深圳大学实验报告
课程名称：数字电子技术基础
实验项目名称：实验三：三态门实验
学院：光电工程学院
专业：光源与照明
指导教师：李佳
报告人：黄学号：2016 班级：02 实验时间：2018年11 月07 星期五
实验报告提交时间：2018年11 月09 日星期
教务处制
控制端高电平有效的三态门
控制端低电平有效的三态门
（a）(b)
图1：三态门电路图及电路符号
图1(a)为三态门电路图，EN = 0时，电路为正常的与非工作状态，控制端低电平有效。当EN = 1时，门电路输出端处于高阻状态。
四、实验内容与步骤：
实验内容：
1、74LS125三态门的输出负载为74LS00一个与非门输入端。
图3.1 实验内容1和内容2接线图
74LS00引脚2为低电平时，测试74LS125引脚3和
。
74LS00引脚2为高电平时，测试74LS125引脚3和
。
连接电路，两个输入端一个连接低电平，一个连接高电平，一个三态门的信号，另一个三态门的输入接10kH Z信号。用示波器观察三态门的输出。
K1
1
③：K1为高电平，K2为高电平时，波形图如下，输出几乎是一条直线，并且电压只
有一百多mV.
七、实验结论：
1 根据实验数据，得到的结论；
答：由实验可知，74LS125表现出三态，当74LS125的引脚1为高电平时，为高阻态，74LS125的引脚3不跟随引脚2的高低电平变化；当74LS125的引脚为低电平时，74LS125的引脚3跟随引脚2的高低电平变化
2 实验过程中遇到的问题及解决方法；
答：实验用示波器测量时，测量100kHz的波形时，发现有效电压只有500mV
并且波形稳定，后来重置示波器设置，把探头倍率调为×1，得到有效电压为5V，
3 心得体会和意见，以及改进实验的建议。
答：实验拓展部分，K1为高电平，K2为高电平时，或者K1为低电平，K2
电平时，我应该进一步测量，但限于时间限制没有进行，如K1为高电平，K2为高电平时，虽然示波器测量的有效电压只有几十mV，但是还可以输出方波，应进一步实验
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。
实验二组合逻辑电路 一、实验目的 了解组合电路的设计方法；尝试用与非门组成简单组合电路。 二、实验原理 根据一定的逻辑功能设计出的逻辑电路，并不是唯一的，有繁有简。由于生产和使用与非门集成电路较多，所以，把一般函数式变换成只用与非门就能实现的函数式具有重要意义。这种函数式应包含逻辑乘及逻辑非运算，而且每个逻辑乘法之上必须有逻辑非运算（即与非-与非表达式。） 逻辑函数可以用真值表、逻辑表达式、卡诺图、逻辑图和波形图表示。它们之间有一定的换算规律。 三、实验仪器与器件： 1、数字实验箱一台； 2、集成电路与非门74LS00一块。 74LS00逻辑图 四、实验内容 （1）利用与非门组成与门电路；（2）利用与非门组成或门电路；（3）利用四个与非门组成异或门电路。 要求：（1）写出各个门电路的与非—与非表达式；
（2）画出逻辑电路，标出管脚； （3）自拟实验步骤，设计表格，测试电路的逻辑功能。 五、研究问题： 如何把与非门作为非门使用？
实验三集电极开路门和三态门 一、实验目的 掌握集电极开路门（OC门）和三态门（TSL门）的功能和应用。 二、实验设备与器件 1、数字电路实验箱一台； 2、OC门74LS22、TSL门74LS126各一块。 三、实验原理 在数字系统中，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，但普通的TTL门电路不允许将它们的输出端直接并联使用。而OC门和TSL 门是两种特殊的TTL门电路，它们允许将输出端并接在一起使用。 OC门与普通TTL与非门的区别仅是输出管的集电极是开路（悬空）的，使用时必须外接负载电阻Rc至电源。 三态门是在普通门电路的基础上，附加使能控制端和控制电路构成。除了通常的高、低电平两种低阻输出状态外，还有第三种输出状态（禁止状态），此时电路与负载之间相当开路。其主要作用是实现总线传输。 四、电路介绍 集电极开路门（OC门）：采用74SL22，集电极开路四输入二与非门。 三态门（TSL门）：采用74LS126，三态输出四总线缓冲器。 A为输入端，Y是输出端，G是工作方式控制端(也称禁止端或使能端)。 G=1时为正常工作状态，实现Y=A的逻辑功能；G=0时为禁止状态，输出端呈现高阻状态。 五、实验内容与方法： 1、测量OC门的逻辑功能。 （1）、按图1接线，输入端接逻辑电平，输出端接LED。检查无误后接上电源。 （2）、按表1改变四个输入状态，观察输出端电平显示，并用万用表测输出电压，填表1。 表1
43121556423156实验三：基本门电路及触发器 实 验 室： 实验台号： 日 期： 2016.10.7 专业班级： 姓 名： 学 号： 一、 实验目的 1.了解TTL 门电路的原理，性能好使用方法，验证基本门电路逻辑功能。 2.掌握门电路的设计方法。 3.验证J-K 触发器的逻辑功能。 4.掌握触发器转换的设计方法。 二、实验内容 （一）验证以下门电路的逻辑关系 1. 用与非门（00）实现与门逻辑关系：F=AB 2. 异或门（86）： (二):门电路的设计(二选一) 1.用74LS00和74LS86 设计半加器. 2.用TTL 与非门设计一个三人表决电路。 A B C 三个裁判，当表决某个提案时，多数人同意提案为通过。 （1为同意，0为不同意） 要求：用74LS00和 74LS10芯片。 （三）验证JK 触发器的逻辑关系 1．J-K 触发器置位端、复位端及功能测试。 图3-1 JK 触发器(74LS112)和D 触发器(74LS74) 2、设计J-K 触发器转化成D 触发器的电路 利用与非门和J-K 触发器设计并测试逻辑功能。 B A B A B A F ⊕=+=n n n n n n n B A B A B A S ⊕=+=' n n n B A C ='
A B F 三、实验原理图 图3-2与门电路 图3-3 异或门电路 图3-4半加器 四、实验结果及数据处理 1． 直接在实验原理图上标记芯片的引脚。 2． 写出实验结果。 （1）与门、异或门实验结果表（用数字万用表测量高低电平1、0的电压值。） （2）半加器实验结果 (3) 表决电路结果 =1A B F
广东海洋大学学生实验报告书（学生用表） 实验名称 课程名称 课程号 学院(系) 专业 班级 学生姓名 学号 实验地点 实验日期 实验3：触发器逻辑功能测试及应用 一、实验目的 1、掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法 2、熟悉触发器之间相互转换的方法 二、实验内容及步骤 1、测试双JK 触发器74LS112逻辑功能。 在输入信号为双端的情况下，JK 触发器是功能完善、使用灵活和通用性较强的一种触发器。本实验采用74LS112双JK 触发器，是下降边沿触发的边沿触发器。JK 触发器的状态方程为Q * ＝J Q ＋K Q （1）JK 触发器74LS112逻辑电路引脚图如下： 图1 （2）测试复位、置位功能，将测试结果填入表1。 表1 （3）触发功能测试，按表2要求测试JK 触发器逻辑功能。 表2 GDOU-B-11-112
（4） 根据图 2逻辑图将JK 触发器分别连接成T 触发器和T ′触发器，并通过做实验进行验证。 注释：T 触发器的逻辑功能：当T ＝0时，时钟脉冲作用后，其状态保持不变；当T ＝1时，时钟脉冲作用后，触发器状态翻转。如果将T 触发器的T 端置“1”，即得T'触发器。在T'触发器的CP 端每来一个CP 脉冲信号，触发器的状态就翻转一次，故称之为反转触发器，广泛用于计数电路中。 图2 2、测试双D 触发器74LS74的逻辑功能 在输入信号为单端的情况下，D 触发器用起来最为方便，其状态方程为 Q * ＝D ，其输出状态的更新发生在CP 脉冲的上升沿，故又称为上升沿触发的边沿触发器，触发器的状态只取决于时钟到来前D 端的状态，D 触发器的应用很广，可用作数字信号的寄存，移位寄存，分频和波形发生等。 （1）D 触发器74LS74逻辑电路引脚图3所示。
湘潭大学实验报告 课程名称数学逻辑与数字电路实验名称时序电路实验——计数器和移位寄存器_ 页数 6 专业计算机科学与技术班级_ 二班_ 学号2014551442 姓名肖尧实验日期_ 2016/5/14_ 一、实验目的 1.验证同步十六位计数器的功能。 2.设计一个8位双向移位寄存器，理解移位寄存器的工作原理，掌握串入/并出端口控制的描述方法。 3.进一步熟悉Quartus II的Verilog HDL文本设计流程，掌握组合电路的设计仿真和硬件测试。 4.初步掌握Quartus II基于LPM宏模块的设计流程与方法，并由此引出基于LPM模块的许多其他实用数学系统的自动设计技术。 二、实验要求 1.用Quartus II的Verilog HDL进行计数器的设计与仿真 2.用LPM宏模块设计计数器。 3.用Quartus II的Verilog HDL进行8位双向移位寄存器设计 4.在实验系统上进行硬件测试，验证这两个设计的功能。 5.写出实验报告。 三、实验原理 计数器能记忆脉冲的个数，主要用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运算等。加法计数器每输入一个CP脉冲，加法计数器的计数值加1.十六进制计数即从0000一直计数到1111；当计数到1111时，若再来一个CP脉冲，则回到0000，同时产生进位1。 同步十六进制计数器设计采用if-else语句对计数器的输出分别进行赋值，能实现对输入脉冲的计数，并具有使能和异步清零功能。 移位寄存器不仅具有存储代码的功能，而且在移位脉冲作用下，还有左移、右移等功能。设计一个8位二进制双向移位寄存器，能实现数据保持、右移、左移、并行置入和并行输出等功能。移位寄存器有三种输入方式：8位并行输入、1位左移串行输入、1位右移串行输入；有一种输出方式：8位并行输出。双向移位寄存器工作过程如下： （1）当1位数据从左移串行输入端输入时，首先进入内部寄存器最高位，并在并行输出口最高位输出，后由同步时钟的上升沿触发向左移位。 （2）当1位数据从右移串行输入端输入时，首先进入内部寄存器最低位，并在并行输出口最低位输出，后由同步时钟的上升沿触发向右移位。 四、实验内容 1.利用Quartus II完成计数器、8位双向移位寄存器的文本编辑输入和仿真测试，给出仿真波形。 2. 用LPM宏模块设计计数器 3.给他们进行引脚锁定，然后硬件下载测试。 五、实验环境与设备 Quartus II以及进行硬件测试的实验箱。 六、实验代码设计（含符号说明）
数字逻辑电路 实验报告 指导老师: 班级: 学号: 姓名： 时间： 第一次试验一、实验名称：组合逻辑电路设计
二、试验目的： 1、掌握组合逻辑电路的功能测试。 2、验证半加器和全加器的逻辑功能。 3、、学会二进制数的运算规律。 三、试验所用的器件和组件： 二输入四“与非”门组件3片，型号74LS00 四输入二“与非”门组件1片，型号74LS20 二输入四“异或”门组件1片，型号74LS86 四、实验设计方案及逻辑图： 1、设计一位全加/全减法器，如图所示： 电路做加法还是做减法是由M决定的，当M=0时做加法运算，当M=1时做减法运算。当作为全加法器时输入信号A、B和Cin分别为加数、被加数和低位来的进位，S 为和数，Co为向上的进位；当作为全减法时输入信号A、B和Cin分别为被减数，减数和低位来的借位，S为差，Co为向上位的借位。 （1）输入/输出观察表如下： （2）求逻辑函数的最简表达式 函数S的卡诺图如下：函数Co的卡诺如下： 化简后函数S的最简表达式为： Co的最简表达式为：
（3）逻辑电路图如下所示： 2、舍入与检测电路的设计： 用所给定的集成电路组件设计一个多输出逻辑电路，该电路的输入为8421码，F1为“四舍五入”输出信号，F2为奇偶检测输出信号。当电路检测到输入的代码大于或等于5是，电路的输出F1=1;其他情况F1=0。当输入代码中含1的个数为奇数时，电路的输出F2=1，其他情况F2=0。该电路的框图如图所示： （1）输入/输出观察表如下： B8 B4 B2 B1 F2 F1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1
实验报告实验课题：门电路 实验目的： 常用腔I ri m路邂样功能扯其精试n也. 订件电路蔓圖实脸箱的结构、茶本功能和僅用有氐 掌握电路连接、排除故障和调试的方法。 实验仪器与器材: 1、数字电子技术实验系统 2、741^00典2输入与非门「I片 74LSI1三3输入与门1片 74LS04反和器 1片 741SH6 V^2输人异或门1片74LS32四2输入界或门1片 实验内容及步骤： TTL门电路逻辑功能验证 按图1-1在实验系统（箱）上找到相应的门电路。并把输入端按实验箱的逻辑开关，输出端按发光二极管如图1-2所示TTL与门电路逻辑功能验证接线图。 按状态表1-1中“与门”一栏输入A、B（0,1信号，观察输出结果（）看LED备用发光二极管，如灯亮为1，灯灭为0）填入表1-1中，并用万用表测量0、1电平值。 按同样的方法，验证“或门” 74LS32…等的逻辑功能，并把结果填入表1-1中
图1-2TTL门电路实验流程图 实验数据记录及处理结果： 数据了记录自行完成 理论知识挺弄拐的.们实劭实行起來的确密纠斛的*做了好爭次总定有轲題?焉来
懂得了从电路图到真实电路的基 发現电线育 廉足坏抻的.做电蹬实检.还a 需啖多些经检呐? 五、实验总结 通过这次试验，我了解了用仪器拼接电路的基本情况。 本过程。在连接的时候，很容易因为线或者门出现问题。 H 次实验除珅下杲很豆杂”程是线路tt 较離连?实验所用到的关锭器件也不龙好找。 理论知识挺容易的+ (I 」实际实杠血來时例侥纠塔的.做了好茲挟总是育何遥*门来 发现电线件一棍呈坏抻的.做电賂实龄T 还定斋味幸映绅輪呐=
集成门电路功能测试实验报告 一实验内容 1 三态门的静态逻辑功能测试。 2 动态测试三台门。并画出三态门的输出特性曲线。输入为CP矩形波。 3 测试三态门的传输延迟时间。 4 动态测试三态门的电压传输特性曲线。输入为三角波。 二实验条件 硬件基础实验箱，函数信号发生器，双踪示波器，数字万用表，74LS125。 三实验原理 1 首先测试实验箱上提供的频率电源参数是否正确。 打开实验箱电源，把分别把5MHz的脉冲接入红表笔上，黑表笔接地。观察示波器显示波形的频率是否为5MHz，经过观察计算，波形频率接近5M。误差很小，从下图可以看出,ch1为输入波形一个周期占四个格子，可计算得到f=5MHz。 2 三态门的静态逻辑功能测试。(后面四个实验都是通过示波器在同一时刻测试 3动态测试三台门。并画出三态门的输出特性曲线。输入为CP矩形波。 使能端无效是波形：
使能端有效时输出波形 4 测试三态门的传输延迟时间。 通过测量同一时刻的输入输出波形，可以观察到三态门的输出延迟。得到波形图为
CH1，CH2分别为输入输出波形，可以看出在上升沿的输出延迟为10ns 然而下降沿的时候的截图已经丢失了，依稀记得在实验时候，测得是数据下降沿的输出延迟与上升沿的不一致，并且比上升沿的短。为9.6ns，其传输延迟为两个延迟的平均值9.8ns。 5 测试三态门的电压传输特性曲线。输入为三角波。 得到输入输出波形为：CH1为输入，CH2为输出。
得到阀值电压为0.92V。 四总结 这次实验基本上和上次实验的方法一样，没遇到什么大的问题。就是还是粗心。五评价 实验效果挺好。巩固了对逻辑器件的功能测试的方法和操作。
实验二组合逻辑电路的设计 一、实验目的 1.掌握组合逻辑电路的设计方法及功能测试方法。 2.熟悉组合电路的特点。 二、实验仪器及材料 a) TDS-4数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。 b) 参考元件：74LS86、74LS00。 三、预习要求及思考题 1．预习要求： 1）所用中规模集成组件的功能、外部引线排列及使用方法。 2) 组合逻辑电路的功能特点和结构特点. 3) 中规模集成组件一般分析及设计方法. 4）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。 2.思考题 在进行组合逻辑电路设计时，什么是最佳设计方案 四、实验原理 1．本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录 2.用集成电路进行组合逻辑电路设计的一般步骤是： 1）根据设计要求，定义输入逻辑变量和输出逻辑变量，然后列出真值表； 2）利用卡络图或公式法得出最简逻辑表达式，并根据设计要求所指定的门电路或选定的门电路，将最简逻辑表达式变换为与所指定门电路相应的形式； 3）画出逻辑图； 4）用逻辑门或组件构成实际电路，最后测试验证其逻辑功能。 五、实验内容 1．用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）设计一个一位全加器。 1）列出真值表,如下表2-1。其中A i、B i、C i分别为一个加数、另一个加数、低位向本位的进位；S i、C i+1分别为本位和、本位向高位的进位。 A i B i C i S i C i+1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 10 1 1 1 00 1 1 1 1 1 1 2）由表2-1全加器真值表写出函数表达式。
数字电路实验报告
实验一 组合逻辑电路分析 一．试验用集成电路引脚图 74LS00集成电路 74LS20集成电路 四2输入与非门 双4输入与非门 二．实验内容 1.实验一 自拟表格并记录: 2.实验二 密码锁的开锁条件是：拨对密码，钥匙插入锁眼将电源接通，当两个条件同时满足时，开锁信号为“1”，将锁打开。否则，报警信号为“1”，则接通警铃。试分析密码锁的密码ABCD 是什么？ X1 2.5 V A B C D 示灯：灯亮表示“1”，灯灭表示“0” ABCD 按逻辑开关，“1”表示高电平，“0”表示低电平
ABCD 接逻辑电平开关。 最简表达式为：X1=AB ’C ’D 密码为： 1001 A B C D X1 X2 A B C D X1 X2 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 三.实验体会： 1.分析组合逻辑电路时，可以通过逻辑表达式，电路图和真值表之间的相互转换来到达实验所要求的目的。 2.这次试验比较简单，熟悉了一些简单的组合逻辑电路和芯片 ，和使用仿真软件来设计和构造逻辑电路来求解。 实验二 组合逻辑实验（一） 半加器和全加器 一．实验目的 1. 熟悉用门电路设计组合电路的原理和方法步骤 二．预习内容 1. 复习用门电路设计组合逻辑电路的原理和方法步骤。 2. 复习二进制数的运算。 3. 用“与非门”设计半加器的逻辑图。 4. 完成用“异或门”、“与或非”门、“与 非”门设计全加器的逻辑图。 5. 完成用“异或”门设计的3变量判奇 电路的原理图。 三．元 件参考 U1A 74LS00D U1B 74LS00D U1C 74LS00D U1D 74LS00D U2A 74LS00D U2B 74LS00D U2C 74LS00D U3A 74LS20D X1 2.5 V X2 2.5 V VCC 5V A Ｂ Ｃ D
三态输出电路 就是具有高电平、低电平和高阻抗三种输出状态的门电路,又称三态门输出电路。在固态机互联板电路，“I／O”板电路中，除了以上几种组合门电路，三态门电路也是必不可少的。 一、电路组成 三态门电路主要有TTL三态门电路和CMOS三态门电路. 不难看出，二种输出三态门电路都是在普通门电路的基础上附加控制电路而构成. 二、工作原理 (1)TTL三态门电路工作原理图1给出了三态门的电路结构图及图形符号。其中控制端·EN为低电平时(面=口／，P点为高电平，二极管D截止，电路工作状态和普通的与非门没有区别。这时Y=·A’B，可能是高电子也可能是低电平，视A、B的状态而定。而当控制端EN为高电平时(EN=1)，P点为低电平，它控制T1发射极，把VBl钳位在1V，使T，、T5载止。同时二极管D导通，T4的基极电位被钳在1V，使T4载止。由于T4、T5同时载止，所以输出端呈高阻状态o (2)图2中是将CMOS反相器的输出端同一个模拟开关相串联，即可组成三态门。图中T，、T2组成反相器，TG和反相器3组成模拟开关，其工作原理是：当控制端电压Ve =1时，由于模拟开关断开，输出端与电源Vm，输出端与地都相当于开路，故呈现高阻抗状态。当Ve=OV时，模拟开关闭合，输出电压VY取决于反相器的输入电压。若V4= OV，则T1截止，T2导通，VY=VDD，输出高电平；若Va=1，则Tl导通，T2载止，VY=OV，输出低电平。 上述电路中，控制端EN为低电平时与非门处于工作状态，所以该电路为低电平有效同样还有高电平有效控制电路。 三、三态门电路的应用 (1)多路信号分时传递 在一些复杂的数字系统(象固态机的互联板，U0板等)中，为了减少各个单元电路之间连线的数目，希望能在同一条导线上分时传递若干个门电路的输出信号。这时可采用图3所示的连接方式。图中G1-Gn。均为三态与非门。只要在工作时控制各个门的En端轮流等于“1”，而且任何时候仅有一个等于“1”就可以把各个门的输出信号轮流送到公共的传输线一总线上而互不干扰。 (2)用作双向传输的总线接收器 利用三态输出门电路还能实现数据的双向传输。固态机数据传送这种功能也是常用的。 在图4电路中，当E。=1时，C：工作而C2为高阻抗，数据D。经C1反相后送到总线上去。当皿=0时，C2工作而C1为高阻抗，来自总线的数据经C2反相后由D，送出。 三态输出门电路（TS（Three-state output Gate）门）
实验二、三态门实验 一、实验目的 1、掌握三态门逻辑功能和使用方法。 2、掌握用三态门构成总线的特点和方法。 3、初步学会用示波器测量简单的数字波形。 二、实验所用仪器和芯片 1、四二输入与非门74LS00 1片 2、三态输出的四总线缓冲门74LS125 1片 3、TEC-5实验系统 1台 4、示波器 1台 三、实验内容 1、74LS125三态门的输出负载为74LS00的一个与非门输入端。74LS00同一个与非门的另一个输入端接低电平，测试74LS125三态门的三态（高阻）输出、高电平输出、低电平输出的电压值。 同时测试74LS125三态输出时74LS00的输出值。 2、74LS125三态门的输出负载为74LS00的一个与非门输入端。74LS00同一个与非门的另一个输入端接高电平，测试74LS125三态门三态（高阻）输出、高电平输出、低电平输出的电压值。 同时测试74LS125三态输出时74LS00的输出值。
*3、用74LS125两个三态门输出构成一条总线。使两个控制端一个为低电平，另一个为高电平。一个三态门的输入接50kHz信号，另一个三态门的输入接 500KHz信号。用示波器观察三态门的输出。 四、实验提示 1、三态门74LS125的控制端C为低电平有效。 2、用实验台的电平开关输出作为被测器件的输入。拨动开关，则改变器件的输入电平。 五、实验报告要求 1、画出实验的逻辑电路图。 2、分析每个实验的实验现象。 3、分析实验1和实验2中三态门输出电压不同的原因。 *4、用三态门74LS125构成总线时，三态门输出应怎样连接？为什么在任何时刻，构成总线的三态门中只允许一个控制端为低电平，其余控制端应为高电平。
三态逻辑与非门基本输出状态及其应用电路解析 我们常说三态门，那么三态门到底是什么呢？三态又指的是哪三态呢？别急，接下来我会你具体讲解什么是三态门，以及它的应用电路解析。 什么是三态门?三态门，是指逻辑门的输出除有高、低电平两种状态外，还有第三种状态——高阻状态的门电路高阻态相当于隔断状态。三态门都有一个EN控制使能端，来控制门电路的通断。可以具备这三种状态的器件就叫做三态（门，总线，。..。..）。 举例来说： 内存里面的一个存储单元，读写控制线处于低电位时，存储单元被打开，可以向里面写入；当处于高电位时，可以读出，但是不读不写，就要用高电阻态，既不是＋5v，也不是0v 计算机里面用1和0表示是，非两种逻辑，但是，有时候，这是不够的， 比如说，他不够富有但是他也不一定穷啊，她不漂亮，但也不一定丑啊， 处于这两个极端的中间，就用那个既不是＋也不是―的中间态表示，叫做高阻态。 高电平，低电平可以由内部电路拉高和拉低。而高阻态时引脚对地电阻无穷，此时读引脚电平时可以读到真实的电平值。 高阻态的重要作用就是I/O（输入/输出）口在输入时读入外部电平用. 1. 三态门的特点 三态输出门又称三态电路。它与一般门电路不同，它的输出端除了出现高电平、低电平外，还可以出现第三个状态，即高阻态，亦称禁止态，但并不是3个逻辑值电路。 2. 三态逻辑与非门 三态逻辑与非门如图Z1123所示。这个电路实际上是由两个与非门加上一个二极管D2组成。虚线右半部分是一个带有源泄放电路的与非门，称为数据传输部分，T5管的uI1、uI2称为数据输入端。而虚线左半部分是状态控制部分，它是个非门，它的输入端C称为控制端，或称许可输入端、使能端。 当C端接低电平时，T4输出一个高电平给T5 ，使虚线右半部分处于工作状态，这样，电
HUBEI NORMAL UNIVERSITY 电工电子实验报告 电路设计与仿真—Multisim 课程名称 逻辑门电路 实验名称 2009112030406 陈子明 学号姓名 电子信息工程 专业名称 物理与电子科学学院 所在院系 分数
实验逻辑门电路 一、实验目的 1、学习分析基本的逻辑门电路的工作原理； 2、学习各种常用时序电路的功能； 3、了解一些常用的集成芯片； 4、学会用仿真来验证各种数字电路的功能和设计自己的电路。 二、实验环境 Multisim 8 三、实验内容 1、与门电路 按图连接好电路，将开关分别掷向高低电平，组合出（0,0）（1，0）（0,1）（1，1）状态，通过电压表的示数，看到与门的输出状况，验证表中与门的功能： 结果：（0,0）
（0,1） （1,0） （1，1） 2、半加器 （1）输入/输出的真值表
输入输出 A B S(本位和（进位 数）0000 0110 1010 1101 半加器测试电路： 逻辑表达式：S= B+A=A B；=AB。 3、全加器 （1）输入输出的真值表 输入输出
A B (低位进 位S（本位 和） （进位 数） 0 0 0 0 0 00110 01010 01101 10010 10101 11001 11111（2）逻辑表达式：S=i-1；C i=AB+C i-1（A B） （3）全加器测试电路：
4、比较器 （1）真值表 A B Y1(A>B Y2(A Y3(A=B 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 （2）逻辑表达式： Y1=A;Y2=B;Y3=A B。 （3）搭接电路图，如图： 1位二进制数比较器测试电路与结果：
门电路逻辑功能及测试实验报告记录
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深圳大学实验报告实验课程名称：数字电路实验 实验项目名称：门电路逻辑功能及测试学院：信息工程学院 报告人：许泽鑫学号：201 班级：2班同组人： 指导教师：张志朋老师 实验时间：2016-9-27 实验报告提交时间：2016-10-11
一、实验目的 （1）熟悉门电路逻辑功能，并掌握常用的逻辑电路功能测试方法。 （2）熟悉RXS-1B数字电路实验箱。 二、方法、步骤 1.实验仪器及材料 1)RXS-1B数字电路实验箱 2)万用表 3)器件 74LS00四2输入与非门1片 74LS86四2输入异或门1片 2.预习要求 1)阅读数字电子技术实验指南，懂得数字电子技术实验要求和实验方 法。 2)复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。 3)熟悉所用集成电路的外引线排列图，了解各引出脚的功能。 4)学习RXB-1B数字电路实验箱使用方法。 3.说明 用以实现基本逻辑关系的电子电路通称为门电路。常用的门电路在逻辑功能上有非门、与门、或门、与非门、或非门、与或非门、异或门等几种。 非逻辑关系：Y=A 与逻辑关系：Y=A B + 或逻辑关系：Y=A B 与非逻辑关系：Y=A B + 或非逻辑关系：Y=A B + 与或非逻辑关系：Y=A B C D ⊕ 异或逻辑关系：Y=A B
三、实验过程及内容 任务一：异或门逻辑功能测试 集成电路74LS86是一片四2输入异或门电路，逻辑关系式为1Y=1A ⊕1B ，2Y=2A ⊕2B ， 3Y=3A ⊕3B ，4Y=4A ⊕4B ，其外引线排列图如图1.3.1所示。它的1、2、4、5、9、10、12、13号引脚为输入端1A 、1B 、2A 、2B 、3A 、3B 、4A 、4B ，3、6、8、11号引脚为输出端1Y 、2Y 、3Y 、4Y ，7号引脚为地，14号引脚为电源+5V 。 （1）将一片四2输入异或门芯片74LS86插入RXB-1B 数字电路实验箱的任意14引脚的IC 空插座中。 （2）按图1.3.2接线测试其逻辑功能。芯片74LS86的输入端1、2、4、5号引脚分别接至数字电路实验箱的任意4个电平开关的插孔，输出端3、6、8分别接至数字电路实验箱的电平显示器的任意3个发光二极管的插孔。14号引脚+5V 接至数字电路实验箱的+5V 电源的“+5V ”插孔，7号引脚接至数字电路实验箱的+5V 电源的“⊥”插孔。 （3）将电平开关按表1.3.1设置，观察输出端A 、B 、Y 所连接的电平显示器的发光二极管的状态，测量输出端Y 的电压值。发光二极管亮表示输出为高电平（H ），发光二极管不亮表示输出为低电平（L ）。把实验结果填入表1.3.1中。 图1.3.1 四2输入异或门74LS86外引线排列图 1A 1B 1Y 2A 2B 74LS86 V CC 4B 4A 4Y 3B 4A 3Y 1 2 3 4 5 14 13 12 11
大连外国语大学软件学院 1数字逻辑电路概述 数字逻辑是数字电路逻辑设计的简称，其内容是应用数字电路进行数字系统逻辑设计。电子数字计算机是由具有各种逻辑功能的逻辑部件组成的，这些逻辑部件按其结构可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路是由与门、或门和非门等门电路组合形成的逻辑电路;时序逻辑电路是由触发器和门电路组成的具有记忆能力的逻辑电路。有了组合逻辑电路和时序逻辑电路，再进行合理的设计和安排，就可以表示和实现布尔代数的基本运算。 数字逻辑电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点，因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。一般家电产品中，如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。 （阐述数字逻辑的现状、目的、意义、功能、方法及作用）2第一种数字逻辑电路 方法原理及功能 数据选择器又称为多路开关，是一种重要的组合逻辑器件，它可以实现从多路数据中选择任何一路数据输出，选择的控制由专门的端口编码决定，称为地址码，数据选择器可以完成很多的逻辑功能，例如函数发生器、桶形移位器、并串转换器、波形产生器等。 1、与非门实现二选一数据选择器： 用一种74SL153及门电路设计实现一位全加器，输入用三个单刀双掷开关分别代表A、B、C，输出用两个指示灯分别代表L1、L1。 设计过程与结果（描述方法的操作过程和结果，配截图详细介绍） 在元件库中单击TTL，再单击74LS系列，选中74LS153D。
仿真结果实际结果 L 1 亮单独打开开关A，B，C时； L1灯泡亮 L 2 亮任意打开两个开关； 灯泡L2亮
L 1 和 L 2 都 亮 同时打开开关A,B,C时； 灯泡L1，L2同时亮。 心得体会 经过许多次的失败，在不断尝试中选择一个适合的方式去解决问题，加强对电路的 理解。通过该实验可以培养我们的动手能力和对数字电路的理解。经检验，符合真值表， 达到数据选择的作用。74ls153为双四选一数据选择器，几多一个非门和或门可以组成 数据比较器。能更好的掌握相关芯片的知识，了解其用途。 失败电路一： 失败电路二：
实验二 组合逻辑电路 一、 实验目的 了解组合电路的设计方法；尝试用与非门组成简单组合电路。 二、 实验原理 根据一定的逻辑功能设计出的逻辑电路，并不是唯一的，有繁有简。由于生产和使用与非门集成电路较多，所以，把一般函数式变换成只用与非门就能实现的函数式具有重要意义。这种函数式应包含逻辑乘及逻辑非运算，而且每个逻辑乘法之上必须有逻辑非运算（即与非-与非表达式。） 逻辑函数可以用真值表、逻辑表达式、卡诺图、逻辑图和波形图表示。它们之间有一定的换算规律。 三、 实验仪器与器件： 1、 数字实验箱 一台； 2、集成电路与非门74LS00一块。 四、实验内容 （1）利用与非门组成与门电路； （2）利用与非门组成或门电路；（3）利用四个与非门组成异或门电路。 要求：（1）写出各个门电路的与非—与非表达式； 74LS00逻辑图
（2）画出逻辑电路，标出管脚； （3）自拟实验步骤，设计表格，测试电路的逻辑功能。 五、研究问题： 如何把与非门作为非门使用？
实验三集电极开路门和三态门 一、实验目的 掌握集电极开路门（OC门）和三态门（TSL门）的功能和应用。 二、实验设备与器件 1、数字电路实验箱一台； 2、OC门74LS22、TSL门74LS126各一块。 三、实验原理 在数字系统中，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，但普通的TTL门电路不允许将它们的输出端直接并联使用。而OC门和TSL 门是两种特殊的TTL门电路，它们允许将输出端并接在一起使用。 OC门与普通TTL与非门的区别仅是输出管的集电极是开路（悬空）的，使用时必须外接负载电阻Rc至电源。 三态门是在普通门电路的基础上，附加使能控制端和控制电路构成。除了通常的高、低电平两种低阻输出状态外，还有第三种输出状态（禁止状态），此时电路与负载之间相当开路。其主要作用是实现总线传输。 四、电路介绍 集电极开路门（OC门）：采用74SL22，集电极开路四输入二与非门。 三态门（TSL门）：采用74LS126，三态输出四总线缓冲器。 A为输入端，Y是输出端，G是工作方式控制端(也称禁止端或使能端)。 G=1时为正常工作状态，实现Y=A的逻辑功能；G=0时为禁止状态，输出端呈现高阻状态。
数电逻辑门电路实验报告 篇一：组合逻辑电路实验报告 课程名称：数字电子技术基础实验指导老师：樊伟敏 实验名称：组合逻辑电路实验实验类型：设计类同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）五、实验数据记录和处理七、讨论、心得 一．实验目的 1.加深理解全加器和奇偶位判断电路等典型组合逻辑电路的工作原理。 2.熟悉74LS00、74LS11、74LS55等基本门电路的功能及其引脚。 3.掌握组合集成电路元件的功能检查方法。 4.掌握组合逻辑电路的功能测试方法及组合逻辑电路的设计方法。 二、主要仪器设备 74LS00（与非门） 74LS55（与或非门） 74LS11（与门）导线电源数电综合实验箱 三、实验内容和原理及结果 四、操作方法和实验步骤 六、实验结果与分析（必填）
实验报告 (一) 一位全加器 1.1 实验原理：全加器实现一位二进制数的加法，输入有被加数、加数和来自相邻低位的进位；输出有全加和与向高位的进位。 1.2 实验内容：用 74LS00与非门和 74LS55 与或非门设计一个一位全加器电路，并进行功能测试。 1.3 设计过程：首先列出真值表，画卡诺图，然后写出全加器的逻辑函数，函数如下： Si = Ai ?Bi?Ci-1 ；Ci = Ai Bi +(Ai?Bi)C i-1 异或门可通过Ai ?Bi?AB?AB,即一个与非门； （74LS00），一个与或非门（74LS55）来实现。Ci = Ai Bi +(Ai?Bi)C 再取非，即一个非门（ i-1 ?Ai Bi +(Ai?Bi)C i-1 ，通过一个与或非门Ai Bi +(Ai?Bi)C i-1 ，
第四次实验报告 实验内容： 1、TTL三态门的逻辑功能 2、TTL三态门的电压输出时间 3、74LS125的电压传输特性曲线 实验仪器与元器件： 自制硬件基础电路实验箱、双踪示波器、数字万用表、74LS125 实验预习： 1、三态门(TS) 所谓三态是指输出端而言，普通的TTL与非门其输出极的两个晶体管T4、T5始终保持一个导通，另一个截止的推拉状态。T4导通，T5截止，输出高电平Y=1；T4截止，T5导通，输出低电平，Y=0。三态门除了上述两种状态外，又出现了T4、T5同时截止的第三种状态。因为晶体管截止时c、e之间是无穷大阻抗，输出端Y对地、对电源（v cc）阻抗无穷大。因此这第三种状态也称高阻状态。 三态门有三种输出状态：高电平输出、低电平输出和高阻输出状态。常见的三态门有控制端高电平有效和低电平有效两种类型。三态输出门除了有多输入三态与非门，还经常做成单输入、单输出的总线驱动器，并且输入与输出有同相和反相两种类型。三态门主要用途之一是实现总线传输，各三态门输出端可以并联使用一个传输通道，以选通的方式传送多路信息。使用时注意输出端并接的三态门只能有一个处于工作状态(E＝0)。其余必须处于高阻状态(E＝1)。三态门驱动
能力强，开关速度快，在中大规模集成电路中广泛采用三态门输出电路，作为计算机和外围电路的接口电路。 如图为三态门的电路图： 2、74LS125就是单输入、单输出的控制端低电平有效的同相三态输出门。即E＝0时，Y＝A；E＝1时为高阻态。控制信号可在E N处加入，也可在处加入： E N＝0，＝1，则C=0，v B1=0.9V，v c2＝0.9V v B4＝v c2＝0.9V，T4截止（T4导通的电位v B4>1.4V） v B1=0.9V，T5截止，输出端Y为高阻状态。 E N＝1，＝0，C=1，对与非门另两个A、B输入端无影响，为正常的与非门电路。当A＝B＝1，则T2、T5导通，v c2＝1.0V（前已分析）。二极管D处于反相截止状态（因为其阳极电压v c2＝1.0V，小于阴极C点电位v IH=3.4V），在电路中不起作用。 若A、B中有一个为0，则T2、T5截止，由于v c2＝v IH＋0.7＝4.1V，
实验三一．实验目的 1.掌握全加器的工作原理与逻辑功能。 2.掌握全加器的应用。 二．实验设备及器材 数字电路实验箱稳压电源 74LS00 CD4008B 三．实验原理 全加器是中规模组合逻辑器件，它实现二进制数码的加法运算。 表1 全加器真值表 CD4008B为四位加法器，其逻辑符号如图2，A3、A2、A1、A0和B3、B2、B1、B0为两个四位二进制数，CI为进位输入端，CO为进位输出端。 图2
全加器主要用于数值运算，i位全加器可以实现两个i位二进制数的加法运算。另外，全加器也可以实现组合逻辑函数，如用全加器实现四位二进制数向BCD 码的转换。 四．实验内容 1.按照全加器真值表，利用逻辑电平产生电路及逻辑电平指示电路验证CD4008B的逻辑功能，画出测试电路图。 A3、A2、A1、A0和B3、B2、B1、B0为两个四位二进制数：加数和被加数，CIN为进位输入，S3、S2、S1、S0为输出的和，CON为进位输出端。 2.连接 B/BCD码转换电路，验证其实验结果是否与真值表一致。 二进制码转换为BCD码时，9以前即0000—1001，二进制数B和BCD码二者相等。但九以后，即1010—1111，需要给B加6（0110）才能和BCD码在数值上相等。因此利用四位全加器实现转换时，以四位二进制数作为被加数，而加数在四位二进制数为0000—1001时为0000，为1001—1111时为0110，这样就可实现
B/BCD 的转换。 图3 B/BCD码转换电路 验证得其实验结果与真值表一致 3.设计电路，完成1位十进制数的相加运算，使实现7+9=,6+4=,和3+2=，并用数码管显示电路。 可得图四真值表： 加数二进制 码被加数二进 制数码 二进制的和十进制的和进位 0010 0011 0101 5 0 0100 0110 1010 10 0 0111 1001 0000 16 1 图四真值表 实验结果：数码管显示电路图如下
三态门实验报告 实验目的： 1,测试三态门静态逻辑功能； 2.测试三态门动态逻辑功能； 3.测试三态门信号传输延迟时间； 4.测试三态门电压传输特性曲线。 实验器材： 74LS125 实验箱万用表信号发生器、示波器。 实验内容： （1）.测试三态门静态逻辑功能。 实验步骤： 1.连线。7接地，14接5V的电压，1、2接电平按键。 2.用万用表测试2的电压、3的电压。改变1的开关，重复测量步骤。 3.记录数据，整理分析。 （2）测试三态门动态逻辑功能。 1. ch1测量三态门的2的输入波形，ch2三态门的3的输出波形，2 接入cp。其他的保持不变。 2. 调试，直至出现正确合适的波形为止。保存波形。 （3）测试三态门信号传输延迟时间； 1.将2接入的是5KHz的脉冲，其他的保持不变。 调节出现正确的波形。2.保存波形，记录脉冲上升沿的延迟时间和脉冲下降沿的延迟时间。
3.记录数据，整理分析。 （4）测试三态门电压传输特性。 1. 2接入的是信号发生器的三角波，其他的保持不变。实验结果显示： （1）测试三态门的静态逻辑功能。、 （2）测试三态门的动态逻辑功能 En=0时的波形如下： En=1时的波形：
（3）测量三态门的信号传输 信号上升沿的传输延迟曲线如下： 信号下降沿传输特性曲线： （4）三态门电压传输特性曲线：
实验数据记录及其分析： （1）测试三态门静态逻辑功能； 数据分析结论：三态门的静态逻辑功能如下： （2）测试三态门的动态逻辑功能
数据分析：三态门在使能en=0时逻辑功能正常，在en=1时处于高阻态。 （3）测试信号传输的延迟时间 (4)测试三态门电压传输曲线 实验总结： 实验中起初自己准备的资料未能很好的利用，对实验原理和实验结果的认识及其分析不够到位。 实验评价： 此次实验不太顺利。
实验二（1）三态门电路设计 班级姓名学号 一、实验目的 熟悉QuartusII仿真软件的基本操作，并用VHDL/Verilog语言设计一个三态门。 二、实验内容 1、熟悉QuartusII软件的基本操作，了解各种设计输入方法（原理图设计、文本设计、波形设计） 2、用VHDL语言设计一个三态门，最终在FPGA芯片上编程指令译码器，并验证逻辑实现。 三、实验方法 1、实验方法： 采用基于FPGA进行数字逻辑电路设计的方法。 采用的软件工具是QuartusII软件仿真平台，采用的硬件平台是Altera EPF10K20TI144_4的FPGA试验箱。 2、实验步骤： 1、新建，编写源代码。 (1).选择保存项和芯片类型：【File】-【new project wizard】-【next】（设置文件路径+设 置project name为stm）-【next】（设置文件名zlym.vhd—在【add】）-【properties】 （type=AHDL）-【next】（family=FLEX10K；name=EPF10K10TI144-4）-【next】-【finish】 (2).新建：【file】-【new】（第二个AHDL File）-【OK】 2、写好源代码，保存文件（stm.vhd）。 3、编译与调试。确定源代码文件为当前工程文件，点击【processing】-【start compilation】进行文件编译。编译结果有一个警告，文件编译成功。 4、波形仿真及验证。新建一个vector waveform file。按照程序所述插入EN,A以及dataout)四个节点（EN,A为输入节点，dataout为输出节点）。(操作为：右击-【insert】-【insert node or bus】-【node finder】（pins=all；【list】）-【>>】-【ok】-【ok】)。任意设置EN,A的输入波形…点击保存按钮保存。然后【start simulation】，出name dataout的输出图。 5、时序仿真。暂时不知道什么是时序仿真 6、FPGA芯片编程及验证 选择pins，连接计算机到实验箱，操作。 四、实验过程 3、编译过程 a）源代码如图（VHDL设计）