数字电路 门电路

《数字电路》门电路逻辑功能及测试实验一、实验目的1、熟悉门电路逻辑功能。

2、熟悉数字电路箱及示波器使用方法。

二、实验原理门电路是开关电路的一种，它具有一个或多个输入端，只有一个输出端，当一个或多个输入端有信号时其输出才有信号。

门电路在满足一定条件时，按一定规律输出信号，起着开关作用。

基本门电路采用与门、或门、非门三种，也可将其组合而构成其它门，如与非门、或非门等。

图4-1为与非门电路原理图，其基本功能是：在输入信号全为高电平时输出才为低电平。

输出与输入的逻辑关系为：Y=ABCD平均传输延迟时间tpd是衡量门电路开关速度的参数。

它是指输出波形边沿的0.5Vm 点相对于输入波形对应边沿的0.5Vm点的时间延迟。

如图4-2所示，门电路的导通延迟时间为tpdL，截止延迟时间为tpdH，则平均传输延迟时间为：1。

tpd=(tpdL+tpdH)2图4-3为异或门电路原理图，其基本功能是:当两个输入端相异(即一个为‘0’，另一个为‘1’)时，输出为‘1’；当两个输入端相同时，输出为‘0’。

即:Y=A B=AB+AB。

图4-1与非门电路原理图 4-2门电路导通延迟时间与截止延迟时间图4-3异或门电路原理图三、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片四、实验内容及步骤实验前按实验箱的使用说明先检查实验箱电源是否正常。

然后选择实验用的集成电路。

按自已设计的实验接线图连线，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后方可通电实验。

实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。

1、测试门电路逻辑功能（1）选用双四输入与非门74LS20一只，插入实验板上的IC插座，按图4-1接线，输入端A、B、C、D分别接K1～K4（电平开关输出插口），输出端接电平显示发光二极管（L1～L16任意一个）。

门电路逻辑功能及测试实验原理
门电路是数字电路中最基本的逻辑电路之一，用于实现逻辑操作。

常见的门电路有与门、或门、非门、异或门等。

每种门电路都有其特定的逻辑功能，以下是各种门电路的功能及测试实验原理：
1. 与门（AND Gate）：
逻辑功能：当所有输入均为高电平时，输出为高电平；否则输出为低电平。

测试实验原理：将多个输入连接到与门的输入端，将输出端连接到示波器或其他仪器上。

通过改变输入的电平，观察输出的变化，验证与门电路的功能是否正确。

2. 或门（OR Gate）：
逻辑功能：当任意一个输入为高电平时，输出为高电平；所有输入均为低电平时，输出为低电平。

测试实验原理：将多个输入连接到或门的输入端，将输出端连接到示波器或其他仪器上。

通过改变输入的电平，观察输出的变化，验证或门电路的功能是否正确。

3. 非门（NOT Gate）：
逻辑功能：输入与输出互为反相，即输入为高电平时，输出为低电平；输入为低电平时，输出为高电平。

测试实验原理：将输入连接到非门的输入端，将输出端连接到示波器或其他仪器上。

通过改变输入的电平，观察输出的变化，验证非门电路的功能是否正确。

4. 异或门（XOR Gate）：
逻辑功能：当输入的个数为奇数个时，输出为高电平；当输入的个数为偶数个时，输出为低电平。

测试实验原理：将多个输入连接到异或门的输入端，将输出端连接到示波器或其他仪器上。

通过改变输入的电平，观察输出的变化，验证异或门电路的功能是否正确。

注意：以上是常见的门电路的逻辑功能及测试实验原理，具体的实验步骤和使用仪器可能会有所不同，实验时应参考具体的实验指导书或教学资料。

数电逻辑门电路逻辑门电路是数字电路中常见的一种电路结构，用于处理不同的逻辑运算和控制信号。

逻辑门电路通常由不同类型的逻辑门组成，如与门、或门、非门、异或门等。

在这篇文章中，我们将介绍几种常见的逻辑门电路以及它们的应用。

1. 与门电路与门电路是最基本的逻辑门之一，其功能是将两个输入信号进行逻辑与运算，输出结果为如果两个输入信号同时为高电平时输出高电平，否则输出低电平。

与门电路通常用于逻辑运算和控制信号的处理，比如电脑中的逻辑电路、开关控制等。

2. 或门电路或门电路是另一种常见的逻辑门，其功能是将两个输入信号进行逻辑或运算，输出结果为如果任一输入信号为高电平时输出高电平，否则输出低电平。

或门电路也广泛应用于逻辑运算和控制信号处理中，例如电脑中的逻辑电路、开关控制等。

3. 非门电路非门电路是一种单输入单输出的逻辑门，其功能是将输入信号取反输出，即如果输入信号为高电平则输出低电平，如果输入信号为低电平则输出高电平。

非门电路通常用于信号反转、逻辑反相等应用。

4. 异或门电路异或门电路是一种常见的逻辑门，其功能是将两个输入信号进行逻辑异或运算，输出结果为如果两个输入信号不相同则输出高电平，否则输出低电平。

异或门电路在数字电路设计中经常被使用，例如数据的误码检测、加法器电路等。

以上是几种常见的逻辑门电路，下面我们将介绍一个简单的逻辑门电路示例：4位全加器电路。

4位全加器电路是由4个异或门、3个与门和1个或门组成的逻辑电路，用于实现4位二进制数的加法运算。

该电路的原理是将两个4位二进制数相加，得到和输出以及进位输出。

当输入信号为A3-A0、B3-B0时，输出信号为S3-S0代表和值，C代表进位位。

在4位全加器电路中，每个异或门接收两个输入信号A和B，输出一个异或运算结果；每个与门接收三个输入信号A、B和C_in，输出一个与运算结果；一个或门接收四个输入信号S0-S3，输出一个或运算结果。

将这些逻辑门按照接线图正确连接，就可以实现全加器电路的功能。

门电路的工作原理
门电路是一种常见的数字电路，用于实现逻辑运算。

它由一个或多个输入信号和一个输出信号组成。

门电路的工作原理基于布尔代数的逻辑运算，即将输入信号进行逻辑与、逻辑或、逻辑非等运算，并根据逻辑运算结果，生成相应的输出信号。

逻辑门电路一般使用晶体管作为开关器件。

以与门为例，当所有输入信号都为高电平时，即逻辑1，晶体管的基极电压高于其发射极，导通电流，从而使输出信号为高电平。

若有一个或多个输入信号为低电平，即逻辑0，晶体管的基极电压低于其发射极，截止电流，从而使输出信号为低电平。

或门电路的工作原理与与门类似，只不过输出信号的逻辑是在所有输入信号中只要有一个是高电平时，输出为高电平，否则输出为低电平。

非门电路的工作原理是对输入信号进行取反操作，即输入信号为高电平时，输出信号为低电平；输入信号为低电平时，输出信号为高电平。

除了基本的与门、或门、非门之外，还有其他逻辑门电路，如与非门、或非门、异或门等，它们的工作原理基本上与前述门电路类似，仅仅是逻辑运算的具体方式略有不同。

门电路广泛应用于数字电路中的逻辑运算、数据处理、信息传输等领域，是数字电路设计中必不可少的基本组件之一。

数字电路基础：与门电路
从小巧的手表，到复杂的电子计算机，它们的许多元件被制成的形式，即把几十、几百，甚至成干上万个电子元件制作在一块片或绝缘片上。

每种集成都有它独特的作用。

有一种用得最多的集成电路叫门电路。

常用的门电路有与门、非门、与非门。

什么是与门电路
“门”顾名思义起开关作用。

任何“门”的开放都是有条件的。

例如.一名同学去买书包，只买既好看又给买的，那么他的家门只对“好看”与“坚固”这两个条件同时具备的书包才开放。

门电路是起开关作用的集成电路。

因为开放的条件不同，而分为与门、非门、与非门等等。

与门
我们先学习与门，在这之前请大家先看图1，懂得什么是高电位，什么是低电位。

图2甲是我们试验用的与用的与门，它有两个输入端A、B和一个输出端。

图15-17乙是它连人电路中的情形，发光是用来显示输出端的电位凹凸：输出端是高电位，二极管发光;输出端是低电位，二极管不发光。

试验
照图3甲、乙、丙、丁的挨次做试验。

图中由A、B引出的带箭头的弧线，表示把输入端接到高电位或低电位的导线。

每次试验按照二极管是否发光，判定输出端电位的凹凸。

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