数字实验一 门电路逻辑功能与测试
实验一、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.熟悉门电路逻辑功能并掌握常用的逻辑电路功能测试方法。
2.熟悉RXB-1B数字电路实验箱及V252示波器使用方法。
二、实验仪器及材料1.V252双踪示波器2.RXB-1B数字电路实验箱3.万用表4.器件74LS00四2输入与非门1片74LS86四2输入异或门1片三、实验任务任务一：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，其外引线排列图如下图。
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数字电路实验箱的任意14引脚的IC空插座中。
〔2〕按图接线测试其逻辑功能。
芯片74LS86的输入端1、2、4、5号引脚分别接至数字电路实验箱的任意4个电平开关的插孔，输出端3、6、8分别接至数字电路实验箱的电平显示器的任意3个发光二极管的插孔。
14号引脚+5V接至数字电路实验箱的+5V电源的“+5V〞插孔，7号引脚接至数字电路实验箱的+5V电源的“⊥〞插孔。
〔3〕将电平开关按表设置，观察输出端A、B、Y所连接的电平显示器的发光二极管的状态，测量输出端Y的电压值。
发光二极管亮表示输出为高电平〔H〕，发光二极管不亮表示输出为低电平〔L〕。
把实验结果填入表中。
图 四2输入异或门74LS86外引线排列图图 异或门逻辑功能测试连接图表 异或门逻辑功能测试的实验数据将表中的实验结果与异或门的真值表比照，判断74LS86是否实现了异或逻辑功能。
根据测量的V Z 电压值，写出逻辑电平0和1的电压范围。
任务二：利用与非门控制输出1A 1B 1Y 2A 2B 2YV CC 4B 4A 4Y 3B 4A 3YY选一片四2输入与非门电路74LS00，按图接线。
实验一 门电路逻辑功能的测试
表1
74LS00的逻辑功能测试数据
输出 电压/V F
输入 A 0 1 1 B 0 0 1
0 1
表2 悬空或接地时输出端的逻辑状态
输入 悬空 接地
（高/低）电平
输出
2) TTL“异或”门电路的逻辑功能的测试 任选其中一个“异或”门进行功 能测试，输入端A、B分别输入不同 的逻辑电平，测试输出端F的电压和 相应的逻辑状态，并将结果记入表3。 3) TTL“或非”门电路的逻辑功能的测 试 任选其中一个“异或”门进行功 能测试，输入端A、B分别输入不同 的逻辑电平，测试输出端F的电压和
(二) 实验仪器设备
① 数字电路实验箱 ② 数字万用表 ③ 芯片：74LS00 (与非门) 74LS86 (异或门) 74LS02 (或非门)
(二) 实验内容及步骤 1) TTL“与非”门电路的逻辑功能的测试 任选其中一个“与非”门进行功能测试，输入端A、 B分别输入不同的逻辑电平，测试输出端F的电压 和相应的逻辑状态，并将结果记入表1。 分别测试当输入端A、B悬空或接地是输出端F的逻辑 状态。将结果记入表2。
74ls00的逻辑功能测试数据输入输出悬空或接地时输出端的逻辑状态输入高低电平输出悬空接地ttl异或门电路的逻辑功能的测试任选其中一个异或门进行功能测试输入端ab分别输入不同的逻辑电平测试输出端f的电压和相应的逻辑状态并将结果记入表3
实验一 门电路逻辑功能的测试
(一) 实验目的 1)掌握常用的TTL门电路的逻辑功能的测试方法。 2)掌握芯片的管脚识别。
表3 74LS86逻辑功能测试数据 输入 A 0 B 0 输出 电压/V F
0
1 1
1
0 1
表4 74LS02逻辑功能测试数据 输入 输出
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。
门电路逻辑功能与测试实验报告
门电路逻辑功能与测试实验报告一、引言门电路是数字电子电路中常见的逻辑电路，用于实现布尔逻辑运算和控制功能。
门电路有与门、或门、非门、异或门等多种类型，通过它们的组合可以实现复杂的数字运算和逻辑控制。
本实验旨在通过实际操作和测试，深入了解门电路的逻辑功能和工作原理。
二、实验内容1.与门的测试：使用与门芯片（74LS08），接入两个输入A和B，并将结果输出连接到一个LED灯。
通过手动给输入引脚加高或低电平，观察LED灯的亮灭情况，并记录输入输出的真值表。
2.或门的测试：使用或门芯片（74LS32），接入两个输入A和B，并将结果输出连接到一个LED灯。
通过手动给输入引脚加高或低电平，观察LED灯的亮灭情况，并记录输入输出的真值表。
3.非门的测试：使用非门芯片（74LS04），接入一个输入A，并将结果输出连接到一个LED灯。
通过手动给输入引脚加高或低电平，观察LED灯的亮灭情况，并记录输入输出的真值表。
4.异或门的测试：使用异或门芯片（74LS86），接入两个输入A和B，并将结果输出连接到一个LED灯。
通过手动给输入引脚加高或低电平，观察LED灯的亮灭情况，并记录输入输出的真值表。
三、实验结果与分析1.与门测试结果分析：根据与门输入两个高电平时才输出高电平的特性，可以得到与门的真值表如下：A ，B ， Outpu:---:，:---:，:------low ， low ， lolow ， high， lohigh， low ， lohigh， high， hig实验测试结果与理论一致，说明与门的逻辑功能正常。
2.或门测试结果分析：根据或门输入两个低电平时才输出低电平的特性，可以得到或门的真值表如下：A ，B ， Outpu:---:，:---:，:------low ， low ， lolow ， high， highigh， low ， highigh， high， hig实验测试结果与理论一致，说明或门的逻辑功能正常。
实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试
实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试逻辑门电路是数字电子电路中常用的一种电路，用于实现逻辑运算。
逻辑门电路由逻辑门和逻辑门之间的连接组成。
不同的逻辑门具有不同的逻辑功能，如与门、或门、非门等。
下面将对常见的逻辑门电路的逻辑功能和测试方法进行详细介绍。
一、与门（AND Gate）与门是最基本的逻辑门之一，它的逻辑功能是输入信号同时为高电平时输出高电平，否则输出低电平。
与门的通用符号是一个带有两个输入引脚和一个输出引脚的长方形。
常用的与门有两输入与门、三输入与门等。
测试方法：1.连接电路：将与门的输入引脚与一个电源和一个接地电路连接，将输出引脚连接到一个LED灯。
2.输入测试：将输入引脚分别连接到电源和接地，检查LED灯的亮灭情况。
当输入引脚都为高电平时，LED灯应该亮起；否则，LED灯应该熄灭。
二、或门（OR Gate）或门是另一种常见的逻辑门，它的逻辑功能是只要有一个输入信号为高电平，输出就为高电平；只有所有输入信号都为低电平时，输出才为低电平。
或门的通用符号也是一个带有两个输入引脚和一个输出引脚的长方形。
测试方法：1.连接电路：将或门的输入引脚与一个电源和一个接地电路连接，将输出引脚连接到一个LED灯。
2.输入测试：将输入引脚分别连接到电源和接地，检查LED灯的亮灭情况。
当任意一个输入引脚为高电平时，LED灯应该亮起；否则，LED灯应该熄灭。
三、非门（NOT Gate）非门是较为简单的逻辑门之一，它的逻辑功能是输出与输入相反的电平信号。
非门的通用符号是一个带有一个输入引脚和一个输出引脚的长方形。
测试方法：1.连接电路：将非门的输入引脚与一个电源和一个接地电路连接，将输出引脚连接到一个LED灯。
2.输入测试：将输入引脚分别连接到电源和接地，检查LED灯的亮灭情况。
当输入引脚为高电平时，LED灯应该熄灭；否则，LED灯应该亮起。
以上是常见的逻辑门电路的逻辑功能及测试方法。
通过对逻辑门的测试，可以确保电路正常工作并实现所需的逻辑功能。
2.2.2数字实验一门电路逻辑功能测试及组合逻辑设计
三、实验内容
4、设计全减器
表4-1-4 全减器真值表
输出逻辑函数式
S A B Ci Ci1 (B Ci ) ABCi
数字实验一：门电路逻辑功能测试及组合逻辑电路设计
三、实验内容
4、设计全减器
Ci
1
74LS86
B
2 =1 3
4
5 =1 6
S
A
74LS04 1
& 1
22
1 & 4
& 5
3 74LS00
四输入二与非门74LS20
图4-1-5 三人表决器电路图
数字实验一：门电路逻辑功能测试及组合逻辑电路设计
三、实验内容
3、设计三人表决电路
表4-1-3 三人表决器真值表
A
& 1
2
74LS00
3
74LS20 1
B
6
& & 4
62
5
F 对照验证
C
& 9
84
10
图4-1-5 三人表决器电路图
数字实验一：门电路逻辑功能测试及组合逻辑电路设计
数字实验一：门电路逻辑功能测试及组合逻辑电路设计
三、实验内容
2、设计全加器
A B
1
2 =1 3
74LS86 4
5 =1 6
Ci
1
S
3
2& 1
& 4
62
5
1 3 Ci+1
74LS32
74LS08
图4-1-4 全加器电路图
二输入四异或门74LS86 二输入四与门74LS08 二输入四或门74LS32
数字实验一：门电路逻辑功能测试及组合逻辑电路设计
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：(1)AND门测试：将AND门的两个输入端分别接入逻辑1和逻辑0信号源，观察输出端的信号变化。
当输入端均为逻辑1时，输出端应为逻辑1；当输入端有一个或两个信号为逻辑0时，输出端应为逻辑0。
逻辑1和逻辑0表示高电平和低电平。
(2)OR门测试：将OR门的两个输入端分别接入逻辑1和逻辑0信号源，观察输出端的信号变化。
门电路逻辑功能测试及应用
实验一门电路逻辑功能测试及应用一．实验目的掌握基本门电路的逻辑功能。
二．实验设备及器材数字电子实验箱万用表2—3输入2—2输入与或非门确（74LS51）2输入四与非门（74LS00）2输入四正与门（OC）（74LS09）三态门（74LS126）2输入四异或门（7486）三．实验内容及步骤(一).与非门的逻辑功能测试(74LS00)1．如图1—1所示，任意选择其中一个与非门进行实验，输入端A、B分别接数字电子实验箱上的逻辑开关，当开关向上拨时，输入为高电平，即“H”或二进制“1”；当开关向下拨时，输入为低电平，即“L”或二进制“0”。
2．用发光二极管（即LED）显示门的输出状态。
当LED亮时，门的输出状态为“1”，或称高电平，用“H”表示; 当LED暗时，门的输出状态为“0”，或称低电平，用“L”表示。
门的输出状态也可以用电压表或逻辑笔测试。
3.按实验表1—1的要求，改变输入端A、B的逻辑状态，分别测出输出端电平，填入表1—1中，并判定其逻辑功能是否正确，写出逻辑表达式。
实验图1—1实验图1—2实验表1—1(二).利用与非门组成其它门电路或门(74LS00)1.按实验图1—2接线, 输入端A、B分别接数字电子实验箱上的逻辑开关，当开关向上拨时，输入为高电平，即“H”或二进制“1”；当开关向下拨时，输入为低电平，即“L”或二进制“0”。
2．用发光二极管（即LED）显示门的输出状态。
当LED亮时，门的输出状态为“1”，或称高电平，用“H”表示; 当LED暗时，门的输出状态为“0”，或称低电平，用“L”表示。
门的输出状态也可以用电压表或逻辑笔测试。
2.按实验表1—2的要求，改变输入端A、B的逻辑状态，分别测出输出端电平，填入表1—2中，并判定其逻辑功能是否正确，写出逻辑表达式。
实验表1—2(三).与或非门的逻辑功能测试(74LS51)1. 74LS51逻辑图见附录，按实验表1—3的要求，将A、B、C、D分别接数字电子实验箱上的逻辑开关,输出端接状态显示灯。
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数字实验一门电路逻辑功能与测试
实验一门电路逻辑功能及测试
一、实验目的：
1.熟悉常用集成门电路的逻辑功能及测试方法。
2. 熟悉各种门电路的管脚排列，进一步熟悉仿真软件和数字试验箱的使用。
3．学习利用与非门组成其它逻辑门电路并验证其逻辑功能。
二、实验仪器及设备
1.数字电路实验箱
2.万用表
3.集成芯片：
74LS00 2输入端四与非门 2片
74LS86 2输入端四异或门 1片
三、实验原理
1. 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。
2. 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、异或门等等。
但其中与非门用途最广，74LS00是“TTL系列”中的与非门，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。
3. 利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，根据摩根定律，或门的逻辑函数表
达式可以写成：
Y=B
A ，可用三个与非门连接实现。
四、实验室操作实验内容：
1．测试与非门的逻辑功能：
(1).首先将集成电路芯片74LS00插在实验箱上，取一根导线将芯片的14管脚和试验箱上的5V直流电压输出端相连，再取一导线将芯片的7管脚与试验箱上的地端相连。
然后从此芯片中任选一个与非门，将它的两个输入端A、B分别与实验箱逻辑电平输出插孔连接，每个插孔下方都对应一个拨动开关，用于控制此孔输出电平为“1”或“0”。
输出端Q和试验箱上任一个发光二极管相连。
测试电路如图4.1所示。
图4.1 与非门逻辑功能测试
(2).当输入端A、B的输入电平分别为表4.1中情况时，用万用表分别测出输出端Q对地的电压值，万用表的连接方法如图 4.1所示：其中红表笔接输出
端Q，黑表笔接实验箱的地端。
测量电压的同时观察发光二极管的状态，发光二极管亮时，表示Q端逻辑状态为“1”，发光二极管灭时，表示Q端逻辑状态为“0”。
将测试结果填入表4.1中。
表4.1：
输入端输出端Q
A B电压(V) 逻辑状态
0 0
0 1
1 0
1 1
2.测试四2输入异或门74LS86的逻辑功能
(1). 首先将集成电路芯片74LS86插在实验箱上，取一根导线将此芯片的14管脚和试验箱上的5V 直流电压输出端相连，再取一导线将此芯片的7管脚与试验箱上的地端相连。
然后从此芯片中任选一个异或门，进行逻辑功能的测量，测量电路连接方法同上一步与非门的测量。
异或门逻辑功能测量电路如图 4.2所示。
图4.2 异或门的逻辑功能测试
(2). 测量步骤同上一步与非门的测量。
按照表4.2改变输入端电平，将测量结果填入表4.2中。
表4.2
3．用与非门组成其它功能门电路：
(1). 用与非门组成与门
1）与门的逻辑函数表达式B A Q •=可以写成：B A Q •=。
按此表达式可知两个与非门即可组成与门。
逻辑电路图如图4.3所示。
2）在74LS00中任意选两个与非门按图4.3连接电路，输入端A 、B 接逻辑电平开关，输出端Q 接发光二极管，拨动逻辑开关，观察发光二极管的亮与灭，测试其逻辑功能，结果填入下表4.3中。
输入端 输出端Q A B 电压(V ) 逻辑状态 0 0 0 1 1 0 1 1
图4.3 与门电路连接图
表4.3 与门测量结果
(2). 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 A Q +=，可以写成：B A Q ⋅=，因此，可以用三个与非门组成或门。
2). 画出实验电路图，自拟实验步骤，并在实验箱上连好实验电路，利用逻辑电平开关给出输入端的高低电平，利用发光二极管亮或灭确定输出端Q 的逻辑状态。
将检测电路的输入和输出结果，填入表4.4中。
表4.4：或门测量结果
(3)．用与非门组成异或门：
1). 异或门的逻辑函数表达式B A Q ⊕=，可以写成：
B A B A B A B A Q •=+=。
由此可知用5个与非门即可组成异或门。
输入端
输出端Q A B
逻辑状态（实测） 逻辑状态（理论） 0 0
0 1
1 0
1 1 输入端 输出端Q A B 逻辑状态（实测） 逻辑状态（理论） 0 0 0 1 1 0 1 1
2）在实验箱上用2片74LS00按照以上表达式组成如图4.4所示电路。
其中A、B两个输入端分别接入逻辑电平开关；输出端Q接到实验箱任意一个发光二极管对应的接线孔，用以观察输出电平的高低。
图4.4 与非门组成异或门
3). 按以下表4.5要求，分别扳动输入端A、B的两个拨动开关，设置电路输入端的4种逻辑状态，观察并记录指示灯的发光情况，将测量结果填入表4.4中。
表4.5：异或门测量结果
输入端输出端Q
A B逻辑状态（实测）逻辑状态（理论）
0 0
0 1
1 0
1 1
五、实验报告要求：
1.画出实验室操作实验中全部实验电路图，整理各表格数据，并对实验结果进行分析。
能写出电路中各级与非门的输出逻辑表达式。
2. 整理并填写仿真实验各数据。
3. 比较实验室数据和仿真数据，总结两种实验方法的优缺点。