(Multisim数电仿真)与非门逻辑功能测试及组成其它门电路
西北工业大学数电实验报告一Quartus和 Multisim
数字电子技术基础
实验报告
题目：实验一 TTL集成门电路逻辑变换
小组成员：
小组成员：
实验一TTL集成门电路逻辑变换
一、实验目的
通过完成所要求的实验内容，来熟练掌握运用TTL集成门电路逻辑变换的基本原理，充分了解 Multisim 软件的仿真技术和QuartusII 软件的绘制原理图、编译程序、波形仿真等功能及将程序写入开发板的全体流程步骤，深入学习数字电路在实践运用中所面临的场景，进而为后续对数字电路更深层次的使用及实验打下良好铺垫。
二、实验要求
要求一：测试与非门逻辑功能。用MULTISIM软件仿真后，再用 FPGA实现电路测试逻辑功能
要求二：用与非门实现“与”逻辑。用 MULTISIM软件仿真后，再用 FPGA实现电路测试逻辑功能
要求三：用与非门实现“或”逻辑。用 MULTISIM软件仿真后，再用 FPGA实现电路测试逻辑功能
要求四：用与非门实现“异或”逻辑。用 MULTISIM软件仿真后，再用 FPGA实现电路测试逻辑功能
要求五：用门电路设计实现一位全加器。用MULTISIM软件仿真后，再用 FPGA 实现电路测试逻辑功能
三、实验设备
（1）电脑一台；
（2）数字电路实验箱；
（3）数据线一根。
四、实验原理
Multisim 的模拟电路编程原理
Quartus II的模拟电路编译、波形仿真及目标器件写入的基本应用数字电路逻辑表达式转换的基本知识
五、实验内容
1、（要求一）
（1）逻辑表达式变换过程
（2）原理图（Multisim和QuartusII中绘制的原理图）：
（3）波形仿真：
（4）记录电路输出结果
与或非门电路的设计制作与测试
与或非门电路的设计制作与测试
与门、或门和非门是数字电路中常用的基本逻辑门。以下是它们的设计、制作和测试步骤：
1. 设计：
- 与门：与门输出为1当且仅当所有输入都为1，否则输出为0。
- 或门：或门输出为1当且仅当至少有一个输入为1，否则输出为0。
- 非门：非门输出与输入相反，即输入为1时输出为0，输入为0时输出为1。
2. 制作：
- 使用数字电子元件，如晶体管、二极管和电阻等，来实现这些逻辑门。具体的元件选择和连接方式取决于你所使用的技术（如TTL、CMOS等）和器件（如集成电路）。
3. 测试：
- 对于与门，将所有输入都设置为1，检查输出是否为1；将至少一个输入设置为0，检查输出是否为0。
- 对于或门，至少将一个输入设置为1，检查输出是否为1；将所有输入设置为0，检查输出是否为0。
- 对于非门，将输入设置为1，检查输出是否为0；将输入设置为0，检查输出是否为1。
请注意，以上步骤是一般性的指导，具体的设计、制作和测试可
能因电路类型和技术有所不同。在实际操作中，你可能需要参考相关的电路图和数据手册，以确保正确设计、制作和测试与或非门电路。
门电路逻辑功能及测试实验报告
门电路逻辑功能及测试实验报告
门电路逻辑功能及测试实验报告
一、实验目的与要求
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。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=AB 或逻辑关系：Y=AB 与非逻辑关系：Y=AB 或非逻辑关系：Y=AB 与或非逻辑关系：Y=ABCD 异或逻辑关系：Y=AB
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
Multisim电路设计与仿真第7章数字电路仿真
217 第7章 Multisim 12在数字电路中的应用和仿真 本章主要介绍Multisim 12中在数字电路中的应用和仿真。首先进行分立元件特性测试与仿真，然后介绍组合逻辑与时序逻辑电路的分析与仿真，最后介绍555定时器与数/模、模/数转换部分的分析与仿真。
7.1分立元件特性测试与仿真
数字电路中逻辑变量有0和1两种取值，对应电子开关的断开和闭合。构成电子开关的基本元件有二极管、三极管和MOS 管。理想开关的开关特性有两种：
（1）静态特性。断开时，开关两端的电压不管多大，等效电阻R OFF =∞，电流I OFF = 0；闭合时，不管流过其中的电流多大，等效电阻R ON = 0，电压U AK = 0。
（2）动态特性。开通时间t on =0，关断时间t off = 0。
客观世界中并没有理想开关。乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字电路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。二极管、三极管和MOS 管做为开关使用时，其静态特性不如机械开关，但动态特性很好。本节主要介绍二极管和三极管的开关特性测试与仿真。
7.1.1二极管开关特性测试与仿真 二极管在正偏导通时的导通压降，硅材料约0.7V ，锗材料约为0.3V ，导通电阻约为几欧
姆或几十欧姆，类似关闭合；反向截止时反向饱和电流极小、反向电阻很大（约几百千欧）类似开关断开。
1.使用伏安特性图示仪观察二极管伏安特性曲线
图7-1 用伏安特性分析仪观察二极管伏安特性曲线
在Multisim 环境下，单击元器件库栏
(Multisim数电仿真)555电路应用
实验9 555定时器应用电路设计
学号: 姓名：专业:
一、实验目的:
1．了解555定时器的工作原理。
2．学会分析555电路所构成的几种应用电路工作原理。
3．熟悉掌握ＥＤＡ软件工具Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的设计仿真测试应用。二、实验设备及材料：
仿真计算机及软件Multisim。
附：集成电路555管脚排列图
三、实验原理:
555电路是一种常见的集模拟与数字功能于一体的集成电路.只要适当配接少量的元件，即可构成时基振荡、单稳触发等脉冲产生和变换的电路，其内部原理图如图1所示，其中（1）脚接地,(2）脚触发输入，(3)脚输出，(4）脚复位，(5)脚控制电压，（6）脚阈值输入，（7）脚放电端,(8)脚电源。
图1
555集成电路功能如表1所示.
表1：
注：1。(5）脚通过小电容接地。
2。＊栏对CMOS 555电路略有不同。
图2是555振荡电路，从理论上我们可以得出:
振荡周期： C R R T ⋅+=)2(7.021。。。....。。.。.。.。.。。.。.....。。……。。.。.1
高电平宽度： C R R t W ⋅+=)(7.021 ..。。..。.。。.....。.。....。...…….。.。.2 占空比： q =2
12
12R R R R ++。.。。。。.。。..。。.。.。。.。。。。。.。.。。.。。....。。....。.…..。..。
3
图3为555单稳触发电路,我们可以得出（3）脚输出高电平宽度为： RC t W 1.1=。。。。。.....。。.。..。。.。......。。.。.。。..。.。.....。...。。。。。。。。.。.。。4
数电实验2-组合逻辑电路
实验报告
课程名称：电工与电子技术II
实验名称：组合逻辑电路
班级
学号
姓名
指导教师
2020 年5 月 18日
教务处印制
一、实验预习（准备）报告
1、实验目的
1）熟练掌握用门电路设计组合逻辑电路的方法。
2）掌握二进制译码器 74LS138 的原理与应用方法
3）通过实验论证设计的正确性
2、实验相关原理及内容
实验原理：
使用集成与非门来设计组合电路是常见的逻辑电路。首先根据设计任务的要
求建立输入、输出变量，并列出真值表。然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式，并转换为与非-与非式。根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。
用 A 、 B 、Cin 分别表示一位全加器的两个加数和低位来的进位，则根据全加器的逻辑功能及真值表可知，全加器的和 S ，进位输出Cout 经化简后可由下式表示：
S =A'B'C in+A'BC i'n+AB'C i'n+ABC in
C out=A'BC in+AB'C in+ABC i'n+ABC in
（1）用与非门设计一位全加器
实验电路图：
B
C
out
图2.2一位全加器电路
理论分析计算：
S=A'B'C in+A'BC i'n+AB'C i'n+ABC in
=(A'B+AB')C'+(A'B+AB')'C(2.3)
in in
其中设Z=A'B+AB'=((A'B)'⋅(AB')')'=(((AB)'⋅B)'⋅((AB)'⋅A)')'，则有
S=ZC i'n+Z'C in=((ZC i'n)'⋅(Z'C in)')'
=(((ZC)'⋅Z)'⋅((ZC)'⋅C)')'(2.4)
数字的电路某实验Multisim仿真
实验一逻辑门电路
一、与非门逻辑功能的测试
74LS20（双四输入与非门）
仿真结果
二、或非门逻辑功能的测试
74LS02（四二输入或非门）
仿真结果：
三、与或非门逻辑功能的测试
74LS51（双二、三输入与或非门）
仿真结果：
四、异或门逻辑功能的测试
74LS86（四二输入异或门）各一片
仿真结果：
二、思考题
1. 用一片74LS00实现Y = A+B的逻辑功能；
2. 用一片74LS86设计一个四位奇偶校验电路；
实验二组合逻辑电路一、分析半加器的逻辑功能
二. 验证三线-八线译码器的逻辑功能
3. 验证数据选择器的逻辑功能
4.思考题
（1）用两片74LS138接成四线-十六线译码器0000
0001
1000
（2）用一片74LS153接成两位四选一数据选择器；
（3）用一片74LS153一片74LS00和接成一位全加器
（1）设计一个有A、B、C三位代码输入的密码锁（假设密码是011），当输入密码正确时，锁被打开（Y1=1），如果密码不符，电路发出报警信号（Y2=1）。
以上四个小设计任做一个，多做不限。
还可以用门电路搭建
实验三触发器及触发器之间的转换
1.D触发器逻辑功能的测试(上升沿)
仿真结果;
2.JK触发器功能测试（下降沿）
Q=0
Q=0略
（1）
（2）
（3）略
实验四寄存器与计数器1.右移寄存器（74ls74 为上升沿有效）
2.3位异步二进制加法，减法计数器（74LS112 下降沿有效）
也可以不加数码显示管
3.设计性试验
（1）74LS160设计7进制计数器（74LS160 是上升沿有效，且异步清零，同步置数） 若采用异步清零：
(Multisim数电仿真)半加器和全加器
实验3.5半加器和全加器
、实验目的:
1. 学会用电子仿真软件Multisim7进行半加器和全加器仿真实验。
2 •学会用逻辑分析仪观察全加器波形：
3. 分析二进制数的运算规律。
4. 掌握组合电路的分析和设计方法。
5. 验证全加器的逻辑功能。
、实验准备:
组合电路的分析方法是根据所给的逻辑电路，写出其输入与输出之间的逻辑关系（逻辑函数表达式或真值表），从而评定该电路的逻辑功能的方法。一般是首先对给定的逻辑电路，按逻辑门的连接方法，逐一写出相应的逻辑表达式，然后写出输出函数表达式，这样写出的逻辑函数表达式可能不是最简的，所以还应该利用逻辑代数的公式或者卡诺图进行简化。再根据逻辑函数表达式写出它的真值表，最后根据真值表分析出函数的逻辑功能。
例如：要分析如图3.5.1所示电路的逻辑功能。
图
3.5.1
1. 写输出函数丫的逻辑表达式：
W 二AAB ABB ......................................... 3.5.1
X =WWC WCC ....................................... 3.5.2
丫= XXD XDD ........................................ 3.5.3
2. 进行化简：
W = AAB ABB 二
AB AB ................................................................... 3.5.4
X =WC Wc 二 ABC ABC ABC ABC ............................................... 5.5 …..3.
使用multisim进行数字逻辑电路建模与仿真说明书
DIGITAL LOGIC CIRCUIT MODELING AND SIMULATION WITH MULTISIM
Multisim is a schematic capture and simulation program for analog, digital and mixed analog/digital circuits, and is one component of the National Instruments “Circuit Design Suite”.
The basic steps in modeling and analysis of a digital logic circuit are:
1.Open Multisim and create a “design”.
2.Draw a schematic diagram of the circuit (components and interconnections).
3.Design digital test patterns to be applied to the circuit inputs to stimulate the circuit and connect signal sources
to the circuit inputs to produce these patterns.
4.Connect the circuit outputs to one or more indicators to display the response of the circuit to the test patterns.
第7章数字电子技术MULTISIM仿真实验2.
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
2．实验原理 译码是编码的逆过程。译码器就是将输入的二进制代码 翻译成输出端的高、低电平信号。3线-8线译码器74LS138有 3个代码输入端和8个信号输出端。此外还有G1、G2A、G2B使 能控制端，只有当G1 = 1、G2A = 0、G2B = 0时，译码器才 能正常工作。 7段LED数码管俗称数码管，其工作原理是将要显示的十 进制数分成7段，每段为一个发光二极管，利用不同发光段 的组合来显示不同的数字。74LS48是显示译码器，可驱动共 阴极的7段LED数码管。
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
3．实验电路 构建8线-3线优先编码器的实验电路，如图7-11所示。 输入信号通过单刀双掷开关接优先编码器的输入端，开关通 过键盘上的A～H键控制接高电平(VCC)或低电平(地)。使能 端通过Space键控制接高电平或低电平。输出端接逻辑探测 器的监测输出。
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
(1) 设计要求：设计一个火灾报警控制电路。该报警系 统设有烟感、温感和紫外线感三种不同类型的火灾探测器。 为了防止误报警，只有当其中两种或两种以上的探测器发出 火灾探测信号时，报警系统才产生控制信号。
(2) 探测器发出的火灾探测信号有两种可能：一种是高 电平(1)，表示有火灾报警；一种是低电平(0)，表示无火灾 报警。设A、B、C分别表示烟感、温感和紫外线感三种探 测器的探测信号，为报警电路的输入信号；设Y为报警电路 的输出。在逻辑转换仪面板上根据设计要求列出真值表，如 图7-8所示。
(Multisim数电仿真)与非门逻辑功能测试及组成其它门电路
实验3.2 与非门逻辑功能测试及组成其它门电路
一、实验目的：
1.熟悉THD-1型(或Dais-2B型)数电实验箱的使用方法。
2. 了解基本门电路逻辑功能测试方法。
3．学会用与非门组成其它逻辑门的方法。
二、实验准备：
1. 集成逻辑门有许多种，如：与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、OC门、TS门等等。但其中与非门用途最广，用与非门可以组成其它许多逻辑门。
要实现其它逻辑门的功能，只要将该门的逻辑函数表达式化成与非-与非表达式，然后用多个与非门连接起来就可以达到目的。例如，要实现或门Y=A+B，
A ，可用三个与非门连根据摩根定律，或门的逻辑函数表达式可以写成：Y=B
接实现。
集成逻辑门还可以组成许多应用电路，比如利用与非门组成时钟脉冲源电路就是其中一例，它电路简单、频率范围宽、频率稳定。
2. 集成电路与非门简介：
74LS00是“TTL系列”中的与非门，CD4011是“CMOS系列”中的与非门。它们都是四-2输入与非门电路，即在一块集成电路内含有四个独立的与非门。每个与非门有2个输入端。74LS00芯片逻辑框图、符号及引脚排列如图
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，输出才是低电平(即有“0”得“1”，全
“1”得“0”）。其逻辑函数表达式为：B
=。
Y⋅
A
TTL电路对电源电压要求比较严，电源电压Vcc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。
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，成为组合两种沟道MOS管性能的更优良的集成电路。CMOS电路的主要优点是：
数字逻辑实验指导书(multisim)
实验一集成电路的逻辑功能测试
一、实验目的
1、掌握Multisim软件的使用方法。
2、掌握集成逻辑门的逻辑功能。
3、掌握集成与非门的测试方法。
二、实验原理
TTL集成电路的输入端和输出端均为三极管结构，所以称作三极管、三极管逻辑电路（Transistor -Transistor Logic ）简称TTL电路。54 系列的TTL电路和74 系列的TTL电路具有完全相同的电路结构和电气性能参数。所不同的是54 系列比74 系列的工作温度范围更宽，电源允许的范围也更大。74 系列的工作环境温度规定为0—700C，电源电压工作范围为5V±5%V，而54 系列工作环境温度规定为-55—±1250C，电源电压工作范围为5V±10%V。
54H 与74H,54S 与74S 以及54LS 与74LS 系列的区别也仅在于工作环境温度与电源电压工作范围不同，就像54 系列和74 系列的区别那样。在不同系列的TTL 器件中，只要器件型号的后几位数码一样，则它们的逻辑功能、外形尺寸、引脚排列就完全相同。
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，特别对我们进行实验论证，选用TTL 电路比较合适。因此，本实训教材大多采用74LS(或74)系列TTL 集成电路，它的电源电压工作范围为5V±5%V，逻辑高电平为“1”时≥2.4V，低电平为“0”时≤0.4V。
它们的逻辑表达式分别为：
图1.1 分别是本次实验所用基本逻辑门电路的逻辑符号图。
图1.1 TTL 基本逻辑门电路
与门的逻辑功能为“有0 则0，全1 则1”；或门的逻辑功能为“有1则1，全0 则0”；非门的逻辑功能为输出与输入相反；与非门的逻辑功能为“有0 则1，全1 则0”；或非门的逻辑功能为“有1 则0，全0 则1”；异或门的逻辑功能为“不同则1，相同则0”。
Multisim数字电路仿真快速上手教程
Multisim快速上手教程
每一次数电实验都要疯了有木有！！！全是线！！！全是线！！！还都长得要命！！！完全没地方收拾啊！！！现在数电实验还要求做开放实验，还要求最好先仿真！！！从来没听说过仿真是个什么玩意儿的怎么破！！！
以下内容为本人使用仿真软件的一些心路历程，可供参考。
所谓仿真，以我的理解，就是利用计算机强大的计算能力，结合相应的电路原理（姑且理解为KVL+KCL）来对电路各时刻的状态求解然后输出的过程。相较于模拟电路，数字电路的仿真轻松许多，因为基本上都转化为逻辑关系的组合了。有人用minecraft来做数字电路，都到了做出8bitCPU的水平（、l）。这个很神奇。
以下进入正文
首先，下载Multisim安装程序。具体链接就不再这里给出了（毕竟是和$蟹$版的软件），可以到BT站里搜索，有一个Multisim 12是我发的，里面有详细的安装说明，照着弄就没问题了。
好，现在已经安装上Multisim 12了。
然后运行，在Circuit Design Suite12.0里，有一个multisim，单击运行。进去之后就是这样的。
那一大块白的地方就是可以放置元件的地方。
现在来以一个简单的数字逻辑电路为例：
菜单栏下一排是这些东西，划线的是数字电路仿真主要用得上的元件。
来个7400吧
点击TTL那个图标（就是圈里左边那个）。出来这样一个东西：
红圈里输入7400就出来了，也可以一个一个看，注意右边“函数”栏目下写的“QUAD 2-INPUT NAND”即是“四个双输入与非门”的意思。
点击确认，放置元件。
Multisim仿真—电路&模电&数电
电路分析基础
2.1 L 、C 并联谐振回路频率特性的仿真测试
XBP1
IN
OUT
C1
1uF L11mH
R1
1k¦¸
V11 Vrms 1kHz 0¡ã
1
20
电路说明：
①电源选择“Sources ”→“SIGNAL_VOLTAGE_SOURCE ”→“AC_VOLTAGE ”。
②
XBP1
IN
OUT
选第9个，设置为
电路分析：
理论值：kHz F
mH LC
f 035.51121210=⨯=
=
μππ
实际值：kHz f 006.50=左右
2.2 L 、C 串联谐振回路频率特性的仿真测试
XBP1
IN
OUT
C1
1nF L11mH
R1100k¦¸V11 Vrms 1kHz 0¡ã 021
3电路说明：
①电源选择“Sources ”→“SIGNAL_VOLTAGE_SOURCE ”→“AC_VOLTAGE ”。
观察左下脚的值，为实际值
测量此处的频率
②
XBP1
IN
OUT
选第9个，设置为
电路分析：
理论值：kHz nF
mH LC
f 23.1591121210=⨯=
=
ππ
实际值：kHz f 23.1590=
2.3 电容特性仿真测试
XSC1
A B Ext Trig
+
+
_ _+_
J1 Key = Space
R1
3k¦¸
C1
1uF
V1 12 V
1 2
3
按Space键，来回切换，看电容的充放电过程。
2.4 电感特性仿真测试
按Space键，来回切换，观察电感特性。
模拟电子线路
2.5 全波整流电路
¸
1N4007
2.6 光电控制电路
VCC
9V
V15 V
R14.7k¦¸5%
R220k¦¸5%
R3510¦¸5%
U1
PS2501-121
数电实验报告-Multisim模拟：基本门电路
学生实验报告
课程名称：_____数字电路_____________ 专业班级：__________________
姓名：__________________
学号：__________________
2019--2020学年第1学期
实验报告注意事项
1. 课前必须认真预习实验，认真书写预习报告，了解实验步骤，未预习或预习
达不到要求的学生不准参加实验；
2. 实验完毕，必须将结果交实验指导教师进行检查，并将计算机正常关机、将
仪器设备、用具及椅子等整理好，方可离开实验室；
3. 按照实验要求书写实验报告，条理清晰，数据准确；
4. 当实验报告写错后，不能撕毁，请在相连的实验报告纸上重写；
5.实验报告严禁抄袭，如发现抄袭实验报告的情况，则抄袭者与被抄袭者该次
实验以0分计；
6. 无故缺实验者，按学院学籍管理制度进行处理；
7. 课程结束后实验报告册上交实验指导教师，并进行考核与存档。
实验项目( 二 ) —预习报告
实验
名称
Multisim模拟：基本门电路
实验目的及要求1.掌握Multisim使用方法
2.掌握NAND、NOR门和XOR门的逻辑函数仿真方法。
3.由基本逻辑门组成的复合逻辑电路仿真方法。
要求：
1.模拟NAND 的输入和输出之间的逻辑关系。
2.模拟NOR 的输入和输出之间的逻辑关系。
3.模拟XOR 的输入和输出之间的逻辑关系
4.模拟由基本逻辑IC 实现的逻辑表达式
_______
__________
____
B
A
AB
F⊕
+
=。
实验内容及原理（1）模拟简单门的逻辑功能
在此实验中，使用TTL IC模拟基本逻辑门的输入-输出关系。本实验使用74个系列IC，如四元2输入NAND门74LS00、四元2输入或门74LS32、六角逆变器74LS04、四元2输入XOR门74LS86。它们可以在Multisim 接口中找到，如图1 所示。
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
门电路是电子数字电路的基本组成单元，用于实现逻辑功能的运算。常见的门电路包括与门、或门、非门、异或门等。每种门电路都有其特定的逻辑功能和运算规则。
1. 与门（AND Gate）：具有两个输入端和一个输出端，当且仅当两个输入信号同时为高电平时，输出才为高电平；否则输出为低电平。
2. 或门（OR Gate）：具有两个输入端和一个输出端，当且仅当两个输入信号中至少一个为高电平时，输出才为高电平；否则输出为低电平。
3. 非门（NOT Gate）：具有一个输入端和一个输出端，当输入信号为高电平时，输出为低电平；当输入信号为低电平时，输出为高电平。
4. 异或门（XOR Gate）：具有两个输入端和一个输出端，当两个输入信号中只有一个为高电平时，输出为高电平；否则输出为低电平。
测试实验原理：
测试门电路的逻辑功能通常采用真值表或实验仪器进行验证。真值表是列出输入和输出的所有可能组合，并对照门电路的逻辑规则得到输出结果。实验仪器例如示波器、信号源等，用于输入不同的信号给门电路，并观察输出信号的变化。
以与门为例，测试实验可以按照以下步骤进行：
1. 设置输入信号：将输入信号线连接到适当的电压源，可以选择高电平和低电平来模拟逻辑运算。
2. 观察输出信号：将输出信号线连接到示波器或其他观测设备，观察输出信号的变化。根据与门的逻辑规则，当且仅当输入信号同时为高电平时，输出信号才应为高电平。
3. 验证真值表：将输入信号按照真值表中的组合依次设置，观察输出信号是否与真值表中的结果一致。如果一致，说明门电路的逻辑功能正常。
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实验3.2 与非门逻辑功能测试及组成其它门电路
一、实验目的：
1.熟悉THD-1型(或Dais-2B型)数电实验箱的使用方法。
2. 了解基本门电路逻辑功能测试方法。
3．学会用与非门组成其它逻辑门的方法。
二、实验准备：
1. 集成逻辑门有许多种，如：与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、OC门、TS门等等。但其中与非门用途最广，用与非门可以组成其它许多逻辑门。
要实现其它逻辑门的功能，只要将该门的逻辑函数表达式化成与非-与非表达式，然后用多个与非门连接起来就可以达到目的。例如，要实现或门Y=A+B，
A ，可用三个与非门连根据摩根定律，或门的逻辑函数表达式可以写成：Y=B
接实现。
集成逻辑门还可以组成许多应用电路，比如利用与非门组成时钟脉冲源电路就是其中一例，它电路简单、频率范围宽、频率稳定。
2. 集成电路与非门简介：
74LS00是“TTL系列”中的与非门，CD4011是“CMOS系列”中的与非门。它们都是四-2输入与非门电路，即在一块集成电路内含有四个独立的与非门。每个与非门有2个输入端。74LS00芯片逻辑框图、符号及引脚排列如图
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，输出才是低电平(即有“0”得“1”，全
“1”得“0”）。其逻辑函数表达式为：B
=。
Y⋅
A
TTL电路对电源电压要求比较严，电源电压Vcc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。
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，成为组合两种沟道MOS管性能的更优良的集成电路。CMOS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+5V~+18V范围内正常运行。
3．集成电路芯片简介：
数字电路实验中所用到的集成电路芯片都是双列直插式的，其引脚排列规则如图3.2.3所示。识别方法是：正对集成电路型号(如74LS00)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数1、2、3...依次数到最后一脚(在左上角)。在标准型TTL集成电路中，电源端Vcc一般排在左上角，接地端GND 一般排在右下角。如74LS00为14脚芯片，14脚为Vcc，7脚为GND。若芯片
集成电路使用注意事项：
(1). 接插集成电路时，要认清定位标记，不得插反。
(2). TTL集成电路电源电压严格控制在+4.5V~+5.5V之间，实验中一般用Vcc= +5V。电源极性绝对不允许接反。CMOS集成电路电源电压允许在+5V~+18V范围内选择，实验中一般也用+5V。
(3).为使门电路工作稳定，多余闲置的输入端一律不准悬空，闲置的输入端处理方法：与非门接Vcc，或非门接GND。
(4). 在连接电路和插拔集成电路时，应先切断电源，严禁带电操作！
三、计算机仿真实验内容：
1. 测与非门的逻辑功能：
(1). 单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条的“TTL”按钮，从弹出的对话框中选取一个与非门74LS00N，将它放置在电子平台上；单击真实元件工具条的“Source”按钮，将电源Vcc和地线调出放置在电子平台上；单击真实元件工具条的“Basic”按钮，将单刀双掷开关“1J”和“2
J”调出放置在电子平台上，并分别双击“1J”和“2
J”图标，将弹出的对话框的“Key for Switch”栏设置成“A”和“B”，最后点击对话框下方“OK”按钮退出。
(2). 单击电子仿真软件Multisim7基本界面右侧虚拟仪器工具条“Multimeter”按钮，如图3.2.4左图所示，调出虚拟万用表“XMM1”放置在电子平台上，如图3.2.4右图所示。
图3.2.4
(3). 将所有元件和仪器连成仿真电路如图3.2 5所示。
图3.2 5
(4). 双击虚拟万用表图标“XMM1”，将出现它的放大面板，按下放大面板上的“电压”和“直流”两个按钮，将它用来测量直流电压如图3.2.6所示。
图3.2.6
(5). 打开仿真开关，按表3.2.1所示，分别按动“A”和“B”键，使与非门的两个输入端为表中 4 种情况，从虚拟万用表的放大面板上读出各种情况的直流电位，将它们填入表内，并将电位转换成逻辑状态填入表内。
表3.2.1：
输入端输出端
A B电位(V) 逻辑状态
0 0
0 1
1 0
1 1
2．用与非门组成其它功能门电路：
(1). 用与非门组成或门：
1). 根据摩根定律，或门的逻辑函数表达式B
=可以写成：B
A
Q+
=，
Q⋅
A
因此，可以用三个与非门构成或门。
2). 从电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条的“TTL”按钮中调出3个与非门74LS00N；从真实元件工具条的“Basic”按钮中调出2个单刀双掷开关，并分别将它们设置成Key=A和Key=B；从真实元件工具条的“Source”按钮中调出电源和地线；红色指示灯从虚拟元件工具条中调出。
3). 连成或门仿真电路如图3.2.7所示。
图3.2.7
4). 打开仿真开关，按表3.2.2要求，分别按动“A”和“B”，观察并记录指示灯的发光情况，将结果填入表3.2.2中，根据表3.2.2分析是否就是或门电路的真值表。
表3.2.2：
输入输出
A B指示灯状况逻辑状态
0 0
0 1
1 0
1 1
(2). 用与非门组成异或门：
1). 按图3.2.8所示调出元件并组成异或门仿真电路。
2). 打开仿真开关，按表3.2.3要求，分别按动“A”和“B”，观察并记录指示灯的发光情况，将结果填入表3.2.3中。
3). 写出图3.2.8中各个与非门输出端的逻辑函数式，最终是否与异或门的逻辑函数式相符。