与非逻辑门电路功能测试与组合

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1、-5-实验一逻辑门电路功能测试与组合一、实验目的1．熟悉电子实验箱的功能及使用方法。2．认识集成电路的型号、外形和引脚排列，学习在实验箱上实现数字电路的方法。2．掌握逻辑门电路逻辑功能的测试、使用的基本方法。3．掌握逻辑门电路的替换方法。二、实验用元器件四2输入与非门7400×2二4输入与非门7420×1四异或门7486×1四2输入或门7432×1六非门7404×1二4输入与门7421×1实验中使用7400四2输入与非门和7420二4输入与非门，引脚图如图1—1和图1—2，7400内部有四个独立的2输入与非门，7420内有二个4输入与非门。图1—17400

2、集成电路图1—27420集成电路实验中提供的集成块为74LS系列的低功耗肖特基TTL电路如74LS00和74LS20，74HC系列的高速CMOS电路如74HC00和74HC20，它们在逻辑上兼容，但具体物理参数不同。在CMOS电路中输出高电平≈Vcc，输出低电平≈0V，规定输入高电平电压≥-5-0.7Vcc，输入低电平电压≤0.3Vcc，在我们的实验中Vcc＝＋5V；TTL电路的输出高电平电压2.4～3.6V，输入开门电平1.4～1.8V。输出低电平电压0～0.5V，输入关门电平0.8～1V。在实验中采用同一电源，经实际测定可以直接互接，但有些条件下要通过

3、接口互接，当74LS门电路驱动74HC门电路时，要测量输出高电平电压是否够高，实际测量值要≥3.5V。而74HC门电路驱动74LS门电路时，扇出系数较小，小于10。三、预习要求1.熟悉本实验所用的集成电路，并认真阅读附录中注意事项。2.设计好实验内容中的门电路转换的电路图。3.根据实验原理，用铅笔填好本次实验所有的真值表，以便核实实验结果。四、实验内容1.与非门逻辑功能测试。选用双4输入与非门74LS20（或74HC20）集成块一片，集成块引脚排列规则：半圆形缺口或黑点朝左时，缺口或黑点下方为第1脚，引脚号逆时针顺序数。按图1—3电路图和所标引脚接线，输入

4、端A、B、C、D分别接四个电平开关，开关接通“+5V”时输入高电平，接通“地”时输入低电平。输出端Y输出经过三极管放大后驱动发光二极管（虚线内电路在实验箱内部已接好），发光二极管亮时输出为高电平，发光二极管不亮时输出为低电平。根据表1—1输入状态，分别测量输出端Y的电压及逻辑状态，结果填入表1—1中。图1—3门电路测试原理图-5-表1—14输入与非门测试输入端输出端Y输入端输出端YABCD电压(V)逻辑状态ABCD电压(V)逻辑状态000001010010100100111110010011111.用与非门控制信号输出l用一片7400集成块，按图1—4的电

5、路图分别在实验箱上接线，S接电平开关，Y接指示灯即发光二级管，观察S对输出脉冲的控制作用。l回答：与非门一个输入端输入脉冲源，其余端什么状态时脉冲可通过？什么状态时禁止脉冲通过？如要输出的波形与输入波形同相，用什么门电路？注意：在实验箱上观察时，输入的脉冲频率必须小到眼睛能看清。改变输入脉冲频率，观测指示灯变化，S接电平开关。图1—4控制输出电路原理图2.组合电路逻辑功能测试。用7400集成电路，按图1—5在实验箱上接线，将输入、输出的逻辑关系分别填入表1—2中。说明A、B与Y、Z之间的逻辑关系。表1—2逻辑电路的逻辑关系输入输出ABYZ000110图1—

6、5逻辑电路原理图11-5-1.利用与非门组成其它逻辑门电路。例如用2输入与非门74LS00（或74HC00）集成块组成非门。l写出转换公式：Y===。l画出如下原理图：l在原理图上标上引脚号，按照原理图在实验箱接线验证，将结果记录到真值表。①用2输入与非门组成或门。表1—3用与非门组成门转换公式如下：Y=A+B==。输入输出ABY00011011②用2输入与非门组成与门Y=A·B③用2输入与非门组成同或门Y=A⊙B④用2输入与非门组成异或门Y=A⊕Bl写出以上门电路转换公式，画出电路图，在实验箱上接线验证，根据表1—3的式样填真值表。2.设计一个4位二进制

7、数为密码的数字密码锁，功能框图见图1－6，如果A1、B1、C1、D1输入的密码与事先设置的密码A0、B0、C0、D0一样时，开锁灯亮；密码错误时，警报灯亮。元器件可以选择7486异或门、与非门、或门、非门、与门等，具体引脚图见指导书附录。图1－6数字密码锁控制五、实验报告内容1.实验目的、内容、画出逻辑电路图。-5-1.在电路图上标明接线时使用的集成块名称和引脚号，作为实验接线图。2.按照实验操作过程记录、整理实验内容和结果，填好测试数据。分析、确认实验结果的正确性，说明实验结论。3.对门电路转换实验，要求写出设计过程(转换公式)。4.在实验总结中写上实验

8、中遇到的问题，解决办法，体会、建议等，要求简洁、务实，不用套话。