、设计一个基于74LS138译码器译码器和与非门的一位二进制全减器和与非门的一位二进制全减器12365415793、用8选1数据选择器74LS151实现函数 CBCABAY采用采用8选选1数据选择器数据选择器74LS151可实现任意三输入变量的组可实现任意三输入变量的组合逻辑函数。合逻辑函数。作出函数作出函数Y的功能表将函数的功能表将函数Y功能表与功能表与8选选1数据选择器的数据选择器的功能表相比较，功能表相比较，可知（可知（1）将输入变量）将输入变量C、B、A作为作为8选选1数据选择器的地数据选择器的地址码址码A2、A1、A0。（2）使）使8选选1数据选择器的各数据输入数据选择器的各数据输入D0D7分别与函数分别与函数Y的输出值一一相对应。的输出值一一相对应。即：即：A2A1A0CBA，D0D70，D1D2D3D4D5D61 则则8选选1数据选择器的输出数据选择器的输出Y便实现了函数便实现了函数3、用8选1数据选择器74LS151实现函数 CBCABAY输 入输 出CBAY0000010100111001011101114、用给定的、用给定的74LS00、74LS86、74LS55三三种芯片构成一位二进制全加器种芯片构成一位二进制全加器输输 入入输输 出出ABCiDCO0000010100111001011101114、用给定的、用给定的74LS00、74LS86、74LS55三三种芯片构成一位二进制全加器种芯片构成一位二进制全加器谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH
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