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

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。

结论：根据实际测试的到的真值表，该电路完成了所设计的逻辑功能。

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的逻辑电路表达式 =Y A A B B B A 图1.3的逻辑电路表达式 =Y A B A A B B Z A B A B

将逻辑电平开关按表1.2A 和表1.3A 的要求分别加入到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1.2B 和表1.3B 所示，转换为真值表如表1.2和表1.3。 结论：根据实际测试的到的真值表，该电路完成了所设计的逻辑功能。

3、利用与非门控制输出

用一片74LS00 按图1.4 接线。S 分别接高、低电平开关，用示波器观察S 对输出脉冲的控制作用。

（1）高电平：

低电平：

（2）高电平：

低电平：

4、用与非门组成其它门电路并测试验证

⑴ 组成或非门：用一片二输入端四与非门组成或非门Y A B =+，画出电路图，测试并填表1.4。

⑵ 组成异或门：

① 将异或门表达式转化为与非门表达式；

L A B A B A B A B =+=

②画出逻辑电路图；

③ 测试并填表1.5。

表 1.4A 表1.4B 表1.4 A B Y

V A (V) V B (V) V Y (V)

A B Y 0 0 1 0.001 0.001 4.160 0 0 1 0 1 0 0.001 5.017 0.161 0 1 0 1 0 0 5.017 0.001 0.161 1 0 0 1 1 0 5.017 5.017 0.161 1 1 0

A B Y V A (V) V B (V) V Y (V) A B Y 0 0 0 0.005 0.001 0.175 0 0 0 0 1 1 0.005 5.016 4.131 0 1 1 1 0 1 5.017 0.001 4.131 1 0 1 1

1

5.017

5.016

0.175

1

1

将逻辑电平开关按表1.4A 和表1.5A 的要求分别加入到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1.4B 和表1.5B 所示，转换为真值表如表1.4和表1.5。

结论：根据实际测试的到的真值表，该电路完成了所设计的逻辑功能。

5、异或门逻辑功能测试

⑴选二输入四异或门电路74LS86，按图1.5 接线，输入端1、2、4、5 接电平开关输出插口，输出端

A、B、Y 接电平显示发光二极管。

⑵将电平开关按表1.6 的状态转换，将结果填入表中。

将逻辑电平开关按表1.6A的要求分别加入到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1.6B所示，转换为真值表如表1.6。

结论：根据实际测试的到的真值表，该电路完成了所设计的逻辑功能。

思考题：

⑴怎样判断门电路逻辑功能是否正常?

首先，按照门电路功能，根据输入和输出，列出真值表。其次，按真值表输入电平，查看它的输出是否符合真值表。最后，所有真值表输入状态时，它的输出都是符合真值表，则门电路功能正常；否则门电路功能不正常。

⑵与非门一个输入接连续脉冲，其余端什么状态允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过？对脉冲信号有何要求？

答：其余的输入端口全置高电平，则这个输入端的脉冲，才能在输出端产生相应的变化（非门作用）。如果其余的输入端口有任意一个是低电平，则信号即被阻断，输出端将无脉冲输出。

⑶异或门又称可控反相门，为什么？

答：“异或”函数当有奇数个输入变量为真时，输出为真。当输入X＝0，Y＝0时，输出S＝0；当输入X＝0，Y＝1时，输出S＝1。其中，0代表假，1代表真。

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