实验一 门电路及其参数测量
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
4. 用与非门组成其它门电路并测试验证
(1) 组成或非门。 用一片二输入端四与非门组成或非门
Y A B A B A B
画出电路图，测试并填入表1.5中。
表1.5
输入 A B 0 0 1 1 0 1 0 1
输出 Y
A
1 & 2 4 5
3
A
9 10 & Y 8 12 & 11 & 13
1 2
=1
3
A 9 =1 8 V B Y
10
4 5 =1 6
图1.4
表1.2 输 入 1 0 1 2 0 0 4 0 0 5 0 0 A B 输 Y 出 Y(电压）/V
1
1 1
1
1 1
0
1 1
0
0 1
0
1
0
1
3.逻辑电路的逻辑关系 (1)用74LS00与非门按图1.5和1.6接线，将输入输出逻辑 关系分别填入表1.3及1.4中。 (2)写出上面两个电路逻辑表达式。
图1.1
图1.2
74LS00四-二输入与非门
74LS86 四-二输入异或门
直流电源
LED电平显示
74LS04
74LS00×3
74LS86
数据开关
逻辑开关 时钟
三、实验内容及步骤 1.测试门电路逻辑功能 (l)选用四-二输入与非门74LS00一只，按图1.3接线、输入端 A、B接数据开关(K1～K12两个任意)，输出端接LED电平显 示 (L1～L16任意一个) 。 (2)将电平开关按表1.1置位，分别测输出电压及逻辑状态。
实验一
ห้องสมุดไป่ตู้一、实验目的
门电路逻辑功能及测试
第一部分门电路参数测试
第一部分: 门电路参数测试实验一 TTL门电路参数测试实验一、实验目的1.掌握TTL集成与非门的主要性能参数及测试方法。
2.掌握TTL器件的使用规则。
3.熟悉数字电路测试中常用电子仪器的使用方法。
二、实验原理本实验采用二输入四与非门74LS00（它的顶视图见附录），即一块集成块内含有四个相互独立的与非门，每个与非门有两个输入端。
其逻辑框图如下：图1-1 74LS00的逻辑图图1-2 Iis的测试电路图TTL集成与非门的主要参数有输出高电平VOH 、输出低电平VOL、扇出系数N、电压传输特性和平均传输延迟时间tpd等。
（1）TTL门电路的输出高电平VOHVOH是与非门有一个或多个输入端接地或接低电平时的输出电压值，此时与非工作管处于截止状态。
空载时，VOH的典型值为3.4~3.6V，接有拉电流负载时，VOH下降。
（2）TTL门电路的输出低电平VOLVOL是与非门所有输入端都接高电平时的输出电压值，此时与非工作管处于饱和导通状态。
空载时，它的典型值约为0.2V，接有灌电流负载时，VOL将上升。
（3）TTL门电路的输入短路电流Iis它是指当被测输入端接地，其余端悬空，输出端空载时，由被测输入端输出的电流值，测试电路图如图1-2。
（4）TTL门电路的扇出系数N扇出系数N指门电路能驱动同类门的个数，它是衡量门电路负载能力的一个参数，TTL集成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，它有两种扇出系数，即低电平扇出系数N0L和高电平扇出系数N0H 。
通常有IiH<IiL，则N0H>N0L，故常以N0L作为门的扇出系数。
N0L的测试电路如图1-3所示，门的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载RL ，调节RL使IOL增大，VOL随之增高，当VOL达到VOlm（手册中规定低电平规范值为0.4V）时的IOL就是允许灌入的最大负载电流，则N 0L ＝IOL÷Iis，通常N0L>8（5）TTL门电路的电压传输特性门的输出电压Vo 随输入电压Vi而变化的曲线Vo=f（Vi）称为门的电压传输特性，通过它可读得门电路的一些重要参数，如输出高电平VOH、输出低电平V OL 、关门电平Voff、开门电平VON等值。
数电实验一、门电路的参数、功能测试
实验一、门电路的参数、功能测试
实验资料
TTL与非门74LS00
1、验证与非门（74LS00）的逻辑功能。
(1)任意选择其中一个与非门进行实验。
将与非门的两个输入端分别接到两个电平开关上，输出端接到一个发光二极管（电平指示灯）上，电平指示灯接高电平时点亮，接通电源，操作电平开关，完成真值表(2)将结果填入表中，并判断功能是否正确，写出逻辑表达式。
测与非门的输入、输出端的电压（各输入端分别接低和悬空））。
并与理论值比较。
2、测与非门的输入、输出端的电压（各输入端分别接低和悬空
3、与非门（、与非门（74LS0074LS0074LS00）直流参数测试。
）直流参数测试。
（1）测CCL
I （2）测CCH
I (3)高电平输入电流IIH 测试电路如图2.8所示。
连接电路，通电后读出电流表的读数即为负载门高电平
输入电流IIH ，并用万用表测量此时负载门输入高电平的电压VIH ，将数据填入表中。
(4)低电平输入电流IIL
测试电路如图 2.9所示。
连接电路，通电后读出电流表的读数即为负载门低电平输入电
mA I iL 25.017
7
.05−=−−
=V
V iH 2.42.04.05=×−=
选作实验
1、测电压传世特性
用双踪示波器））并估测出
观察输入输出短的波形。
（用双踪示波器将与非门接成反相器，，观察输入输出短的波形
2、将与非门接成反相器
t
pd 的值。
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。
实验1门电路的功能测试
实验1门电路的功能测试实验目的:1.学习门电路的基本原理和功能；2.掌握门电路的功能测试方法；3.理解门电路的逻辑运算规则。
实验器材：1.电源：直流电源；2.双极性电容器；3.电阻；4.开关；5.逻辑门集成电路（例如：与门，或门，非门）；6.示波器；7.连线和测试仪器。
实验步骤：1.实验准备：a.将直流电源接入实验电路，设置为适当的电压值；b.将逻辑门集成电路与示波器连接；c.将逻辑门集成电路与其他器件连接，如电容器、电阻和开关；d.准备合适的测量仪器，如数字万用表等。
2.门电路基本测试：a.连接一个与门电路，并将输入端连接到适当的电源和地线；b.将逻辑门集成电路的输出端连接到示波器；c.开启电源，观察示波器上显示的输出信号，确认逻辑门电路正常工作。
3.不同门电路的功能测试：a.将一个或多个不同类型的逻辑门集成电路连接到实验电路的输入端；b.通过改变输入信号（例如，改变电压、改变电容器的电荷等），观察逻辑门电路的输出信号变化；c.根据门电路的规律，分析输入信号与输出信号之间的逻辑运算关系；d.使用适当的测试仪器测量输入电流和输出电流，通过对比测量结果，进一步验证门电路的正确性。
4.总结实验结果：a.对每个门电路进行测试，记录输入输出电压/电流的值以及对应的逻辑运算关系；b.对比不同类型的门电路，分析它们的特点和使用场景；c.总结门电路的规律和逻辑运算规则；d.讨论实验中可能出现的误差以及如何减小误差。
实验注意事项：1.实验中要注意电路的连接正确和稳定；2.使用适当的测试仪器，并确保其正常工作；3.测量结果要准确，尽量避免误差的产生；4.及时记录实验数据和观察结果，便于后续分析和总结；5.注意实验安全，遵守实验室的相关规则和操作要求。
实验结论：通过对门电路进行功能测试，我们可以了解到不同类型的逻辑门集成电路的工作原理和功能，并能够根据输入信号预测和分析输出信号的逻辑运算关系。
这将为我们应用门电路进行逻辑运算提供基础和指导。
门电路逻辑功能及测试-实验报告(有数据)
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、实验仪器及器件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。
表 1.1A 表1.1B 表1.1 A B C D LV A (V) V B (V) V C (V) V D (V) V L (V) A B C DL 0 X X X 1 0.024 5.020 5.020 5.020 4.163 0 1 1 1 1 X 0 X X 1 5.020 0.010 5.020 5.020 4.163 1 0 1 1 1 X X 0 X 1 5.020 5.020 0.001 5.020 4.163 1 1 0 1 1 X X X 0 1 5.020 5.020 5.020 0.009 4.163 1 1 1 0 1 1 1 1 1 05.0205.0205.0205.0200.18411 1 1将逻辑电平开关按表1.1A 要求加入到IC 的输入端，采用数字万用表直流电压档测得输入输出的电平值如表1.1B 所示，转换为真值表如表1.1。
实验一门电路的功能测试
实验一、门电路的功能测试一、实验目的1. 学会对门电路逻辑功能进行测试。
2. 掌握门电路闲置输入端的处理。
3. 掌握门电路的灵活运用 二、实验仪器设备和器件1. 实验仪器1) DLC —1数字电子技术实验箱 2) 万用表 示波器2. 实验器件74LS00 74LS02 74LS86 74LS20三、实验原理1．常用逻辑门电路有与、或、非、与非、或非、与或非和异或门电路，它们所完成的逻辑功能分别为：AB Y =、B A Y +=、A Y =、AB Y =、B A Y +=、CD AB Y +=、B A Y ⊕=。
2．逻辑门电路分为TTL 电路和CMOS 电路两大类示（请查阅相关资料）。
3．闲置输入端一般不能悬空，闲置输入端视逻辑功能可采取接地、接电源、或与信号输入端并联使用等方法进行处理。
（1）对于与非门（与门）多余的输入端：应接高电平，依据是A ²1=A ；或与有用的输入端相连（依据是A ²A=A ）,绝对不能接低电平。
（2）对于或非门（或门）多余的输入端：应接低电平，依据是A+0=A ； 或与有用的输入端相连（依据是A+A=A ）绝对不能接高电平。
4．门电路逻辑功能的测试方法 （1）对集成电路供电（2）按真值表给输入端输入信号，观察和测量输出端逻辑值 （3）与理论值比较是否一致。
四、实验内容及步骤（一）门电路逻辑功能的测试（10分） 1．测试与非门的逻辑功能（74LS00）74LS00是二输入四TTL 与非门，其管脚排列如下图74LS00引脚排列选用第一个与非门，按下图接线，测试与非门的逻辑功能并填入测试表格。
注：虚线内的电路在实验箱内，只需用导线插入插孔即可。
测试表格一比较上表中理论逻辑值Y和实际逻辑值Y是否相同，结果说明了什么问题？2．测试74LS02的逻辑功能74LS02是二输入四TTL或非门，其管脚排列如下图74LS02引脚排列仿照测试表格一画出74LS02的测试表格并测试（预习时画出测试表格）（二）闲置输入端的处理（20分）与非门闲置输入端处理74LS20是四输入端二与非门，管脚排列如下图74LS20引脚排列Y 的逻辑功能。
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逻辑电路的表示方法有三种：逻辑表达式法、真值表法和卡诺图法。 其中，逻辑表达式法比较直观，可以直接看出电路的逻辑功能；真值表 法可以直接看出电路输出结果；卡诺图法一般用来帮助化简逻辑表达式 使用。 在电子电路中，用高、低电平分别表示二值逻辑的1和0两种状态， 对于门电路的输入，都有一定的门限值：输入信号幅度高于高电平门限 值，输入为高电平，逻辑状态为1；输入信号幅度低于低电平门限值， 输入为低电平，逻辑状态为0。对于TTL门电路，其高低电平门限值分 别为2.4V和0.4V。 如果以输出的高电平表示逻辑状态1，以低电平表示逻辑状态0，称 这种表示方法为正逻辑；反之，若以输出的高电平表示逻辑状态0，低 电平表示逻辑状态1，则称这种表示方法为负逻辑。在数字电路实验中， 若非特殊说明，一般采用正逻辑。
实验一
实验目的
门电路及其参数测量
1、学习使用基本逻辑门电路，掌握各种门电路之间的转换方法。
2、学会测试逻辑门电路参数的方法。
实验原理
集成逻辑门电路是最基本的数字电路元件，目前使用较为普遍的分 别有双极型TTL逻辑门电路、CMOS型逻辑门电路，以及之后所开发的 一些与TTL兼容的CMOS逻辑门电路，比如74HCT系列。
Y
74LS00 74LS00 74LS00
4、用示波器的XY模式测量7400的电压传输曲线，画出曲线，记录并在曲 线上标注VOH、VOL、Voff、Von。测试电路如图1-2所示。 其中VOH、VOL分别为与非门的输出高电平和低电平；Voff是关门电平， 指保持输出为高电平的最大输入低电平；Von是开门电平，指保持输出为 低电平的最小输入高电平。
VCC
X
VI VO
74LS00
Y
tpHL
tpLH
图1-2
电压传输曲线测试电路
图1-1
传输延迟时间
5、（选作）用与非门7400构成半加器，实现不考虑进位输入的一位二 进制加法。
思考题
对于TTL电路，输入端悬空相当于什么电平？在实际接线中应当如 何处理，为什么？
பைடு நூலகம்
对任何与或表达式进行二次求反，即可得到与非表达式，尽管这种方法 构成的电路不一定是最简方案，但具有器件单一的特点。 电子电路中，最基本的与非门电路为7400，它包含四个独立的二输入 端与非门，称为四-二输入端与非门。其内部逻辑结构和管脚图如下所示， 其中A、B为输入端，Q为输出端。
实验内容
1、用实验箱检测7400中每个与非门的逻辑功能是否正常。 2、用7400实现非、或、或非和异或逻辑功能，写出逻辑表达式并给出化 简过程；在实验箱上连接电路并验证逻辑功能，将结果填入真值表。 3、传输延迟时间是衡量门电路开关速度的一个重要指标，如图1-1所示， tpd = (tpHL+tpLH) / 2，其中tpHL和tpLH分别为导通延迟时间和截止延迟时间。 用环形振荡器测量7400的平均传输延迟时间，实验电路如下图所示。电路 输出波形的周期 T = 6tpd，则tpd = T/6，tpd即为7400平均传输延迟时间。