数字电路实验指导Word文档格式.docx
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3掌握门电路的逻辑功能，熟悉其外形和外引线排列。
4学习门电路的测试方法。
实验仪器
1
综合实验装置
一套
数字万用表
一块
3
双踪示波器
一台
4
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
两输入端四异或门
74LS04
六反相器
实验原理说明
数字电路主要研究电路的输出与输入之间的逻辑关系，这种逻辑关系是由门电路的组合来实现的。
门电路是数字电路的基本单元电路。
门电路的输出有三种类型：
图腾柱输出
（一般TTL门电路）、集电极开路（OC门）输出和三态（3S）输出。
它们的类型、逻辑式、逻辑符号与参考型号见表1-0。
门电路的输入与输出量均为1和0两种逻辑状态。
我们在
实验中可以用乒乓开关的两种位置表示输入1和0两种状态，当输入端为高电平时，相应
的输入端处于1位置，当输入端为低电平时，相应的输入端处于0位置。
我们也可以用发光二极管的两种状态表示输出1和0两种状态，当输出端为高电平时，相应的发光二极管亮，当输出端为低电平时，相应的发光二极管不亮。
我们还可以用数字万用表直接测量输
出端的电压值，当电压值为3.6V左右时为高电平，表示1状态；
当电压值为0.3V以下时为低电平，表示0状态。
在实验中，我们可以通过测试门电路输入与输出的逻辑关系，分析和验证门电路的逻辑功能。
我们实验中的集成电路芯片主要以TTL集成电路为主。
表1-0 门电路的逻辑功能
类型
逻辑式
逻辑符号
参考型号
与门
Y=A·
B
AB
&
Y
74087409（OC）
74117415（OC）
7421
或门
Y=A+B
≥1
7432
缓冲器
无放大作用
Y=A
A
4050
有放大作用
4017（OC）
非门（反相器）
Y=A
7404
7405（OC）
7406（OC）
与非门
Y=A·
B
Y
74007403（OC）
74107412（OC）
74207422（OC）
或非门
Y=A+B
≥1
7402
7427（OC）
与或非门
Y=1A·
2A+1B·
2B
1A
1B
2A
2B
7451
异或门
Y=A⊕B
=A·
B+A·
=1
7486
OC门
以与非门为例
7403（OC）
三态门
（3S门）
EN=1时，Y=A
EN=0时，Y=高阻态
AEN
74126
EN=1时，Y=A
EN=0时，Y=高阻态
74125
传输门
C=1，TG通
C=0，TG断
C
Vi Vo
TTL门电路是集成逻辑电路的一种，是晶体管——晶体管逻辑门电路的简称。
它具有参数稳定，工作可靠，开关速度高等优点。
实验中的集成电路芯片主要以TTL集成电路为主。
1基本门电路有与门、或门和非门。
与门的逻辑功能是：
有0出0，全1出1。
其逻辑表达式为Y=AB。
常见的与门有：
74LS08（四2输入与门）、74LS09（四2输入与门——OC门）、74LS11（三3输入与门）、
74LS15（三3输入与门——OC门）、74LS21（双4输入与门）。
或门的逻辑功能是：
有1出1，全0出0。
其逻辑表达式为Y=A+B。
常见的或门有：
74LS32（四2输入或门）。
非门的逻辑功能是：
入1出0，入0出1。
其逻辑表达式为Y=A。
常见的非门有：
74LS04（六反相器）、74LS05（六反相器——OC门）。
2与非门是由与门和非门有机组合而成的，它的逻辑功能是有0出1，全1出0。
其逻辑表达式为Y=AB。
常见的与非门有：
74LS00（四2输入与非门）、74LS03（四2输入与非门
——OC门）、74LS10（三3输入与非门）、74LS12（三3输入与非门——OC门）、74LS20（双4输入与非门）、74LS22（双4输入与非门——OC门）、74LS30（8输入与非门）。
或非门是由或门和非门有机组合而成的，它的逻辑功能是有1出0，全0出1。
其逻辑表达式为Y=A+B。
常见的或非门有：
74LS02（四2输入或非门）、74LS27（三3输入或非门）。
3异或门的逻辑功能是：
两输入端相异得1，相同得0。
其逻辑表达式是Y=AB+AB=A⊕B。
常见的异或门有：
74LS86（四2输入异或门）。
同或门的逻辑功能是：
两输入端相同得1，相异得0。
其逻辑表达式是：
Y=AB+AB=A⊙B。
4可以用一种逻辑门构成另一种逻辑门，例如，用与非门构成与门、或门等。
如图1-1所
示。
8
12
13
11
5
B4 3
10 8
9 Y
图1-1用与非门构成或门逻辑图
5 门电路可以作为控制门。
以图1-2所示的2输入与非门为例，用任一端A作为输入端，而另一端B为控制端。
若B=1，则门打开，可以进行信息的传递，即Y=A；
若B=0，门关闭，信息不能通过，Y=1。
B=1 1
Y Y=A
B=0 0
Y=1 1
（a）逻辑图 （b）波形图图1-2 控制门
实验内容及步骤
选择实验用的集成电路，将被测器件插入搭试板上的14芯插座中，并按下锁紧开关。
用导线将器件的14引脚与搭试板上的+5V电源相连，器件的第7引脚与搭试板上的GND相连，然后选择公共板上开关作为输入信号，发光二极管作为输出信号，按自己设计的实验接线图接好连线。
特别注意VCC及GND不能接错。
实验中改动接线须先断开电源，接好线后
再通电实验。
1与非门和异或门逻辑功能的测试。
（1）74LS20双4输入与非门逻辑功能测试
（2）74LS86四2输入异或门逻辑功能测试
2根据电路图写出逻辑关系表达式。
（1）用74LS00按图1-3，1-4接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1-1、表1-2中。
（2）写出下面图1-3，1-4两个电路逻辑表达式。
39
10 81
12 2
4 613 11
3Y
表1-1
9
10
输入
输出
Z
图1-3 表1-2
6
2 3Y
11 Z
图1-4
3利用与非门控制输出。
用一片74LS00按图1-5接线，S接任一电平开关，用示波器观察S对输出脉冲的控制作用。
1 3
S 2 Y
4
1 3
6Y
4用与非门组成其它门电路并测试验证。
（1）组成或非门
a.用一片2输入端四与非门组成或非门
Y=A+B=A·
B=A·
b.画出电路图
c.测试并填表1-3
图1-5
表1-3
（2）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1-4
表1-4
5逻辑门传输延迟时间的测量。
用六反相器（非门）按图1-6接线，输入200KHz连续脉冲，用双踪示波器测量输入、输出相位差，计算每个门的平均传输延迟时间的tpd值。
200HZ Y
1
图1-6
6用基本门电路组装一个译码电路：
将BCD8421码转换成格雷码。
实验记录
1按各步骤要求画逻辑图、填表，并分析其特点。
2画出实验中的电路图，分析其功能，写出其真值表和
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