数字电路组合逻辑门电路

实验一：门电路功能测试及组合逻辑电路设计

一．实验目的：

（1）掌握常用门电路的逻辑功能及测试方法。

（2）掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。

二．实验仪器设备与主要器件

数字电路实验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；数字万用表一个；74LS00（四2输入与非门一片）；74LS10（三3输入与非门一片）；74LS20（二4输入与非门一片）。三．实验原理

与非门当输入均为高电平时，输出低电平；当输入有低电平时，输出为高电平。测试门电路的逻辑功能有静态测试和动态测试。静态测试时，门电路输入端加固定高低电平，用示波器，万用表或发光二极管测出门电路的输出响应。动态测试时，门电路的一端加脉冲信号，用示波器可观察输入波形和输出波形的同步关系。

四．实验内容及结果

1.对74LS00进行功能测试，按图2-1-2实现静态测试，测试结果与表2-1-2对照，说明测试的门电路功能是否正确；按图2-1-4实现动态测试，画出输入和输出的同步波形图，并说明实验所得的波形是否符合逻辑功能。

（1）静态测试真值表如下：

静态测试仿真电路图：

（2）动态测试仿真电路图：

K=1:

K=0:

2.分析测试图2-1-8所示电路的逻辑功能，将测试结果填入2-1-4的F列中，并写出逻辑表达式。

仿真电路如图：

真值表如下：

3.设计一个控制楼梯电灯的开关控制器。设楼上楼下各装一个开关，要求两开关均可分别控制楼梯间的一个电灯。设楼上开关用K1表示，楼下开关用K2表示，1表示开关闭合，0表示开关断开；楼梯电灯的状态用Y 表示，1表示亮，0表示灭，则开关和电灯的控制关系可参考表2-1-5所示的真值表。写出逻辑表达式，画出逻辑电路并接线调试，观察输出状态是否正确。

逻辑表达式为：2121K K K K Y ∙+∙= 真值表如下：

仿真电路图如图：

4.设计一个邮件优先级区分器。共有A ，B ，C 三类邮件，A 类优先级最高，B 类次之，C 类最低。邮件到达时，其对应的指示灯亮，提醒工作人员及时处理。当不同类的邮件同时到达时，优先级高的邮件其对应的指示灯亮，工作人员先做处理，优先级低的一次等候处理。按组合逻辑电路的设计步骤设计完成此功能的电路，然后看图接线调试。设输入高电平代表邮件到达，输出端驱动发光二级管指示。

（1）进行逻辑抽象：A 类优先级最高，B 类次之，C 类最低。当A 类邮件到达时X 灯亮，当B 类邮件到达时Y 灯亮，当C 类邮件到达时，Z 灯亮，输入高电平代表邮件到达。 （2）写出逻辑函数式：A X =，B A Y ∙=，C B A Z ∙∙= （3）列出真值表如下：

（4）仿真电路图如图：

五．实验中遇到的问题及解决方案

在做门电路功能测试实验的动态测试中，由于函数发生器本身有误差，输出的不是严格

的矩形脉冲，所以在示波器上显示的也不是严格的矩形脉冲波形。这是实验仪器造成的偏差，不属于人为控制范围。