数字电子技术实验是理论与实践相结合的关键环节,旨在帮助学生巩固理论知识，掌握常用数字集成电路的使用方法，培养电路设计、调试、测试和故障排除的实践能力。
（图片来源网络，侵删）
下面我将按照一个典型的课程结构,从基础到综合，为你详细列出实验内容、目的、所需设备和典型实验项目。
第一部分：实验概述
实验目的
- 验证理论： 通过实验验证课堂所学的逻辑代数、组合逻辑、时序逻辑等理论知识。
- 掌握技能： 学会使用数字万用表、逻辑笔、示波器、信号发生器等常用仪器。
- 熟悉器件： 熟练掌握TTL和CMOS系列中小规模数字集成电路（如74LS系列、74HC系列）的引脚识别、功能和使用方法。
- 培养能力： 培养独立设计、搭建、调试和测试数字电路的能力，以及分析问题和解决问题的能力。
常用实验设备与器材
- 核心设备：
- 数字电路实验箱/实验台： 提供稳定的直流电源（+5V）、逻辑电平开关（输入0/1）、逻辑电平指示灯（输出显示）、脉冲源（时钟信号）、数码管、面包区（用于搭建电路）等。
- 双踪示波器： 观察和测量电路中各点的波形，特别是时序逻辑电路的时序关系。
- 函数信号发生器： 提供特定频率和幅度的方波、正弦波等信号。
- 测量工具：
- 数字万用表： 测量电压、电流、电阻等。
- 逻辑笔： 快速检测高电平、低电平、高阻态和脉冲信号。
- 主要器材：
- 集成芯片： 74LS00 (与非门), 74LS02 (或非门), 74LS04 (非门), 74LS08 (与门), 74LS20 (4输入与非门), 74LS74 (D触发器), 74LS76 (JK触发器), 74LS138 (3-8译码器), 74LS151 (8选1数据选择器), 74LS161/163 (4位二进制计数器), 555定时器, CD4511 (BCD-七段译码器) 等。
- 分立元件： 电阻、电容、LED、按键、晶振等。
- 连接线： 专用杜邦线。
第二部分：基础性实验
这部分实验主要围绕门电路和触发器展开,是数字电路的基石。
逻辑门电路的功能测试与应用
- 实验目的：
- 掌握与门、或门、非门、与非门、或非门等基本逻辑门的功能。
- 学习逻辑门电路的静态测试方法。
- 验证逻辑代数的基本定律（如德摩根定律）。
- 功能测试： 将74LS00、74LS02、74LS08、74LS20等芯片插入实验箱，通过逻辑开关输入不同的高低电平组合，用逻辑指示灯或万用表观察输出结果，验证其真值表。
- 应用验证： 搭建一个简单的“异或”门电路（用与非门组合实现），并验证其功能。
- 德摩根定律验证： 搭建电路验证
A'B' = (A+B)'和(AB)' = A' + B'。
组合逻辑电路的设计与测试
- 实验目的：
- 掌握组合逻辑电路的设计方法（真值表 → 逻辑表达式 → 逻辑化简 → 电路图）。
- 学习用中小规模集成电路实现组合逻辑电路。
- 掌握组合逻辑电路的静态和动态测试方法。
- 设计半加器和全加器： 根据逻辑关系，用与非门或异或门设计并搭建半加器和全加器电路，测试其输入输出结果。
- 设计三人表决器： 设计一个电路，当多数人同意时，输出为1，用逻辑门实现并测试。
- 设计代码转换器： 设计一个将8421BCD码转换为格雷码的电路。
编码器、译码器与数据选择器的应用
- 实验目的：
- 掌握优先编码器（如74LS148）、二进制译码器（如74LS138）和数据选择器（如74LS151）的逻辑功能和使用方法。
- 学习用这些中规模集成电路实现组合逻辑电路（即“器件级”设计）。
- 74LS138译码器应用：
- 实现一个3-8线译码器的基本功能。
- 利用74LS138实现一个3变量逻辑函数（如
F(A,B,C) = Σm(1,3,5,7)）。
- 74LS151数据选择器应用：
- 实现一个8选1数据选择器的基本功能。
- 利用74LS151实现一个4变量逻辑函数（如
F(A,B,C,D) = Σm(0,2,5,7,9,11)）。
- 综合应用： 用74LS138和74LS151等设计一个简单的流水灯控制电路。
- 74LS138译码器应用：
第三部分：进阶性实验
这部分实验主要围绕时序逻辑电路展开,是构成复杂数字系统的核心。
触发器功能测试与应用
- 实验目的：
- 掌握基本RS触发器、D触发器（74LS74）、JK触发器（74LS76）的逻辑功能和工作原理。
- 学习触发器逻辑功能的动态测试方法（用示波器观察波形）。
- 学习触发器之间的功能转换（如JK触发器转D触发器）。
- 功能测试： 分别测试D触发器和JK触发器的置位、复位、保持和功能，观察时钟信号CP、输入信号与输出信号Q之间的关系。
- 波形观察： 将CP端接连续脉冲信号，D或J、K端接固定电平或低频脉冲，用示波器同步观察CP和Q的波形，验证触发器的边沿触发特性。
- 功能转换： 将JK触发器转换成D触发器或T触发器，并验证其功能。
计数器的设计与应用
- 实验目的：
- 掌握集成计数器（如74LS161/163）的功能和使用方法。
- 学习用反馈清零法或反馈置数法实现任意进制计数器（N进制计数器）。
- 学习计数器的级联方法,实现更大范围的计数。
- 74LS161基本功能测试： 测试其计数、清零、置数、保持功能。
- 设计N进制计数器：
- 用反馈清零法设计一个六进制计数器（0-5循环）。
- 用反馈置数法设计一个十进制计数器（0-9循环）。
- 计数器级联： 将两片74LS161级联，构成一个一百进制（00-99）的计数器，并用数码管显示。
寄存器与移位寄存器的应用
- 实验目的：
- 掌握4位双向移位寄存器（如74LS194）的逻辑功能和使用方法。
- 学习实现数据的串行/并行转换。
- 了解移位寄存器的典型应用,如环形计数器、扭环形计数器。
- 74LS194功能测试： 测试其置数、左移、右移、保持等功能。
- 实现环形计数器： 将移位寄存器的输出Q3反馈到输入Dsr，构成一个4位环形计数器，观察其状态变化。
- 实现流水灯效果： 利用移位寄存器，控制8个LED灯循环点亮，实现“流水灯”效果。
第四部分：综合性/设计性实验
这部分实验通常要求学生综合运用所学知识,独立完成一个小型数字系统的设计。
（图片来源网络，侵删）
**实验七：
（图片来源网络，侵删）
