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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

输入输出

1 2 3 4 Y 电压（V）

1 1 1 1 0 0

0 1 1 1 1 4.141

0 0 1 1 1 4.140

0 0 0 1 1 4.139

0 0 0 0 1 4.140

各引脚电平

输出

Va/V Vb/V Vc/V Vd/V 电压（V ）

5.004 5.003 5.003 5.003 0 0 5.003 5.003 5.003 4.141 0 0 5.002 5.002 4.140 0 0 0 5.002 4.139 0

4.140

③结果分析：

74LS20是双四输入与非门，其逻辑表达式为：Y=ABCD ___________

。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。

3、利用与非门控制输出

输入 输出

A B Y 电压/V 0 0 0 0.184 0 1 1 3.804 1 0 1 3.784 1

1

0.181

输入 输出

A B Y Y 电压/V Z Z 电压/V 0 0 0 0.176 0 0.153 0 1 1 2.577 0 0.154 1 0 1 3.572 0 0.154 1

1

0.390

1

4.161

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电路图如图1.4所示。 ②结果如下： ③结果分析：

根据电路图，可得逻辑表达式为：Y=SA ____

，其功能为，当S=1时，输出与输入反向，当S=0时，输出始终为高电平。可以通过该与非门控制输出结果。

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。 ①实验电路如下图所示：

③实验结果分析：

对照表1.4的实验结果可知，用与非门组成其他电路，满足逻辑电路的逻辑表达式的结果。 ⑵ 组成异或门：

① 将异或门表达式转化为与非门表达式； ②画出逻辑电路图； ③ 测试并填表1.5。 ①实验电路图如下所示： L

②实验结果如图表1.5所示：

表 1.4 表 1.5

③实验结果分析：

对照

表1.5的实验结果可知，用与非门组成其他电路，满足

逻

辑电路的逻辑表达式的结果。

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

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

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。 ①实验电路图如下： ②实验结果如表格所示：

③实验结果分析：

分析实验结果可知：异或门的逻辑功能为当两个输入信号相同时，输出为0，当两个输入信号不同时，输出为1。

四．小结：

①试验中的问题：

在做该实验时 ，第二步实验——逻辑电路的逻辑关系，其逻辑电路图中没有画出接入电源，故我们以为不用接电源就可以，但是做了半天也没有做出来。这个是个常识问题，有源器件使用时，都要接入电源。另外在第四部分，要求自己画出逻辑电路图，我们画的电路图上看去是正确的，但是也是怎么都得不到正确的结果。询问老师后，才知道引脚都是成组发挥功能的。

②实验的结果与理论分析结果比较：

如果不考虑误差的存在，本次试验的结果与理论分析结果一致。 ③实验任务完成情况：

第一次试验，我们做了一上午，因为一些基础知识不是很清楚，加上准备工作也没有做的非常好，所以这次做的很慢。但是我们保证质量的完成了此次试验。 ⑤思考题：

⑴ 怎样判断门电路逻辑功能是否正常?

答：门电路功能正常与否的判断：(1)按照门电路功能，根据输入和输出，列出真值表。(2)按真值表输入电平，查看它的输出是否符合真值表。(3)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：与非门接髙电平则其他信号可以通过，接低电平则输出恒为0，与非门的真值表是“有0出1，全1出0”。所以一个输入接时钟，就是用时钟控制与非门，当时钟脉冲为高电平时，允许信号通过，为低电平时关闭与非门。

输入

输出

1 2 4 5 A B Y Y （V ） 0 0 0 0 0 0 0 0．315 1 0 0 0 1 0 1 4.165 1 1 0 0 0 0 0 0.139 1 1 1 0 0 1 1 4.164 1 1 1 1 0 0 0 0.143 0

1

1

1

1

0.167