《数字逻辑实验》教学大纲
课程英文名称（Experiments of Digital Logic）
课程代码：BK076006学时：16学分：0.5
适用专业：物联网课程性质：必修
撰稿人：姜红花审定人：柳平增
一、实验课的性质与任务
《数字逻辑》是一门理论和实践紧密结合的课程，是计算机科学与技术、物联网以及电子类专业的一门主要专业课程，是《计算机组成与结构》、《单片机原理》等课的先导课程，数字逻辑电路是构建计算机硬件的基本结构。通过实验验证、巩固、加强该课程的内容，使学生加深理解计算机基本逻辑部件的组成及工作原理，掌握进行数字系统逻辑设计和调试的方法，也有助于进一步理解《模拟电子》课程，达到为相关的硬件课程打下坚实的基础的目的，培养学生严谨的科学作风和敢于实践的动手能力。
二、实验目的与要求
通过本课程的学习，培养学生哪些技能和能力。对不同类型的实验应分别进行解释，同时提出要求。
实验目的：掌握各种集成器件的原理，学会在实际中的具体应用。
实验要求：首先学会各种器件使用的常识，防止实验过程中对器件的损坏。在掌握实验教材的基础上能自主设计实验。
三、实验项目设置情况
序号 | 实验项目名称 | 学时 | 开出要求 | 实验项目类型 |
必做 | 选做 | 基础型 | 综合设计 | 研究创新 |
演示 | 验证 |
1 | 基本逻辑门逻辑实验 | 2 | 是 | | | 是 | | |
2 | 全加器构成及测试 | 2 | 是 | | | 是 | |
|
3 | 数据选择器和译码器 | 3 | 是 | | | 是 | 是 | |
4 | 触发器实验 | 3 | 是 | | | 是 | | |
5 | 简单时序电路 | 3 | 是 | | | | 是 | |
6 | 计数器 | 3 | 是 | | | 是 | 是 | |
7 | | | | | | | | |
8 | | | | | | | | |
9 | | | | | | | | |
四、各实验项目教学内容
实验项目一：基本逻辑门逻辑实验2学时
（一）实验目的要求
实验目的：
1、掌握TTL与非门、与或门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。
2、熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。
实验要求：
1、分别测试三个门的逻辑关系，整理实验数据，分析实验结果。
2、分析实验中出现的问题的原因。
（二）实验材料和仪器设备
1、二输入四与非门74LS001片
2、二输入四或非门74LS281片
3、二输入四异或门74LS861片
（三）实验内容
1、测试二输入四与非门74LS00一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系
2、测试二输入四或非门74LS28一个或非门的输入和输出之间的逻辑关系
3、测试二输入四异或门74LS86一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系
实验项目二：全加器构成及测试2学时
（一）实验目的要求
实验目的：
1、了解全加器的实现方法。
2、掌握全加器的逻辑功能。
实验要求：
1、将实验数据与真值表比较，确认全加器功能。
2、根据全加器的电路图推导全加器的逻辑表达式
3、分析实验中出现的问题的原因。
（二）实验材料和仪器设备
1、4-2-3-2与或非门74S542片
2、六反相器74LS041片
（三）实验内容
1、用2片74LS54和1片74LS04组成下图所示逻辑电路。
图2.1全加器
2、用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）设计一个一位全加器。
3、在一个射击游戏中，每人可打三枪，一枪打鸟(A)，一枪打鸡（B），一枪打兔子（C）。规则是：打中两枪并且其中有一枪必须是打中鸟者得奖（Z）。试用与非门设计判断得奖的电路。
实验项目三：数据选择器和译码器3学时
（一）实验目的要求
实验目的：
1、熟悉数据选择器的逻辑功能。
2、熟悉译码器的逻辑功能。
实验要求：
1、将实验数据与真值表比较，确认数据选择器和译码器功能。
2、把输出端连接到七段码显示器上，观察数据变化
3、分析实验中出现的问题的原因。
（二）实验材料和仪器设备
1、双4选1数据选择器74LS1531片
2、双2—4线译码器74LS1391片
3、万用表
4、示波器
5、二输入四与非门74LS001片
6、六反相器74LS041片
（三）实验内容
1、测试74LS153中一个4选1数据选择器的逻辑功能。
2、测试74LS139中一个2—4译码器的逻辑功能。
3、用多路选择器和译码器实现全加器
3、二输入四与非门74LS001片
4、二输入四或非门74LS281片
5、六反相器74LS041片
实验项目四：触发器实验3学时
（一）实验目的要求
实验目的：
1、掌握RS触发器、D触发器、JK触发器的工作原理。
2、学会正确使用RS触发器、D触发器、JK触发器。
实验要求：
1、将实验数据与真值表比较，确认触发器功能。
2、分析实验中出现的问题的原因。
（二）实验材料和仪器设备
1、四2输入与非门74LS001片
2、双D触发器74LS741片
3、双JK触发器74LS731片
（三）实验内容
1、用74LS00构成一个RS触发器，R、S端接逻辑开关输出，Q、Q端接逻辑状态指示灯，改变R、S的电平，观察现象并记录Q、Q的值。
2、双D触发器74LS74中一个触发器功能测试。
3、制定对双JK触发器74LS73一个JK触发器的测试方案，并进行测试。
实验项目五：简单时序电路3学时
（一）实验目的要求
实验目的：
掌握简单时序电路的分析、设计、测试方法。
实验要求：
1、整理实验数据，分析各种计数器波形图。
2、分析实验中出现的问题的原因。
（二）实验材料和仪器设备
1、双JK触发器74LS732片
2、双D触发器74LS742片
3、四2输入与非门74LS001片
4、示波器1台
（三）实验内容
1 双D触发器74LS74构成的二进制计数器（分频器）
2、用2片74LS73构成一个二进制计数器，重做内容1的实验。
3、异步十进制计数器
4、自循环计数器
实验项目六：计数器3学时
（一）实验目的要求
实验目的：
1、掌握计数器74LS162的功能。
2、掌握计数器的级联方法。
3、熟悉任意模计数器的构成方法。
4、熟悉数码管的使用。
实验要求：
1、整理实验数据，分析实验波形。
2、自拟100进制计数器实验内容及实验步骤。
3、分析实验中出现的问题的原因。
（三）实验内容
1、用1片74LS162和1片74LS00采用复位法构一个模7计数器。用单脉冲做计数时钟，观测计数状态，并记录。用连续脉冲做计数时钟，观测并记录QD，QC，QB，QA的波形。
2、用1片74LS162和1片74LS00采用置位法构一个模7计数器。用单脉冲做计数时钟，观测并记录QD，QC，QB，QA的波形。
3、用2片74LS162和1片74LS00构成一个模60计数器。2片74LS162的QD，QC，QB，QA分别接两个译码显示的D，B，C，A端。用单脉冲做计数时钟，观测数码管数字的变化，检验设计和接线是否正确。
五、实验报告要求
实验报告的内容要详细。
实验报告格式：
（一）实验目的
（二）实验内容
（三）实验器件及设备
（四）实验数据分析
（五）结论
六、课程考核方式及成绩评定
（一）考核方式
平时成绩：Ö课堂提问//Ö学习态度//Ö实验报告；
结课后考试：ð笔试//Ö操作。
（二）课程成绩评定办法
成绩构成：考勤30%//平时表现70%
七、实验应配套的主要仪器设备及台（套）数（以一个实验教学班为标准）
主要仪器：是学实楼刚进的试验台，共15台
附：教学参考资料
1、选用的教材：
实验室配与实验台相应的教材，数字电子技术，出版日期（2016年），第1版。
2、主要参考书：
[1] 蔡晓燕，FPGA数字逻辑设计，清华大学出版社，2013，第1版。
[2] 丁磊，数字逻辑与EDA设计实验指导书，西安电子科技大学出版社，2012年8月，第1版。
[3] 马汉达，赵念强，数字逻辑电路设计学习指导与实验教程，清华大学出版社，2012年8月，第1版。
3、其他参考资料：
参考资料网址：http://wenku.baidu.com/link?url=s4DsCdEjor0A625BQI_ne6lKjTLg7hLl_YoQSIT68EkhLZyyTN1DTjdIRGfAgXmlpe5hdQjBIyswDzoE5WK1lGQqQpp6NpacNVV6XV_AlfO。