实验二 集成逻辑门电路的基本应用
实验二集成逻辑门电路的逻辑功能
实验二 集成逻辑门电路的逻辑功能一、实验目的⑴ 熟悉TTL 集成逻辑门电路的逻辑功能及其特点⑵ 掌握TTL 集成逻辑门电路逻辑功能的测试方法⑶ 熟悉TTL 集成逻辑门电路之间的逻辑关系二、预习要求⑴ 复习与非门、与门、或门、或非门、与或非门、异或门及三态门的逻辑功能⑵ 复习逻辑代数以及逻辑表达式之间的转换三、实验器材⑴ 直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱⑵ 74LS00、74LS02、74LS125四、实验内容和步骤1．TTL 门电路无用输入端的处理方法TTL 与非门电路和或非门电路的流行符号如图2-1所示，与国家公布的标准符号有一定的区别。
如果要用与非门（74LS00）和或非门（74LS02）分别构成非门（反相器），应如何实现？画出实现非逻辑的电路图。
如果有多余的输入引脚没有使用，在实验中应如何处理？2．用“与非”门构成的基本电路用与非门74LS00组成下列门电路，并测试它们的逻辑功能。
⑴1X =AB ；⑵2X =A +B ；⑶3X =A ⊕B ；⑷4X =A +B ；⑸5X =AB +CD把设计的逻辑电路图画出，然后按电路图接线，对所设计的逻辑电路进行测试，并将测试的结果（即真值表）填入自制的表中。
答：X=AB（1）1真值表：A B X10 0 00 1 01 0 01 1 1逻辑电路图：AX1BX=A⊕B（2）3A B X20 0 00 1 11 0 11 1 1逻辑电路图：AX2BX=A+B（3）2A B X30 0 00 1 11 0 111逻辑电路图：AX 3B（4）4X =A +BAB X 4 00 1 01 0 10 0 1 1 0逻辑电路图：A吧 X 4B（5）5X =AB +CD真值表：AB C D X 5 00 0 0 1 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 01 0 0 1 01 0 1 1 01 1 0 1 01 1 1 0 10 0 0 1● ●1 0 0 1 11 0 1 0 11 0 1 1 01 1 0 0 01 1 0 1 01 1 1 0 01 1 1 1 0逻辑电路图：AB 吧X5CD3．TTL三态门的逻辑功能测试将TTL三态门74LS125和与非门74LS00按图2-2连线，输入端A、B、E分别接到3个逻辑开关，输出端Y接到一个发光二极管。
集成逻辑门电路逻辑功能的测试实验报告
集成逻辑门电路逻辑功能的测试实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入了解和测试常见集成逻辑门电路的逻辑功能，包括与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等。
通过实际操作和测量，掌握逻辑门电路的工作原理和特性，提高对数字逻辑电路的分析和设计能力。
二、实验原理1、逻辑门电路的基本概念逻辑门是实现基本逻辑运算的电子电路，常见的基本逻辑运算有与、或、非等。
与门的逻辑功能是当所有输入都为高电平时，输出才为高电平；或门的逻辑功能是只要有一个输入为高电平，输出就为高电平；非门的逻辑功能是输出与输入相反。
2、集成逻辑门电路的特点集成逻辑门电路是将多个逻辑门集成在一个芯片上，具有体积小、可靠性高、性能稳定等优点。
常见的集成逻辑门电路有 TTL 系列（如74LS00、74LS08 等）和 CMOS 系列（如 CD4011、CD4071 等）。
3、逻辑门电路的逻辑表达式和真值表逻辑表达式是用逻辑运算符表示逻辑门输入与输出之间关系的数学表达式，真值表则是列出所有可能的输入组合及其对应的输出值。
通过分析逻辑表达式和真值表，可以清晰地了解逻辑门电路的逻辑功能。
三、实验设备和器材1、数字电路实验箱2、集成逻辑门芯片（74LS00、74LS08、74LS04、74LS10、74LS20、74LS86 等）3、示波器4、直流电源5、导线若干四、实验步骤1、熟悉实验设备和芯片引脚功能首先，仔细观察数字电路实验箱的布局和功能，了解电源开关、插孔、指示灯等的位置和作用。
然后，查看集成逻辑门芯片的引脚图，确定输入引脚、输出引脚和电源引脚。
2、搭建测试电路根据不同逻辑门电路的逻辑功能，在实验箱上使用导线连接芯片引脚和电源、地，构建相应的测试电路。
例如，测试与门 74LS08 时，将两个输入引脚分别连接到两个开关，输出引脚连接到一个指示灯。
3、输入信号并观察输出通过操作开关改变输入信号的电平（高电平或低电平），观察指示灯的亮灭情况，记录输入和输出的逻辑状态。
实验二逻辑门及三态门 电子技术基础实验模拟数字
(1) 表示生产芯片公司名称 (2) 表示芯片系列（属民用产品） (3) 表示导电形式（TTL） (4) 表示芯片型号代码 （4输入双与非门） (5) 表示工作温度范围（ 0~70℃ ） (6) 表示封装结构 （双列塑封)
数字电子技术实验
四川大学 电气信息学院 电工电子基础教学实验中心
四川大学电工电子实验1中心
实验二 集成逻辑门与三态门 电路的测量
主要内容
•数字集成芯片基础知识
1、数字集成芯片的识别 2、集成芯片的命名 3、集成芯片的分类 4、集成芯片的使用规则
•本实验所涉及集成电路芯片介绍 •实验内容及注意事项
四川大学电工电子实验2中心
不允许并联连接（三态门除外）
四川大学电工电子实验8中心
CMOS集成电路的使用规则
1、电源电压为3~18V（VDD接电源正极，VSS接 地）
2、多余输入端处理 按逻辑要求接VDD或VSS 与使用输入端并联 不允许悬空处理(否则会引起逻辑混乱甚至损坏
器件) 3、输出端处理 不允许直接接电源或接地 不允许并联连接（三态门除外）
数字集成芯片的识别
•芯片封装结构 1、扁平结构 2、双列直插结构
四川大学电工电子实验3中心
数字集成芯片的识别
• 芯片引脚排列
以芯片上一个缺口或小圆点置于使用者左侧 时为正方向，器件的左下脚为第一脚，依次按 逆时针方向读出其它引脚。
四川大学电工电子实验4中心
集成芯片的命名规则 国际通用TTL芯片命名
输出Y 与 或非
由输入（A B）输出（Y）之间的逻辑关系，用 与非门74LS00完成其逻辑功能
四川大学电工电子实验19中心
数字电子技术EWB仿真实验 实验02 集成逻辑门电路逻辑功能的测试 16页
实物接线图
2．测试74LS32的逻辑功能
将74LS32正确插入面包板，并注意识别第 1脚位置（集成块正面放置且缺口向左，则左 下角为第1脚）。按表一要求输入高、低电平 信号，测出相应的输出逻辑电平。
3．测试74LS04的逻辑功能
将74LS04正确插入面包板，并注意识别第 1脚位置（集成块正面放置且缺口向左，则左 下角为第1脚）。按表一要求输入高、低电平 信号，测出相应的输出逻辑电平。
4．测试74LS00的逻辑功能
将74LS00芯片正确插入面包板，并注意识 别第1脚位置（集成块正面放置且缺口向左， 则左下角为第1脚）。按表一要求输入高、低 电平信号，测出相应的输出逻辑电平。
实验二 集成逻辑门电路逻辑 功能的测试
一、实验目的
1. 认识数字电子技术实验的仪器、设备及使用 方法。
2. 逐步熟悉常用的集成电路芯片。
3. 了解逻辑代数的物理意义。
二、实验仪器及设备
1. 数字逻辑实验台
2. 元器件： 74LS08（二输入端四与门） 1片
1台
74LS32（二输入端四或门）
74LS04（六反相器） 74LS00（二输入端四与非门） 74LS02（二输入端四或非门）
5．测试74LS02的逻辑功能
将74LS02芯片正确插入面包板，并注意 识别第1脚位置（集成块正面放置且缺口向左， 则左下角为第1脚）。按表一要求输入高、低 电平信号，测出相应的输出逻辑电平。
6．测试74LS86的逻辑功能
将74LS86芯片正确插入面包板，并注意识 别第1脚位置（集成块正面放置且缺口向左， 则左下角为第1脚）。按表一要求输入高、低 电平信号，测出相应的输出逻辑电平。
集成逻辑门电路实验报告
集成逻辑门电路实验报告集成逻辑门电路实验报告引言：集成逻辑门电路是现代电子技术中的重要组成部分，它可以实现数字信号的逻辑运算。
本次实验旨在通过搭建不同类型的逻辑门电路，深入理解逻辑门的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是掌握集成逻辑门电路的基本原理和应用，通过搭建不同类型的逻辑门电路，加深对数字逻辑电路的理解。
二、实验器材与仪器1. 集成逻辑门芯片（如74LS00、74LS02、74LS08等）2. 面包板3. 连接线4. 示波器5. 信号发生器三、实验步骤与结果1. 搭建与门电路首先，将74LS08芯片插入面包板中，并用连接线将芯片的输入端与信号发生器连接，输出端与示波器连接。
通过调节信号发生器的频率和幅度，观察示波器上的波形变化。
实验结果显示，当输入信号同时为高电平时，输出信号为高电平；否则，输出信号为低电平。
2. 搭建或门电路接下来，将74LS02芯片插入面包板中，并按照与门电路的搭建方式连接输入信号和输出信号。
通过改变输入信号的状态，观察输出信号的变化。
实验结果表明，只要输入信号中有一个为高电平，输出信号就为高电平；只有当所有输入信号都为低电平时，输出信号才为低电平。
3. 搭建非门电路然后，将74LS04芯片插入面包板中，并连接输入信号和输出信号。
通过改变输入信号的状态，观察输出信号的变化。
实验结果显示，当输入信号为高电平时，输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，输出信号为高电平。
4. 搭建异或门电路最后，将74LS86芯片插入面包板中，并连接输入信号和输出信号。
通过改变输入信号的状态，观察输出信号的变化。
实验结果表明，当输入信号中只有一个为高电平时，输出信号为高电平；当输入信号中有两个或两个以上为高电平时，输出信号为低电平。
四、实验总结通过本次实验，我深入了解了集成逻辑门电路的原理和应用。
逻辑门电路是数字电子技术中的基础，广泛应用于计算机、通信等领域。
通过搭建与门、或门、非门和异或门电路，我对逻辑门的工作原理有了更加清晰的认识。
集成逻辑门电路实验报告
一、实验目的1. 理解和掌握集成逻辑门电路的基本原理和组成。
2. 熟悉不同类型集成逻辑门电路（如与门、或门、非门、异或门等）的逻辑功能和特性。
3. 学习使用集成逻辑门电路进行基本逻辑运算和组合逻辑电路的设计。
4. 提高动手能力和电路分析能力。
二、实验原理集成逻辑门电路是数字电路中最基本的单元，由若干个逻辑门组成，可以完成基本的逻辑运算。
常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
这些逻辑门通过输入信号和输出信号之间的逻辑关系来实现特定的功能。
三、实验器材1. 数字电路实验箱2. 万用表3. 74LS00四2输入与非门1片4. 74LS86四2输入异或门1片5. 74LS11三3输入与门1片6. 74LS32四2输入或门1片7. 74LS04反相器1片四、实验内容1. 验证常用集成门电路的逻辑功能（1）连接74LS00四2输入与非门，测试其逻辑功能。
根据输入信号的不同组合，观察输出信号的变化，验证与非门的逻辑功能。
（2）连接74LS86四2输入异或门，测试其逻辑功能。
根据输入信号的不同组合，观察输出信号的变化，验证异或门的逻辑功能。
（3）连接74LS11三3输入与门，测试其逻辑功能。
根据输入信号的不同组合，观察输出信号的变化，验证与门的逻辑功能。
（4）连接74LS32四2输入或门，测试其逻辑功能。
根据输入信号的不同组合，观察输出信号的变化，验证或门的逻辑功能。
（5）连接74LS04反相器，测试其逻辑功能。
观察输入信号和输出信号之间的关系，验证反相器的逻辑功能。
2. 学习使用集成逻辑门电路进行基本逻辑运算（1）使用与非门实现与运算：将两个输入信号分别连接到与非门的两个输入端，观察输出信号的变化，验证与非门实现与运算的功能。
（2）使用或门实现或运算：将两个输入信号分别连接到或门的两个输入端，观察输出信号的变化，验证或门实现或运算的功能。
（3）使用非门实现非运算：将输入信号连接到非门的输入端，观察输出信号的变化，验证非门实现非运算的功能。
实验二TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试.doc
实验二 TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1．掌握TTL与非门逻辑功能的测试方法；2．熟悉TTL与非门主要参数的测量方法；3．熟悉TH-SZ型数字电路实验箱的结构和使用方法；二、预习要求1．什么叫TTL集成电路？它使用的电源电压是多少？2．说明TTL与非门不使用的输入端应如何处置？3．复习TTL与非门的逻辑功能，主要参数的概念和测量方法；4．TTL与非门的输出特性曲线？从中读取相关的参数值；三、实验原理1．与非门的逻辑功能当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平。
即有“0”得“1”，全“1得“0”.其逻辑表达式为Y=AB．2．本实验采用4输入双与非门74LS20,即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有4个输入端。
其逻辑符号及引脚排列如图2-1 (a) (b)所示：Y=ABCD 1 2 3 4 5 6 7(a)国家标准逻辑符号(b) 74LS20引脚排列图2-1 74LS20国家标准逻辑符号及引脚排列四、实验器件1．TH-SZ型数字电路实验箱2．数字万用表UT563．TTL与非门74LS204．若干导线五、实验内容1．验证TTL与非门74LS20的逻辑功能在合适的位置选取一个14脚的集成块插座，按图2—2接好线。
每个门的4个输入端（假设为A, B, C, D）接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1”电平信号（开关向上，输出“1”；向下为“0”）。
门的输出端（假设为Y）接LED发光二极管，LED亮为输出“1”，灭为输出“0”。
按表2-1的真值表逐个测试集成块中2个与非门的逻辑功能。
表2-1 74LS20真值表图2-2 74LS20逻辑功能测试电路2．74LS20主要参数的测试（将测试值填入表2-2）低电平输出电源电流I CCL、高电平输出电源电流I CCH、74LS20总的静态功耗、低电平输入电流I iL,高电平输入电流I iH(I iH很小，可不测)扇出系数No（先测出允许灌入的最大负载电流I OL）（a）（b）（c）（d）图2-3 74LS20主要参数测试电路(1)低电平输出电源电流I CCL指所有输入端悬空，输出端空载，74LS20输出低电平时，电源提供给器件的电流。
数电实验二 组合逻辑电路
实验二 组合逻辑电路一、实验目的1、熟悉组合逻辑电路的一些特点及一般分析、设计方法。
2、熟悉中规模集成电路典型的基本逻辑功能和简单应用设计。
二、实验器材1、直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱、万用表、示波器2、74LS00、74LS04、74LS10、74LS20、74LS51、74LS86、74LS138、74LS148、74LS151、 74LS153三、实验内容和步骤 1、组合逻辑电路分析（1）图2-1是用SSI 实现的组合逻辑电路。
74LS51芯片是“与或非”门（CD AB Y +=）, 74LS86芯片是“异或”门（B A Y ⊕=）。
建立实验电路，三个输入变量分别用三个 逻辑开关加载数值，两个输出变量的状态分别用两只LED 观察。
观察并记录输出变 量相应的状态变化。
整理结果形成真值表并进行分析，写出输出函数的逻辑表达式， 描述该逻辑电路所实现的逻辑功能。
（2）图2-2和2-3是用MSI 实现的组合逻辑电路。
图2-2中的74LS138芯片是“3-8译码 器”，74LS20芯片是“与非”门（ABCD Y =）图2-3中的74LS153芯片是四选一 数据选择器。
建立实验电路，对两个逻辑电路进行分析，列出真值表，写出函数的逻 辑表达式，描述逻辑电路所实现的功能。
图2-1：SSI 组合逻辑电路图2-2 ：MSI 组合逻辑电路（74LS138）2、组合逻辑电路设计（1）SSI 逻辑门电路设计——裁判表决电路举重比赛有三名裁判：一个主裁判A 、两个副裁判B 和C 。
在杠铃是否完全举起裁 决中，最终结果取决于至少两名裁判的裁决，其中必须要有主裁判。
如果最终的裁决 为杠铃举起成功，则输出“有效”指示灯亮，否则杠铃举起失败。
（2）MSI 逻辑器件设计——路灯控制电路用74LS151芯片和逻辑门，设计一个路灯控制电路，要求能够在四个不同的地方都 能任意的开灯和关灯。
四、实验结果、电路分析及电路设计方案1、组合逻辑电路分析 （1）图2-1： 逻辑表达式：)()(11i i i i i i i i i i B A C S B A C B A C ⊕⊕=⊕+=--逻辑功能：实现A i 、B i 、C i-1三个一位二进制数 的加法运算功能，即全加器。
CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告
CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告「篇一」集成门电路功能测试实验报告一、实验预习 1、逻辑值与电压值得关系。
２、常用逻辑门电路逻辑功能及其测试方法。
3、硬件电路基础实验箱得结构、基本功能与使用方法。
二、实验目得测试集成门电路得功能三、实验器件集成电路板、万用表四、实验原理 TTL 与非门７4LS０0 得逻辑符号及逻辑电路:双列直插式集成与非门电路CＴ74LS00：数字电路得测试：常对组合数字电路进行静态与动态测试，静态测试就是在输入端加固定得电平信号，测试输出壮态,验证输入输出得逻辑关系.动态测试就是在输入端加周期性信号,测试输入输出波形,测量电路得频率响应。
常对时序电路进行单拍与连续工作测试,验证其状态得转换就是正确。
本实验验证集成门电路输入输出得逻辑关系，实验在由硬件电路基础实验箱与相关得测试仪器组成得物理平台上进行。
硬件电路基础实验箱广泛地应用于以集成电路为主要器件得数字电路实验中,它得主要组成部分有:（１)直流电源：提供固定直流电源（+5Ｖ,—5Ｖ)与可调电源(+3～１５Ｖ，-3～1５V).(2)信号源：单脉冲源(正负两种脉冲）；连续脉冲。
（３）逻辑电平输出电路:通过改变逻辑电平开关状态输出两个电平信号：高电平“1”与低电平“0”。
（4）逻辑电平显示电路：电平显示电路由发光二极管及其驱动电路组成，用来指示测试点得逻辑电平.（5)数码显示电路：动态数码显示电路与静态数码显示电路，静态数码显示电路由七段LEＤ数码管及其译码器组成。
(6）元件库：元件库装有电位器、电阻、电容、二极管、按键开关等器件.(7)插座区与管座区：可插入集成电路，分立元件.集成门电路功能验证方法：选定器件型号，查阅该器件手册或该器件外部引脚排列图,根据器件得封装，连接好实验电路，以测试 74ＬＳ00 与非门得功能为例:正确连接好器件工作电源：７4LS00 得 1 4 脚与７脚分别接到实验平台得 5 V 直流电源得“＋5 V“与“GNＤ”端处,TＴＬ数字集成电路得工作电压为 5 V（实验允许±5％得误差）。
《数字电子技术基础》——集成逻辑门电路
（6）扇入扇出数。
扇入数：
--门电路输入端的个数，用NI表示。 扇出对数于：一个2输入的“或非”门，其扇入数NI＝2。
--门电路在正常工作时，
所能带同类门电路的最大数目， 它表示带负载能力。
&
IOH IIH
拉电流负载：（存在高电平下限值）。
&
N OH
I
（驱动门）
OH
I
（负载门）
IH
IIH &
...
2.2 TTL集成逻辑门电路
2.2.1 TTL与非门电路 2.2.2 TTL集电极开路门和三态门电路 2.2.3 TTL集成电路的系列产品
2.2.1 TTL与非门电路
输入级和输出级均采用晶体三极管，称为晶体三极 管-晶体三极管逻辑电路，简称TTL电路。
1.电路结构
R1
R2
R4 +UCC
A B
D1
T1 D2
T3
T2
D3
F
T4 R3
输入级 中间级 输出级
（1）输入级。
对输入变量实现“与”运算，
输入级相当于一个与门。
A
（2）中间级。
B D1
实现放大和倒相功能。向后级
提供两个相位相反的信号，分
别驱动T3、T4管。
（3）输出级。
R1 T1 D2
输入级
R2 T2
R3 中间级
R4 +UCC T3
D3 F
1.二极管的开关特性
（1）静态特性。
iD /mA
阳极
阴极
0.5 0.7 uD/V
(VT)
（a） 电路符号
（b）特性曲线
二极管当作开关来使用正是利用了二极管的单向导电性。
实验二 组合逻辑电路
实验二组合逻辑电路一、实验目的1．掌握数据选择器的功能和应用方法；2．掌握显示译码器的功能和使用方法；3．掌握组合数字电路的设计和实现方法。
二、预习要求1．复习译码器和数据选择器的工作原理；2．复习有关组合电路设计方法的知识；3．阅读74LS138和74LS151的引脚排列图及功能表；4. 设计实验内容所要求的数据记录表格。
三、理论准备1．概述组合逻辑电路又称组合电路，组合电路的输出只决定于当时的外部输入情况，与电路过去状态无关。
因此，组合电路的特点是无“记忆性”。
在组成上组合电路的特点是由各种门电路连接而成，而且连接中没有反馈线存在。
所以各种功能的门电路就是简单组合逻辑电路。
组合逻辑电路的输入信号和输出信号往往不止一个，其功能描述方法通常有函数表达式、真值表、卡诺图和逻辑图等几种。
组合逻辑电路的分析与设计方法，是立足于小规模集成电路分析和设计基本方法之一。
2．组合逻辑电路的分析方法分析的任务是：对给定的电路求解其逻辑功能，即求出该电路的输出与输入之间的逻辑关系，通常是用逻辑式或真值表来描述，有时也加上必须的文字说明。
分析的步骤：（1）逐级写出逻辑表达式，最后得到输出逻辑变量与输入逻辑变量之间的逻辑函数式。
（2）化简。
（3）列出真值表。
（4）文字说明上述四个步骤不是一成不变的。
除第一步外，其它三步根据实际情况的要求而采用。
3．组合逻辑电路的设计方法设计的任务是：使用中、小规模集成电路来设计组合电路是最常见的逻辑电路，由给定的功能要求，设计出相应的逻辑电路。
设计的一般步骤如图3-1所示：根据设计任务的要求建立输入、输出变量，并列出真值表。
然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式。
并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式。
根据简化后的逻辑表达式，画出逻辑图，用标准器件构成逻辑电路。
最后，用实验来验证设计的正确性。
需要注意的是，在使用中规模集成的组合逻辑电路设计时，需要把函数式变换成适当的形式(而不一定是最简式)。
实验二、逻辑门及三态门《电子技术基础实验(数字)》课件
以芯片上一个缺口或小圆点置于使用者左侧 时为正方向，器件的左下脚为第一脚，依次按 逆时针方向读出其它引脚。
集成芯片的命名规则 国际通用TTL芯片命名
例：HD 74 LS 20 C P (1) (2) (3) (4) (5) (6)
(1) 表示生产芯片公司名称 (2) 表示芯片系列（属民用产品） (3) 表示导电形式（TTL） (4) 表示芯片型号代码 （4输入双与非门） (5) 表示工作温度范围（ 0~70℃ ） (6) 表示封装结构 （双列塑封)
0 悬空
CP脉冲
CH1 CH2
“1” “0”
4：用与非门完成“与” “或” “非”功能
表3-2-4
(1)Y A• B Y A• B (2)Y A B Y A• B (3)Y A Y 1• A
输入
AB
00 01 10 11
输出Y 与 或非
由输入（A B）输出（Y）之间的逻辑关系，用 与非门74LS00完成其逻辑功能
按器件工作的环境不同，TTL电路和HC电路又 分为74系列与54系列（如下表所示）
系列 品种 工作温度范围 电源电压TTL
74 民品
0~70℃
4.5~5.5(DC)
54 军品 －55 ~125 ℃ 4.75~5.25(DC)
TTL电路与CMOS电路性能比较
• TTL：双极型电流控制器件，一般电源电 压 5V，速度快（数ns），功耗大（mA级） ，负载力大，不用端多数不用处理。输出高电 平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一 般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。
芯片插座与芯片管脚数相同
18 17 16 15 14 13 12 11 10
实验二CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
实验二CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试CMOS（互补金属氧化物半导体）集成逻辑门是数字电路中常用的一种电路实现方式。
与传统的TTL（晶体管-晶体管逻辑）逻辑门相比，CMOS逻辑门具有低功耗、高集成度等优势，因此得到广泛应用。
本实验旨在测试CMOS集成逻辑门的逻辑功能和相关参数。
实验前我们需要准备的实验设备和材料有：1.CMOS集成逻辑门芯片（例如CD4001、CD4011等）2.示波器或数字电路测试仪3.电压源（通常在3V至5V范围内）4.按钮开关或开关电源首先，我们选择一种CMOS集成逻辑门芯片（例如CD4001），并将其连接到示波器或数字电路测试仪上，以便观察和记录逻辑门的输出信号。
接下来，我们逐个测试CMOS集成逻辑门的逻辑功能。
在CMOS芯片中，通常有四个逻辑门，分别对应四个逻辑函数：与门、非门、或门和异或门。
1. 与门（AND gate）与门有两个输入端和一个输出端。
当两个输入都为HIGH（逻辑1）时，输出为HIGH；否则输出为LOW（逻辑0）。
我们可以在两个输入上施加适当的电压，检查输出是否符合预期结果。
2. 非门（NOT gate）非门只有一个输入端和一个输出端。
当输入为HIGH时，输出为LOW；当输入为LOW时，输出为HIGH。
通过改变输入电压，验证输出结果是否与逻辑非函数相符。
3. 或门（OR gate）或门有两个输入端和一个输出端。
当两个输入至少有一个为HIGH时，输出为HIGH；当两个输入都为LOW时，输出为LOW。
我们可以通过改变输入的电压来检查输出是否符合逻辑或函数。
4. 异或门（XOR gate）异或门也有两个输入端和一个输出端。
当两个输入不相同时，输出为HIGH；当两个输入相同时，输出为LOW。
通过改变输入电压，我们可以验证输出是否符合逻辑异或函数。
在测试CMOS集成逻辑门的逻辑功能之后，我们还可以进行性能参数测试。
以下是一些常见的性能参数测试：1. 输入阈值电压（Input threshold voltage）输入阈值电压是指逻辑门对输入信号的最低或最高电平要求。
数字电路技术实验之基本逻辑门逻辑功能测试及应用
实验一基本逻辑门逻辑功能测试及应用一、实验目的1. 掌握TTL集成逻辑门的逻辑功能及其测试方法。
2. 掌握TTL器件的使用规则。
3. 熟悉数字电路实验仪的结构、基本功能和使用方法。
4. 练习熟练使用DS1052E型数字示波器。
二、实验原理门电路是构成各种复杂数字电路的基本逻辑单元，掌握各种门电路的逻辑功能和电器特性，对于正确使用数字集成电路是十分必要的。
目前应用最广泛的集成电路是TTL和CMOS。
TTL集成逻辑门电路根据其型号的不同，有不同的内部结构和引脚，在本实验中我们只选取了常用的与非门、与或非门来进行测试。
与非门是门电路中应用较多的一种，与非门的逻辑功能为，当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出为高电平；只有当输入全部为高电平时，输出才为低电平。
而与或非门的逻辑功能为，当同一个与门端组的输入端全部为高电平时，输出为低电平；当同一个与门端组中有一个或一个以上的输入端为低电平时，输出即为高电平。
实验前请认真阅读TTL集成电路使用规则。
数字系统中有时需要把两个或两个以上集成逻辑门的输出端直接并接在一起完成一定的逻辑功能。
对于普通的TTL门电路，由于输出级采用了推拉式输出电路，无论输出是高电平还是低点平，输出阻抗都很低。
因此，通常不允许将它们的输出端并接在一起使用。
集电极开路门和三态输出门是两种特殊的TTL门电路，它们允许把输出端直接并接在一起使用。
三、实验仪器及器件1. DS1052E型示波器2. EL-ELL-VI型数字电路实验系统3. DT9205数字万用表4.器件：集成电路芯片74LS00 74LS10 74LS51四、实验内容及步骤1.与非门逻辑功能测试（1）选用三输入端与非门74LS10，按图1-1连接实验电路，即将与非门的三个输入端A、B、C分别接至逻辑电平开关的电平输出插口，与非门的输出端Y接至显示逻辑电平的发光二极管的电平输入插口，同时将数字万用表调至直流电压档连接到门电路的输出端，测量输出电压值。
基本门电路逻辑功能的测试数电实验报告
实验一：TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法2、掌握TTL器件的使用规则3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法二、实验原理本实验采用四输入双与非门74LS20，即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。
其逻辑框图、符号及引脚排列如图2－1(a)、(b)、(c)所示。
(b)（a） (c)图2－1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列1、与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平（即有“0”得“1”，全“1”得“0”。
）其逻辑表达式为 Y＝2、TTL与非门的主要参数(1)低电平输出电源电流ICCL 和高电平输出电源电流ICCH与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。
ICCL是指所有输入端悬空，输出端空载时，电源提供器件的电流。
ICCH是指输出端空截，每个门各有一个以上的输入端接地，其余输入端悬空，电源提供给器件的电流。
通常I CCL ＞I CCH ，它们的大小标志着器件静态功耗的大小。
器件的最大功耗为P CCL ＝V CC I CCL 。
手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗。
I CCL 和I CCH 测试电路如图2－2(a)、(b)所示。
[注意]：TTL 电路对电源电压要求较严，电源电压V CC 只允许在＋5V ±10％的范围内工作，超过5.5V 将损坏器件；低于4.5V 器件的逻辑功能将不正常。
(a) (b) (c) (d)图2－2 TTL 与非门静态参数测试电路图(2)低电平输入电流I iL 和高电平输入电流I iH 。
I iL 是指被测输入端接地，其余输入端悬空，输出端空载时，由被测输入端流出的电流值。
在多级门电路中，I iL 相当于前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流，因此它关系到前级门的灌电流负载能力，即直接影响前级门电路带负载的个数，因此希望I iL 小些。
逻辑组合电路实验报告
逻辑组合电路实验报告逻辑组合电路实验报告引言：逻辑组合电路是电子工程中重要的一部分，它由多个逻辑门组成，能够完成各种逻辑运算和数据处理任务。
本实验旨在通过实际操作，加深对逻辑组合电路的理解，并探索其在数字电路设计中的应用。
实验一：逻辑门的基本运算在本实验中，我们首先研究了逻辑门的基本运算。
通过使用与门、或门和非门，我们能够实现与、或和非这三种基本逻辑运算。
我们使用电子元器件和数字集成电路来构建逻辑门电路，并通过示波器观察电路的输入和输出信号。
实验二：逻辑门的级联与串并转换在这一部分，我们学习了逻辑门的级联和串并转换。
通过将多个逻辑门连接在一起，我们能够构建更复杂的逻辑电路，并实现更多种类的逻辑运算。
我们使用多个与门和或门来构建一个全加器电路，通过观察电路的输出信号，验证其正确性。
实验三：多路选择器的设计与实现在本实验中，我们研究了多路选择器的设计与实现。
多路选择器是一种能够根据控制信号选择不同输入信号的电路。
我们使用多个与门和或门构建了一个4:1多路选择器电路，并通过改变控制信号和输入信号，观察电路的输出结果。
实验四：编码器与解码器的应用在这一部分，我们探索了编码器和解码器的应用。
编码器能够将多个输入信号转换成一个二进制编码输出，而解码器则相反，将二进制编码转换成多个输出信号。
我们使用与门、或门和反相器构建了一个4-2-1编码器和一个2-4解码器，并通过改变输入信号，观察电路的输出结果。
结论：通过本次实验，我们深入了解了逻辑组合电路的原理和应用。
我们通过实际操作，掌握了逻辑门的基本运算、级联和串并转换、多路选择器的设计与实现，以及编码器和解码器的应用。
这些知识将对我们今后的数字电路设计和电子工程实践起到重要的指导作用。
通过实验，我们不仅加深了对逻辑组合电路的理解，还培养了实验操作和问题解决的能力。
逻辑组合电路的应用广泛，我们相信通过不断学习和实践，我们能够在未来的工作中更好地应用和创新。
组合逻辑电路分析与设计实验报告
一、页组合逻辑电路分析与设计实验报告二、目录1.页2.目录3.摘要4.背景和现状分析4.1逻辑电路的基础概念4.2组合逻辑电路的应用领域4.3当前组合逻辑电路设计的挑战5.项目目标5.1实验目的和预期成果5.2技术和方法论5.3创新点和实际应用6.章节一：逻辑门和基本组合电路7.章节二：组合逻辑电路的设计方法8.章节三：实验操作和数据分析9.章节四：实验结果和讨论10.结论与建议三、摘要四、背景和现状分析4.1逻辑电路的基础概念逻辑电路是数字电路的基本组成部分，它们执行基本的逻辑运算，如与、或、非等。
组合逻辑电路（CLC）是由多个逻辑门组成的电路，其输出仅取决于当前输入的组合，而与电路以前的状态无关。
这种电路广泛应用于各种电子设备中，从计算机处理器到简单的电子玩具。
4.2组合逻辑电路的应用领域组合逻辑电路在现代技术中扮演着关键角色。
它们是计算机处理器、数字信号处理器、通信设备和其他许多电子系统的基础。
随着技术的进步，组合逻辑电路的设计和应用也在不断扩展，例如在、物联网和高速通信领域。
4.3当前组合逻辑电路设计的挑战尽管组合逻辑电路的设计原理相对简单，但在实际应用中面临着一系列挑战。
这些挑战包括提高电路的速度和效率、减少能耗、以及设计更复杂的逻辑功能。
随着集成电路尺寸的不断缩小，量子效应和热效应也对电路的设计和性能提出了新的挑战。
五、项目目标5.1实验目的和预期成果本实验的主要目的是深入理解和掌握组合逻辑电路的设计原理和实验方法。
预期成果包括成功设计和实现一个具有特定功能的组合逻辑电路，并对其进行性能分析。
5.2技术和方法论实验将采用现代电子设计自动化（EDA）工具进行电路设计和仿真。
实验方法将包括理论分析、电路设计、仿真测试和性能评估。
5.3创新点和实际应用本实验的创新点在于探索新的设计方法和优化技术，以提高组合逻辑电路的性能和效率。
实验成果将有望应用于实际电子产品的设计和开发，特别是在需要高性能和低功耗的场合。
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实验二集成逻辑门电路的基本应用
班级：姓名：学号：
日期：2015年11月11日地点：实验大楼210室 课程名称：数字电子技术基础指导老师：同组学生姓名： 成绩：
一、实验目的
（一）熟悉用标准与非门实现逻辑变换的方法。
（二）学习与非门电路的应用。
（三）掌握半加器电路结构和逻辑功能。
二、实验仪器和设备
通用微机接口实验系统、微机电源、VC9808+型万用表、集成电路74LS00、集成电路74LS86。
三、实验步骤及内容
（一）利用摩根定理可以对逻辑函数化简或进行逻辑变换。
摩根定律： = ∙∙∙C B A
)( ∙∙∙C B A = +++C B A
1、 利用与非门组成一个与门的电路设计。
与非门的布尔代数表达式为：B A Y ∙=，而与门的布尔代数表达式为：
B A Z ∙=，只要把与非门的输出Y 反相一次，即可得到与非门的功能：
Z B A =∙=Y =B A ∙
因此只要用二个与非门即可实现与门的功能。
测试电路原理图如图2-1，实验电路图如图2-2，并将测试结果记录于表2-1。
说明：将与非门两个输入端接在一起即可将与非门当作反相器使用。
图2-1与非门组成与门原理图 图2-2 与非门组成与门实验电路图
①数据分析：
由实验结果表2-1可得：当 A 与B 两个输入端有一端输入 为0时，输出端Z 即为0，符 与门电路的特性。
②结论：
有数据分析可得出实验中与非门电路构成一个与门电路，即摩根定律：)( +++C B A = ∙∙∙C B A 得到验证。
2、利用与非门组成一个或门的电路设计。
或门的布尔代数表达式为：Z=A+B ，根据摩根定律可知：Z=A+B =B A ∙ 因此可以用三个与非门连接起来，即可实现或门的功能。
测试电路原理图如图2-3，实验电路图如图2-4，并将测试结果记录于表2-2。
表2-1 组合与门功能测试表
图2-3 与非门组成或门原理图
图2-4 与非门组成或门实验电路图 ①数据分析：
由实验结果2-2可得：当输入
端A 、Ｂ中有一输入端输入高电平 １时，输出端即输出高电平１。
符合或门的特性。
②总结：
由数据分析可得出，由与非门组成的电路构成一个或门电路。
即摩尔根定律)( ∙∙∙C B A = +++C B A 得到验证。
（二）使用74LS00进行电路设计。
1、利用与非门完成一个电平“0”的控制器。
设计要求：电路的输入端接一个1MHZ 的脉冲信号，其输出端只能输出电平为“1”的信号。
设计原理：与非门的布尔代数表达式为：B A Y ∙=，为了使输出端输出高电平，则令Y=1，即1=
∙B A ，0=∙B A ，因此使B 端保持低电平，则无论A 端输入电平是高或低，都能输出高电平。
方法：使用一组与非门，将与非门的一个输入端接地，另一输入端接1MHz 的脉冲信号，即可实现输出高电平的功能。
实验图如图2-5所示。
图2-5电平“0”控制器原理图
实验结果：从示波器中可以看出电路输出电平均为高电平，因此电路设
计满足要求。
2、用奇数个与非门构成环形振荡器。
用三个与非门构成环形振荡器，如图2-6所示。
振荡频率为：pd
nt f 21
，
n 是与非门的个数，t pd 是与非门的平均延迟时间。
用示波器观察波形，测量振荡频率，计算与非门的平均延迟时间t pd 。
图2-6 与非门构成环形振荡器
图2-7 三个与非门构成的环形振荡器的输出波形
由图10可以看出，波形的振荡频率f =29.13MHz=2.913X107Hz ，
ns 5.72s 105.72)
102.913(321219
－7
=⨯≈⨯⨯⨯=
∙∙=
f
n t pd 与非门的平均延迟时间t pd = 5.72 ns 。
（三）半加器逻辑功能的测试。
用一个与门及一异或门（74LS86）组成一位半加器，测试其逻辑功能。
如图2-8所示。
实验电路图如图2-9所示。
图2-8 半加器逻辑图
图2-9 半加器实验电路图
①理论推算：
由逻辑图可得S=A ⊕B 、CO ＝Ａ·Ｂ。
根据逻辑表达式得出其真值表，如表２－３：
②实验数据记录：
根据图2-9连接电路，给A 、B 分别输入电平0、0；0、1；1、0；1、1。
表2-3 组合半加器功能推算表
记录S 、CO 电平于表2-4中：
③数据分析：
对比表2-3和表2-4数据得出：当A 、B 对应输入相同电平时，S 、CO 对应电平一致。
④结论：
有数据分析得出，实验构成的电路符合一位半加器功能，因此用一个与门及一个异或门组成的一位半加器逻辑功能正常。
四、思考题
1、门电路芯片74LS00中不用的门应如何处理？
2、一个与非门中不用的输入端应如何处理？ 答：
1、可以都悬空，保险接法是输入端接地，输出端悬空。
2、与非门的逻辑表达式为⋯⋯∙∙∙∙=ＤC B A Y 。
假设A 为不用的输入端，若接高
电平，则⋯⋯∙∙∙=⋯⋯∙∙∙∙=ＤＤC B C B Y 1，不影响输出结果。
若接低电平，则
100==⋯⋯∙∙∙∙=ＤC B Y ，影响输出结果。
若将引脚悬空，则相当于输入高电平，
也不影响输出结果，但如果有外物接触，则导致电平不确定，可能会有所影响。
因此，一个与非门中不用的输入端需接高电平。
表2-4 组合半加器实验记录表。