中规模集成电路的应用实验报告.docx
实验题中规模集成电路的应用实验时2019年10月30日、实验目的 1.74ls138 74ls139 74ls148 功能验证;2.用74ls138 74ls139实现全加器、全减器.实验环境 (1) +5V直流电源(2)逻辑电平开关(3)逻辑电平显示器 (4) Multisim ISIS (5)集成芯片 74ls138,74ls139, 74ls148, 74ls20、74ls00 (6)直流数字电压表三、实验内容与步骤1. 74ls139功能验证基本功能验证：如右图U1B iEb-m-Kay » S-pico2. 74ls148功能验证基本功能验证：如下图3.用74ls138以及74ls00实现全加器、全减器(1)实验分析：74ls138三个输入对应8个输出，意思就是一个3位的二进制输入对应一个10进制的一位例如ABC输 入111那他那边的Y就会输出对应的一个位置如果ABC译码 为8那Y里面就有一个位被弄为低电平。74ls138就是38译 码器，是TTL系列的，也就是74系列，有三个输入端A0， A1，A2，其中A2是高位，输出是八个低电平输出Y0 Y7, 工作电压一般的5V。(2)用74ls138、74ls00实现全加器电路图如下：(4)全减器真值表：用74LS138、74LS00实现全减器电路图如下:四、实验总结通过本次课程设计对全加器器的设计和实现，确实积累 和总结了不少的经验，锻炼了我的独立工作和实际动手能力， 加深了对全加器工作原理的认识，提高了对复杂的综合性实 践环节具有分析问题、解决问题、概括总结的实际工作能力。经过这次短暂的实验报告，使我从中学到了不少的道理， 真正的理解到，理论与实践之间还是有很大的距离，这必将 有利于我们以后的学习。使我明白，在以后的学习中，要不 断的完善自己的知识体系结构，注意理论与实践的结合，学 知识关键是要学活，而不能死记死搬书本上的知识，关键是 要会灵活应用，这样所学到的东西才真正的学以致用，才达 到了学习的真正目的！实验题目中规模集成电路的应用（二）实验时间2019 年 11月6日、实验目的（1）74LS247 74LS248 74LS85 74LS283 基本功能验证。（2）用74LS283实现8421码转为余3码。二.实验环境（1） +5V直流电源（2）逻辑电平开关（3）集成块74LS248（4） Multisim ISIS三、实验内容与步骤1.74ls247是4线段译码器/驱动器（BCD输入，OC，15V）2.74LS248是4线一段译码器/驱动器（BCD输入，有上拉 电阻），输出端（a-g）为低电平有效，可直接驱动指示灯或 共阴极LED。3.74ls85两个位数相同的二进制数进行比较4.74ls283可进行两个4位二进制数的加法运算，每位有和 输出E1E4，进位由第四位得到C4.四.实验过程与分析 74ls247 验证如右图74ls248 验证74ls85验证如下图如下图74ls283将8421码转为余3码二（如右图），.5J1端为输入8421码端。灯XI、-.lliiirX2、X3、X4分别代表余三循环码的四位高低电平，灯亮代表高电平1,灯灭代表低电平0（如下图）输入为8421码制的0111时输出为相对应的余三码制的 应为1111，结果如下图：_ZT"号 样L= IJXX L,± ira:I . * ” *F """ " "”:丽:： , I、, , " -U-,|>皆 E F E:M：*g-呆-X悟切伽：.|工三二小:兰，R；1五、实验总结实验前一定要做好预习工作，在具体的实验操作过程中 一定要细心，比如在引脚设定时一定要做到“对号入座”，曾 经自己由于管脚插反了，耗费了很多时间。实验中遇到的各种大小问题基本都应自己独立排查解 决，这对于自己独立解决问题的能力也是一个极大地提高和 锻炼。实验题目计数器的应用（）实验时间2019年11月27日、实验目的用74LS74 74LS112组成异步4位二进制加法和减法计数器二.实验环境Multisim ISIS三、实验内容与步骤LW厂土？歪土理土外村L74LS741M加法器（左图）74LS74法器（左图）74LS112加法器（下图）74LS112减法器（下图）二 E 1七- LX .-.ireE.财 "JCJIW - 置： 3>r.J J=.I|L如EMRL iJEX . .，m："芝：M；3 丁阵*MH.JE-t三四、实验过程与分析（1）用74ls74构成4位加法计数器:首先需要4个d触发器，然后将d触发器接成t触发器，即 把q接到d。同时把q在接到下一个d触发器的脉冲上。也 就是说只有第一个d触发器要接外来脉冲，其他三个d触发 器的脉冲都来自于上一个d触发器的q，接外来脉冲的那个 d触发器的输出是最低位。（2）用74ls74做4位减法计数器:同样将4个d触发器接成t触发器，只不过这回是将q接到 下一个d触发器的脉冲上。（3）用74ls112做4位加法计数器：74ls112是jk触发器，它做4位加法计数器的思路和d触发 器一样，就是先把自己连成t触发器，也就是只保留翻转功 能，所以把每个jk触发器的j，k都输入为1。同样需要4个 jk触发器，但是jk触发器的脉冲是下降沿有效，所以和就和 前面相反了，q接脉冲才是加法器，q接脉冲是减法器。五、实验总结1.实验设计选择电路芯片时，应该先了解芯片的构造，原理， 主要用途。像本实验要求用74LS74和74ls112芯片。通过了 解可知道到74LS74是D触发器，74ls112是JK触发器。做实验设计时，应该按步骤设计:列真值表f根据真值表列出 逻辑函数表达式并化简f根据化简了的逻辑表达式画出逻辑 电路图，选择适当的电路芯片合理布线设计实验线路。实验题目计数器的应用（二）实验时间2019年12月4日、实验目的74ls161 74ls160 基本功能验证，用 74ls161 74ls160 分别 构成模12，模7计数器二.实验环境Multisim ISIS三、实验内容与步骤74ls160：1.用于快速计数的内部超前进位2.用于n位级联的进位输出3.同步可编程序4.有置数控制线5.二极管箝位输入6.直接清零同步计数74ls160是十进制计数器，也就是说它只能记十 个数从0000-1001（0-9）到9之后再来时钟就回到0，首先是clk，这是时钟之后是rco，这是输出，MR是复位低电频有效（图上接线前面花圈的都是低电 平有效）load是置数信号，当他为低电平时，在始终作用 下读入D0到D3。为了使161正常工作ENP和ENT接1另外 D0到D3是置数端Q0到Q3是输出端。这种同步可预置十进 计数器是由四个D型触发器和若干个门电路构成，内部有 超前进位，具有计数、置数、禁止、直接（异步）清零等 功能。74ls160功能验证右图74LS161： 74LS161是4位二进制同步计数器，该计数器能 同步并行预置数据，具有清零置数，计数和保持功能，具 有进位输出端，可以串接计数器使用。各引出端的逻辑功 能如下。1脚为清零端/RD，低电平有效。2脚为时钟脉冲 输入端CP，上升沿有效（CPf）o 36脚为数据输入端 A0A3，可预置任意四位二进制数。7脚和10脚分别为计数 控制端EP和ET，当其中有一脚为低电平时计数器保持状态 不变，当均为高电平时为计数状态。9脚为同步并行置数控 制端/LD，低电平有效。1114脚为数据输出端QQ30L15 脚为进位输出端RCO，高电平有效。74ls161为四位二进制，74ls160为2-10进制；且都为同步可预置计数器。74ls161是4位二进制同步计数器（直接清除），74ls160是4位十进制同步计数器（直接清除）74LS161 M=7,M=12 计数器原理：74LS161是M=16计数器， 可以转换为任意16以内的计数 器，如果大于16，可以用多片 74LS161串行级联，构成M=n的 计数器，n 片 74LS161可以构成M=16的计数器。下图是74LS161 M=7计数器，使用的是 反馈置零法模7.计数与置数端无关所以输入接多少都可 以。（右图）下图是74LS161，M=12计数器，原理和M=7 一样，只是 反馈置0从7变成了12, 12的二进制数是1100，所以将 Q3,Q2接入二输入与非门接到MR置0即可。（下图）74LS160 M=7, M=12 计数 器原理：和74LS161 一样， 只是基础模值变为了 10。 N片的模值为10%。同样是反馈置0法M=7计数，由于7<10,所以接法和74LS161 一样，结果也是一样的。（下图）接着用74LS160做 M=12计数，由于12>10, 所以得用两片74LS160 组成M=100计数器，输 入端都不用接，计数输出与输入端无关，左边是个位，右边是十位，个位使能端 全部接1，十位使能端一个接1，一个接个位进位输出，当 个为满10，RCO变为高电平，十位使能端变为1，1开始计 数十位进一之后，ENP又变为低电平，十位保持，个位一直 在计数。M=12，就让个位Q1，和十位Q0接二输入与非门到 两个的MR，运行仿真，当数码管变为11时，下一位就转为五、实验总结在整个设计的过程中，关键在于在序电路的连接及电路的细节设计上，连接时要特别注意分清各个管脚，要分析原 理以及可行的原因，是整个电路可稳定工作。从中我感觉到 每个实验都是要反复实跋，其过程可能相当繁琐，但总会有 所收获的实验题目计数器的应用（三）实验时 间2019年12月11日二、实验目的验证74ls90的功能利用74ls90构成模7计数器。二.实验环境ISIS三、实验内容与步骤74LS9 0模7；8421 (BCD)置零法：循环圈：0000000100100011010001010110 00008421 (BCD)置九法：循环圈：000000010010001101000101 1001 00005421 (BCD)置零法：循环圈：00000001001000110100 10001001 00005421（BCD）置九法：0011010010001100循环圈：000000010010000074LS908421BCD计数（右图）74LS90=5421BCD 计数下图用74LS90分别用4种方法构成模7计数器：8421 （BCD）置零法：（右图）8421（BCD）置九法：（下图）（下图）五、实验总结1. 芯片使用存在功能好坏2. 电源连接不正确，接地点接到-5V上或接到模拟电子实验 箱的电源上，非常危险，上电后芯片可能烧毁。3逻辑开关电平前的发光二极管不亮，检查进入数字实验箱 的电源连接线断4.实验箱电源连接正确，电路自查确定无误后，电路验证还是不正确的情况下进行下面的排错检查：（1）检查芯片的电源和地的电平是否正确（注意电源和地的引脚号）（2）芯片的置数端和清零端是否连接正确（3）时钟信号输入是否正确。（4）从输出端按逻辑功能状态往前一步一步排查实验题目寄存器的应用实验时间2019年12月18日、实验目的熟悉移位寄存器74LS194的逻辑功能及使用方法；熟悉4位移位寄存器的应用。验证74ls194的功能利用74ls194构成环形计数器和扭环形计数器。二.实验环境ISIS三、实验内容与步骤将CLK与CP连接，MR高电平有效，连接电路，得出下图：当 CP=X,CR-=0,S1=S0=X时，它的功能是清除。如下图:当CP为上升沿有效,CR-=1,S1=S0=0时，它的功能是送数，即当CP为上升沿有效,CR-=1,S1=1, S0=0时，它的功能是左Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0,如下图:移，如下图：当CP为上升沿有效,CR-=1,S1=S0=0时，它的功能是保持，如下图：利用74ls194做环形计数器，把移位寄存器的输出反馈到它的串彳丁输入端，就可以进innn 11川min一 rnri行循环移位，如图所示。设初态为Q3Q2Q1Q0=1000，则在CP作用下，模式设为右移，输出状态依次为：利用74ls194做扭环形计数器，电路图如下:扭环形计数器的实验原理是从初始值0000，开始，首 先变为0001，再到0011，一直变化到1111，在变化为 1110直到变为初始值0000，总共进行了八次变化得到，如 图二与图三所示，每一次都是向左移位进行变化。环形计数器与扭环形计数器的不同在于扭环行计数器 是加了一个74LS04与非门而来。环形计数器是在脉冲CP 的作用下，从Q0移动到Q3左移位，其缺点是死循环太 多，有2*n-n个状态没有用。扭环形计数器是在清0信号 作用下，初始状态为0,在计数器脉冲CP的作用下输入八 个脉Q4输出一个对称方波，其若有n个触发器可以构成2n 个触发器。五、实验总结我们用到了移位寄存器在本次试验中，移位寄存器是一 个具有移位功能的寄存器，是指寄存器中所存的代码能够在 移位脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的称 为双向移位寄存器，只需要改变左、右移的控制信号便可实 现双向移位要求。根据移位寄存器存取信息的方式不同分 为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。我们主要用到的集成块为74ls194,它是一个四位双向 移位寄存器，其中：D0D1为并行输入端;Q0Q3为并行输 出端;SR-右移串引输入端;SL-左移串引输入端;S1、S0-操作 模式控制端；/CR-为直接无条件清零端；CP-为时钟脉冲输入 端。为了提高环形计数器电路状态利用率，改变反馈函数为 D0=D2'，则得到如上所示逻辑电路图，称为扭环形计 数器。扭环形计数器的有效状态是：000-100-110-111- 011-001-000（环形计数器是 100-010-001-100 ），如此循环，工作时，首先用STA置电路为全0，然 后加CP。n个触发器组成的扭环形计数器2n个有效状态， 有效状态利用率比环形计数器增加一倍。
