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实验一 逻辑门电路的逻辑功能及测试

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实验一 逻辑门电路的逻辑功能及测试

实验一 逻辑门电路的逻辑功能及测试

一．实验目的 1．掌握了解TTL系列、CMOS系列外形及逻辑功能。 2．熟悉各种门电路参数的测试方法。 3. 熟悉集成电路的引脚排列，如何在实验箱上接线，接线时应注意什么。

二、实验仪器及材料

a)TDS-4数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。

b)1）CMOS器件：

CC4011 二输入端四与非门 1 片

CC4071 二输入端四或门 1片

2）TTL器件：

74LS86 二输入端四异或门 1 片

74LS02 二输入端四或非门 1 片

74LS00 二输入端四与非门 1片

74ls125 三态门 1片

74ls04 反向器材 1片

三．预习要求和思考题：

1．预习要求：

1）复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。

2）常用TTL门电路和CMOS门电路的功能、特点。

3）三态门的功能特点。

4）熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。

5）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。

2．思考题

1）TTL门电路和CMOS门电路有什么区别？

2）用与非门实现其他逻辑功能的方法步骤是什么？

四．实验原理 1．本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录。 2．门电路是最基本的逻辑元件，它能实现最基本的逻辑功能，即其输入与输出之间 存在一定的逻辑关系。 TTL集成门电路的工作电压为“5V±10%”。本实验中使用的TTL集成门电路是双列直插型的集成电路，其管脚识别方法：将TTL集成门电路正面（印有集成门电路型号标记）正对自己，有缺口或有圆点的一端置向左方，左下方第一管脚即为管脚“1”，按逆时针方向数，依次为1、2、3、4············。如图1—1所示。具体的各个管脚的功能可通过查找相关手册得知，本书实验所使用的器件均已提供其功能。

图1—1

3．图1—2分别为基本门电路各逻辑功能的测试方法。

4.图1－3是为了理解TTL逻辑门电路多余端的处理方法。 5.图1－4为三态门逻辑功能测试。

五.实验内容及步骤

选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc及GND不能连接错。线连接好后经检查无误方可通电实验。

1. TTL门电路及CMOS门电路的功能测试。

将CMOS或门CC4071,TTL与非门74LS00、和或非门74LS02分别按图1-2连线：输入端Ａ、Ｂ接逻辑开关，输入端Ｙ接发光二极管，改变输入状态的高低电平，观察二极管的亮灭，并将输出状态填入表1-1中：

表1-1

输 入

A B 输 出Y1

CD4071 输 出Y2

74LS00 输 出Y3

74LS02

0 0

0 1

1 0

1 1

逻辑表达式

逻辑功能

2.TTL门电路多余输入端的处理方法：

将74LS00和74LS02按图示1-3连线后，A输入端分别接地、高电平、悬空、与B端并接，观察当B端输入信号分别为高、低电平时，相应输出端的状态，并填表1-2.

3.TTL三态门逻辑功能测试:

将TTL三态门74ls125和反相器按图1-4连线，输入端A、B、G分别接逻辑开关，输出端接发光二极管，改变控制端G和输入信号A、B的高低电平，观察输出状态，并填表1-3.

表1-2

输

入 输

出

A B 74LS00Y1 74LS02Y2

接地 0

1

高电平 0

1

表1-3

五．实验报告

1． 按各步骤要求填表。

2. 通过实验分析，说明TTL门电路和CMOS门电路有什么特点，总结他们多多余端的处理方法。

3． 说明三态门有什么特点。

悬空 0

1

A、B并接 0

1

G A

B Y 表达式

0

0 0

1

1

0

1

1 0

1

1

0

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实验四 门电路逻辑功能的测试

实验四 门电路逻辑功能的测试

实验四 门电路逻辑功能的测试

一 实验目的

（1）学习门电路的功能测试方法

（2）熟悉Multisim10的数字逻辑功能的显示方法及单刀双掷开关的应用。

二 实验内容

（1）测试二输入端异或门的组合电路的逻辑功能：用逻辑开关信号作输入，用探测器显示输出信号，实验电路如图1所示，将实验结果记录于表1中；

X12.5 V

X22.5 V X32.5 V

VCC5VGNDU2B74LS86N=1U2A74LS86N=1U2C74LS86N=1V13 V J1Key = AJ2Key = BJ3Key = CJ4Key = D1230460587

图1

【注】电路图中出现了数字电源（VccVss等）和数字地（GND），它们可以不予连接，但实验室调入电路中式必要的，它们默认与数字器件的电源和地连接。另外，开关控制键的修改可以双击之，在弹出的窗口中修改。

A B C D X1 X2 X3

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 1 1

0 0 1 0 0 1 1

0 0 1 1 0 0 0

0 1 0 0 1 0 1

0 1 0 1 1 1 0

0 1 1 0 1 1 0

0 1 1 1 1 0 1

1 0 0 0 1 0 1

1 0 0 1 1 1 0

1 0 1 0 1 1 0

1 0 1 1 1 0 1

1 1 0 0 0 0 0

1 1 0 1 0 1 1

1 1 1 0 0 1 1

1 1 1 1 0 0 0

表1 (表中1表示灯亮，0表示灯灭。下同)

（2）测试用与非门达成的逻辑功能电路：电路图如图2所示，自己拟定表格记录实验数据于实验报告中； U1A74LS00D&U1B74LS00D&U1C74LS00D&U1D74LS00D&U2A74LS00D&X14.5 V

X24.5 V X34.5 V X44.5 V

X54.5 V J1Key = AJ2Key = BVCC5VVCC03478956

实验四 门电路逻辑功能及测试

实验四 门电路逻辑功能及测试

实验四 门电路逻辑功能及测试

一、实验目的

1．熟悉门电路逻辑功能。

2．熟悉几种常见门电路的外形和引脚分布。

3．熟悉数字电路实验系统的使用方法。

二、实验仪器与器材

1．数字电路实验装置

2．万用表

3．集成电路： 74LS00 4-2输入与非门 1片

三、预习要求

1．复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。

2．熟悉所用集成电路的引脚位置分布及各引脚用途。

3．了解万用表的使用方法。

四、实验内容与步骤

（一）与非门（74LS00）逻辑功能测试

1．将74LS00与非门插入布线板槽两边。器件的插入方法一般是将有标记（凹槽）的一侧插在左边，无标记的那侧插在右边。或插在实验面板上的任一插座上，输入端接逻辑电平“0”或“1”，输出端接发光二极管，灯亮为1，灯不亮为0。以下均与此相同。

2．将74LS00的14脚接+5V电源，7脚接地。

3．按表2-1中输入端要求，将74LS00任一组输入端接入逻辑电平，测试输出端逻辑电平值将结果记录于表2-1所列真值表中，应符合逻辑关系式Y=AB。并用万用表测出各端电压值记录于表2-2所列电平表中。

A B Y

0 0

0 1

1 0

1 1 表2-1 真值表

表2-2 电平表

（二）与非门功能转换

1．用一片74LS00组成二输入端或门

（a）将异或门表达式转化为与非门表达式：Y=A+B=AB

（b）画出电路图，在实验板上接线，

（c）测试其逻辑功能，将结果记录于下表中 iAU iBU oYU

A B Y

0 0

0 1

1 0

1 1 A B Y

0 0

0 1

1 0

1 1 四、实验报告

1．按各步骤要求填表并画逻辑图。

2．回答问题：

（1）怎样判断门电路逻辑功能是否正常？

（2）在测试TTL门电路逻辑功能时，多余输入端的处理有几种方法？

实验1 实验仪器的使用及集成门电路逻辑功能的测试

实验1 实验仪器的使用及集成门电路逻辑功能的测试

实验1 实验仪器的使用及集成门电路逻辑功能的测试

（一）实验目的

（1）掌握数字逻辑实验箱、示波器的结构、基本功能和使用方法

（2）掌握TTL集成电路的使用规则与逻辑功能的测试方法

（二）实验仪器及器件

（1）实验仪器：数字实验台、双踪示波器、万用表

（2）实验器件：74LS00一片、74LS20一片、74LS86一片、导线若干

（三）实验内容

（1）DZX-1型数字电路实验台功能实验

①利用实验台自带的数字电压/电流表测量实验台的直流电源、16位逻辑电平输出/输入（数据开关）的输出电压。

②将8段阴极与阳极数码显示输入开关分别与16位逻辑电平输出连接，手动拨动电平开关，观察数码显示，并将数码显示屏上的数字对应的各输入端的电平值记录下来。

（2）VP-5566D双踪示波器实验

① 测量示波器方波校准信号

将示波器的标准方波经探头接至X端，观察并记录波形的纵向、横向占的方格数，并计算周期、频率、幅度。

②显示双踪波形

利用实验台上的函数信号发生器产生频率为KHz的连续脉冲并接至示波器X端，示波器的标准方波接至Y端，观察并记录两波形。

(3) 测试与非门的逻辑功能

①将74LS20（4输入2与非门）中某个与非门的输入端分别接至四个逻辑开关，输出端Y接发光二极管，改变输入状态的电平，观察并记录，列出真值表，并写出Y的表达式。

A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

Y abcdefgh a b c d a f b e f g h g e c d(a) 外形图(b) 共阴极(c) 共阳极+VCCabcdefgh②将引脚1接1KHz连续脉冲Vi（即接脉冲信号发生器Q12端口），引脚2接逻辑电平输出，引脚4、5接逻辑电平“1”，用示波器双踪显示并记录引脚1和引脚6端的波形Vi和Vo如下图示（标出电平的幅度值）。

实验二 门电路逻辑功能测试

实验二 门电路逻辑功能测试

75 实验二 门电路逻辑功能测试

一．实验目的

1. 验证常用TTL集成门电路.

2. 掌握各种门电路的逻辑符号.

3. 了解集成电路的外引线排列及其使用方法.

4. 熟悉TDH-1型数字实验箱的使用。

二. 实验原理和电路

集成逻辑门电路是最简单、最基本的数字集成元件.任何复杂的组合电路和时序电路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。目前已有门类齐全的集成门电路，例如“与门”、“或门”、“非门”、“与非门”等。虽然，中，大公规模集成门电路相继问世，但组成某一系列时，仍少不了各种门电路。因此，掌握逻辑门的工作原理，熟练，灵活地使用逻辑门是数字技术工作者所必备的基本功之一。

1. TTL门电路

TTL集成电路由于工作速度较高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广，特别对学生进行实验论证，选用TTL电路比较合适。因此，本书大多采用74LS系列TTL 集成电路。它的工作电源电压为５Ｖ0.5Ｖ，逻辑高电平1时≥2Ｖ（即高电平的下限值。空载时一般为3.6V以上），低电平0时≤0.８Ｖ（即低电平的上限值。空载时一般为0.2V以下）。

图1.2.1为2输入“与门 ”，2输入“或门 ”，2输入、4输入“与非门”和反相器的逻辑符号图。它们的型号分别是74 LS08 2输入端四“与门 ”，74 LS32 2输入端四“或门 ”，74 LS00 2输入端四“与非门”，74 LS20 4输入端二“与非门，74LS86“异或门”

和74 LS04六反相器（“反相器”即“非门”）。各自的逻辑表达式分别为：

Ｑ＝Ａ·Ｂ Ｑ＝Ａ＋Ｂ Ｑ＝BA Ｑ＝DCBA Ｑ＝A Ｑ＝A⊕B

（a）与门 （b）或门 （c）与非门 （d）反相器 （e）异或门

图1.2.1 TTL基本逻辑门电路

TTL集成门电路外引脚分别对应逻辑符号图中的输入、输出端。电源和地一般为集成块的两端，如14脚集成电路，则７脚为电源地（GND），14脚为电源正（VCC），其余引脚为输入和输出，如图1.2.2所示。