数 字 逻 辑
实验指导书
实验者须知
一、明确实验目的
实验是为了验证理论，巩固所学理论知识，同时学习工程技术中许多书本上学不到的东西，学生在实验过程中可以运用已学过的理论去分析解决问题。再者为了训练学生的科学作风及不断提高实验技能等。
二、实验前的准备
实验前学生必须仔细阅读本次实验的内容，弄清楚实验的目的、任务、及进行实验的步骤，复习有关的理论，以便提高实验效率。
三、实验要求
1、遵守实验室规则，养成良好的实验作风；
2、实验时学生根据书中要求，在指定的仪器上进行连线，连线后应自己首先认真地检查一遍无误后，经指导老师检查，方可通电进行实验，否则，造成仪器及元件的损坏由本人负责；
3、在连线后出现一些故障这是难免的，学生此时要头脑冷静地检查原因，认真思考、判断，尽量独立地解决。因为排除故障是学生综合运用所学理论，训练自己分析问题，解决问题的能力的好机会。总之，不但要会分析正常线路的各点电位或波形，而且还要学会根据不正确的现象估计故障的可能性，通过对比进行观察，必要时可另行设置实验条件，判断问题所在，排除故障，以达到设计要求，提高实验能力；
4、实验中如果发生异常现象，应立即断电，保留现场，请指导教师检查原因。待教师允许继续进行实验时方可继续，不可私自处理；
5、实验完毕整理好仪器、导线、芯片。
四、实验报告内容
1、实验题目、任务、要求。
2、实验前进行理论分析、计算。
3、实验步骤，实验线路、实验记录。
4、电平及波形的分析、讨论。
5、结论(出现了故障如何排除的，通过实验有何体会与收获)
写实验报告是一个综合运用所学理论解决实际问题的过程，它不仅可以对所学的理论加深理解，还可以培养学生分析问题，解决问题的能力，实验报告应当写的简明扼要，有事实，有分析，有结论。成为一份科学实践的总结，不要写成实验指导书的复制品，更不要抄袭和伪造实验内容。
目 录
实验一 门电路实验 ...................................................................... - 1 -
数字逻辑实验 互易定理
数字逻辑实验：互易定理
引言：
在数字逻辑领域中，互易定理是一种重要的定理，它在逻辑电路设计和分析中起到了至关重要的作用。本篇文章将从互易定理的定义、推导过程、应用以及实验方法等方面进行详细介绍。
一、互易定理的定义：
互易定理，又称为De Morgan定理，是描述与逻辑运算有关的两个重要等价关系。在逻辑电路设计和分析中，互易定理可以将逻辑门的输入和输出之间的关系进行转换。根据互易定理，可以通过将逻辑门的输入和输出之间的关系进行逆转，从而简化电路的设计和分析过程。
二、互易定理的推导过程：
互易定理的推导过程主要基于布尔代数的运算规则，以下是互易定理的两种形式及其推导过程：
第一种形式：
互补定理（Complement Theorem）： A + A’ = 1
推导过程如下：
A + A’ = (A + A’) · 1 （乘以1不改变其值） = (A + A’) · (A + A’)’ （A’ = (A + A’)‘）
= A + A’ · A’ （分配律）
= A + 0 （A’ · A’ = 0）
= A （A + 0 = A）
第二种形式：
互补定理（Complement Theorem）： A · A’ = 0
推导过程如下：
A · A’ = (A · A’) + 0 （加0不改变其值）
= (A · A’) + (A · A’)’ （A’ = (A · A’)‘）
= A · (A’ + A’)’ （分配律）
= A · 1’ （A’ + A’ = 1）
= A · 0 （1’ = 0）
= 0 （A · 0 = 0）
三、互易定理的应用：
互易定理在逻辑电路设计和分析中有着广泛的应用。以下是互易定理常见的应用场景：
逻辑门电路的简化：
互易定理可以用于简化逻辑门电路。通过将逻辑门的输入和输出之间的关系进行逆转，可以减少逻辑门的数量和复杂度，从而降低电路的成本和功耗。
课程名称：数字逻辑电路实验
指导书
课时：8学时
集成电路芯片
一、简介
数字电路实验中所用到的集成芯片都是双列直插式的，其引脚排列规则如图1－1所示。识别方法是：正对集成电路型号（如74LS20）或看标记（左边的缺口或小圆点标记），从左下角开始按逆时针方向以1，2，3，…依次排列到最后一脚（在左上角）。在标准形TTL集成电路中，电源端VCC一般排在左上端，接地端GND一般排在右下端。如74LS20为14脚芯片，14脚为VCC，7脚为GND。若集成芯片引脚上的功能标号为NC，则表示该引脚为空脚，与内部电路不连接。
二、TTL集成电路使用规则
1、接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。
2、电源电压使用范围为＋4.5V～＋5.5V之间，实验中要求使用Vcc＝＋5V。电源极性绝对不允许接错。
3、闲置输入端处理方法
(1)悬空，相当于正逻辑“1”，对于一般小规模集成电路的数据输入端，实验时允许悬空处理。但易受外界干扰，导致电路的逻辑功能不正常。因此，对于接有长线的输入端，中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路，不允许悬空。
(2)直接接电源电压VCC（也可以串入一只1～10KΩ的固定电阻）或接至某一固定电压(＋2.4≤V≤4.5V)的电源上，或与输入端为接地的多余与非门的输出端相接。
(3)若前级驱动能力允许，可以与使用的输入端并联。 4、输入端通过电阻接地，电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。当R≤680Ω时，输入端相当于逻辑“0”；当R≥4.7KΩ时，输入端相当于逻辑“1”。对于不同系列的器件，要求的阻值不同。
5、输出端不允许并联使用（集电极开路门(OC)和三态输出门电路(3S)除外）。否则不仅会使电路逻辑功能混乱，并会导致器件损坏。
6、输出端不允许直接接地或直接接＋5V电源，否则将损坏器件，有时为了使后级电路获得较高的输出电平，允许输出端通过电阻R接至Vcc，一般取R＝3～5.1KΩ。
数字电子电路中的后起之秀是数字逻辑电路。把它叫做数字电路是因为电路中传递的虽然也是脉冲，但这些脉冲是用来表示二进制数码的，例如用高电平表示“ 1 ”，低电平表示“ 0 ”。声音图像文字等信息经过数字化处理后变成了一串串电脉冲，它们被称为数字信号。能处理数字信号的电路就称为数字电路。
这种电路同时又被叫做逻辑电路，那是因为电路中的“ 1 ”和“ 0 ”还具有逻辑意义，例如逻辑“ 1 ”和逻辑“ 0 ”可以分别表示电路的接通和断开、事件的是和否、逻辑推理的真和假等等。电路的输出和输入之间是一种逻辑关系。这种电路除了能进行二进制算术运算外还能完成逻辑运算和具有逻辑推理能力，所以才把它叫做逻辑电路。
由于数字逻辑电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点，因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。一般家电产品中，如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。
数字逻辑电路的第一个特点是为了突出“逻辑”两个字，使用的是独特的图形符号。数字逻辑电路中有门电路和触发器两种基本单元电路，它们都是以晶体管和电阻等元件组成的，但在逻辑电路中我们只用几个简化了的图形符号去表示它们，而不画出它们的具体电路，也不管它们使用多高电压，是 TTL 电路还是
CMOS 电路等等。按逻辑功能要求把这些图形符号组合起来画成的图就是逻辑电路图，它完全不同于一般的放大振荡或脉冲电路图。
数字电路中有关信息是包含在 0 和 1 的数字组合内的，所以只要电路能明显地区分开 0 和 1 ， 0 和 1 的组合关系没有破坏就行，脉冲波形的好坏我们是不大理会的。所以数字逻辑电路的第二个特点是我们主要关心它能完成什么样的逻辑功能，较少考虑它的电气参数性能等问题。也因为这个原因，数字逻辑电路中使用了一些特殊的表达方法如真值表、特征方程等，还使用一些特殊的分析工具如逻辑代数、卡诺图等等，这些也都与放大振荡电路不同。
