数字电子技术实验报告1

实验名称门电路逻辑功能及其应用

1、实验目的

1.熟悉数字电子技术实验箱。

2.掌握常用的逻辑门电路的逻辑功能和测试方法

3.掌握集电极开路门的逻辑功能及使用特点。

2、实验原理

1.基本逻辑功能

(1)与门的功能

特点:全1出1;只要有一-个为0，输出为0。

(2)或门的功能

特点:全0出0;只要有一-个为1，输出为1。

(3)与非门门的功能

特点:全1出0; 只要有一-个为0，输出为1。

(4)异或门门]的功能

特点:相异为1;相同为0。

2.集电极开路门(0C门) 线与的功能

集电极开路门(简称0C门)，它工作时必须外接负载电阻RL。若把两个0C门输出端连接在一-起，通过公共电阻RL接到电源，就可实现“线与”的功能。

3、实验步骤

1、测试门电路的逻辑功能

(1)将四2输入与非门74LS00 一只插入数字电子实验箱，按图2.1.1接线，输入端接S1、S2 (逻辑电平开关输出插口)，输出端接直流电压表或电平显示发光二极管。

(2)将电平开关按表要求输入电平，分别测输出电压及逻辑状态，验证输出与输入变量是否符合“与非”关系。

2.测试门电路传输特性

(1)按图2.1.4接线。

(2)调Rp，用电压表测量当U分别为0.3、0.6、1、1.3、1.4、1.5、2、3V时对应的U值，填入表中，并画出传输特性曲线。

3.利用与非门控制

用与非门按图接线，S接任一电平开关，用示波器观察S对

输出脉冲的控制作用。用坐标纸画出观测图输入与输出的对

应波形。

4.0C门的“线与”功能测试

按图接线，A、B、C、D分别接至逻辑开关S1、S2、S3、S4的插孔中，按照逻辑图，有L=ABCD。把A、B、C、D的16种组合列出真值表，再用实验测定L，并填表。

5、逻辑电路实验

(1)用74LS0O按图接线，将输入、输出的逻

辑关系填入表中。

(2)写出上面电路的逻辑表达式，试说明其功能。

4、实验仪器设备

(1)数字电子实验箱1台。

(2)多用数字信号发生器1台。

(3)双踪数字示波器1台。

(4)数字万用表1块。

(5)器件: 74LS00、74LS03、74LS04各1片，1只电阻100欧，1只电位器10k欧。

(6)仿真实验：电脑

5、数据记录与处理(包括定性、定量误差分析) 1. 测试门电路的逻辑功能

输入

输出

A B Y 电压（V ）

0 0 1 5 0 1 1 5 1 0 1 5 1

1

与非门测量

2.测试门电路传输特性

0.3 0.6 1.0 1.3 1.4 1.5 2,0 3.0

5

5

5

5

5

5

5

与非门输入与输出的传输特性测量

A 、输入范围在多少伏是高电平?输入范围在多少伏是低电平?输入高电平和低电平的界限是多少?

输入>2.4V 是高电平；输入<0.8V 是低电平;输入高电平和低电平的界限是3V 左右。 B 、输出高电平是多少伏?输出低电平是多少伏? 输出高电平>2.0V;输出低电平<0.4V 。

1

2345

60.3

0.6

1

1.3

1.4

1.5

2

3

输出（V ）

输入（V ）

传输特性曲线

3.利用与非门控制

当一端输入高电平时：当一端输入低电平时：

4.0C门的“线与”功能测试

5、逻辑电路实验

6、结论（实验结果的分析和论证）

1.可以通过门电路来实现一定的逻辑功能。

2.门电路的输入和输出分为高电平和低电平，通过对输入的高低电平控制，可以达到改变输出信号的功能。给一个与非门一端输入脉冲信号，一端输入一个固定的电瓶，可以对输出波形进行控制。

3.多个OC门可以通过上拉电阻，将输出接在一起，并且可以实现线与功能。

4.通过最基本的与或非逻辑功能关系，可以实现更为复杂的逻辑功能。

5.真值表是描述逻辑功能的最底层工具，在实验过程中可以用真值表来描述实验结果。

6.所有脉冲源作用都是产生脉冲信号。可用示波器观察到脉冲信号。

7.脉冲源产生的是输出信号。连接的是其他芯片的输入管脚(eg:CLK(cp))。绝对不能将脉冲源接到电源或者地。也不能接到其他芯片的输出管脚。

8.电源使用+5V电源。电源和地一定要对照芯片管脚顺序，确认连接无误。

9输出端不允许直接接电源和地。

7、思考题

(1)0C门有无负载情况下，其高、低输出电平与TTL与非门有无差异?为什么?

答：OC门可实现“线与”逻辑，在总线传输等实际应用中需要多个门的输出端并联连接使用，而一般TTL门输出端并不能直接并接使用。

(2)分析实验“3、(2)”逻辑电路实现了什么逻辑功能?

输出：Y 输入：A=B

输入通过与非门得到输出

则Y=(AB)’=A’=B’