数字逻辑设计实验 2011 春季学期.

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1 数字逻辑设计实验 2011 春季学期

2 实验要求 进入 实验室前，完成本次实验的全部预习内容；进入实验室时按照签到表签到，提交实验预习后对号入座。
每个实验项目完成后均要验收，所有实验项目完成后须经指导教师签字后，整理好实验台，方可离开实验室。 实验成绩采取累加方式： 预习（2分），操作（2分），报告（1分）

3 实验内容 实验三 利用中规模芯片设计时序电路(一) 实验四 利用中规模芯片设计时序电路(二) 实验五 用VHDL语言设计组合电路
实验三 利用中规模芯片设计时序电路(一) 实验四 利用中规模芯片设计时序电路(二) 实验五 用VHDL语言设计组合电路 实验六 用VHDL语言设计时序电路

4 实验台结构介绍

5 实验台结构介绍 ⑫逻辑笔 GND ③ 信号输出 +5V 芯片VCC 芯片GND GND ⑯方波信号 +5V ⑰单脉冲 ⑩信号输入

6 GND COM A B C D E F G H ②输出显示 ABCDEFGH COM A F B G E C H D

7 实验三 利用中规模芯片设计时序电路（一）

8 必做实验项目 利用D触发器设计4位环形计数器 触发器功能转换(D→T′，J-K → T′) 负边沿J-K触发器功能测试 计数器级连
任意进制计数器

9 利用D触发器设计4位环形计数器 使用芯片：74HC74 双D型正边沿维持-阻塞型触发器 异步复位 时钟 异步置位 异步复位 时钟 异步置位

10 D触发器基本功能介绍 信号输出 74HC74 D触发器特征方程： Qn+1=D 1RD 1D 1CP 1SD 1Q 1Q 单脉冲 信号输入

11 利用D触发器设计4位环形计数器 状态转换图 要求：能够实现自启动 1000 0100 0010 0001

12 利用D触发器设计4位环形计数器 实验要点： 1 自行设计实验电路图 2 断电接线 3 实验单元电源输入的芯片VCC、芯片GND
连接到⑪电源单元的 +5V 、GND插孔 4 输出接③信号输出单元 CP接⑰单脉冲单元的正脉冲 5 RD、 SD不能悬空

13 触发器功能转换 将D触发74HC74转换为T′触发器 将J-K 触发器74HC112转换为T′触发器
用示波器同时观察CP和Q端波形，并记录频率 要点： CP接⑯方波信号中的400Hz或200Hz 示波器使用方法见实验指导书附录 提示：T′触发器特征方程： Qn+1=Qn

14 触发器功能转换 使用芯片：74HC112

15 负边沿J-K触发器功能测试

16 负边沿J-K触发器功能测试 要点： 74LS55位于实验台左下角的⑥扩展实验单元
扩展实验单元的芯片VCC和GND须连接⑪电源单元的+5V和GND 74HC20位于实验台的④单元的74HC32位置（接线时要按照20芯片实际信号连接） R、S、J、K接实验台的⑩信号输入单元 CP接⑰单脉冲单元的 负脉冲 Q接③信号输出单元

17 如果电路不稳定可在74HC20的6脚和8脚各加2个反相器(74HC04)

18 74LS55内部逻辑图 Q

19 计数器级连 分别用2片74HC90计数器连成二位数五进制或十进制计数器 74HC90有如下功能： 直接置0：R0(1)=R0(2)=1
二进制计数：INPUT A输入 ，QA输出 五进制计数：INPUT B输入 ，QD、QC、QB输出

20 计数器级连 分别用2片74HC90计数器连成二位数五进制或十进制计数器 要求： 输出端接到信号输出单元，用单脉冲作为输入脉冲 。

21 任意进制计数器设计 用74HC90实现六进制计数器/八进制计数器 （任选一个实现） 八进制计数器 六进制计数器

22 任意进制计数器设计 1、单脉冲控制，观察显示。 2、输入连续脉冲，用双踪示波器观察CP和C端， 并记录波形和频率 。 八进制计数器
六进制计数器

23 实验中应注意的问题 根据要求画出逻辑电路图，并标出各管脚号， 为实验布线打好基础。 布线时，必须断电操作，先将电源和地线接好，
按信号的输入输出关系连好电路，需要经常变 换的信号线最后连接。

24 故障检测与排除 ♦用逻辑笔或万用表查出断线、引线虚接。 ♦按照电路的逻辑功能，逐级检查电路的输 出、输入是否正常。

25 下次课预习内容 实验考试内容：七段数码管显示译码器的设计
下次课预习内容 实验考试内容：七段数码管显示译码器的设计 设计要求： 实验前自行设计一个译码器 译码器的输入为三个变量，要求由计数器的输出给定。 该电路至少能显示出0~9和AbCdEFPH中的任意六个字形。 要求器件：两片74HC00，一片74HC10， 一个七段数码管，一片74HC90， 一片74HC08

26 其他预习内容： 实验四 利用中规模芯片设计时序电路(二) 预习8D型锁存器和移位寄存器的功能

27 课件存储位置 本地计算机： C:\数字逻辑设计实验 网络存储： http://cms.hit.edu.cn
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