实验一逻辑门电路的基本参数及逻辑功能测试
实验一、门电路逻辑功能测试
实验一、门电路逻辑功能测试
一、实验目的
1、熟悉门电路逻辑功能。
2、熟悉数字电路板使用方法。 二、实验设备
74LS00二块、74LS20一块 三、实验原理
给门电路输入端加固定的高（H ）、低（L ）电平，用发光二极管测出门电路的输出响应，根据门电路逻辑功能判断响应是否正确。
与非门逻辑功能为： 四、实验内容
1、测试门电路逻辑功能
（1）选用双四输入与非门74LS20一块，插入数字电路板中，按图1接线，输入端S 1∽S 4（电平开关插口），输出端接电平显示发光二极管（D 1∽D 8任意一个）；
（2）将电平开关按表1置位，分别测输出电压及逻辑状态。 表1
3、逻辑电路的逻辑关系
（1）用二块74LS00按图3、图4接线(第14脚接+5V 电源、7脚接地)，将输入输出关系分别填入表3、表4中。
ABCD Y
（2）写出上面两个电路逻辑表达式。
五、思考题：
1、如何判断门电路逻辑功能是否正常？
2、写出各步实验电路输出表达式，根据实验结果与理论分析比较说明实验结果是否正确。
实验一门电路逻辑功能及测试(仿真)
预习报告
专业年级姓名学号
日期起始时间结束时间
指导教师签名
实验一门电路逻辑功能及测试
1、Multisim仿真及结果
1.测试门电路逻辑功能
(1)方针实验图:
(2)
输入输
1 2 3 4 Y 电压（V）
1 1 1 1 0 0
0 1 1 1 1 5
0 0 1 1 1 5
0 0 0 0 1 5
2、逻辑电路的逻辑关系
表1.2
表1.3 输入输出
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
输入输出
A B Y Z
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 1 3、利用与非门控制输出
4、用与非门组成其它门电路并测试验证
(1)电路图
表4.1
(2)① 将异或门表达式转化为与非门表达式 B A B A B A B A B A B A Y =+=+=
表1.5
输入 输出
A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1
1
输入
输出
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
5、异或门逻辑功能测试
表 1.6
输入输出
1 2 4 5 A B Y Y（V）
0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 1 0 1 5
1 1 0 0 0 0 0 0
1 1 1 0 0 1 1 5
1 1 1 1 0 0 0 0
0 1 0 1 1 1 0 0 *6、逻辑门传输延迟时间的观察
四、实验内容、测试电路及测试表格
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
实验一门电路逻辑功能及测试(仿真)
预习报告
专业年级姓名学号
日期起始时间结束时间
指导教师签名
实验一门电路逻辑功能及测试
1、Multisim仿真及结果
1.测试门电路逻辑功能
(1)方针实验图:
(2)
输入输
1 2 3 4 Y 电压（V）
1 1 1 1 0 0
0 1 1 1 1 5
0 0 1 1 1 5
0 0 0 0 1 5
2、逻辑电路的逻辑关系
表1.2
表1.3 输入输出
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
输入输出
A B Y Z
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 1 3、利用与非门控制输出
4、用与非门组成其它门电路并测试验证
(1)电路图
表4.1
(2)① 将异或门表达式转化为与非门表达式 B A B A B A B A B A B A Y =+=+=
表1.5
输入 输出
A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1
1
输入
输出
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
5、异或门逻辑功能测试
表 1.6
输入输出
1 2 4 5 A B Y Y（V）
0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 1 0 1 5
1 1 0 0 0 0 0 0
1 1 1 0 0 1 1 5
1 1 1 1 0 0 0 0
0 1 0 1 1 1 0 0 *6、逻辑门传输延迟时间的观察
四、实验内容、测试电路及测试表格
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
实验一逻辑门电路的基本参数及逻辑功能测试
实验一逻辑门电路的基本参数及逻辑功能测试逻辑门电路是数字电路中最基本的组成单元之一，用于处理和操作二
进制信号。逻辑门电路可以实现布尔逻辑运算，包括与门、或门、非门、
异或门等。本实验将介绍逻辑门电路的基本参数以及逻辑功能测试。
1.逻辑门电路的基本参数：
逻辑门电路由多个晶体管和其他电子元件组成，其基本参数包括输入
电压范围、输入电流范围、输出电压范围、输出电流范围等。
输入电压范围是指逻辑门电路所需的输入电压范围，超出此范围将无
法正常工作。例如，一个逻辑门电路的输入电压范围为0V到5V，当输入
电压小于0V时，逻辑门将会判定为低电平；当输入电压大于5V时，逻辑
门将会判定为高电平。
输入电流范围是指逻辑门电路所需的输入电流范围，超出此范围将可
能损坏电路。例如，一个逻辑门电路的输入电流范围为0mA到10mA，当
输入电流小于0mA时，逻辑门将会判定为低电平；当输入电流大于10mA 时，逻辑门将会判定为高电平。
输出电压范围是指逻辑门电路输出的电压范围，其值取决于供电电压
和逻辑门本身的设计。例如，一个逻辑门电路的输出电压范围为0V到5V，当输出电压低于0V时，代表逻辑门输出低电平；当输出电压高于5V时，
代表逻辑门输出高电平。
输出电流范围是指逻辑门电路输出的电流范围，即逻辑门可以提供的
最大电流。例如，一个逻辑门电路的输出电流范围为0mA到20mA，当输
出电流小于0mA时，表示逻辑门提供的电流为零；当输出电流大于20mA 时，逻辑门将无法提供足够的电流。
2.逻辑门电路的逻辑功能测试：
为了验证逻辑门电路的逻辑功能，我们可以进行一系列的实验以测试其输入输出关系。以下是几个常用的逻辑功能测试实验：
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。
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。
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
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〕。
(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。
输入输出
a b c d L
1 1 1 1 0
0 1 1 1 1
0 0 1 1 1
0 0 0 1 1
0 0 0 0 1
2、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 Y
逻辑门电路的逻辑功能及测试
计算机组成原理实验指导书
（数字电路）
实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试------------------------------3 实验二译码器及应用--------------------------------------------6
实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试
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. 掌握数字电路逻辑仿真软件DSCH使用方法。
二、实验仪器及材料
1. 台式计算机（笔记本计算机）
2. DSCH软件
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）用DSCH软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。
2．思考题
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
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。
1、图1-1 为DSCH软件基本元件图，测试中使用的元器件，均来自该
元件库。
2、图1—2分别为基本门电路各逻辑功能的测试方法。
DSCH 仿真电路如图所示
3、图1－3是为了理解TTL 逻辑门电路多余端的处理方法。
4、图1－4为三态门逻辑功能测试。
5、图1－5为利用与非门控制输出
五.实验内容及步骤
选择实验用的仿真基本电路，按自己设计的实验接线图接好连线
1.门电路的功能测试。
将与门、或门、与非门和或非门分别按图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：
实验一-基本逻辑门电路实验
不同的逻辑电平之间的互连
3.3V/5V 是指输入是3.3V逻辑电平，但可以忍受5V电压的信号输 入。 3.3V TTL/CMOS逻辑电平表示不能输入5V信号的逻辑电平，否则 会出问题。 注意某些5V的CMOS逻辑器件，它也可以工作于3.3V的电压，但 它与真正的3.3V器件（是LVTTL逻辑电平）不同，比如其VIH是 2.31V（＝0.7×3.3V，工作于3.Hale Waihona Puke BaiduV）（其实是LVCMOS逻辑输入 电平），而不是2.0V，因而与真正的3.3V器件互连时工作不太可 靠，使用时要特别注意，在设计时最好不要采用这类工作方式。 值得注意的是有些器件有单独的输入或输出电压管脚，此管脚接 3.3V的电压时，器件的输入或输出逻辑电平为3.3V的逻辑电平信 号，而当它接5V电压时，输入或输出的逻辑电平为5V的逻辑电 平信号，此时应该按该管脚上接的电压的值来确定输入和输出的 逻辑电平属于哪种分类。 对于可编程器件（CPLD和FPGA）的互连也要根据器件本身的特
常用的逻辑电平
逻辑电平：有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、 PECL、GTL；RS232、RS422、LVDS等。 ·其中TTL和CMOS的逻辑电平按典型电压可分 为四类：5V系列（5V TTL和5V CMOS）、3.3V 系列，2.5V系列和1.8V系列。 ·5V TTL和5V CMOS逻辑电平是通用的逻辑电 平。 ·3.3V及以下的逻辑电平被称为低电压逻辑电平， 常用的为LVTTL电平。 ·低电压的逻辑电平还有2.5V和1.8V两种。 ·ECL/PECL和LVDS是差分输入输出。 ·RS-422/485和RS-232是串口的接口标准，RS422/485是差分输入输出，RS-232是单端输入 输出。
实验01-门电路逻辑功能及参数测试
5）输出端不允许并联使用（OC门和三态门除外）。
6）LS系列逻辑门电路的高电平驱动能力一般为5mA，低电平为20mA。5．CMOS集成门电路分类
1）CD40系列（基本系列）：速度慢；
2）CD45系列：
3）HC/HCT系列：
4）AHC/AHCT系列
5）LVC/ALVC系列：
6．CMOS集成电路使用规则
1）V DD接电源正极，VSS接电源负极（或地┻），不允许接反。CD4000系列的电源电压范围为+3V~18V内，一般选择+5~+15V。
2）所有输入端一律不得悬空，闲置输入端的处理方法：
（1）按照逻辑要求，直接接VDD或者VSS；
（2）工作频率低的电路中，允许输入端并联使用；
（3）输出端不允许直接接VDD或VSS，否则损坏芯片；
（4）改接电路，拔插连线、芯片时，应断开电源，不允许带电操作；
（5）焊接、测试时，设备应有良好的接地，存储容器应有良好的静电屏蔽和导电性能。
3）一般CMOS的高低电平均驱动能力为5mA。
7．TTL门电路的逻辑功能测试
1）与门逻辑功能测试
&
逻辑开关逻
辑
开
关
A
B
Y
D1
电平指示
(a)引脚功能及排列(b) 实验电路连接图
图1.2 74LS08四-2输入与门引脚功能及测试电路连接图（1）按照图1.2（b）接线，与门的两个输入端A、B分别接到两个逻辑开关的输出插口，开关向上，输出逻辑“1”，向下为逻辑“0”，与门的输出端Y接逻辑电
实验一门电路逻辑功能及测试实验报告
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、熟悉数字电路实验箱及示波器使用方法。
二、实验仪器
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
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。
①实验电路如右图所示：
②实验结果：
表 1.1
③结果分析：
74LS20是双四输入与非门，其逻辑表达式为：Y=A B C D ___________
。设置如表1.1的输入，所得结果如表1.1
所示。通过此电路，测试了与非门电路的逻辑功能为：只有当四个全为1时，输出为0；只要有一个不为1，输出为1。
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的逻辑表达式：
Y=（A+B ）（A+B ）
图1.3的逻辑表达式：
Z=AB Y= (A+B ）（A+B ）
①实验电路如图所示： ②实验结果如下表所示：
表 1.2
表 1.3
③结果分析：
经分析，上述两电路图的逻辑表达式如上所示。按表格1.2、1.3输入信号，得到如上图所示的结果，验证了逻辑电路的逻辑关系。
逻辑门电路功能测试实验报告
逻辑门电路功能测试实验报告
实验名称：逻辑门电路功能测试
实验目的：通过对基本逻辑门电路的功能测试，了解逻辑门的功
能特点和使用方法。
实验器材：逻辑门 IC 芯片、电路板、电源、数字万用表。
实验原理：逻辑门电路是由数个基本逻辑门组合而成的，其功能
由每个基本逻辑门的特性决定。在实现不同功能时，需要使用不同类
型的逻辑门，并通过不同的电路组合实现。
实验步骤：
1. 将逻辑门 IC 芯片插入电路板中，并连接电源。
2. 针对不同的逻辑门，根据其真值表，按照连接方法将线路连接。
3. 利用数字万用表对逻辑门电路进行测试，检测其输出信号是否
符合逻辑门的真值表。
4. 可通过改变输入信号的方式，观察逻辑门的输出信号变化。
实验结果：
针对不同类型的逻辑门进行连接和测试，实验结果如下：
1. 与门（AND）电路测试结果符合真值表，只有所有输入都为 1 时，输出信号才为 1。
2. 或门（OR）电路测试结果符合真值表，只要有一个输入信号为1，输出信号即为 1。
3. 非门（NOT）电路测试结果符合真值表，将输入信号取反输出。
4. 与非门（NAND）电路测试结果符合真值表，只要有一个输入信
号为 0，输出信号即为 0。
5. 或非门（NOR）电路测试结果符合真值表，只有所有输入都为
0 时，输出信号才为 1。
6. 异或门（XOR）电路测试结果符合真值表，只有输入信号不相
同时，输出信号才为 1。
实验结论：通过逻辑门电路功能测试，可以了解不同类型的逻辑
门的特点和功能，并根据需要进行组合，实现不同的功能。逻辑门电
路在计算机和电子设备中广泛应用，是数字电路设计的基础。
实验一常用门电路逻辑功能测试
实验名称：常用门电路逻辑功能测试
一、实验目的：
1、熟悉试验环境、学会识别常用芯片的引脚分配。
2、掌握逻辑门逻辑功能的测试方法。
3、掌握简单组合电路的设计。
二、实验内容：
1、应用与非门74LS00实现以下逻辑：
①：F=ABC ②：F=ABC ③：F=A+B ④：F=A B+A B
2、用最少的门电路实现三输入变量的奇偶校验电路。当三个输入端有奇数个1时，
输出为高，否则为低。
三、实验内容步骤：
（学生根据自己实验情况简要总结步骤和内容，主要包括：
1、实验原理图；如：
2、实验真值表；
3、实验结果记录。如：
输入 输出
A B F3
0 0 灭
0 1 亮
1 0 亮
1 1 亮
四、实验总结
（学生根据自己实验情况，简要总结实验中遇到的问题及其解决办法）
F=A+B=A B•=11
⋅•⋅
A B
实验一逻辑门电路的基本参数及逻辑功能测试
实验一逻辑门电路的基本参数及逻辑功能测试
一、实验目的
1、了解TTL与非门各参数的意义。
2、掌握TTL与非门的主要参数的测试方法。
3、掌握基本逻辑门的功能及验证方法。
4、学习TTL基本门电路的实际应用。
5、了解CMOS基本门电路的功能。
6、掌握逻辑门多余输入端的处理方法。
二、实验仪器
三、实验原理
(一) 逻辑门电路的基本参数
用万用表鉴别门电路质量的方法：利用门的逻辑功能判断，根据有关资料掌握电路组件管脚排列，尤其是电源的两个脚。按资料规定的电源电压值接
好（5V±10%）。在对TTL与非门判断时，输入端全悬空，即全
“1”，则输出端用万用表测应为以下，即逻辑“0”。若将其
中一输入端接地，输出端应在左右（逻辑“1”），此门为合格
门。按国家标准的数据手册所示电参数进行测试：现以手册中
74LS20二-4输入与非门电参数规范为例，说明参数规范值和测试条件。
TTL与非门的主要参数
空载导通电源电流I
CCL （或对应的空载导通功耗P
ON
）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
是指输入端全部悬空（相当于输入全1），与非门处于导通状态，
输出端空载时，电源提供的电流。将空载导通电源电流I
CCL
乘以电源电压就得到空载导通功
耗P
ON ，即 P
ON
= I
CCL
×V
CC
。
测试条件：输入端悬空，输出空载，V
CC
=5V。
通常对典型与非门要求P
ON
＜50mW，其典型值为三十几毫瓦。
2、空载截止电源电流I
CCh （或对应的空载截止功耗P
OFF
）
I
CCh
是指输入端接低电平，输出端开路时电源提供的电流。空载截止功耗POFF为空载
实验1 逻辑门电路功能测试
实验报告模板
实验一逻辑门电路功能测试
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1-774LS08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。
表1-874LS08功能测试
输入状态输出状态
U A U B Y
000
010
100
111
0悬空0
1悬空0
悬空00
悬空10
悬空悬空0
2．或逻辑功能测试
图1-8所示芯片74LS32为四2输入或门。图中管脚7为接地端，14为电源端，管脚1、2为两个或输入端，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1-874LS32管脚图
（1）打开数字电路试验箱，选择芯片74LS32并按图1-8所示接线。
（2）按表1-9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。
表1-874LS32功能测试
输入状态输出状态
U A U B Y
000
011
101
111
0悬空0
1悬空1
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 L
1 1 1 1 0
0 1 1 1 1
0 0 1 1 1
0 0 0 1 1
0 0 0 0 1
2、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
大学电子技术实验一 基本逻辑门的参数及特性测试
第二部分数字电子技术实验
实验一基本逻辑门电路参数测试
一、实验目的
1、掌握TTL 与非门电路集成芯片的外形、引脚图和各引脚的作用。
2、掌握TTL 与非门电路主要参数和电压传输特性的测试方法。
3、掌握测试CMOS 门电路参数的测试方法及使用规则。
4、通过上面的测试加深对两种器件的认识以及正确的使用方法。
二、预习要求
1、阅读数字电子基础教材第四章的内容。
2、查阅集成电路器件（见附图），熟悉74LS00、74HC20的电路功能以及引脚结构图。
3、阅读本实验的实验原理和测试方法。
4、掌握数字万用表和示波器的使用方法。
三、实验内容
1、TTL与非门的静态参数测试，以74LS00、74LS20为例。
2、TTL 与非门的动态参数测试。以74LS00、74LS04为例。
3、CMOS门电路参数及逻辑功能测试。
四、实验原理与测试方法
1、TTL 与非门的静态参数测试。
I
（1）低电平输入电流
iL
TTL 与非门某一输入端接地，其余输入端均悬空，流过接地输入端的电流称为输入低电平电流iL I ，或称为输入短路电流is I 。
在实际应用中，is I 相当于前级门输出低电平时后级向前级门灌入的电流，因而is I 的
大小影响到前级门低电平输出时驱动该类型负载门的个数。is I 的测试电路如图1.1所示。
（2）高电平输入电流iH I
TTL 与非门某一输入端接高电平，其余输入端均接地，流过接高电平输入端的电流称为输入高电平电流iH I 。
在多级门电路中， 当前一级门输出高电平时，iH I 就是前级门的拉电流负载， 因而iH I 的大小影响到前级门高电平输出时驱动该类型负载门的个数。iH I 的测试电路如 图1.2 所示。
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实验一逻辑门电路的基本参数及逻辑功能测试
一、实验目的
1、了解TTL与非门各参数的意义。
2、掌握TTL与非门的主要参数的测试方法。
3、掌握基本逻辑门的功能及验证方法。
4、学习TTL基本门电路的实际应用。
5、了解CMOS基本门电路的功能。
6、掌握逻辑门多余输入端的处理方法。
二、实验仪器
三、实验原理
(一) 逻辑门电路的基本参数
用万用表鉴别门电路质量的方法：利用门的逻辑功能判断，根据有关资料掌握电路组件管脚排列，尤其是电源的两个脚。按资料规定的电源电压值接
好（5V±10%）。在对TTL与非门判断时，输入端全悬空，即全
“1”，则输出端用万用表测应为以下，即逻辑“0”。若将其
中一输入端接地，输出端应在左右（逻辑“1”），此门为合格
门。按国家标准的数据手册所示电参数进行测试：现以手册中
74LS20二-4输入与非门电参数规范为例，说明参数规范值和测试条件。
TTL与非门的主要参数
空载导通电源电流I
CCL （或对应的空载导通功耗P
ON
）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
是指输入端全部悬空（相当于输入全1），与非门处于导通状态，
输出端空载时，电源提供的电流。将空载导通电源电流I
CCL
乘以电源电压就得到空载导通功
耗P
ON ，即 P
ON
= I
CCL
×V
CC
。
测试条件：输入端悬空，输出空载，V
CC
=5V。
通常对典型与非门要求P
ON
＜50mW，其典型值为三十几毫瓦。
2、空载截止电源电流I
CCh （或对应的空载截止功耗P
OFF
）
I
CCh
是指输入端接低电平，输出端开路时电源提供的电流。空载截止功耗POFF为空载
截止电源电流I
CCH 与电源电压之积，即 P
OFF
= I
CCh
×V
CC
。注意该片的另外一个门的输入也要
接地。
测试条件： V
CC =5V，V
in
=0，空载。
对典型与非门要求P
OFF
＜25mW。
通常人们希望器件的功耗越小越好，速度越快越好，但往往速度高的门电路功耗也较大。
3、输出高电平V
OH
输出高电平是指与非门有一个以上输入端接地或接低电平的输出电平。空载时，输出
高电平必须大于标准高电压（V
SH
=）；接有拉电流负载时，输出高电平将下降。
4、输出低电平V
OL
输出低电平是指与非门所有输入端接高电平时的输出电平。空载时，输出低电平必须低于标准低电压（VSL=）；接有灌电流负载时，输出低电平将上升。
5、低电平输入电流I
IS （I
IL
）
I
IS
是指输入端接地输出端空载时，由被测输入端流出的电流值，又称低电平输入短路
电流，它是与非门的一个重要参数，因为入端电流就是前级门电路的负载电流，其大小直
接影响前级电路带动的负载个数，因此，希望I
IS
小些。
测试条件： VCC=5V，被测某个输入端通过电流表接地，其余各输入端悬空，输出空载。
通常典型与非门的I
IS
为。
6、电压传输特性
电压传输特性是指输出电压随输入电压变化的关系曲线Vo=f(Vi)。它能够充分地显示与非门的逻辑关系，即：
当输入Vi为低电平时，输出Vo为高电平；
当输入Vi为高电平时，输出Vo 为低电平，
在Vi由低电平向高电平过渡的过程中，Vo也由高电平向低电平转化。
通常对典型TTL 与非门电路要求V
OH ＞3V（典型值为）、V
OL
＜、V
ON
=、V
OFF
=。
7、扇出系数N
扇出系数N
是指输出端最多能带同类门的个数，它反映了与非门的最大负载能力。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
OL 和高电平扇出系数N
OH
。通常I
IH
＜I
IL
，则N
OH
＞N
OL
，故常以N
OL
作为门的扇出
系数。扇出系数可用输出为低电平（≤）时的允许灌入的最大灌入负载电流I
Omax
与输入短
路电流I
IS 之比求得，即N
= I
Omax
/I
IS
。一般N＞8，被认为合格。
(二) 逻辑门电路的逻辑功能与使用
最基本的逻辑门可归结为与门、或门和非门。实际应用时，它们可以独立使用，但用的更多的是经过逻辑组合组成的复合门电路。目前广泛使用的门电路有TTL门电路和CMOS 门电路。
1、TTL门电路 TTL门电路是数字集成电路中应用最广泛的，由于其输入端和输出端的结构形式都采用了半导体三极管，所以一般称它为晶体管-晶体管逻辑电路，或称为TTL 电路。这种电路的电源电压为+5V，高电平典型值为（≥合格）；低电平典型值为（≤合格）。常见的复合门有与非门、或非门、与或非门和异或门。有时门电路的输入端多余无用，因为对TTL电路来说，悬空相当于“1”，所以对不同的逻辑门，其多余输入端处理方法不同。
（1）TTL与门、与非门的多余输入端的处理如图为四输入端与非门，若只需用两个输入端A和B，那么另两个多余输入端的处理方法是：
并联悬空通过电阻接高电平并联、悬空或通过电阻接高电平使用，这是TTL型与门、与非门的特定要求，但要在使用中考虑到，并联使用时，增加了门的输入电容，对前级增加容性负载和增加输出电流，使该门的抗干扰能力下降；悬空使用，逻辑上可视为“1”，但该门的输入端输入阻抗高，易受外界干扰；相比之下，多余输入端通过串接限流电阻接高电平的方法较好。
（2）TTL或门、或非门的多余输入端的处理如图为四输入端或非门，若只需用两个输入端A和B，那么另两个多余输入端的处理方法是：并联、接低电平或接地。
并联接低电平或接地
（3）异或门的输入端处理
异或门是由基本逻辑门组合成的复合门电路。如图为二输入端异或门，一输入端为A，