数字电路实验报告基本逻辑门实验

姓名：xxxxxxxxxxxxxxx学号：xxxxxxxxxx .

学院：计算机与电子信息学院专业：计算机类.

班级：xxxxxxxxxxxxxxxxxx时间：2019年10月18 日.

指导教师：xxxxxxxx .实验名称：基本逻辑门实验

一、实验目的

1、掌握芯片的使用方法；

2、学会使用万用表检测电路；

3、熟悉数字电路实验箱及仿真软件的使用方法。

二、实验原理

门电路是一种开关电路，它每组门电路具有一个或多个输入端，只有一个输出端，当一个或多个输入端有信号时其输出端才有信号，门电路在满足一定条件时，按照一定规律输出信号，起着开关作用。基本门电路采用与门、或门和非门三种，也可以将其组合构成其它的门电路，如与非门、或非门等。

与非门的逻辑功能：当所有的输入端均为高电平时，输出为低电平；一个或一个以上的输入端为低电平时，输出为高电平。对于74LS00的两个输入端口的与非门有4种输入情况（二进制00-11），实际上只要对输入的00，01，10，11，四种进行测试就可以判断其逻辑功能是否正常。

在测试时，为了方便起见，也可以将输入低电平端接地，输入高电平端悬空，但在复杂的数字电路系统中，当输入信号少于与非门的输入端信号的个数时，为了避免干扰，对于TTL电路而言，通常将多余的输入端接入高电平或与该门有信号的输入端并联使用。

三、实验设备及器件

1、数字逻辑试验箱一个；

2、万用表一个；

3、元器件：74LS00、74LS20芯片各一个。

四、实验内容

1、实验内容1：测试74LS00的输入与输出之前的逻辑关系，记录表1-1输出电压及逻辑状态。

2、实验内容2：测试74SL20的输入和输出之间的逻辑关系，记录表2-1输出电压及逻辑状态。

3、实验内容3：电压传输特性测试，电路按图3-1连接，按表3-1所列输入电压值，逐点的进行测量，各输入电压通过调节电位器W获得，将测试结果在表3-1中记录，并根据实测数据做出电压传输特性曲线。

五、实验过程

1、实验内容1：测试74LS00的输入与输出之前的逻辑关系，记录表1-1输出电压及逻辑状态

（1）实验设计思路：利用芯片74LS00测试与非门输入与输出之间的关系，其中通过控制两个芯片管脚的0-1状态确定输入电平，通过观察小灯泡是否发光判断输出的逻辑状态，最后通过万用表直接测出输出电压的值并记录。

（2）元器件管脚图及功能说明：

图1-1 芯片74LS00是2输入四与非门

图1-2 74LS00芯片管脚排列图

功能说明：74LS00芯片实际上是由四个类似的与非门组成，本实验中以4B(13)和4A(12)的输入状态分别记为A、B的0-1表示，同时以4Y(11)作为输出端。

（3）逻辑电路图及设计说明：

图1-3 与非门逻辑电路图

设计说明：根据与非门的特点可得到如上逻辑电路图

（4）器件管脚连线图、实际连线照片及说明：

图1-5 实验1器件管脚实际连线照片

说明：根据所选与非门管脚排列以及实际电路连接特点可得如上连接图。（5）实验步骤及实验数据：

实验步骤：

1.选定74LS00上一个特定与非门；

2.根据所选与非门正确连接实物电路；

3.闭合开关，依次测试输入和输出的逻辑关系；

4.观察小灯泡的亮暗并记录实验数据；

5.使用万用表分别测出不同输入状态下输出电压的值并记录；

6.分析实验数据，得出结论。

实验数据：如表1-1.

表1-1 实验1实验数据

（6）实验总结：显然，由实验数据可以看出，74LS00的输入与输出之间的逻逻辑关系与与非门电路相吻合，只要有一个输入端为低电平输出端就为高电平。通过本次实验，我第一次对课本上的逻辑门电路有关知识有了直观清晰的体会，在实际操作中加深了对于该部分内容的理解，同时提升了自己的动手能力。

2、实验内容2：测试74SL20的输入和输出之间的逻辑关系，记录表2-1输出电压及逻辑状态。

（1）实验设计思路：利用芯片74SL20测试四输入与非门输入与输出之间的关系，其中通过控制四个芯片管脚的0-1状态确定输入电平，通过观察小灯泡是否发光判断输出的逻辑状态，最后通过万用表直接测出输出电压的值并记录。

（2）元器件管脚图及功能说明：

图2-1 74LS20二4输入与非门元器件管脚排列图

功能说明：74LS20元器件有两个相似的4输入与非门，本实验中分别选用13、12、10和9号作为输入端，分别标记为A 、B 、C 和D,对应的输出端则为8号，以Y 记之。

（3）逻辑电路图及设计说明： (13)A

(10)C (9)D

图2-2 四输入与非门逻辑电路图

设计说明：根据四输入与非门电路可得如上逻辑电路图

（4）器件管脚连线图、实际连线照片及说明：

图2-3 实验2器件管脚实际连线照片

说明：根据所选输入端与输出端，逐点进行连接得到如上实物连接图

（5）实验步骤及实验数据：

实验步骤：

1.选定74LS20上一个特定四输入与非门；

2.根据所选与非门正确连接实物电路；

3.闭合开关，依次测试输入和输出的逻辑关系；

4.观察小灯泡的亮暗并记录实验数据；

5.使用万用表分别测出不同输入状态下输出电压的值并记录；

6.分析实验数据，得出结论。

实验数据：如表2-1.

表2-1 实验2实验数据

（6）实验总结：实验2与实验1类似，无非是把二输入换成了四输入，得到的实验数据也有相似的地方。通过这两个实验，我对与非门也有了更深入的理解，也可以类比得到“在与非门中，只有所有输入端都为高电平时输出端才为低电平”的结论。在往后的学习生活中，我也要充分利用类比的思想，善于发现潜在的规律。

3、实验内容3：电压传输特性测试，电路按图3-1连接，按表3-1所列输入电压值，逐点的进行测量，各输入电压通过调节电位器W获得，将测试结果在表3-1中记录，并根据实测数据做出电压传输特性曲线。

（1）实验设计思路：通过调节电位器得到不同的输入电压，再用万用表逐点进行测量，得到的多组数据即可做出电压传输特性曲线。

（2）元器件管脚图及功能说明：

图3-1 74LS20二4输入与非门元器件管脚排列图