门电路逻辑功能及测试-实验报告(有数据)

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 0 X X X 1 X 0 X X 1 X X 0 X 1 X X X 0 1 1 1 1 1 0

VA(V) 0.024 5.020 5.020 5.020 5.020 VB(V) 5.020 0.010 5.020 5.020 5.020 VC(V) 5.020 5.020 0.001 5.020 5.020 VD(V) 5.020 5.020 5.020 0.009 5.020 VL(V) 4.163 4.163 4.163 4.163 0.184 A 0 1 1 1 1 B C D 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 L 1 1 1 1 0 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。

⑵ 写出两个电路的逻辑表达式。

图1.2的逻辑电路表达式 Y=AABBBA 图1.3的逻辑电路表达式 Y=ABAABB ZABAB

表 1.2A 表1.2B 表1.2 A 0 0 1 1 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 B 0 1 0 1 Y 0 1 1 0 Y 0 1 1 0 Z 0 0 0 1

VA(V) 0.005 0.006 5.017 5.017 VA(V) 0.001 0.001 5.015 5.015 VB(V) 0.004 5.015 0.001 0.015 VB(V) 0.001 5.016 0.001 5.016 VY(V) 0.174 4.121 4.124 0.174 VY(V) 0.175 4.131 4.131 0.175 VZ(V) 0.161 0.162 0.162 4.142

A 0 0 1 1

A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 B 0 1 0 1 Y 0 1 1 0 Y 0 1 1 0 Z 0 0 0 1 表1.3A 表1.3B 表1.3

将逻辑电平开关按表1.2A和表1.3A的要求分别加入到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1.2B和表1.3B所示，转换为真值表如表1.2和表1.3。 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。

3、利用与非门控制输出

用一片74LS00 按图1.4 接线。S分别接高、低电平开关，用示波器观察S对输出脉冲的控制作用。 （1）高电平：

低电平：

（2）高电平：

低电平：

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组成或非门YAB，画出电路图，测试并填表1.4。

⑵ 组成异或门：

① 将异或门表达式转化为与非门表达式；

LABABABAB

②画出逻辑电路图；

③ 测试并填表1.5。

表 1.4A 表1.4B 表1.4

A 0 0 1 1 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 B 0 1 0 1 Y 1 0 0 0 Y 0 1 1 0

VA(V) 0.001 0.001 5.017 5.017 VA(V) 0.005 0.005 5.017 5.017 VB(V) 0.001 5.017 0.001 5.017 VB(V) 0.001 5.016 0.001 5.016 VY(V) 4.160 0.161 0.161 0.161 VY(V) 0.175 4.131 4.131 0.175

A 0 0 1 1 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 B 0 1 0 1 Y 1 0 0 0 Y 0 1 1 0 表1.5A 表1.5B 表1.5 将逻辑电平开关按表1.4A和表1.5A的要求分别加入到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1.4B和表1.5B所示，转换为真值表如表1.4和表1.5。

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。

5、异或门逻辑功能测试

⑴ 选二输入四异或门电路74LS86，按图1.5 接线，输入端1、2、4、5 接电平开关输出插口，输出端A、B、Y 接电平显示发光二极管。

⑵ 将电平开关按表1.6 的状态转换，将结果填入表中。

表1.6A 表1.6B 1 2 4 5 A B Y V1(V) V2(V) V4(V) V5(V) 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 B 0 0 0 1 0 1 0 0 Y 0 1

0.001 5.018 5.018 5.018 5.018 0.001 0.003 0.003 5.018 5.018 5.018 5.018 0.001 0.001 0.001 5.018 5.018 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 5.018 5.018 VA(V) 4.157 0.196 0.199 0.200 4.158 VB(V) 0.155 0.159 4.161 0.191 4.160 VY(V) 4.161 0.1 4.163 0.166 0.187 0.1 0、156 0.162 表1.6 1 2 4 5 A 0 1

0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 将逻辑电平开关按表1.6A的要求分别加入到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1.6B所示，转换为真值表如表1.6。

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。

思考题：

⑴ 怎样判断门电路逻辑功能是否正常?

首先，按照门电路功能，根据输入和输出，列出真值表。其次，按真值表输入电平，查看它的输出是否符合真值表。最后，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。

⑵ 与非门一个输入接连续脉冲，其余端什么状态允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过？对脉冲信号有何要求？

答：其余的输入端口全置高电平，则这个输入端的脉冲，才能在输出端产生相应的变化（非门作用）。如果其余的输入端口有任意一个是低电平，则信号即被阻断，输出端将无脉冲输出。

⑶ 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。其中，0代表假，1代表真。