数电实验一门电路功能分析

实验一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、熟悉数字电路学习机及示波器使用方法。

二、实验仪器及材料1、双踪示波器2、器件74LS00 二输入端四与非门2片74LS20 四输入端双与非门1片74LS86 二输入端四异或门1片74LS04 六反相器1片三、预习要求1、复习门电路工作原理相应逻辑表达示。

2、熟悉所有集成电路的引线位置及各引线用途。

3、了解双踪示波器使用方法。

四、实验内容实验前按学习机使用说明先检查学习机是否正常，然后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及地线不能接错。

线接好后经实验指导教师检查无误方可通电。

试验中改动接线须先断开电源，接好线后在通电实验。

1、测试门电路逻辑功能。

（1）选用双输入与非门74LS20一只，插入面包板，按图连接电路，输入端接S1~S4(电平开关输入插口)，输出端接电平显示发光二极管（D1~D8任意一个）。

（2）将电平开关按表1.1置位，分别测出电压及逻辑状态。

（表1.1）2、异或门逻辑功能测试（1）选二输入四异或门电路74LS86，按图接线，输入端1﹑2﹑4﹑5接电平开关，输出端A﹑B﹑Y接电平显示发光二极管。

（2）将电平开关按表1.2置位，将结果填入表中。

表 1.23、逻辑电路的逻辑关系（1）选用四二输入与非门74LS00一只，插入面包板，实验电路自拟。

将输入输出逻辑关系分别填入表1.3﹑表1.4。

（2）写出上面两个电路的逻辑表达式。

表1.3 Y=A ⊕B表1.4 Y=A ⊕B Z=AB 4、逻辑门传输延迟时间的测量用六反相器（非门）按图1.5接线，输80KHz 连续脉冲，用双踪示波器测输入，输出相位差，计算每个门的平均传输延迟时间的tpd 值 ： tpd=0.2μs/6=1/30μs 5、利用与非门控制输出。

选用四二输入与非门74LS00一只，插入面包板，输入接任一电平开关，用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用:一端接高有效的脉冲信号，另一端接控制信号。

实验一组合逻辑电路设计与分析1.实验目的（1）学会组合逻辑电路的特点；（2）利用逻辑转换仪对组合逻辑电路进行分析与设计。

2.实验原理组合逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路：特点是任何时刻的输出仅仅取决于同一时刻输入信号的取值组合。

根据电路确定功能，是分析组合逻辑电路的过程，一般按图1-1所示步骤进行分析。

图1-1 组合逻辑电路的分析步骤根据要求求解电路，是设计组合逻辑电路的过程，一般按图1-2所示步骤进行设计。

图1-2 组合逻辑电路的设计步骤3.实验电路及步骤（1）利用逻辑转换仪对已知逻辑电路进行分析。

a.按图1-3所示连接电路。

b.在逻辑转换仪面板上单击由逻辑电路转换为真值表的按钮和由真值表导出简化表达式后，得到如图1-4所示结果。

观察真值表，我们发现：当四个输入变量A,B,C,D中1的个数为奇数时，输出为0，而当四个输入变量A,B,C,D 中1的个数为偶数时，输出为1。

因此这是一个四位输入信号的奇偶校验电路。

图1-4 经分析得到的真值表和表达式（2）根据要求利用逻辑转换仪进行逻辑电路的设计。

a.问题提出：有一火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外线三种类型不同的火灾探测器。

为了防止误报警，只有当其中有两种或两种以上的探测器发出火灾探测信号时，报警系统才产生报警控制信号，试设计报警控制信号的电路。

b.在逻辑转换仪面板上根据下列分析出真值表如图1-5所示：由于探测器发出的火灾探测信号也只有两种可能，一种是高电平（1），表示有火灾报警；一种是低电平（0），表示正常无火灾报警。

因此，令A、B、C分别表示烟感、温感、紫外线三种探测器的探测输出信号，为报警控制电路的输入、令F 为报警控制电路的输出。

图1-5 经分析得到的真值表（3）在逻辑转换仪面板上单击由真值表到处简化表达式的按钮后得到最简化表达式AC+AB+BC。

4.实验心得通过本次实验的学习，我们复习了数电课本关于组合逻辑电路分析与设计的相关知识，掌握了逻辑转换仪的功能及其使用方法。

一、实验目的1. 掌握常用数字逻辑门电路的结构、工作原理和功能。

2. 熟悉数字电路的组成和连接方式。

3. 提高数字电路的分析、设计和调试能力。

4. 培养实验操作技能和团队协作精神。

二、实验内容1. TTL与非门、或非门、与门、或门、异或门等基本逻辑门电路的测试与验证。

2. 组合逻辑电路的设计与仿真。

3. 时序逻辑电路的设计与仿真。

4. 数字电路的调试与故障分析。

三、实验原理1. 数字逻辑门电路是数字电路的基本组成单元，按照逻辑功能可以分为基本逻辑门、组合逻辑门和时序逻辑门。

2. 基本逻辑门有与非门、或非门、与门、或门、异或门等，它们是构成其他逻辑门电路的基础。

3. 组合逻辑电路由基本逻辑门组成，其输出仅与当前输入有关，与电路的历史状态无关。

4. 时序逻辑电路由基本逻辑门、触发器等组成，其输出不仅与当前输入有关，还与电路的历史状态有关。

四、实验步骤1. 测试基本逻辑门电路：根据实验指导书，使用数字电路实验箱对基本逻辑门电路进行测试，验证其逻辑功能。

2. 设计组合逻辑电路：根据实验要求，设计一个组合逻辑电路，如全加器、译码器等，并使用Multisim软件进行仿真验证。

3. 设计时序逻辑电路：根据实验要求，设计一个时序逻辑电路，如计数器、触发器等，并使用Multisim软件进行仿真验证。

4. 数字电路调试与故障分析：在实验过程中，可能会遇到电路不正常工作的情况，需要根据故障现象进行分析和调试，找出故障原因并解决。

五、实验结果与分析1. 基本逻辑门电路测试：通过测试，验证了基本逻辑门电路的逻辑功能，如与非门、或非门、与门、或门、异或门等。

2. 组合逻辑电路设计：根据实验要求，设计了一个全加器电路，使用Multisim软件进行仿真，验证了电路的正确性。

3. 时序逻辑电路设计：根据实验要求，设计了一个计数器电路，使用Multisim软件进行仿真，验证了电路的正确性。

4. 数字电路调试与故障分析：在实验过程中，遇到了一个计数器电路不正常工作的情况，通过分析发现是时钟信号连接错误，重新连接时钟信号后，电路恢复正常工作。

实验一门电路的逻辑功能一、实验目的1.掌握门电路逻辑功能的测试方法；2.熟悉脉冲示波器和逻辑箱的使用方法；3.了解TTL器件和CMOS器件的使用特点。

二、实验原理（简要）测试门电路的逻辑功能有两种方法。

一是静态测试法，其特点是给门电路输入端加固定的高（H）、低（L）电平。

用示波器、万用表或发光二极管(LED)测出门电路的输出响应。

二是动态测试法，其特点是给门电路的输入端加一串脉冲信号，用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。

在测试时，示波器的探头或三用表的表笔必须与被测门电路的引脚直接接触，以免电路其他部分接触不良而产生错误判断。

门电路的逻辑符号对各类不同器件虽是通用的，但由于电路结构不同，使用时应注意各自的特点。

在实验中，正确使用实验仪器和设备是非常重要的，这不仅有助于获得正确的实验结果，而且有利于提高工作效率，还能避免仪器设备不必要的损坏。

另外，还应了解安装和调试数字电路的一般知识。

三、器件1.74LS00四2输入与非门1片2.74LS02四2输入或非门1片3.74LS512-3输入、2-2输入与或非门1片4.74LS86四异或门1片5.CD4011CMOS四2输入与非门1片6.CD4001CMOS四2输入或非门1片7.CD4070CMOS四异或门1片8.晶体二极管2只9.发光二极管（LED）3只10.阻容元件若干（数百Ώ~数百kΏ）四、实验内容与主要步骤1．用静态测试法测试门电路的逻辑功能。

图一表一2．用动态测试法测试门电路的逻辑功能。

（需自行补绘原理图）a图b图c图d图e图f图实验结果（波形图）（需绘制输入、输出信号，信号边沿纵向对齐）a波形图b波形图c波形图d波形图e波形图f波形图五、选做实验（参见讲义）六、思考题（1）使用双踪示波器时，应怎样正确选择同步触发信号？应选择频率低的信号作为同步触发信号。

以1kHZ和2MHZ为例:用1kHZ作同步触发信号，看到1kHZ同时还能看到2MHZ信号波形；若用2MHZ作同步触发信号，则无法看到1kHZ信号波形。

广东海洋大学学生实验报告书（学生用表）实验名称课程名称 课程号 学院(系)专业 班级 学生姓名 学号 实验地点 实验日期实验1：集成逻辑门电路的测试一、实验目的：1． 学会检测常用集成门电路的好坏的简易方法；2． 掌握TTL 与非门逻辑功能和主要参数的测试方法；二、实验仪器与器件：3． 元器件：74LS20、74LS00(TTL 门电路)电阻、电位器若干；4． 稳压电源、万用表、数字逻辑箱。

三、实验原理：5．集成逻辑门电路的管脚排列：（1）74LS20（4输入端双与非门）：ABCD Y =V CC 2A 2B N C 2C 2D 2Y1A 1B N C 1C 1D 1Y GNDV CC ：表示电源正极、GND ：表示电源负极、N C ：表示空脚。

（2） 74LS00（2输入端4与非门）：AB Y =V CC 4A 4B 4Y 3A 3B 3Y1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GNDGDOU-B-11-112（3）4011（2输入端4与非门）：ABYV CC4A 4B 4Y 3Y 3B 3A1A 1B 1Y 2Y 2B 2A GND集成门电路管脚的识别方法：将集成门电路的文字标注正对着自己，左下角为1，然后逆时针方向数管脚。

A）T TL与非门的主要参数有：导通电源电流I CCL、低电平输入电流I IL、高电平输入电流I IH、输出高电平V OH、输出低电平V OL。

注意：不同型号的集成门电路其测试条件及规范值是不同的。

B）检测集成门电路的好坏的简易方法：1）在未加电源时，利用万用表的电阻档检查各管脚之间是否有短路现象；2）加电源：利用万用表的电压档首先检查集成电路上是否有电，然后再利用门电路的逻辑功能检查电路。

例如：“与非”门逻辑功能是：“有低出高，全高出低”。

对于TTL与非门：若将全部输入端悬空测得输出电压为0.1V左右，将任一输入端接地测得输出电压为3V左右，则说明该门是好的。

四、实验内容和步骤：（1）测试芯片的与非功能；（2）TTL与非门的主要参数测试：1导通电源电流I CCL= 。

数电实验报告实验一心得引言本实验是数字电路课程的第一次实验，旨在通过实际操作和观察，加深对数字电路基础知识的理解和掌握。

本次实验主要涉及布尔代数、逻辑门、模拟开关和数字显示等内容。

在实验过程中，我对数字电路的原理和实际应用有了更深入的了解。

实验一：逻辑门电路的实验实验原理逻辑门是数字电路中的基本组件，它能够根据输入的布尔值输出相应的结果。

常见的逻辑门有与门、或门、非门等。

本次实验主要是通过搭建逻辑门电路实现布尔函数的运算。

实验过程1. 首先，我按照实验指导书上的电路图，使用示波器搭建了一个简单的与门电路。

并将输入端连接到两个开关，输出端连接到示波器，以观察电路的输入和输出信号变化。

2. 其次，我打开示波器，观察了两个开关分别为0和1时的输出结果。

当两个输入均为1时，示波器上的信号为高电平，否则为低电平。

3. 我进一步观察了两个开关都为1时的输出信号波形。

通过示波器上的脉冲信号可以清晰地看出与门的实际运行过程，验证了实验原理的正确性。

实验结果和分析通过本次实验，我成功地搭建了一个与门电路，并观察了输入和输出之间的关系。

通过示波器上的信号波形，我更加直观地了解了数字电路中布尔函数的运算过程。

根据实验结果和分析，我可以总结出：1. 逻辑门电路可以根据布尔函数进行输入信号的运算，输出相应的结果。

2. 在与门电路中，当输入信号均为1时，输出信号为1，否则为0。

3. 示例器可以实时显示电路的输入和输出信号波形，方便实验者观察和分析。

结论通过本次实验，我对数字电路的基本原理和逻辑门电路有了更深刻的理解。

我学会了如何搭建逻辑门电路，并通过示波器观察和分析输入和输出信号的变化。

这对我进一步理解数字电路的设计和应用具有重要意义。

通过实验，我还锻炼了动手操作、实际观察和分析问题的能力。

实验过程中，需要认真对待并细致观察电路的运行情况，及时发现和解决问题。

这些能力对于今后的学习和研究都非常重要。

总之，本次实验让我更好地理解了数字电路的基本原理和应用，提高了我的实验能力和观察分析能力。

基本门电路逻辑功能的测试数电实验报告实验目的
本次实验的主要目的是熟悉基本门电路，明确基本门的功能，直接运用电路仿真软件ISIS Proteus完成电路的搭建，使基本门的功能得到验证。

实验原理
选定的实验装置电路示意图如下所示，是一实用OR门电路，要求A及B两端输入电平均为低电平时，Y输出端为低电平，而当A或B中有一端输入为高电平时，Y输出端为高电平，可实现OR门的功能。

实验装置
本次实验中，我们利用ISIS Proteus软件实现OR门电路的搭建。

实验装置的简单搭建过程如下：
1.首先，打开ISIS Proteus软件，进入典型电路组态视图。

2.然后，将所需的元件从Targets文件夹中拖入图纸，包括OR门、LED指示灯及拨码开关3个元件，并按照题目要求连接电路。

3.最后，以数据为基础运行仿真，通过实时变化模拟波形以及LED发光情况，验证OR 门电路的功能。

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数电实验一：基本门电路一， 实验目的：1， 掌握74LS00 74LS20门电路的逻辑功能 2， 掌握验证各种门电路之间进行转化的方法 3， 掌握连接芯片和面包板的方法原则二， 实验器材74LS00 74LS20、三， 实验原理1，74LS00 门电路的工作原理四二输入与非门：输入端1A~4A ，1B~4B ，输出1Y~4Y 并行输出，输出与输入的关系是：Y AB = 电路符号：U174LS00D1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 3Y3B 3A 4Y 4B 4A VCC2，74LS20门电路的工作原理双四输入与非门：输入端1111A B C D ，2222A B C D ，输出端12,Y Y 并行输出，输出与输入的关系是：Y ABCD =U274LS20D1A 1B NC 1C 1D 1Y GND 2Y2D 2C NC12B 2A VCC3，与非门电路转化为其他门电路的原理： 非门：1a a =⋅ 或门：a b a b +=⋅ 与门：1ab ab =⋅⊕=⋅+⋅=⋅⋅⋅异或门：a b a ab b ab ab a ab b4，三变量少数服从多数表决器工作原理：少数服从多数数据表决器遵循的原理是：输出结果由输入三变量中至少两种相同的状态决定。

a b c，输出函数的真值表为：则设：输入的三变量为：,,=++y ab bc ac=⋅⋅将其用与非门进行转化可得：y ab bc ac四，实验内容：1，将与非门转化为与门，或门和异或门电路（门电路要求：74LS00）根据与非门转化为其他门的逻辑关系式，电路图的连接方式如下所示：与非门转化为与门：与非门转换为或门：与非门转化为并或门：2，设计少数服从多数表决电路，要求：输入为三变量。

（门电路要求：74LS00 74LS20）=⋅⋅如下图所示：用74LS00 74LS20实现逻辑关系y ab bc ac五，实验总结从以上实验可以看出，在转化门电路时，应尽量将所需门电路转化为已知门电的形式，同时运用真值表，求出逻辑表达式也是解决实际问题的不二法门。

实验一 门电路逻辑功能测试一、实验目的1．掌握CMOS 、TTL 集成与非门的逻辑功能测试方法。

2．掌握CMOS 、TTL 器件的使用规则。

3．熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法 二、实验内容1．验证CMOS （TTL ）集成与非门74HC00（74LS00）的逻辑功能。

2．74HC00（74LS00）电压传输特性测试。

三、实验设备及器件数字电路实验台、74HC00（74LS00）、万用表 四、实验原理1．芯片介绍本实验采用二输入四与非门74HC00（74LS00），在一块集成块内含有四个相互独立的与非门，每个与非门有两个输入端，其引脚排列如图1所示。

图1 74LS00（74HC00）引脚图 与非门的逻辑功能实：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平（即有0得1，全1得0）。

2.74HC00（74LS00）电压传输特性门的输出电压V O 随输入电压V I 而变化的曲线，称为门的电压传输特性，通过它可以读得门电路的一些重要参数，如输出高电平V OH 、输出低电平V OL 、阈值电压V TH 、及抗干扰容限等值。

测试电路如图2所示。

采用逐点测试法，及调节滑动变阻器，逐点测得V I和V O，然后绘制曲线。

图2 74HC00（74LS00）电压传输特性测试电路五、实验步骤1. 测试74HC00（74LS00）的逻辑功能门的输入端接逻辑电平开关输出插口，以提供0与1电平信号，开关向上，输出为逻辑1，向下为逻辑0。

门的输出端接由LED发光二极管组成的逻辑电平显示器（又称0-1指示器）的显示插口，LED亮为逻辑1，不亮为逻辑0。

按表1逐个测试集成块中与非门的逻辑功能，判断芯片逻辑功能是否正常。

表1 74HC00（74LS00）逻辑功能2. 测试相关数据，并绘制电压传输特性曲线图。

按图2接线，调节电位器RW，使VI 从0V向高电平变化，逐点测得VI和VO的对应值，记入表2中（芯片采用TTL门电路74LS00时，记入表3中）。