1-门电路逻辑功能
基本逻辑门电路
基本逻辑门电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第一节基本逻辑门电路1.1 门电路的概念：实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路。
实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等（用逻辑1表示高电平；用逻辑0表示低电平）11.2 与门：逻辑表达式F＝A B即只有当输入端A和B均为1时,输出端Y才为1,不然Y为0.与门的常用芯片型号有:74LS08,74LS09等.11.3 或门：逻辑表达式F＝A+ B即当输入端A和B有一个为1时,输出端Y即为1,所以输入端A和B均为0时,Y才会为O.或门的常用芯片型号有:74LS32等.11.4．非门逻辑表达式F=A即输出端总是与输入端相反.非门的常用芯片型号有:74LS04,74LS05,74LS06,74LS14等.11.5．与非门 逻辑表达式 F=AB即只有当所有输入端A 和B 均为1时,输出端Y 才为0,不然Y 为1.与非门的常用芯片型号有:74LS00,74LS03,74S31,74LS132等.11.6．或非门： 逻辑表达式 F=A+B即只要输入端A 和B 中有一个为1时,输出端Y 即为0.所以输入端A 和B 均为0时,Y 才会为1.或非门常见的芯片型号有:74LS02等.11.7．同或门: 逻辑表达式F=A B+A BA F B11.8.异或门：逻辑表达式F=A B+A B=AF B11.9.与或非门：逻辑表逻辑表达式F=AB+CD AB C F D11.10.RS 触发器：电路结构把两个与非门G1、G2的输入、输出端交叉连接，即可构成基本RS 触发器，其逻辑电路如图7.2.1.(a)所示。
它有两个输入端R 、S 和两个输出端Q 、Q 。
工作原理 :基本RS 触发器的逻辑方程为：根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系:1.当R=1、S=0时，则Q=0,Q=1,触发器置1。
门电路的工作原理及相应的逻辑表达式
门电路的工作原理及相应的逻辑表达式
门电路是由逻辑门组成的电路，根据输入信号进行逻辑运算后输出结果信号。
常见的门电路包括与门、或门、非门、异或门等。
与门：当所有输入都为1时，输出为1；否则输出为0。
其逻辑表达式为Y = A ∧ B。
或门：当任一输入为1时，输出为1；否则输出为0。
其逻辑表达式为Y = A ∨ B。
非门：将输入信号取反，输出与输入相反的信号。
其逻辑表达式为Y = NOT A。
异或门：当输入信号不同时，输出为1；否则输出为0。
其逻辑表达式为Y = A XOR B。
逻辑表达式描述了输入与输出之间的关系，可以通过门电路实现对逻辑表达式的运算和控制。
数电实验报告1
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 1.23、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 ： tpd=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。
门电路逻辑功能及测试实验原理
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。
实验一集成门电路逻辑功能测试实验报告
实验一集成门电路逻辑功能测试实验报告一、实验目的1、了解与掌握集成门电路的基本理论知识；2、了解和掌握使用示波器测量数字电路信号的原理；3、熟悉、掌握操作一个典型的集成门电路，能够完成输入、输出的测试；4、进一步学习实验技巧，提高操作及实际分析判断能力。
二、实验形式本实验采用实验班课题集成门电路逻辑功能测试的框架，使用典型的集成门电路元件，输入不同的控制信号，观察、量测集成门电路的输入输出行为，评价各个输入输出状态下系统的功能，分析和记录结果，探讨系统特性。
三、实验基础1、集成门电路：集成门电路是大规模集成电路中的一类电路，也称为数字逻辑电路。
它的基本功能就是进行逻辑运算，它通过特殊的电路结构，使多个信号输入后，经过基本的逻辑运算，呈现出几种功能或状态，对信号输入和输出做出反应，人们可以使用它来控制一系列的电子电路。
2、数字电路测试：数字电路测试技术是电子工程师经常采用的测量技术，是实现数字逻辑电路各种功能、参数的检测、测量技术，它是基于电路的特性、电路内外参数的变化，对具有规律数字变化的信号的变化情况进行观察与测量的技术。
3、示波器：示波器是一种常用的电子设备，它可以实时显示不同频率的电子信号的振幅及波形，是电子工程师的必备测量仪器。
示波器的采样速度必须高于测量信号最快变化率的2倍以上，以精确地记录信号振幅趋势，测量准确，结果真实可靠。
四、实验过程1、实验准备：根据实验要求准备相应的实验室、工装、测试电路，并根据实验要求搭建样板。
2、实验操作：（1）使用示波器观察不同输入情况下集成门电路输出信号的输出情况。
（2）重复进行输入信号的改变，记录示波器输出的曲线，比较输入信号的变化规律与输出信号的变化规律，得出系统的逻辑功能。
3、结果分析：根据测试结果，分析并记录系统及其输入输出信号的变化规律，分析系统的功能特性，探讨逻辑电路的应用和发展。
五、实验结果根据本次实验，我们对数字电路的操作和记录的结果，结果 depicted that the integrated gate circuit produced different output results when different input signals were applied. For example, when the input signal1 ‘A’was high andthe input signal2 ‘B’was low, the output was high; and when the inputsignal1 ‘A’was low and the input signal2 ‘B’was high, the output was low.充分表明了集成门电路的基本原理并且运用到实际的工程中。
实验1 逻辑门电路功能测试-实验报告
实验1 逻辑门电路功能测试实验报告一、实验目的1．熟悉常用逻辑门电路的功能。
2．了解集成电路引脚排列的规律及其使用方法。
二、实验仪器与设备1．数字电路实验箱。
2．数字万用表。
3．集成电路芯片74LS08、74LS32、74LS04、74LS00及74LS86各一片。
三、实验原理1. 三种基本逻辑运算（1）与运算与运算逻辑表达式可以写成Y = A·B、Y= A·B·C、……，与运算的逻辑关系也就是与逻辑。
与逻辑可以用图1-1所示开关电路来理解，它的状态组合见表1-1。
（2）或运算或运算逻辑表达式可以写成Y = A+B、Y = A+B+C、……，或运算的逻辑关系也就是或逻辑。
或逻辑可以用图1-3所示开关电路来理解，它的状态组合见表1-3。
同样，或逻辑开关电路的几种状态组合也可以用真值表来表示其逻辑关系。
在数字电路中，或逻辑的电路符号见图1-4所示。
（3）非运算逻辑表达式是Y=A，非运算的逻辑关系也就是非逻辑。
非逻辑开关电路只有表1-5所示两种状态组合。
同样，非逻辑的真值表和逻辑电路符号如表1-6和图1-6所示。
2. 常用复合逻辑运算几种常用的复合逻辑运算见表1-7所示。
表1-7 常用复合逻辑运算及其电路符号四、实验内容与步骤1．与逻辑功能测试图1-7所示芯片74LS08为四2输入与门。
图中管脚7为接地端，管脚14为电源端，管脚1、2为两个与输入端，它的输出端是管脚3，同样管脚4、5为输入端，管脚6为它的输出端，以此类推。
图1-7 74LS08管脚图（1）打开数字电路试验箱，选择芯片74LS08并按图1-7所示接线，将其中任一门电路的输入端接逻辑开关，它的输出端接发光二极管。
（2）按表1-8要求完成实验，每改变一次输入开关状态，观察并记录输出端的状态。
注意：芯片输入引脚悬空时，输入端为高电平。
输入状态输出状态U A U B Y0 0 00 1 01 0 01 1 10 悬空01 悬空 1悬空0 0悬空 1 1悬空悬空 1表1-8 74LS08功能测试图1-8所示芯片74LS32为四2输入或门。
逻辑门电路工作原理
逻辑门电路工作原理
逻辑门电路是数字电子电路中的基本元件，用于进行逻辑运算和控制。
逻辑门电路主要由晶体管和其他电子元件组成，在输入端和输出端之间传输电信号进行逻辑计算。
逻辑门电路根据其功能可以分为与门、或门、非门、与非门、或非门等。
与门的原理是当所有输入端同时为高电平（1）时，输出端才
为高电平；否则输出端为低电平（0）。
或门的原理是当任意一个输入端为高电平时，输出端就为高电平；只有当所有输入端都为低电平时，输出端才为低电平。
与非门的原理是与门的输出端的电平进行取反操作，即当所有输入端同时为高电平时，输出端为低电平；否则输出端为高电平。
或非门的原理是或门的输出端的电平进行取反操作，即当任意一个输入端为高电平时，输出端为低电平；只有当所有输入端都为低电平时，输出端才为低电平。
逻辑门电路通过输入信号的组合来进行逻辑计算，并将计算结果通过输出端输出。
逻辑门电路可以根据需要进行组合和级联，实现更复杂的逻辑功能，如加法器、计数器等。
总之，逻辑门电路通过控制和组合输入信号，实现逻辑计算和控制的功能，是数字电子电路中重要的基本元件。
什么是逻辑门电路它在电子电路中的作用是什么
什么是逻辑门电路它在电子电路中的作用是什么逻辑门电路是指应用于数字电路中的逻辑元件。
它由一组有特定逻辑功能的晶体管或其他半导体器件组成，能够对输入的电信号进行逻辑运算，然后输出相应的处理结果。
逻辑门电路是数字电子电路中最基本的组成部分，其作用是实现不同的逻辑功能，如与门、或门、非门、异或门等。
一、逻辑门电路的定义与基本概念逻辑门电路是指由逻辑门组成的数字电路。
逻辑门是能够接受一个或多个输入信号，并根据规定的逻辑关系对输入信号进行逻辑运算，最后输出一个结果信号的电子元件。
逻辑门电路是基于二进制数字的运算与处理，其输出信号可以被其他逻辑门电路接收作为输入信号进行级联运算。
二、逻辑门电路的作用逻辑门电路在数字电路中起着重要的作用，主要有以下几个方面。
1. 实现逻辑功能逻辑门电路通过对输入信号进行逻辑运算，能够实现与门、或门、非门等不同的逻辑功能。
例如，与门电路只有在所有输入信号都为高电平时才会输出高电平，否则输出低电平；或门电路只要任何一个输入信号为高电平，输出就为高电平。
通过逻辑门电路的组合，可以实现复杂的逻辑运算，如加法器、计数器等。
2. 实现布尔运算逻辑门电路可以实现布尔运算，即逻辑运算的基本操作，如与运算、或运算、非运算等。
这些布尔运算可以用于数字电路的设计与实现，用来实现各种逻辑功能并完成复杂的数据处理。
3. 实现控制与决策逻辑门电路可以用作控制与决策的基础。
例如，在计算机的中央处理器（CPU）中，逻辑门电路被用来实现指令的解码和执行，根据不同的指令类型进行相应的操作。
逻辑门电路还可以用于控制开关、触发器等元件的状态，从而实现各种电路的控制与决策。
4. 实现存储与记忆逻辑门电路可以与触发器、存储器等元件结合使用，实现数字电路中的存储与记忆功能。
例如，通过级联的触发器电路可以实现寄存器，用来存储数字数据。
逻辑门电路还可以用于存储器的地址选择、数据读写等操作，从而实现数据的存储与检索。
5. 实现信号的转换与匹配逻辑门电路可以用于信号的转换与匹配。
门电路的逻辑功能
门电路的逻辑功能门电路是一种基础的数字电路，用于实现逻辑功能。
在现代电子设备中，门电路被广泛应用于计算机、通讯、控制等领域。
本文将从门电路的定义、分类、逻辑功能等方面进行探讨。
一、门电路的定义门电路是指一种由电子元件组成的电路，用于实现逻辑功能。
门电路可以将输入信号转换成输出信号，从而实现逻辑运算。
常见的门电路有与门、或门、非门、异或门等。
二、门电路的分类1. 与门：与门是指两个或多个输入信号经过逻辑运算后，只有当所有输入信号都为1时，输出信号才为1。
与门的符号为“&”，其逻辑表达式为：Y=A&B。
2. 或门：或门是指两个或多个输入信号经过逻辑运算后，只要有一个输入信号为1，输出信号就为1。
或门的符号为“|”，其逻辑表达式为：Y=A|B。
3. 非门：非门是指一个输入信号经过逻辑运算后，输出信号与输入信号相反。
非门的符号为“~”，其逻辑表达式为：Y=~A。
4. 异或门：异或门是指两个输入信号经过逻辑运算后，只有当两个输入信号不同时，输出信号才为1。
异或门的符号为“^”，其逻辑表达式为：Y=A^B。
三、门电路的逻辑功能门电路的逻辑功能主要包括逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑异或等。
下面分别进行介绍。
1. 逻辑与逻辑与是指两个或多个输入信号经过逻辑运算后，只有当所有输入信号都为1时，输出信号才为1。
逻辑与可以用与门来实现，其逻辑表达式为：Y=A&B。
逻辑与在实际应用中经常用于判断条件是否成立。
例如，在计算机程序中，可以使用逻辑与来判断多个条件是否同时满足，从而决定程序的执行。
2. 逻辑或逻辑或是指两个或多个输入信号经过逻辑运算后，只要有一个输入信号为1，输出信号就为1。
逻辑或可以用或门来实现，其逻辑表达式为：Y=A|B。
逻辑或在实际应用中经常用于选择性控制。
例如，在自动化控制系统中，可以使用逻辑或来选择不同的控制方案，从而实现对系统的灵活控制。
3. 逻辑非逻辑非是指一个输入信号经过逻辑运算后，输出信号与输入信号相反。
实验1-门电路的逻辑功能及测试
❖ 输出端的处理 ：输出端不允许直接与VDD或VSS连接,同 一芯片上的 输出端可以并联使用；
❖ 严禁带电操作。
TTL与非门的特性和技术参数-1
1、电压传输特性：
①输出高电平UOH、输出低电平UOL UOH 2.4V、UOL 0.4V 便认为合格。 典型值UOH=3.4V UOL=0.3V 。 ②阈值电压UT Ui<UT时，认为Ui是低电平。 Ui>UT时，认为Ui是高电平。 UT =1.4V
实验原理
FA
A&
B
F
A B
FA
1
F
A B
F
A
B
A F
A
F F
A B
A FB
F A
F
门电路常见符号
与非门
或非门
F A•B
F AB
实验原理
OC门 (两输入与非)
A&
B
F
A
B
F
A
B
F
A B
A& FB
F
A
B
A FB
F
A B
F
A
F
B
国标
门电路常见符号
实验原理
三态门 (两输入与非)
与或非门
AB CD
A& A
与非门的传输延迟时间tpd是tPHL和tPLH的平均值。一般TTL与
非门传输延迟时间tpd的值为几纳秒～十几个纳秒。
CMOS逻辑门电路主要参数
实验原理
（1）VOH（min）=0.9VDD； VOL（max）=0.01VDD。所以 CMOS门电路的逻辑摆幅（即高低电平之差）较大。
电工电子技术基础知识点详解1-2-基本逻辑门电路
基本逻辑门电路1．基本概念在数字电路中，门电路是最基本的逻辑元件，它的应用极为广泛。
所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制数字信号通过或不通过。
门电路的输入信号和输出信号之间存在一定的逻辑关系，所以门电路又称为逻辑门电路。
基本逻辑门电路有与门、或门和非门，逻辑门电路可以用二极管、三极管等分立元件组成，更常用的是集成门电路。
2. 基本逻辑关系逻辑电路的基本逻辑关系有“与逻辑”、“或逻辑”和“非逻辑”。
(1) 与逻辑“与”逻辑是指当决定某件事的几个条件全部具备时，该件事才会发生，这种因果关系称为“与”逻辑关系，实现“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路。
例如在图1所示的照明电路中，开关A和B串联，只有当A“与”B同时接通时（条件），电灯才亮（结果），电路具有“与”逻辑功能。
“与”逻辑可用下式表示B=F⋅A图1 “与”门电路举例式中小圆点“.”表示A、B的“与”运算，又称逻辑乘，应用时往往省略“.”。
(2)“或”逻辑“或”逻辑是指当决定某件事的几个条件中，只要有一个条件具备，该件事就会发生，这种因果关系称为“或”逻辑关系，实现“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路。
例如在图2所示的照明电路中，开关A和B关联，只要开关A “或”B有一闭合，灯就会亮，所以图2电路具有“或”逻辑功能。
“或”逻辑可用下式表示B=AF+图2 “或”门电路举例式中符号“+”表示A 、B “或”运算，又称逻辑加。
3．“非”逻辑在逻辑关系中，“非”就是否定或相反的意思。
实现“非”逻辑关系的电路称为“非”门电路。
图3所示照明电路中，当开关A 断开（“0”）时，灯亮（“1”）；开关A 合上（“1”）时，灯不亮（“0”）。
这表示条件和结果是相反的逻辑关系，这种关系称为“非”逻辑关系，所以图3电路具有“非”逻辑功能。
可写为A F =图3 “非”门电路式中A 上的短横线表示“非”的意思，读作“A 非”或“非A ”。
能够实现逻辑运算的电路称为逻辑门电路。
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、数字逻辑电路实验箱。
2、数字逻辑电路实验箱扩展板。
3、相应74LS系列芯片若干。
四、实验内容测试TTL门电路的逻辑功能：a）测试74LS08（与门）的逻辑功能。
b）测试74LS32（或门）的逻辑功能。
c）测试74LS04（非门）的逻辑功能。
d）测试74LS00（与非门）的逻辑功能。
e）测试74LS02（或非门）的逻辑功能。
f）测试74LS86（异或门）的逻辑功能。
五、实验步骤1、按照芯片的管脚分布图接线（注意高低电平的输入和高低电平的显示）。
2、测试各个芯片的逻辑功能六、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，并判断逻辑门的好坏。
实验二编码器及其应用一、实验目的1.掌握一种门电路组成编码器的方法。
2.掌握8 -3线优先编码器74LS148，10 -4线优先编码器74LS147的功能。
二、实验原理1、8-3线优先编码器74LS148编码器74LS148的作用是将输入I0～I78个状态分别编成二进制码输出，它的功能表见表6-2，它的逻辑图见图6-2。
它有8个输入端，3个二进制码输出端，输入使能端EI，输出使能端7至I0递减。
输入输出EI 0 1 2 3 4 5 6 7 A2A1A0GS EOH ××××××××H H H H HL H H H H H H H H H H H H LL ×××××××L L L L L HL ××××××L H L L H L HL ×××××L H H L H L L HL ××××L H H H L H H L HL ×××L H H H H H L L L HL ××L H H H H H H L H L HL ×L H H H H H H H H L L HL L H H H H H H H H H H L H3、10-4线优先编码器74LS14774LS147的输出为8421BCD码，它的逻辑图见图6-3，其功能表为：输入输出5 6 7 8 9 D C B A GS1 2 34H H H H H H H H H H H H H 0××××××××L L H H L 1×××××××L H L H H H 1××××××L H H H L L L 1×××××L H H H H L L H 1××××L H H H H H L H L 1×××L H H H H H H L H H 1××L H H H H H H H H L L 1×L H H H H H H H H H L H 1L H H H H H H H H H H H L 174LS147逻辑图三、实验设备与器材1、数字逻辑电路实验箱。
基本逻辑门电路
与逻辑关系和与门的逻辑符号
辑
1）与逻辑
门
电
路
返回
1.1 与门电路
1）与逻辑
有表可画出 与门逻辑功
基
能波形图
本
逻
辑
与门逻辑功能真值表
门
电
路
1.1 与门电路
2）与运算
基 与逻辑的运算称为与运算，又称为逻辑乘，与门的逻辑表达
式为：
本
F AB
逻
辑
门
电
2.与门应用举例
路
与门控制波形
1.2 或门电路
1.或逻辑和或运算 1）或逻辑
逻
辑
非逻辑和非门的逻辑符号
门
非门逻辑功
电
能波形图
路
1.3 非门电路
2）非运算
非逻辑的运算称为非运算，又称逻辑非。非门的逻辑表达式
基
为：
本
逻
辑
2.非门应用举例 汽车驾驶员边门门控开关是常闭式、一端搭铁的开关，车门
门
电 关闭严密时开关才断开，对应的关门指示灯灭，而当车门未关严
时，对应的指示灯亮。此时门的状态与指示灯的状态就是一种 “非”的关系。
或门逻辑功能真值表
基
本
逻
辑
或逻辑和或门的逻辑符号
门
电
路
1.2 或门电路
基
或门逻辑功能
本
波形图
逻பைடு நூலகம்
辑
2）或运算
门
电 或逻辑的运算称为或运算，又称为逻辑加。或门的逻辑表达
式为：
路
1.2 或门电路
2.或门应用举例
基 本 逻 辑 门 电 路
两路防盗报警电话
实验1-门电路逻辑功能及测试
实验1-门电路逻辑功能及测试实验一门电路逻辑功能及测试一、实验目的1、熟悉器件外形和管脚引线排列。
2、熟悉与非、异或门电路逻辑功能。
3、设计用与非门组成其它门电路并测试验证。
二、实验器件74LS86 四二输入端异或门1片74LS00 四二输入端与非门2片74LS20 四输入端双与非门1片三、预习要求1、复习与非、异或门电路工作原理。
2、熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。
四、实验内容及步骤实验前先检查实验箱电源是否正常。
然后对所选实验用的集成电路进行连线，特别注意Vcc 及地线不能接错。
实验中改动接线须先断开电芯片引脚图如下所示：74LS86 四二输入端异或门 74LS00 四二输入端与非门74LS20 四输入端双与非门实验报告上此部分可不画图，其他部分需画图填写源，接好线后再通电源。
1、测试门电路逻辑功能（1）选用四输入端双非门74LS20一只，插入设计板，按图1接线，输入端a、b、c、d接S1—S4(电平开关输出插口)，输出端L接电平显示发光二极管（D1—D8任意一个）。
图1.1(2) 将电平开关按表1置位，分别测出输出逻辑状态。
将输出结果填入表1中。
表1.1输入输出a b c d L1 1 1 1 00 1 1 1 10 0 1 1 10 0 0 1 10 0 0 0 12、异或门逻辑功能测试（1）选四二输入端异或门74LS86，按图2接线，输入端a、b、c、d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2置位拨动，将输出结果填入表2中。
图2表2输入输出a b c d A B Y0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 0 11 1 0 0 0 0 01 1 1 0 0 1 11 1 1 1 0 0 00 1 0 1 1 1 03、分析并验证逻辑电路的逻辑关系（1）用74LS00按图3、图4接线，将输入输出关系分别填入表3、表4中。
（2）写出上面两个电路的逻辑表达式。
门电路及组合逻辑电路
由元器件老化、温度变化等引起的时好时坏的故障。
瞬态故障
由电磁干扰、静电放电等引起的短暂性故障。
故障诊断方法和技术
直观检查法
通过直接观察电路元器 件、连接线等是否异常
来判断故障。
逻辑笔测试法
利用逻辑笔测试电路各 点的逻辑状态，通过对
比分析找出故障。
替换法
用好的元器件替换怀疑 有问题的元器件，观察
寄存器传输控制电路设计
寄存器选择电路设计
根据控制信号选择相应的寄存器进行数据传输。
数据传输控制电路设计
控制数据的输入、输出以及寄存器之间的数据 传输。
时序控制电路设计
产生时序信号，控制寄存器传输操作的时序关系。
06 故障诊断与可靠性考虑
常见故障类型及原因
永久故障
由元器件损坏、电路连接错误等引起的不可恢复的故障。
门电路及组合逻辑电路
contents
目录
• 门电路基本概念与原理 • 基本门电路分析与设计 • 组合逻辑电路分析方法 • 常见组合逻辑功能模块介绍 • 组合逻辑电路设计实例分析 • 故障诊断与可靠性考虑
01 门电路基本概念与原理
门电路定义及作用
门电路定义
门电路是数字逻辑电路的基本单元，用于实现基本的逻辑运算功能。
定期维护和检测
对电路进行定期维护和检测，及时发现并处 理潜在故障。
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通过求补码的方式实现二进制数的减法运算，同 样需要使用基本逻辑门电路。
乘法器设计
将乘法运算转换为加法和移位操作，通过组合逻 辑电路实现乘法功能。
比较器设计
等于比较器
比较两个输入信号是否相等，输出相应的电平信号。
与门电路的逻辑功能
与门电路的逻辑功能
与门电路的逻辑功能：
①与门电路作为数字逻辑中最基本构建模块之一其核心功能在于实现两个或多个输入信号逻辑与运算；
②工作原理简单明了当所有输入端均为高电平逻辑1时输出端才呈现高电平否则无论哪种情况输出始终维持低电平逻辑0状态；
③物理实现上与门可通过不同技术手段构建例如使用二极管电阻组合或者更常见基于互补金属氧化物半导体CMOS技术设计；
④CMOS与门由PMOS与NMOS晶体管配对构成当所有输入都为高电平时NMOS导通PMOS截止使输出端拉高反之若任一输入为低电平则PMOS导通NMOS截止输出端接地变为低电平；
⑤在实际应用中与门广泛用于算术逻辑单元ALU中参与执行加减乘除等复杂运算作为基本逻辑运算单元与门与其他逻辑门配合共同完成任务；
⑥计算机内存读写控制机制内与门发挥着重要作用当地址有效信号与读写控制信号同时为高电平时才会触发数据存取操作；
⑦时钟同步电路设计中与门用于同步信号生成只有当主时钟脉冲与使能信号同时到达时才会产生有效同步脉冲；
⑧数据选择器与译码器等复杂逻辑模块内部亦包含多个与门级联或与其他逻辑门组合实现高级功能如多路输入信号选择；
⑨从原理上讲任意复杂数字系统都可以通过与门非门或门等基本逻辑门组合实现这构成了布尔代数理论基础；
⑩教育实践中与门常作为入门级实验对象帮助学生理解数字逻辑基本概念并掌握简单电路搭建技巧；
⑪现代集成电路设计中尽管出现了更加复杂高级逻辑单元但与门仍然是不可或缺组成部分其简单可靠特性使其在各种应用场景下仍占有重要地位；
⑫展望未来随着纳米技术发展新型材料如碳纳米管石墨烯等可能会被用来制造尺寸更小功耗更低的与门电路进一步推动信息技术进步；。
门电路的基本概念及逻辑关系
门电路的基本概念及逻辑关系
一、门电路的基本概念
门电路一般是一种具有多个输入端和一个输出端的电子开关电路。
当输入信号之间满足一定的逻辑关系时，门电路才有输出。
门电路的基本形式有三种，即与门、或门、非门。
1、与门
设门电路有A、B、C……n个输入端，只有当A、B、C……n 都输入高（或低）电平信号时，输出端F才有高（或低）电平信号输出；否则只输出低（或高）电平信号（以上括号中为电路采用负逻辑关系时的电平，下同）。
与门又称符合门。
在逻辑电路中，常用公式F=A.B.C表示。
2、或门
只要该门电路中有任何一个或几个输入端输入高（或低）电平信号时，输出端F就有高（或低）电平信号输出。
在逻辑电路中，常用公式F=A+B+C表示。
3、非门
该门电路的输出为输入的否定，即输入端A为高电平信号时，输出端F为低电平信号，输入端A为低电平信号时，输出端F为高电平信号。
在逻辑电路中，常用公式F=A-表示。
反相器即为常见的一种非门电路。
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实验中改动接线必须先断开电源，接好后再通电
实验。 如果实验箱发出报警，应立即关掉开关。
六.预习
• 预习实验二：组合逻辑电路（半加器全加器）
A 0 0 1 1
Hale Waihona Puke Y A B输入 B 0 1 0 1 输出 Y 0 1 1 0
三.实验原理（续）
3.3 门电路的传输延迟时间
相对于输入波形延迟的时间。
导通延 迟时间 截止延 迟时间
门电路在输入脉冲波形的作用下，其输出波形
平均传输延迟时间：tPd=(tPdL +tPdH)/2
四.实验内容
Y A B A B A B
b.画出电路图，并测试验证逻辑功能 （2）组成异或门。
五.注意事项
对74LS00 、74LS86、 74LS04 来说，引脚14→Vc c、引脚7→GND（地），不要忘记或接错。 Vcc＝5V，所以引脚14只能接实验板上的5V插孔，
一定不要接15V插孔。
二.实验器材（续）
74LS00
二.实验器材（续）
74LS86
二.实验器材（续）
74LS04
三.实验原理
3.1 与非门逻辑功能
逻辑表达式： 功能表
A 0 0 1 1
Y AB
输入 输出
B 0 1 0 1
Y 1 0 0 0
三.实验原理（续）
3.2 异或门逻辑功能
逻辑表达式： 功能表
找到74LS04，按图1.5接线;
输入20KHz脉冲，用双踪示波器测输入、输出相位差； 用双踪示波器测量总的传输延迟时间，并计算每个门的 平均传输延迟时间ˉtpd值。
四.实验内容（续）
4.4 用与非门（74LS00）组成其他门电路并测试 验证（选做）
（1）组成或非门。
a.用代数法将或非转换为与非形式
4.1异或门功能测试
找到芯片74LS86，按图1.2接线；
将电平开关分别置位，记录实验结果
四.实验内容（续）
4.2 与非门功能测试
用2片74LS00按图1.3和图1.4接线，并记录结果 ； 写出图1.3和图1.4两个电路的逻辑表达式 。
四.实验内容（续）
四.实验内容（续）
4.3 逻辑门传输延迟时间的测量
数字电子技术基础
实验一
门电路逻辑功能及测试
一.实验目的 二.实验器材 三.实验原理 四.实验内容 五.注意事项 六.预习
一. 实验目的
熟悉门电路逻辑功能 熟悉数字电路学习机及示波器使用方法
二.实验器材
• 双踪示波器 • 74LS00（2片） • 74LS86（1片） • 74LS04（1片） 2输入的4与非门 2输入的4异或门 6反相器