基本门电路逻辑功能的测试数电实验报告

实验一：TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

一、实验目的

1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法

2、掌握TTL器件的使用规则

3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法

二、实验原理

本实验采用四输入双与非门74LS20，即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。其逻辑框图、符号及引脚排列如图2－1(a)、(b)、(c)所示。

(b)

（a） (c)

图2－1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列

1、与非门的逻辑功能

与非门的逻辑功能是：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”。）

其逻辑表达式为 Y＝

2、TTL与非门的主要参数

(1)低电平输出电源电流I CCL和高电平输出电源电流I CCH

与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。I CCL是指所有输入端悬空，输出端空载时，电源提供器件的电流。I CCH是指输出端空截，每个门各

有一个以上的输入端接地，其余输入端悬空，电源提供给器件的电流。通常I CCL ＞I CCH，它们的大小标志着器件静态功耗的大小。器件的最大功耗为P C CL＝V CC I CCL。手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗。I CCL和I CCH测试电路如图2－2(a)、(b)所示。

[注意]：TTL电路对电源电压要求较严，电源电压V C C只允许在＋5V±10％的范围内工作，超过5.5V将损坏器件；低于4.5V器件的逻辑功能将不正常。

(a) (b) (c) (d)

图2－2 TTL与非门静态参数测试电路图

(2)低电平输入电流I iL和高电平输入电流I iH。I iL是指被测输入端接地，其余输入端悬空，输出端空载时，由被测输入端流出的电流值。在多级门电路中，I iL 相当于前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流，因此它关系到前级门的灌电流负载能力，即直接影响前级门电路带负载的个数，因此希望I iL小些。

I iH是指被测输入端接高电平，其余输入端接地，输出端空载时，流入被测输入端的电流值。在多级门电路中，它相当于前级门输出高电平时，前级门的拉电流负载，其大小关系到前级门的拉电流负载能力，希望I iH小些。由于I iH较小，难以测量，一般免于测试。

I iL与I iH的测试电路如图2－2(c)、(d)所示。

(3)扇出系数N O

扇出系数N O是指门电路能驱动同类门的个数，它是衡量门电路负载能力的一个参数，TTL与非门有两种不同性质的负载，即灌电流负载和拉电流负载，因此有两种扇出系数，即低电平扇出系数N O L和高电平扇出系数N O H。通常I iH＜I iL，则N OH＞N OL，故常以N OL作为门的扇出系数。

N OL的测试电路如图2－3所示，门的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载R L，调节R L使I OL增大，V OL随之增高，当V OL达到V OLm（手册中规定低电平规范值

0.4V ）时的I OL 就是允许灌入的最大负载电流，则

通常N OL ≥8

(4)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v o ＝f(v i ) 称为门的电压传输特性，通过它可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 、关门电平V Off 、开门电平V ON 、阈值电平V T 及抗干扰容限V NL 、V NH 等值。测试电路如图2－4所示，采用逐点测试法，即调节R W ，逐点测得V i 及V O ，然后绘成曲线。

图2－3 扇出系数试测电路 图2－4 传输特性测试电路 (5)平均传输延迟时间t pd

t pd 是衡量门电路开关速度的参数，它是指输出波形边沿的0.5V m 至输入波形对应边沿0.5V m 点的时间间隔，如图2－5所示。

(a) 传输延迟特性 (b) t pd 的测试电路

图2－5

图2－5(a)中的t pdL 为导通延迟时间，t pdH 为截止延迟时间，平均传输延迟时

)

t t (2

1t pdH pdL pd +=

iL

OL

OL I I N

=

间为

t pd的测试电路如图2－5(b)所示，由于TTL门电路的延迟时间较小，直接测量时对信号发生器和示波器的性能要求较高，故实验采用测量由奇数个与非门组成的环形振荡器的振荡周期T来求得。其工作原理是：假设电路在接通电源后某一瞬间，电路中的A点为逻辑“1”，经过三级门的延迟后，使A点由原来的逻辑“1”变为逻辑“0”；再经过三级门的延迟后，A点电平又重新回到逻辑“1”。电路中其它各点电平也跟随变化。说明使A点发生一个周期的振荡，必须经过6 级门的延迟时间。因此平均传输延迟时间为

TTL电路的t pd一般在10n S～40n S之间。

74LS20主要电参数规范如表2－1所示

表2－1

参数名称和符号规范值单位测试条件

直流参数

通导电源电流I

CCL

＜14 mA V

CC

＝5V，输入端悬空，输出端空载

截止电源电流I

CCH

＜7 mA V

CC

＝5V，输入端接地，输出端空载

低电平输入电流I

iL

≤1.4 mA

V

CC

＝5V，被测输入端接地，其他输入

端悬空，输出端空载

高电平输入电流I

iH

＜50 μA

V

CC

＝5V，被测输入端V

in

＝2.4V，其

他输入端接地，输出端空载。

＜1 mA

V

CC

＝5V，被测输入端V

in

＝5V，其他

输入端接地，输出端空载。

输出高电平V

OH

≥3.4 V

V

CC

＝5V，被测输入端V

in

＝0.8V，其

他输入端悬空，I

OH

＝400μA。

输出低电平V

OL

＜0.3 V

V

CC

＝5V，输入端V

in

＝2.0V，

I

OL

＝12.8mA。

扇出系数N

O

4～8 V 同V

OH

和V

OL

交流

参数平均传输延迟时间t

pd

≤20 ns

V

CC

＝5V，被测输入端输入信号：

V

in

＝3.0V，f＝2MHz。

6

T

t pd

三、实验设备与器件

1、+5V直流电源

2、逻辑电平开关

3、逻辑电平显示器

4、直流数字电压表

5、直流毫安表

6、直流微安表

7、74LS20×2、1K、10K电位器，200Ω电阻器(0.5W)

四、实验内容

在合适的位置选取一个14P插座，按定位标记插好74LS20集成块。

1、验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能

按图2－6接线，门的四个输入端接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1”电平信号，开关向上，输出逻辑“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2－2的真值表逐个测试集成块中两个与非门的逻辑功能。74LS20有4个输入端，有16个最小项，在实际测试时，只要通过对输入1111、0111、1011、1101、1110五项进行检测就可判断其逻辑功能是否正常。

表2－2

输入输出

A n

B n

C n

D n Y1Y2

1 1 1 1

0 1 1 1

1 0 1 1

1 1 0 1

1 1 1 0

2、74LS20主要参数的测试

(1)分别按图2－2、2－3、2－5(b)接线并进行测试，将测试结果记入表2－3中。

表2－3

I CCL (mA) I CCH (mA)

I iL (mA)

I OL (mA)

t pd = T/6 (ns)

(2)接图2－4接线，调节电位器R W ，使v i 从OV 向高电平变化，逐点测量v i 和v O 的对应值，记入表2－4中。 表2－4

V i (V) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 … V O (V)

五、实验报告

1、记录、整理实验结果，并对结果进行分析。

2、画出实测的电压传输特性曲线，并从中读出各有关参数值。

六、集成电路芯片简介

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2－1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V CC 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V CC ，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。

七、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V CC （也可以串入一只1～10K Ω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。

iL

OL O I I N

(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≥4.7 KΩ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V c c，一般取R＝3～5.1 KΩ。

实验二：CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

一、实验目的

1、掌握CMOS集成门电路的逻辑功能和器件的使用规则

2、学会CMOS集成门电路主要参数的测试方法

二、实验原理

1、CMOS集成电路是将N沟道MOS晶体管和P沟道 MOS晶体管同时用于

一个集成电路中，成为组合二种沟道MOS管性能的更优良的集成电路。CMOS集成电路的主要优点是：

(1)功耗低，其静态工作电流在10－9A数量级，是目前所有数字集成电路中最低的，而TTL器件的功耗则大得多。

(2)高输入阻抗，通常大于1010Ω，远高于TTL器件的输入阻抗。

(3)接近理想的传输特性，输出高电平可达电源电压的 99.9％以上，低电平可达电源电压的0.1％以下，因此输出逻辑电平的摆幅很大，噪声容限很高。

(4)电源电压范围广，可在＋3V～＋18V范围内正常运行。

(5)由于有很高的输入阻抗，要求驱动电流很小，约0.1μA，输出电流在＋5V电源下约为 500μA，远小于TTL电路，如以此电流来驱动同类门电路，其扇出系数将非常大。在一般低频率时，无需考虑扇出系数，但在高频时，后级门的输入电容将成为主要负载，使其扇出能力下降，所以在较高频率工作时，CMOS 电路的扇出系数一般取10～20。

2、CMOS门电路逻辑功能

尽管CMOS与TTL电路内部结构不同，但它们的逻辑功能完全一样。本实验将测定与门CC4081，或门CC4071，与非门CC4011，或非门CC4001的逻辑功能。各集成块的逻辑功能与真值表参阅教材及有关资料。

3、CMOS与非门的主要参数

CMOS与非门主要参数的定义及测试方法与TTL电路相仿，从略。

4、CMOS电路的使用规则

由于CMOS电路有很高的输入阻抗，这给使用者带来一定的麻烦，即外来的干扰信号很容易在一些悬空的输入端上感应出很高的电压，以至损坏器件。CMOS

电路的使用规则如下：

(1) V DD接电源正极，V SS接电源负极（通常接地⊥），不得接反。CC4000系列的电源允许电压在＋3～＋18V范围内选择，实验中一般要求使用＋5～＋15V。

(2) 所有输入端一律不准悬空

闲置输入端的处理方法： a) 按照逻辑要求，直接接V DD（与非门）或V SS（或非门）。 b) 在工作频率不高的电路中，允许输入端并联使用。

(3) 输出端不允许直接与V DD或V SS连接，否则将导致器件损坏。

(4) 在装接电路，改变电路连接或插、拔电路时，均应切断电源，严禁带电操作。

(5) 焊接、测试和储存时的注意事项：

a、电路应存放在导电的容器内，有良好的静电屏蔽；

b、焊接时必须切断电源，电烙铁外壳必须良好接地，或拔下烙铁，靠其余热焊接；

c、所有的测试仪器必须良好接地；

三、实验设备与器件

1、+5V直流电源

2、双踪示波器

3、连续脉冲源

4、逻辑电平开关

5、逻辑电平显示器

6、直流数字电压表

7、直流毫安表 8、直流微安表

9、CC4011、CC4001、CC4071、CC4081、电位器 100K、电阻 1K

四、实验内容

1、CMOS与非门CC4011参数测试（方法与TTL电路相同）

(1)测试CC4011一个门的I CCL，I CCH，I iL，I iH

(2)测试CC4011一个门的传输特性（一个输入端作信号输入，另一个输入端接逻辑高电平）

(3)将CC4011的三个门串接成振荡器，用示波器观测输入、输出波形，并计算出t pd值。

2、验证CMOS各门电路的逻辑功能，判断其好坏。

验证与非门CC4011、与门CC4081、或门CC4071及或非门CC4001逻辑功能，

其引脚见附录。

以CC4011为例：测试时，选好某一个14P 插座，插入被测器件，其输入端A 、B 接逻辑开关的输出插口，其输出端Y 接至逻辑电平显示器输入插口，拨动逻辑电平开关，逐个测试各门的逻辑功能，并记入表3－1中。

表3－1

图3－1 与非门逻辑功能测试

3、观察与非门、与门、或非门对脉冲的控制作用。

选用与非门按图3－2(a)、(b)接线，将一个输入端接连续脉冲源（频率为20KHz ），用示波器观察两种电路的输出波形，记录之。

然后测定“与门”和“或非门”对连续脉冲的控制作用。

(a) (b)

图3－2 与非门对脉冲的控制作用

五、预习要求

1、复习CMOS 门电路的工作原理

2、熟悉实验用各集成门引脚功能

3、画出各实验内容的测试电路与数据记录表格

输 入 输 出 A B Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 0 0 0 1 1 0 1

1

4、画好实验用各门电路的真值表表格

5、各CMOS门电路闲置输入端如何处理？

六、实验报告

1、整理实验结果，用坐标纸画出传输特性曲线。

2、根据实验结果，写出各门电路的逻辑表达式，并判断被测电路的功能好坏。

附录1 TTL集电极开路门与三态输出门的应用

数字系统中有时需要把两个或两个以上集成逻辑门的输出端直接并接在一起完成一定的逻辑功能。对于普通的TTL门电路，由于输出级采用了推拉式输出电路，无论输出是高电平还是低电平，输出阻抗都很低。因此，通常不允许将它们的输出端并接在一起使用。

集电极开路门和三态输出门是两种特殊的TTL门电路，它们允许把输出端直接并接在一起使用。

1、TTL集电极开路门（OC门）

本实验所用OC与非门型号为2输入四与非门74LS03，内部逻辑图及引脚排列如附图1－1(a)、(b)所示。OC 与非门的输出管T3是悬空的，工作时，输出端必须通过一只外接电阻R L和电源E C相连接，以保证输出电平符合电路要求。

(a) (b)

附图1－1 74LS03内部结构及引脚排列

OC 门的应用主要有下述三个方面

(1)利用电路的“线与”特性方便的完成某些特定的逻辑功能。

附图1－2所示，将两个OC 与非门输出端直接并接在一起，则它们的输出F

＝F A ·F B ＝21A A ·21B B ＝2121B B A A +

即把两个（或两个以上）OC 与非门“线与”可完成“与或非”的逻辑功能。 (2) 实现多路信息采集，使两路以上的信息共用一个传输通道(总线)。 (3) 实现逻辑电平的转换，以推动荧光数码管、继电器、MOS 器件等多种数字集成电路。

OC 门输出并联运用时负载电阻R L 的选择

附图1－3所示电路由n 个OC 与非门“线与”驱动有m 个输入端的N 个TTL 与非门，为保证OC 与非门输出电平符合逻辑要求，负载电阻R L 阻值的选择范围为

附图1－2 OC 与非门“线与”电路 附图1－3 OC 与非门负载电阻R L 的确定

式中：I OH — OC 门输出管截止时（输出高电平V OH ）的漏电流（约50μA ） I LM — OC 门输出低电平V OL 时允许最大灌入负载电流（约20mA ） I iH — 负载门高电平输入电流（＜50μA ） I iL — 负载门低电平输入电流（＜ 1.6mA) E C — R L 外接电源电压

iH

OH OH Lmax mI nI V E R +-=

C iL

LM OL C Lmin NI I V E R +-

=

n — OC门个数

N —负载门个数

m —接入电路的负载门输入端总个数

R L值须小于R Lmax，否则V OH将下降，R L值须大于R Lmin，否则V OL将上升，又R L 的大小会影响输出波形的边沿时间，在工作速度较高时，R L应尽量选取接近R Lmin。

除了OC与非门外，还有其它类型的OC器件，R L的选取方法也与此类同。

2、TTL三态输出门（3S门）

TTL三态输出门是一种特殊的门电路，它与普通的TTL门电路结构不同，它的输出端除了通常的高电平、低电平两种状态外（这两种状态均为低阻状态），还有第三种输出状态—高阻状态，处于高阻状态时，电路与负载之间相当于开路。三态输出门按逻辑功能及控制方式来分有各种不同类型，本实验所用三态门的型号是74LS125三态输出四总线缓冲器，附图1－4(a)是三态

(a) (b)

附图1－4 74LS125三态四总线缓冲器逻辑符号及引脚排列

输出四总线缓冲器的逻辑符号，它有一个控制端（又称禁止端或使能端）E，

E＝0为正常工作状态，实现Y＝A的逻辑功能；E＝1为禁止状态，输出Y呈现高阻状态。这种在控制端加低电平时电路才能正常工作的工作方式称低电平使能。

附图1－4(b)为74LS125引脚排列。附表1－1为功能表。

三态电路主要用途之一是实现总线传输，即用一个传输通道(称总线)，以选通方式传送多路信息。附图1－5所示，电路中把若干个三态TTL电路输出端直接连接在一起构成三态门总线，使用时，要求只有需要传输信息的三态控制端处于使能态（E＝0）其余各门皆处于禁止状态（E＝1）。由于三态门输出电路结构与普通TTL电路相同，显然，若同时有两个或两个以上三态门的控制端处于

使能态，将出现与普通TTL 门“线与”运用时同样的问题，因而是绝对不允许的。

附表1－1

输入输出

E A Y

0 0

1

1

1 0

1

高阻态

附图1－5 三态输出门实现总线传输

数电实验__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、学习数字电路实验的一般程序及方法。 3、熟悉数字电路设备的使用方法。 二、实验仪器及材料 1、数字万用表 2、器件： 74LS00 二输入端四“与非”门2片 4LS20 四输入端二“与非”门1片 74LS86 二输入端四“异或”门1片 三、预习要求 1、复习门电路的工作原理及相应的逻辑表达式。 2、熟悉所用集成电路的引脚位置及各引脚用途（功能）。 四、实验内容 实验前先检查设备的电源是否正常。然后选择实验用的集成电路，按设计的实验原理图（逻辑图）接好连线，特别注意V CC及地线（GND）不能接错。线接好后经检查无误方可通电实验。实验中改动接线须断开电源，改接好线后再通电实验。 1、测试门电路逻辑功能 ⑴、选用四输入端二“与非”门芯片74LS20一片，按图1.1接线。输入端接四只电平开关（电平开关输出插口），输出端接任意一个电平显示发光二极管。 ⑵、将电平开关按表1.1置位，分别测输出电压及逻辑状态。 2、异或门逻辑功能测试 ⑴、选二输入端四“异或”门芯片74LS86一片，按图1.2接线。输入端A、B、C、D接四只电平开关，E点、F点和输出端Y分别接三只电平显示发光二极管。 ⑵、将电平开关按表1.2置位，将结果填入表中。

4、用“与非”门组成其它门电路并测试验证⑴、组成“或非”门。用一片二输入端四“与非”门芯组成一个“或非”门：Y=A+B，画出逻辑电路图，测试并填表1.5。 ⑵、组成“异或”门。 A、将“异或”门表达式转化为“与非”门表达式。 B、画出逻辑电路图。 C、测试并填表1.6。

思考题： （1）、怎样判断门电路的逻辑功能是否正常? 答：门电路功能正常与否的判断：(1)按照门电路功能，根据输入和输出，列出真值表。(2)按真值表输入电平，查看它的输出是否符合真值表。(3)所有真值表输入状态时，它的输出都是符合真值表，则门电路功能正常；否则门电路功能不正常。 （2）、“与非”门的一个输入端接连续脉冲，其余端什么状态时允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过? 答：与非门接髙电平则其他信号可以通过，接低电平则输出恒为0，与非门的真值表是“有0出1，全1出0”。所以一个输入接时钟，就是用时钟控制与非门，当时钟脉冲为高电平时，允许信号通过，为低电平时关闭与非门。 （3）、“异或”门又称可控反相门，为什么？ 答：“异或”函数当有奇数个输入变量为真时，输出为真！ 当输入X＝0，Y＝0 时输出S＝0 当输入X＝0，Y＝1 时输出S＝1 0代表假1代表真 异或门主要用在数字电路的控制中！ 实验小结 由于是第一次数字电路动手试验，操作不是很熟悉，搞得有些手忙脚乱，加之仪器有一点陈旧，电路板上有些地方被烧过，实验中稍不留神接到了烧过的电路板就很难得出正确的结果。 本次试验加深了我对门电路逻辑功能的掌握，对数字电路实验的一般程序及方法有了一定的了解，对数字电路设备的使用方法也有了初步掌握。 在以后的实验中，我会好好预习，认真思考，实验的时候小心仔细，对实验结果认真推敲，勤于思考勤于动手，锻炼自己的动手能力。

实验一 常用基本逻辑门电路功能测试

实验一常用基本逻辑门电路功能测试 一、实验目的 1.验证常用门电路的逻辑功能。 2.了解常用74LS系列门电路的引脚分布。 3.根据所学常用集成逻辑门电路设计一组合逻辑电路。 二、实验原理 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、大规模集成电路相继问世,但组成某一系统时,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。 TTL门电路 TTL集成电路由于工作速度高、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（或74）系列TTL 集成电路。它的工作电源电压为5V土0.5V,逻辑高电平1时≥2.4V,低电平0时≤0.4V。2输入“与门”,2输入“或门”,2输入、4输入“与非门”和反相器的型号分别是：74LS08:2输入端四“与门”,74LS32:2输入端四“或门”,74LS00:2输入端四“与非门”,74LS20:4输入端二“与非门”和74LS04六反相器（“反相器”即“非门”）。各自的逻辑表达式分别为：与门Q=A?B,或门Q=A+B,与非门Q=A.B,Q=A.B.C.D,反相器Q=A。

TTL集成门电路集成片管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片的两端,如14管脚集成片,则7脚为电源地（GND）,14脚为电源正（V cc）,其余管脚为输入和输出,如图1所示。 管脚的识别方法是：将集成块正面（有字的一面）对准使用者,以左边凹口或小标志点“ ? ”为起始脚,从下往上按逆时针方向向前数1、2、3、…… n脚。使用时,查找IC 手册即可知各管脚功能。 图1 74LS08集成电路管脚排列图 三、实验内容与步骤 TTL门电路逻辑功能验证 （1）与门功能测试：将74LS08集成片（管脚排列图1）插入IC空插座中,输入端接逻辑开关,输出端接LED发光二极管,管脚14接+5V电源,管脚7接地,即可进行实验。将结果用逻辑“0”或“1”来表示并填入表1中。

数字逻辑电路实验报告

数字逻辑电路 实验报告 指导老师: 班级: 学号: 姓名： 时间： 第一次试验一、实验名称：组合逻辑电路设计

二、试验目的： 1、掌握组合逻辑电路的功能测试。 2、验证半加器和全加器的逻辑功能。 3、、学会二进制数的运算规律。 三、试验所用的器件和组件： 二输入四“与非”门组件3片，型号74LS00 四输入二“与非”门组件1片，型号74LS20 二输入四“异或”门组件1片，型号74LS86 四、实验设计方案及逻辑图： 1、设计一位全加/全减法器，如图所示： 电路做加法还是做减法是由M决定的，当M=0时做加法运算，当M=1时做减法运算。当作为全加法器时输入信号A、B和Cin分别为加数、被加数和低位来的进位，S 为和数，Co为向上的进位；当作为全减法时输入信号A、B和Cin分别为被减数，减数和低位来的借位，S为差，Co为向上位的借位。 （1）输入/输出观察表如下： （2）求逻辑函数的最简表达式 函数S的卡诺图如下：函数Co的卡诺如下： 化简后函数S的最简表达式为： Co的最简表达式为：

（3）逻辑电路图如下所示： 2、舍入与检测电路的设计： 用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路，该电路的输入为8421码，F1为“四舍五入”输出信号，F2为奇偶检测输出信号。当电路检测到输入的代码大于或等于5是，电路的输出F1=1;其他情况F1=0。当输入代码中含1的个数为奇数时，电路的输出F2=1，其他情况F2=0。该电路的框图如图所示： （1）输入/输出观察表如下： B8 B4 B2 B1 F2 F1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1

实验一基本门电路的逻辑功能测试

实验一基本门电路的逻辑功能测试 一、实验目的 1、测试与门、或门、非门、与非门、或非门与异或门的逻辑功能。 2、了解测试的方法与测试的原理。 二、实验原理 实验中用到的基本门电路的符号为： 在要测试芯片的输入端用逻辑电平输出单元输入高低电平，然后使用逻辑电平显示单元显示其逻辑功能。 三、实验设备与器件 1、数字逻辑电路用PROTEUS 2、显示可用发光二极管。 3、相应74LS系列、CC4000系列或74HC系列芯片若干。 四、实验内容 1.测试TTL门电路的逻辑功能： a）测试74LS08的逻辑功能。(与门)000 010 100 111 b）测试74LS32的逻辑功能。（或门）000 011 101 111 c）测试74LS04的逻辑功能。（非门）01 10 d）测试74LS00的逻辑功能。（两个都弄得时候不亮，其他都亮）（与非门）（如果只接一个的话，就是非门）001 011 101 110 e）测试74LS02（或非门）的逻辑功能。（两个都不弄得时候亮，其他不亮）001 010 100 110 f）测试74LS86（异或门）的逻辑功能。 2.测试CMOS门电路的逻辑功能：在CMOS 4000分类中查询 a）测试CC4081(74HC08)的逻辑功能。（与门） b）测试CC4071(74HC32)的逻辑功能。（或门） c）测试CC4069(74HC04)的逻辑功能。（非门） d）测试CC4011(74HC00)的逻辑功能。（与非门）（如果只接一个的话，就是非门）

e）测试CC4001(74HC02)（或非门）的逻辑功能。 f) 测试CC4030(74HC86)（异或门）的逻辑功能。 五、实验报告要求 1.画好各门电路的真值表表格，将实验结果填写到表中。 2.根据实验结果，写出各逻辑门的逻辑表达式，并分析如何判断逻辑门的好坏。 3.比较一下两类门电路输入端接入电阻或空置时的情况。 4．查询各种集成门的管脚分配，并注明各个管脚的作用与功能。 例：74LS00 与门 Y=AB

实验1门电路的功能测试

实验一门电路的功能测试 1.实验目的 （1）熟悉数字电路实验装置，能正确使用装置上的资源设计实验方案； （2）熟悉双列直插式集成电路的引脚排列及使用方法； （3）熟悉并验证典型集成门电路逻辑功能。 2.实验仪器与材料 （1）数字电路实验装置1台； （2）万用表1块 （3）双列直插集成电路芯片74LS00、74LS86、74LS125各1片，导线若干。 3.知识要点 （1）数字电路实验装置的正确使用 TPE-D6A电子技术学习机是一种数字电路实验装置，利用装置上提供的电路连线、输入激励、输出显示等资源，我们可以设计合理的实验方案，通过连接电路、输入激励信号、测试输出状态等一系列实验环节，对所设计的逻辑电路进行结果测试。该实验装置功能模块组成如图1.1所示。 图中①为集成电路芯片区，有15个IC插座及相应的管脚连接端子，其中A13是8管脚插座，A11、A12是14管脚插座，A1、A2、A3、A7、A8是16管脚插座，A4、A5是18管脚插座，A9、A14、A16、A7、A8是20管脚插座，A10、A15是24管脚插座。根据双列直插式集成电路芯片的管脚数可以选择相同管脚数的IC插座，并将集成电路芯片插入IC插座（凹口侧相对应），可以通过导线将管脚引出的接线端相连，实现电路的连接。 图中②为元件区，内有多个不同参数值的电阻、电容以及二极管、三极管、稳压管、蜂鸣器等元件可供连接电路时选择。 图中③为电位器区，内有1k、10k、22k、100k、220k阻值的电位器等元件可供连接电路时选择。 图中④为直流稳压电源区，是装置内部的直流稳压电源提供的+5V、-5V、+15V、-15V 电源输出引脚，可以为有源集成芯片提供工作电源电压。

数电实验报告 实验二 组合逻辑电路的设计

实验二组合逻辑电路的设计 一、实验目的 1.掌握组合逻辑电路的设计方法及功能测试方法。 2.熟悉组合电路的特点。 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) 参考元件：74LS86、74LS00。 三、预习要求及思考题 1．预习要求： 1）所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法。 2) 组合逻辑电路的功能特点和结构特点. 3) 中规模集成组件一般分析及设计方法. 4）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。 2.思考题 在进行组合逻辑电路设计时，什么是最佳设计方案 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.用集成电路进行组合逻辑电路设计的一般步骤是： 1）根据设计要求，定义输入逻辑变量和输出逻辑变量，然后列出真值表； 2）利用卡络图或公式法得出最简逻辑表达式，并根据设计要求所指定的门电路或选定的门电路，将最简逻辑表达式变换为与所指定门电路相应的形式； 3）画出逻辑图； 4）用逻辑门或组件构成实际电路，最后测试验证其逻辑功能。 五、实验内容 1．用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）设计一个一位全加器。 1）列出真值表,如下表2-1。其中A i、B i、C i分别为一个加数、另一个加数、低位向本位的进位；S i、C i+1分别为本位和、本位向高位的进位。 A i B i C i S i C i+1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 10 1 1 1 00 1 1 1 1 1 1 2）由表2-1全加器真值表写出函数表达式。

实验三 CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

实验三CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试 一、实验目的 1、掌握CMOS集成门电路的逻辑功能和器件的使用规则 2、学会CMOS集成门电路主要参数的测试方法 二、实验原理 1、CMOS集成电路是将N沟道MOS晶体管和P沟道 MOS晶体管同时用于 一个集成电路中，成为组合二种沟道MOS管性能的更优良的集成电路。CMOS集成电路的主要优点是： (1)功耗低，其静态工作电流在10－9A数量级，是目前所有数字集成电路中最低的，而TTL器件的功耗则大得多。 (2)高输入阻抗，通常大于1010Ω，远高于TTL器件的输入阻抗。 (3)接近理想的传输特性，输出高电平可达电源电压的 99.9％以上，低电平可达电源电压的0.1％以下，因此输出逻辑电平的摆幅很大，噪声容限很高。 (4)电源电压范围广，可在＋3V～＋18V范围内正常运行。 (5)由于有很高的输入阻抗，要求驱动电流很小，约0.1μA，输出电流在＋5V电源下约为 500μA，远小于TTL电路，如以此电流来驱动同类门电路，其扇出系数将非常大。在一般低频率时，无需考虑扇出系数，但在高频时，后级门的输入电容将成为主要负载，使其扇出能力下降，所以在较高频率工作时，CMOS电路的扇出系数一般取10～20。 2、CMOS门电路逻辑功能 尽管CMOS与TTL电路内部结构不同，但它们的逻辑功能完全一样。本实验将测定与门CC4081，或门CC4071，与非门CC4011，或非门CC4001的逻辑功能。各集成块的逻辑功能与真值表参阅教材及有关资料。 3、CMOS与非门的主要参数 CMOS与非门主要参数的定义及测试方法与TTL电路相仿，从略。

4、CMOS 电路的使用规则 由于CMOS 电路有很高的输入阻抗，这给使用者带来一定的麻烦，即外来的干扰信号很容易在一些悬空的输入端上感应出很高的电压，以至损坏器件。CMOS 电路的使用规则如下： (1) V DD 接电源正极，V SS 接电源负极（通常接地⊥），不得接反。CC4000系列的电源允许电压在＋3～＋18V 范围内选择，实验中一般要求使用＋5～＋15V 。 (2) 所有输入端一律不准悬空 闲置输入端的处理方法： a) 按照逻辑要求，直接接V DD （与非门）或V SS （或非门）。 b) 在工作频率不高的电路中，允许输入端并联使用。 (3) 输出端不允许直接与V DD 或V SS 连接，否则将导致器件损坏。 (4) 在装接电路，改变电路连接或插、拔电路时，均应切断电源，严禁带电操作。 (5) 焊接、测试和储存时的注意事项： a 、电路应存放在导电的容器内，有良好的静电屏蔽； b 、焊接时必须切断电源，电烙铁外壳必须良好接地，或拔下烙铁，靠其余热焊接； c 、所有的测试仪器必须良好接地； 三、实验设备与器件 1、+5V 直流电源 2、双踪示波器 3、连续脉冲源 4、逻辑电平开关 5、逻辑电平显示器 6、直流数字电压表 7、直流毫安表 8、直流微安表 9、CC4011、CC4001、CC4071、CC4081、电位器 100K 、电阻 1K 四、实验内容 1、CMOS 与非门CC4011参数测试（方法与TTL 电路相同）

实验一TTL各种门电路功能测试

实验序号实验题目 TTL各种门电路功能测试 实验时间实验室 1．实验元件（元件型号；引脚结构；逻辑功能；引脚名称） 1.SAC-DS4数字逻辑实验箱1个 2.数字万用表1块 3.74LS20双四输入与非门1片 4.74LS02四二输入或非门1片 5.74LS51双2-3输入与或非门1片 6.74LS86 四二输入异或门1片 7.74LS00四二输入与非门2片 （1）74LS20引脚结构及逻辑功能（2）74LS02引脚结构及逻辑功能 （3）74LS51引脚结构及逻辑功能（4）74LS86引脚结构及逻辑功能 （5）74LS00引脚结构及逻辑功能

2．实验目的 （1）熟悉TTL各种门电路的逻辑功能及测试方法。（2）熟悉万用表的使用方法。 3．实验电路原理图及接线方法描述： （1）74LS00实现与电路电路图 （2）74LS00实现或电路电路图

（3）74LS00实现或非电路电路图 （4）74LS00实现异或电路

4．实验中各种信号的选取及控制（电源为哪些电路供电；输入信号的分布位置；输出信号的指示类型；总结完成实验条件） 5．逻辑验证与真值表填写 （1）74LS00实现与电路电路图逻辑分析 逻辑运算过程分析： 1 21 Y=AB Y=Y=AB=AB 真值表： （2）74LS00实现或电路电路图 逻辑运算过程分析： 1 2 312 Y=AA=A Y=BB=B Y=Y Y=AB=A+B=A+B 真值表： 输入输出 A B 2 Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 输入输出 A B 3 Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

逻辑门电路实验报告(精)

HUBEI NORMAL UNIVERSITY 电工电子实验报告 电路设计与仿真—Multisim 课程名称 逻辑门电路 实验名称 2009112030406 陈子明 学号姓名 电子信息工程 专业名称 物理与电子科学学院 所在院系 分数

实验逻辑门电路 一、实验目的 1、学习分析基本的逻辑门电路的工作原理； 2、学习各种常用时序电路的功能； 3、了解一些常用的集成芯片； 4、学会用仿真来验证各种数字电路的功能和设计自己的电路。 二、实验环境 Multisim 8 三、实验内容 1、与门电路 按图连接好电路，将开关分别掷向高低电平，组合出（0,0）（1，0）（0,1）（1，1）状态，通过电压表的示数，看到与门的输出状况，验证表中与门的功能： 结果：（0,0）

（0,1） （1,0） （1，1） 2、半加器 （1）输入/输出的真值表

输入输出 A B S(本位和（进位 数）0000 0110 1010 1101 半加器测试电路： 逻辑表达式：S= B+A=A B；=AB。 3、全加器 （1）输入输出的真值表 输入输出

A B (低位进 位S（本位 和） （进位 数） 0 0 0 0 0 00110 01010 01101 10010 10101 11001 11111（2）逻辑表达式：S=i-1；C i=AB+C i-1（A B） （3）全加器测试电路：

4、比较器 （1）真值表 A B Y1(A>B Y2(A Y3(A=B 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 （2）逻辑表达式： Y1=A;Y2=B;Y3=A B。 （3）搭接电路图，如图： 1位二进制数比较器测试电路与结果：

实验一基本门电路的逻辑功能测试

实验一基本门电路得逻辑功能测试 一、实验目得 １、测试与门、或门、非门、与非门、或非门与异或门得逻辑功能。 ２、了解测试得方法与测试得原理。 二、实验原理 实验中用到得基本门电路得符号为： 在要测试芯片得输入端用逻辑电平输出单元输入高低电平,然后使用逻辑电平显示单元显示其逻辑功能。 三、实验设备与器件 １、数字逻辑电路用PROＴＥＵS 2、显示可用发光二极管。 ３、相应７４LS系列、ＣC4000系列或74ＨC系列芯片若干. 四、实验内容 1.测试TTＬ门电路得逻辑功能: a）测试74LＳ08得逻辑功能.（与门）000 01０100１1１ b）测试74ＬS32得逻辑功能.（或门)0０0 0１1 101 111 c）测试74LS04得逻辑功能.（非门）0１10 d）测试74ＬS0０得逻辑功能。（两个都弄得时候不亮，其她都亮）（与非门）（如果只接一个得话，就就是非门)００1０11 １01 110 e）测试74LＳ０2（或非门)得逻辑功能。（两个都不弄得时候亮,其她不亮)00101０100 １10 f）测试74LS86(异或门)得逻辑功能。 2.测试CMOＳ门电路得逻辑功能:在CMOS 4000分类中查询 a）测试ＣC408１（７4HＣ０8)得逻辑功能。(与门） b）测试ＣC４071(74HＣ32）得逻辑功能。（或门） c）测试CC4０69(74HＣ0４）得逻辑功能。（非门) d）测试ＣC4０11(74ＨC0０)得逻辑功能。（与非门）(如果只接一个得话,就就是非门） e）测试CＣ４0０1（74HC02）（或非门）得逻辑功能。 ｆ) 测试CC４030（74HC８６）（异或门）得逻辑功能。

《数字逻辑电路》期末大作业实验报告

大连外国语大学软件学院 1数字逻辑电路概述 数字逻辑是数字电路逻辑设计的简称，其内容是应用数字电路进行数字系统逻辑设计。电子数字计算机是由具有各种逻辑功能的逻辑部件组成的，这些逻辑部件按其结构可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路是由与门、或门和非门等门电路组合形成的逻辑电路;时序逻辑电路是由触发器和门电路组成的具有记忆能力的逻辑电路。有了组合逻辑电路和时序逻辑电路，再进行合理的设计和安排，就可以表示和实现布尔代数的基本运算。 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。 （阐述数字逻辑的现状、目的、意义、功能、方法及作用）2第一种数字逻辑电路 方法原理及功能 数据选择器又称为多路开关，是一种重要的组合逻辑器件，它可以实现从多路数据中选择任何一路数据输出，选择的控制由专门的端口编码决定，称为地址码，数据选择器可以完成很多的逻辑功能，例如函数发生器、桶形移位器、并串转换器、波形产生器等。 1、与非门实现二选一数据选择器： 用一种74SL153及门电路设计实现一位全加器，输入用三个单刀双掷开关分别代表A、B、C，输出用两个指示灯分别代表L1、L1。 设计过程与结果（描述方法的操作过程和结果，配截图详细介绍） 在元件库中单击TTL，再单击74LS系列，选中74LS153D。

仿真结果实际结果 L 1 亮单独打开开关A，B，C时； L1灯泡亮 L 2 亮任意打开两个开关； 灯泡L2亮

L 1 和 L 2 都 亮 同时打开开关A,B,C时； 灯泡L1，L2同时亮。 心得体会 经过许多次的失败，在不断尝试中选择一个适合的方式去解决问题，加强对电路的 理解。通过该实验可以培养我们的动手能力和对数字电路的理解。经检验，符合真值表， 达到数据选择的作用。74ls153为双四选一数据选择器，几多一个非门和或门可以组成 数据比较器。能更好的掌握相关芯片的知识，了解其用途。 失败电路一： 失败电路二：

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)数电实验箱、万用表。 b)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。 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 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.

门电路逻辑功能及测试实验报告记录

门电路逻辑功能及测试实验报告记录

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深圳大学实验报告实验课程名称：数字电路实验 实验项目名称：门电路逻辑功能及测试学院：信息工程学院 报告人：许泽鑫学号：201 班级：2班同组人： 指导教师：张志朋老师 实验时间：2016-9-27 实验报告提交时间：2016-10-11

一、实验目的 （1）熟悉门电路逻辑功能，并掌握常用的逻辑电路功能测试方法。 （2）熟悉RXS-1B数字电路实验箱。 二、方法、步骤 1.实验仪器及材料 1)RXS-1B数字电路实验箱 2)万用表 3)器件 74LS00四2输入与非门1片 74LS86四2输入异或门1片 2.预习要求 1)阅读数字电子技术实验指南，懂得数字电子技术实验要求和实验方 法。 2)复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。 3)熟悉所用集成电路的外引线排列图，了解各引出脚的功能。 4)学习RXB-1B数字电路实验箱使用方法。 3.说明 用以实现基本逻辑关系的电子电路通称为门电路。常用的门电路在逻辑功能上有非门、与门、或门、与非门、或非门、与或非门、异或门等几种。 非逻辑关系：Y=A 与逻辑关系：Y=A B + 或逻辑关系：Y=A B 与非逻辑关系：Y=A B + 或非逻辑关系：Y=A B + 与或非逻辑关系：Y=A B C D ⊕ 异或逻辑关系：Y=A B

三、实验过程及内容 任务一：异或门逻辑功能测试 集成电路74LS86是一片四2输入异或门电路，逻辑关系式为1Y=1A ⊕1B ，2Y=2A ⊕2B ， 3Y=3A ⊕3B ，4Y=4A ⊕4B ，其外引线排列图如图1.3.1所示。它的1、2、4、5、9、10、12、13号引脚为输入端1A 、1B 、2A 、2B 、3A 、3B 、4A 、4B ，3、6、8、11号引脚为输出端1Y 、2Y 、3Y 、4Y ，7号引脚为地，14号引脚为电源+5V 。 （1）将一片四2输入异或门芯片74LS86插入RXB-1B 数字电路实验箱的任意14引脚的IC 空插座中。 （2）按图1.3.2接线测试其逻辑功能。芯片74LS86的输入端1、2、4、5号引脚分别接至数字电路实验箱的任意4个电平开关的插孔，输出端3、6、8分别接至数字电路实验箱的电平显示器的任意3个发光二极管的插孔。14号引脚+5V 接至数字电路实验箱的+5V 电源的“+5V ”插孔，7号引脚接至数字电路实验箱的+5V 电源的“⊥”插孔。 （3）将电平开关按表1.3.1设置，观察输出端A 、B 、Y 所连接的电平显示器的发光二极管的状态，测量输出端Y 的电压值。发光二极管亮表示输出为高电平（H ），发光二极管不亮表示输出为低电平（L ）。把实验结果填入表1.3.1中。 图1.3.1 四2输入异或门74LS86外引线排列图 1A 1B 1Y 2A 2B 74LS86 V CC 4B 4A 4Y 3B 4A 3Y 1 2 3 4 5 14 13 12 11

门电路逻辑功能及测试(完成版)

实验一门电路逻辑功能及测试 计算机一班组员：2014217009赵仁杰 一、实验目的 1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。 2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。 3、学会检测基本门电路的方法。 二、实验仪器及材料 1、仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱 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

三、预习要求 1. 预习门电路相应的逻辑表达式。 2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。 四、实验内容及步骤 实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的IC座，按自己设计的实验接线图接好连线。注意集成块芯片不能插反。实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。每个芯片的电源和GND引脚，分别和实验台的+5V 和“地（GND）”连接。芯片不给它供电，芯片是不工作的。用实验台的逻辑开关作为被测器件的输入。拨动开关，则改变器件的输入电平。开关向上，输入为1，开关向下，输入为0。 将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯连接。指示灯亮表示输出电平为1，指示灯灭表示输出电平为0。 1.与非门电路逻辑功能的测试 （1）选用双四输入与非门74LS20一片，插入数字电路实验箱中对应的IC座，按图1.1接线、输入端1、2、4、5、分别接到K1~K4的逻辑开关输出插口，输出端接电平显示发光二极管D1~D4中任意一个。注意：芯片74LS20的14号引脚要接试验箱下方的+5V电源，7号引脚要接试验箱下方的地（GND）。用万用表测电压时，万用表要调到直流20V档位，因为芯片接的电源是直流+5V。 表1.1

数电逻辑门电路实验报告doc

数电逻辑门电路实验报告 篇一：组合逻辑电路实验报告 课程名称：数字电子技术基础实验指导老师：樊伟敏 实验名称：组合逻辑电路实验实验类型：设计类同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）五、实验数据记录和处理七、讨论、心得 一．实验目的 1.加深理解全加器和奇偶位判断电路等典型组合逻辑电路的工作原理。 2.熟悉74LS00、74LS11、74LS55等基本门电路的功能及其引脚。 3.掌握组合集成电路元件的功能检查方法。 4.掌握组合逻辑电路的功能测试方法及组合逻辑电路的设计方法。 二、主要仪器设备 74LS00（与非门） 74LS55（与或非门） 74LS11（与门）导线电源数电综合实验箱 三、实验内容和原理及结果 四、操作方法和实验步骤 六、实验结果与分析（必填）

实验报告 (一) 一位全加器 1.1 实验原理：全加器实现一位二进制数的加法，输入有被加数、加数和来自相邻低位的进位；输出有全加和与向高位的进位。 1.2 实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计一个一位全加器电路，并进行功能测试。 1.3 设计过程：首先列出真值表，画卡诺图，然后写出全加器的逻辑函数，函数如下： Si = Ai ?Bi?Ci-1 ；Ci = Ai Bi +(Ai?Bi)C i-1 异或门可通过Ai ?Bi?AB?AB,即一个与非门； （74LS00），一个与或非门（74LS55）来实现。Ci = Ai Bi +(Ai?Bi)C 再取非，即一个非门（ i-1 ?Ai Bi +(Ai?Bi)C i-1 ，通过一个与或非门Ai Bi +(Ai?Bi)C i-1 ，

实验五 集成逻辑门电路的功能测试与应用

实验五集成逻辑门电路的功能测试与应用

实验五集成逻辑门电路的功能测试与应用 1．实验目的 (1)掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法； (2)掌握TTL器件的使用规则； (3)熟悉数字电路实验箱的结构，基本功能和使用方法； 2．实验设备与器件 1)5V直流电源，2)逻辑电平开关，3)0-1指示器，4)直流数字电压表，5)直流毫安表，6)直流微安表，7)74LS20×2，8)WS30—1k、10k电位器各一，9)200Ω电阻器(0.5 )一个。 3．实验原理 门电路是组成数字电路的最基本的单元，包括与非门、与门、或门、或非门、与或非 门、异或门、集成电极开路与非门和三态门等。最常用的集成门电路有TTL和CMOS两大类。TTL为晶体管—晶体管逻辑的简称，广泛的应用于中小规模电路，功耗较大。 本实验采用4输入双与非门74LS20，即在一块芯片内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。其逻辑表达式为Y=ABCD，逻辑符号及引脚排列如图5-1(a)、(b)所示。 [注意]：TTL电路对电源电压要求较严，电源电压V CC只允许在+5V土10％的范围内工作，超过5.5V将损坏器件；低于4.5V器件的逻辑功能将不正常。

(a)逻辑符号 (b)引脚排列 图5-1 74LS20逻辑符号及引脚排列 (1)与非门的逻辑功能 与非门的逻辑功能是：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)TTL与非门的主要参数 描述与非门的输入电压Ui、输出电压Uo关系可以用电压传输特性Uo＝f(Ui)表示，如图5-2(a)。从电压传输特性曲线上可以读出门电路的一些重要参数，如输出高电平U OH，输出低电平U OL，开门电平U ON，关门电平U OFF等参数。实际的门电路U OH和U OL并不是恒定值，由于产品的分散性，每个门之间都有差异。在TTL电路中，常常规定高电平的标准值为3V，低电平的标准值为0.2V。从0V到0.8V都算作低电平，从2V到5V都算作高电平，超出了这一范围是不允许的，因为这不仅会破坏电路的逻辑关系，而且还可能造成器件性能下降甚至损坏。 测试电路如图5-2(b)所示，采用逐点测试法，即调节Rw，逐点到得Ui及Uo，然后绘成曲线。

数电实验报告

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 1.2 3、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 ： tp d=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。只有控制信号端为高电平时，脉冲信号才能通过。这就是与非门对脉冲的控制作用。 6．用与非门组成其他门电路并测试验证 （1）组成或非门。 用一片二输入端与非门组成或非门 Y = A + B = A ? B 画出电路图，测试并填表1.5 中。 表1.5 图如下： （2）组成异或门 ① 将异或门表达式转化为与非门表达式。 A ⊕B={[(AA)'B]'[A(BB)']}' ② 画出逻辑电路图。 ③ 测试并填表1.6。 表1.6 输入 输出 A B Y 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1

电子线路基础数字电路实验1 门电路逻辑功能及逻辑变换

实验一门电路逻辑功能及逻辑变换 一、实验目的 1、熟悉门电路逻辑功能及测试方法。 2、熟悉门电路的逻辑变换方法。 3、熟悉数字电路实验箱的使用方法。 二、实验仪器 1、示波器1台 2、数字电路实验箱1台 3、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、实验原理 集成逻辑门是最基本的集成数字部件，任何复杂的逻辑电路都可以用多个逻辑门通过适当的连接方式组合而成。目前，虽然中、大规模数字集成器件的应用已很普遍，在设计数字电路时，不必从单个逻辑门出发去组合，但为了满足所有数字电路的需要，各种逻辑门电路仍然是不可缺少的。 基本逻辑门有与门、或门和非门。除基本门以外，常用的门电路还有与非门、或非门、异或门等。其中与非门有较强的通用性，其通用性在于任何复杂的逻辑电路都可以用多个与非门组合而成，而且用与非门可以组合成其它各种逻辑门。下面以异或逻辑为例，介绍用与非门组成其它逻辑门的方法和步骤。 （1）利用逻辑代数将异或逻辑表达式变换成与非逻辑表达式。变换过程如下：Y+ = A B B A A A+ = B + + ( ) B ) (B A A+ = AB B AB A =（1-14-1） AB B AB （2）按与非逻辑表达式画出与非门组成的逻辑图。图1-14-1为用与非门实现异或逻辑的逻辑图。

图1-14-1 用与非门实现异或逻辑的逻辑图 三、实验内容及步骤 1、测试门电路逻辑功能 （1）选用双四输入与非门74LS20一只， 按图1-14-2接线，输入端接逻辑电平开关， 输出端接电平显示发光二极管。 （2）将逻辑电平开关按表1-14-1置位， 分别测输出电压及逻辑状态。 图1-14-2 表1-14-1

数字电路组合逻辑电路设计实验报告

实验三组合逻辑电路设计（含门电路功能测试）

一、实验目的 1.掌握常用门电路的逻辑功能 2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法 3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法 二、实验设备与器材 Multisim 、74LS00 四输入2与非门、示波器、导线 三、实验原理 TTL集成逻辑电路种类繁多，使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查，保证实验的顺利进行。 测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。静态测试时，门电路输入端加固定的高（H）、低电平，用示波器、万用表、或发光二极管（LED）测出门电路的输出响应。动

态测试时，门电路的输入端加脉冲信号，用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。 下面以74LS00为例，简述集成逻辑门功能测试的方法。74LS00为四输入2与非门，电路图如3-1所示。74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中，共有14条外引线。使用时必须保证在第14脚上加+5V电压，第7脚与底线接好。 整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。 表3-1 74LS00与非门真值表 1.门电路的静态逻辑功能测试 静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否。实验时，可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量，加高、低电平，观测输出电平是否符合74LS00的真值表（表3-1）描述功能。 测试电路如图3-2所示。试验中A、B输入高、低电平，由数字电路实验箱中逻辑电平产生电路产生，输入F可直接插至逻辑电平只是电路的某一路进行显示。

仿真示意 2.门电路的动态逻辑功能测试 动态测试用于数字系统运行中逻辑功能的检查，测试时，电路输入串行数字信号，用示波器比较输入与输出信号波形，以此来确定电路的功能。实验时，与非门输入端A加一频率为

门电路逻辑功能及测试实验报告记录(有数据)

门电路逻辑功能及测试实验报告记录(有数据)

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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、熟悉数字电路实验箱及示波器使用方法。 二、实验仪器及器件 1、示波器； 2、实验用元器件：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、实验内容及结果分析 实验前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(Vcc=+5v ，地线实验箱上备有)。实验中改动接线须先断开电源，接好后再通电实验。 1、测试门电路逻辑功能 ⑴ 选用双四输入与非门74LS20 一只，插入面包板（注意集成电路应摆正放平），按图1.1接线，输入端接S1～S4(实验箱左下角的逻辑电平开关的输出插口)，输出端接实验箱上方的LED 电平指示二极管输入插口D1～D8 中的任意一个。 ⑵ 将逻辑电平开关按表1.1 状态转换，测出输出逻 辑状态值及电压值填表。 表 1.1A 表1.1B 表1.1 A B C D L V A (V) V B (V) V C (V) V D (V) V L (V) A B C D L 0 X X X 1 0.024 5.020 5.020 5.020 4.163 0 1 1 1 1 X 0 X X 1 5.020 0.010 5.020 5.020 4.163 1 0 1 1 1 X X 0 X 1 5.020 5.020 0.001 5.020 4.163 1 1 0 1 1 X X X 0 1 5.020 5.020 5.020 0.009 4.163 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 5.020 5.020 5.020 5.020 0.184 1 1 1 1 将逻辑电平开关按表1.1A 要求加入到IC 的输入端，采用数字万用表直流电压档测得输入输出的电平值如表1.1B 所示，转换为真值表如表1.1。 结论：根据实际测试的到的真值表，该电路完成了所设计的逻辑功能。 2、逻辑电路的逻辑关系 ⑴ 用 74LS00 双输入四与非门电路，按图1.2、图1.3 接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.2，表1.3 中。