门电路的判断

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）

输入 输出

1 2 3 4 Y 电压(V)

H H H H 0 0.11

L H H H 1 4.23

L L H H 1 4.23

L L L H 1 4.23

L L L L 1 4.23 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 1.2

3、逻辑电路的逻辑关系

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人教版高中物理选修3-1

知识点梳理

重点题型（常考知识点）巩固练习

简单的逻辑电路

【学习目标】

1．知道数字电路和模拟电路的概念，了解数字电路的优点。

2．知道“与”门、“或”门、“非”门电路的特征，逻辑关系及表示法。

3．初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用。

4．初步了解三种门电路的逻辑关系和数字信号和数字电路的含义。

【要点梳理】

要点一、数字信号与模拟信号

1、数字信号

数字信号在变化中只有两个对立的状态：“有”或者“没有”。而模拟信号变化则是连续的。

如图所示分别为几种常见模拟信号和几种常见数字信号：

2、数字信号的处理

处理数字信号的电路叫做数字电路，数字电路主要研究电路的逻辑功能，数字电路中最基本的逻辑电路是门电路。

通常把高电势称为1，低电势称为0。

数字信号的0和1好比是事物的“是”与“非”，而处理数字信号的电路称数字电路，因此，数字电路就有了判别“是”与“非”的逻辑功能。

我们将数字电路中基本单元电路称为逻辑电路，而最基本的逻辑电路是门电路。 精品文档 用心整理

那么数字信号的处理模式就是：

数字电路→逻辑电路→门电路

知识点二─、简单的逻辑电路

1、“与”门的逻辑关系，真值表和电路符号

所谓门，就是一种开关，在一定条件下它允许信号通过，如果条件不满足，信号就被阻挡在“门”外。

（1）对“与”门的理解

如果一个事件和几个条件相联系，当这几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关系，具有这种逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门。

如图所示，如果把开关A闭合作为条件A满足，把开关B闭合作为条件B满足，把电灯L亮作为结果Y成立，则“与”逻辑关系可以示意为：AYB。

它们的逻辑关系如下表所示：

条 件 结 果

开关A 开关B 灯泡Y

2.2 异或门

异或门的作用是把两路信号进行比较，判断是否相同。当两路输入信号不同，即一个为高电平，一个为低电平时，异或门的输出为高电平。反之，当两个输入端信号相同时，即同时为高电平或者低电平时，异或门的输出为低电平。

另外，我们利用多个异或门电路还可以实现两个数的交换。

例如a=1011，b=1001，则：

a=a^b=1011^1001=0010；

b=b^a=1001^0010=1011；

a=a^b=0010^1011=1001；

这样一来a=1001,b=1011了。

1．基本原理

异或门电路有2个输入端和1个输出端。其中输出和输入的逻辑关系是：当两个输入信号相同时，输出为0（低电平）；当两个输入信号不同时，输出为1（高电平）。图2.2.1是异或门的电路图，图2.2.2是异或门的逻辑符号。异或门的真值表如表2.2.1所示。

图2.2.1 异或门的电路图

图2.2.2 异或门逻辑符号

表2.2.1 异或门真值表

输入端 输出端

A B

L

0

0

1

1 0

1

0

1 0

1

1

0

从异或门的真值表，我们可以得出异或门的逻辑表达式为

(2.2.1)

2．实现方案

通过FPGA来实现异或门的功能有以下几种方案：

(1) 采用异或(^)运算符来实现，L=A^B。

(2) 采用与(&)和非(~)两种运算符来实现，L=((~A)&B)|(A&(~B))。

(3) 还可以采用case语句来实现。当A=0，B=0时，L=0；当A=0，B=1时，L=1；当A=1，B=0时，L=1；当A=1，B=1时，L=0。

对于第一种方案和第二种方案，可以采用三种描述方式来实现。对于第三种方案只能采用行为描述方式来实现。比较这三种方案会发现，第一种方案最好，效率最高；第二种方案次之；第三种方案的效率最低。

3．FPGA的实现

本科学生综合性实验报告

学号

姓名

学院_＿___专业、班级＿_＿___＿__

实验课程名称

教师及职称

开课学期 2011 至 201２学年 下 学期

填报时间 2012 年 ４ 月 5

日

云南师范大学教务处编印

一.实验设计方案

实验序号 2 实验名称 ７4ＳL00门电路及其应用

实验时间 ３月2２日 实验室 同析3幢2１7

1。实验目得

(1)门电路功能得验证,熟悉数字电路实验仪器得使用方法,学会集成芯片得连接与使用。

(2)门电路好坏得判断,实现功能转化熟悉74ＬＳ00门电路得逻辑功能与实验原理图。

(3)学会多余脚得处理方法。

(4)学会异地灯得控制。

２. 实验原理、实验流程或装置示意图

(一)实验原理:

1、门电路好坏得判断,功能:四二输入与非门逻辑表达式:

This devｉce conｔaiｎｓ four iｎdependeｎt 2—input ＮAＮＤ ｇaｔｅs. Logic funcｔｉoｎ:

元器件与逻辑关系:

2、运用:实现Ｙ＝,方法:令A=Ｂ或者B接高电频、如果就是ＴＴL得话,还可以进行悬空、

３。四个输入端进行异地灯得控制,原理:由于在现实中,对灯我们需要用不同得开关进行远程控制,改变任何一个开关都能进行对电灯得控制,我们就需要在 Ｍulitsiｍ进行分析及设计

(二)实验流程:

1。验证7４LＳ00芯片得好坏

1.观察74ＬＳ０0芯片得引脚,有缺口得那边向左,在数字电路板上找一个十四个插口得芯片坐。

2、把芯片插入接座上,如果太宽就一拍引针一起压一点,反之亦然。

３。然后把高低电频引过来,用导线连接,再把其中一个输入端加入A端,另一输入端加入B端,把Y接到发光二极管,改变A、Ｂ输入端得高低电频,观察发光二极管得状态,记录数据。