实验一门电路逻辑功能及测试
计算机一班组员：2014217009赵仁杰
一、实验目的
1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。
2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。
3、学会检测基本门电路的方法。
二、实验仪器及材料
1、仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱
2. 器件：
74LS00 二输入端四与非门2片
74LS20 四输入端双与非门1片
74LS86 二输入端四异或门1片
三、预习要求
1. 预习门电路相应的逻辑表达式。
2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。
四、实验内容及步骤
实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的IC座，按自己设计的实验接线图接好连线。注意集成块芯片不能插反。实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。每个芯片的电源和GND引脚，分别和实验台的+5V 和“地（GND）”连接。芯片不给它供电，芯片是不工作的。用实验台的逻辑开关作为被测器件的输入。拨动开关，则改变器件的输入电平。开关向上，输入为1，开关向下，输入为0。
将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯连接。指示灯亮表示输出电平为1，指示灯灭表示输出电平为0。
1.与非门电路逻辑功能的测试
（1）选用双四输入与非门74LS20一片，插入数字电路实验箱中对应的IC座，按图1.1接线、输入端1、2、4、5、分别接到K1~K4的逻辑开关输出插口，输出端接电平显示发光二极管D1~D4中任意一个。注意：芯片74LS20的14号引脚要接试验箱下方的+5V电源，7号引脚要接试验箱下方的地（GND）。用万用表测电压时，万用表要调到直流20V档位，因为芯片接的电源是直流+5V。
表1.1
图 1.1
（2）按表1.1的状态改变逻辑开关的值，分别测出逻辑状态及输出电压。
2. 异或门逻辑功能的测试
（1）选二输入四异或门电路74LS86，按图1.2接线，输入端1、2、4、5接逻辑开关(K1~K4)，输出端A、B、Y接电平显示发光二极管。注意：芯片74LS86的14号引脚要接试验箱下方的+5V电源，7号引脚要接试验箱下方的地（GND）。
图 1.2
（2）按表1.2的状态，拨动逻辑开关，将输出值的结果填入表中。
表1.2
3. 逻辑电路的逻辑关系测试
（1）图1.3中需要用到两片74LS00芯片。图1.4中也需要用到两片74LS00芯片。其中虚线框内是第一片74LS00芯片部分，虚线框外的是第二片74LS00芯片部分。用两片74LS00芯片，分别按图1.3，1.4接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.3、表1.4中。A 、B 接实验箱下方的逻辑开关。输出Y 接实验箱上方的电平显示发光二极管。 注意：两片74LS00芯片的14号引脚都要接实验箱下方的+5V 电源，7号引脚都要接实验箱下方的地（GND ）。
（2）写出上面两个电路对应的输出量的逻辑表达式，并画出等效逻辑图。
4. 利用与非门控制输出
（1）用一片74LS00按图1.5接线，1号引脚接实验箱左下方的脉冲源输出孔，将频率档位调到1KHZ位置。2号引脚接一逻辑开关，将Y输出（3号引脚）送到示波器上，用示波器观察Y输出脉冲的波形。理解S对Y的控制作用。记录下，当S=1时，波形的特点是：与1号引脚波形反相。当S=0时，波形的特点是：一条Y=1的线段。
图1.5
注意：芯片74LS00的14号引脚要接试验箱下方的+5V电源，7号引脚要接试验箱下方的地（GND）。示波器的电源开关在左下方，信号送到CH1通道上，对应的示波器上CH1通道按键要按下。也可以同时将两个信号分别送到CH1和CH2上，这时CH1和CH2通道按键都要按下。最后按下示波器右上方的“autoset”按键，稍等片刻就可以在示波器的屏幕上看到对应的脉冲波形了。通过旋转频率调节旋钮，可以增大或者减小实际输出脉冲的频率值。
（2）将1号引脚和Y输出用两个探头分别连接到示波器的CH1和CH2通道上，用示波器进行观察两个波形的高低变化特点。记录下示波器上的两种波形。如果1号引脚的波形如下图所示，请画出与之对应的Y输出端的波形图。
1号引脚的波形：
Y输出端的波形：
根据图1.5写出输出Y的函数表达式，分析根据表达式得到的结果和示波器显示的结果是否一致。
五、实验报告
1. 按各步聚要求填表并画逻辑图。
2. 回答问题。
（1）怎样判断门电路逻辑功能是否正常？
答：门电路功能正常与否的判断：
1）按照门电路功能，根据输入和输出，列出真值表。
2）按真值表输入电平，查看它的输出是否符合真值表。
3）所有真值表输入状态时，它的输出都是符合真值表，则门电路功能正常；否则门电路功能不正常。
（2）与非门一个输入接连续脉冲，其余端什么状态时允许脉冲通过？什
么状态时禁止脉冲通过？
答：与非门的逻辑特点：只有当全部输入端都处于高电平时，输出才呈现低电平；只要有一个输入端处于低电平，输出端就输出高电平。
若要输出高电平，一个输入端输入连续脉冲，其余端接低电平。
若要禁止脉冲输出，其余端接高电平。
（3）异或门又称可控反相门，为什么？
答：异或门有两个输入端，其中一个作为控制端，当控制端为0 则输出，与另一输入端输入相同，即异或门不改变逻辑值；但控制端为1的时候，输出端与另一输入端输入反向，这时异或门相当于一个反向门。
因此，异或门又称可控反向门。
3. 预习实验2。
一、实验目的 1、熟悉门电路逻辑功能。 2、学习数字电路实验的一般程序及方法。 3、熟悉数字电路设备的使用方法。 二、实验仪器及材料 1、数字万用表 2、器件： 74LS00 二输入端四“与非”门2片 4LS20 四输入端二“与非”门1片 74LS86 二输入端四“异或”门1片 三、预习要求 1、复习门电路的工作原理及相应的逻辑表达式。 2、熟悉所用集成电路的引脚位置及各引脚用途（功能）。 四、实验内容 实验前先检查设备的电源是否正常。然后选择实验用的集成电路，按设计的实验原理图（逻辑图）接好连线，特别注意V CC及地线（GND）不能接错。线接好后经检查无误方可通电实验。实验中改动接线须断开电源，改接好线后再通电实验。 1、测试门电路逻辑功能 ⑴、选用四输入端二“与非”门芯片74LS20一片，按图1.1接线。输入端接四只电平开关（电平开关输出插口），输出端接任意一个电平显示发光二极管。 ⑵、将电平开关按表1.1置位，分别测输出电压及逻辑状态。 2、异或门逻辑功能测试 ⑴、选二输入端四“异或”门芯片74LS86一片，按图1.2接线。输入端A、B、C、D接四只电平开关，E点、F点和输出端Y分别接三只电平显示发光二极管。 ⑵、将电平开关按表1.2置位，将结果填入表中。
4、用“与非”门组成其它门电路并测试验证⑴、组成“或非”门。用一片二输入端四“与非”门芯组成一个“或非”门：Y=A+B，画出逻辑电路图，测试并填表1.5。 ⑵、组成“异或”门。 A、将“异或”门表达式转化为“与非”门表达式。 B、画出逻辑电路图。 C、测试并填表1.6。
思考题： （1）、怎样判断门电路的逻辑功能是否正常? 答：门电路功能正常与否的判断：(1)按照门电路功能，根据输入和输出，列出真值表。(2)按真值表输入电平，查看它的输出是否符合真值表。(3)所有真值表输入状态时，它的输出都是符合真值表，则门电路功能正常；否则门电路功能不正常。 （2）、“与非”门的一个输入端接连续脉冲，其余端什么状态时允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过? 答：与非门接髙电平则其他信号可以通过，接低电平则输出恒为0，与非门的真值表是“有0出1，全1出0”。所以一个输入接时钟，就是用时钟控制与非门，当时钟脉冲为高电平时，允许信号通过，为低电平时关闭与非门。 （3）、“异或”门又称可控反相门，为什么？ 答：“异或”函数当有奇数个输入变量为真时，输出为真！ 当输入X＝0，Y＝0 时输出S＝0 当输入X＝0，Y＝1 时输出S＝1 0代表假1代表真 异或门主要用在数字电路的控制中！ 实验小结 由于是第一次数字电路动手试验，操作不是很熟悉，搞得有些手忙脚乱，加之仪器有一点陈旧，电路板上有些地方被烧过，实验中稍不留神接到了烧过的电路板就很难得出正确的结果。 本次试验加深了我对门电路逻辑功能的掌握，对数字电路实验的一般程序及方法有了一定的了解，对数字电路设备的使用方法也有了初步掌握。 在以后的实验中，我会好好预习，认真思考，实验的时候小心仔细，对实验结果认真推敲，勤于思考勤于动手，锻炼自己的动手能力。
四、实验内容 1、设计用与非门及用异或门、与门组成的半加器电路。 要求按本文所述的设计步骤进行，直到测试电路逻辑功能符合设计要求为止。 解: 逻辑表达式：S= A 2、设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门组成。 解: i C B A AB )(C C B A S o i ⊕+=⊕⊕= A B 0 00 11 01 1 0 01 01 01 1 S C A B S C 74LS08 74LS86 74LS08 A B C i 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 0 01 01 00 11 00 10 11 1 S C o A B C i CC4085
A B C i 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 0 01 01 00 11 00 10 11 1 S C o A B C i 5 6 3、设计一位全加器，要求用与或非门实现。 解: 11i 1-i i i 1-i i i i B A C B A C B A S --+++=i i i i i C B A C 1i 1-i i i i i A C B B A C -++=i C A i C B i 4、设计一个对两个两位无符号的二进制数进行比较的电路；根据第一个数是否大于、等于、小于第二个数，使相应的三个输出端中的一个输出为“1”，要求用与门、与非门及或非门实现。
解: A 0 B 0 A 1 B 1 B 74LS04六反相器入与门(1) 入与门(2) 五、实验预习要求 1、根据实验任务要求设计组合电路，并根据所给的标准器件画出逻辑图。 2、如何用最简单的方法验证“与或非”门的逻辑功能是否完好？ 3、“与或非”门中，当某一组与端不用时，应作如何处理？ 六、实验报告 1、列写实验任务的设计过程，画出设计的电路图。 2、对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果。 1、组合电路设计体会。 A 0B 0A 0B 0A 0=B 0 A 1=A 1= B 1A 1=B 1010× A < B 001×A 1>F AB A 0A 1输出输入F A>B = (A 1>B 1) + (A 1=B 1)(A 0>B 0)F A=B =(A 1=B 1)(A 0=B 0) F A组合逻辑电路基础知识、分析方法
组合逻辑电路基础知识、分析方法 电工电子教研组徐超明 一.教学目标：掌握组合逻辑电路的特点及基本分析方法 二.教学重点：组合逻辑电路分析法 三.教学难点：组合逻辑电路的特点、错误！链接无效。 四.教学方法：新课复习相结合，温故知新，循序渐进； 重点突出，方法多样，反复训练。 组合逻辑电路的基础知识 一、组合逻辑电路的概念 [展示逻辑电路图]分析得出组合逻辑电路的概念：若干个门电路组合起来实现不同逻辑功能的电路。 复习: 名称符号表达式 基本门电路与门Y = AB 或门Y = A+B 非门Y =A 复合门电路 与非门Y = AB 或非门Y = B A+ 与或非门Y = CD AB+ 异或门 Y = A⊕B =B A B A+ 同或门 Y = A⊙B =B A AB+ [展示逻辑电路图]分析得出组合逻辑电路的特点和能解决的两类问题： 二、组合逻辑电路的特点 任一时刻的稳定输出状态，只决定于该时刻输入信号的状态，而与输入信号作用前电路原来所处的状态无关。不具有记忆功能。
三、组合逻辑电路的两类问题： 1.给定的逻辑电路图,分析确定电路能完成的逻辑功能。 →分析电路 2.给定实际的逻辑问题，求出实现其逻辑功能的逻辑电路。→设计电路 14．1．1 组合逻辑电路的分析方法 一、 分析的目的：根据给定的逻辑电路图，经过分析确定电路能完成的逻辑功能。 二、 分析的一般步骤： 1. 根据给定的组合逻辑电路，逐级写出逻辑函数表达式； 2. 化简得到最简表达式； 3. 列出电路的真值表； 4. 确定电路能完成的逻辑功能。 口诀: 逐级写出表达式， 化简得到与或式。 真值表真直观， 分析功能作用大。 三、 组合逻辑电路分析举例 例1：分析下列逻辑电路。 解: (1)逐级写出表达式: Y 1=B A , Y 2=BC , Y 3=21Y Y A =BC B A A ??,Y 4=BC , F=43Y Y =BC BC B A A ??? (2)化简得到最简与或式: F=BC BC B A A ???=BC BC B A A +??=BC C B B A A +++))(( =BC C B A B A BC C B B A +??+?=++?)(=BC B A BC C B A +?=++?)1( (3)列真值表: A B C F 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 (4)叙述逻辑功能: 当 A = B = 0 时，F = 1 当 B = C = 1 时，F = 1 组合逻辑电路 表达式 化简 真值表 简述逻辑功能
组合逻辑电路的分析（大题）一．目的 由逻辑图得出逻辑功能 二．方法（步骤） 1．列逻辑式： 由逻辑电路图列输出端逻辑表达式； （由输入至输出逐级列出） 2．化简逻辑式： 代数法、卡诺图法； （卡诺图化简步骤保留） 3．列真值表： 根据化简以后的逻辑表达式列出真值表；4．分析逻辑功能(功能说明)： 分析该电路所具有的逻辑功能。 （输出与输入之间的逻辑关系）； （因果关系） （描述函数为1时变量取值组合的规律） 技巧：先用文字描述真值表的规律（即叙述函数值为1时变量组合所有的取值），然后总结归纳电路实现的具体功能。
5．评价电路性能。三．思路总结： 组合逻辑 电路逻辑表达式最简表达式真值表逻辑功能化简 变换 四．注意： 关键：列逻辑表达式； 难点：逻辑功能说明 1、逻辑功能不好归纳时，用文字描述真值表的规律。（描述函数值为1时变量组合所有的取值）。 2、常用的组合逻辑电路。 （1）判奇（偶）电路； （2）一致性（不一致性）判别电路； （3）相等（不等）判别电路； （4）信号有无判别电路； （5）加法器（全加器、半加器）； （6）编码器、优先编码器； （7）译码器； （8）数值比较器； （9）数据选择器； （10）数据分配器。
3、多输出组合逻辑电路判别： 1）2个输出时考虑加法器:2输入半加；3输入全加。 2)4输出时考虑编码器：4输入码型变换；编码器。 五．组合逻辑电路分析实例 例1 电路如图所示，分析电路的逻辑功能。 A B Y 解： （1）写出输出端的逻辑表达式：为了便于分析可将电路自左至右分三级逐级写出Z1、Z2、Z3和Y的逻辑表达式为：
实验一门电路的功能测试 1.实验目的 （1）熟悉数字电路实验装置，能正确使用装置上的资源设计实验方案； （2）熟悉双列直插式集成电路的引脚排列及使用方法； （3）熟悉并验证典型集成门电路逻辑功能。 2.实验仪器与材料 （1）数字电路实验装置1台； （2）万用表1块 （3）双列直插集成电路芯片74LS00、74LS86、74LS125各1片，导线若干。 3.知识要点 （1）数字电路实验装置的正确使用 TPE-D6A电子技术学习机是一种数字电路实验装置，利用装置上提供的电路连线、输入激励、输出显示等资源，我们可以设计合理的实验方案，通过连接电路、输入激励信号、测试输出状态等一系列实验环节，对所设计的逻辑电路进行结果测试。该实验装置功能模块组成如图1.1所示。 图中①为集成电路芯片区，有15个IC插座及相应的管脚连接端子，其中A13是8管脚插座，A11、A12是14管脚插座，A1、A2、A3、A7、A8是16管脚插座，A4、A5是18管脚插座，A9、A14、A16、A7、A8是20管脚插座，A10、A15是24管脚插座。根据双列直插式集成电路芯片的管脚数可以选择相同管脚数的IC插座，并将集成电路芯片插入IC插座（凹口侧相对应），可以通过导线将管脚引出的接线端相连，实现电路的连接。 图中②为元件区，内有多个不同参数值的电阻、电容以及二极管、三极管、稳压管、蜂鸣器等元件可供连接电路时选择。 图中③为电位器区，内有1k、10k、22k、100k、220k阻值的电位器等元件可供连接电路时选择。 图中④为直流稳压电源区，是装置内部的直流稳压电源提供的+5V、-5V、+15V、-15V 电源输出引脚，可以为有源集成芯片提供工作电源电压。
实验报告门电路功能测试及组合逻辑电路设计 实验题目：门电路功能测试及组合逻辑电路设计 实验目的： （1）掌握常用门电路的逻辑功能及测试方法； （2）掌握用小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法。 实验仪器及器材： 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。 74LS00一片；74LS10一片；74LS20一片。 实验内容： 实验一：对74LS00进行功能测试 ○1.静态测试 （1）A、B都为低电平，输出结果为高电平 （2）A为低电平，B为高电平或A为高电平，B为低电平时，输出结果为高电平
（3）A、B均为高电平，输出结果为低电平 实验结论：测试结果与74LS00逻辑功能功能表相同。○2动态测试 电路的逻辑表达式：F=ˉVK 分析： 当K为0时，示波器的A通道是V的波形，为方波信号，B通道是F的波形，为高电平（一条直线）； 当开关闭合后，K=1，B通道应该是与V波形刚好相反的波形；小灯泡也是一闪一闪的状态。 实验的电路图
实验现象： 开关断开： 示波器的显示：
开关闭合后，小灯泡开始一闪一闪，示波器波形如下图： 现象分析：实验所得现象与预先分析的实验结果一样。比较输入与输出的波形，发现输出F的波形与V的波形刚好相反，但是F波形的最大值较V的最大值偏小，究其原因，这属于正常现象，因为输出会有损失。 实验结论：所得到的波形符合功能要求。 实验2 实验目的：分析一个电路的逻辑功能 实验器材：74LS00、74LS10各一片 F=AB*BC*AC，所以F的结果应为以下表格：
实验结论：实验结果与预期的一样，符合该电路的逻辑功能表达式 实验三 实验目的：设计一个控制楼梯电灯的开关控制器，逻辑功能为课本表2-1-5的真值表。 实验原理分析：根据电路所实现的真值表，可以得出输出Y的逻辑表达式： Y=AB*AB 实验电路及现象： 1.A=1，B=0；A=0，B=1，时灯泡发光； 2.A=B=0或1时，灯泡不发光
实验序号实验题目 TTL各种门电路功能测试 实验时间实验室 1．实验元件（元件型号；引脚结构；逻辑功能；引脚名称） 1.SAC-DS4数字逻辑实验箱1个 2.数字万用表1块 3.74LS20双四输入与非门1片 4.74LS02四二输入或非门1片 5.74LS51双2-3输入与或非门1片 6.74LS86 四二输入异或门1片 7.74LS00四二输入与非门2片 （1）74LS20引脚结构及逻辑功能（2）74LS02引脚结构及逻辑功能 （3）74LS51引脚结构及逻辑功能（4）74LS86引脚结构及逻辑功能 （5）74LS00引脚结构及逻辑功能
2．实验目的 （1）熟悉TTL各种门电路的逻辑功能及测试方法。（2）熟悉万用表的使用方法。 3．实验电路原理图及接线方法描述： （1）74LS00实现与电路电路图 （2）74LS00实现或电路电路图
（3）74LS00实现或非电路电路图 （4）74LS00实现异或电路
4．实验中各种信号的选取及控制（电源为哪些电路供电；输入信号的分布位置；输出信号的指示类型；总结完成实验条件） 5．逻辑验证与真值表填写 （1）74LS00实现与电路电路图逻辑分析 逻辑运算过程分析： 1 21 Y=AB Y=Y=AB=AB 真值表： （2）74LS00实现或电路电路图 逻辑运算过程分析： 1 2 312 Y=AA=A Y=BB=B Y=Y Y=AB=A+B=A+B 真值表： 输入输出 A B 2 Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 输入输出 A B 3 Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
实验六组合逻辑电路的设计与测试 1．实验目的 (1)掌握组合逻辑电路的设计方法； (2)熟悉基本门电路的使用方法。 (3)通过实验，论证所设计的组合逻辑电路的正确性。 2．实验设备与器材 1)数字逻辑电路实验箱，2)万用表，3)集成芯片74LS00二片。 3．预习要求 (1)熟悉组合逻辑电路的设计方法； (2)根据具体实验任务，进行实验电路的设计，写出设计过程，并根据给定的标准器件画出逻辑电路图，准备实验； (3)使用器件的各管脚排列及使用方法。 4．实验原理 数字电路中，就其结构和工作原理而言可分为两大类，即组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路输出状态只决定于同一时刻的各输入状态的组合，与先前状态无关，它的基本单元一般是逻辑门；时序逻辑电路输出状态不仅与输入变量的状态有关，而且还与系统原先的状态有关，它的基本单元一般是触发器。 (1)组合电路是最常用的逻辑电路，可以用一些常用的门电路来组合完成具有其他功能的门电路。设计组合逻辑电路的一般步骤是： 1)根据逻辑要求，列出真值表； 2)从真值表中写出逻辑表达式； 3)化简逻辑表达式至最简，并选用适当的器件； 4)根据选用的器件，画出逻辑电路图。 逻辑化简是组合逻辑设计的关键步骤之一。为了使电路结构简单和使用器件较少，往往要求逻辑表达式尽可能化简。由于实际使用时要考虑电路的工作速度和稳定可靠等因素，在较复杂的电路中，还要求逻辑清晰易懂，所以最简设计不一定是最佳的。但一般来说，在保证速度、稳定可靠与逻辑清楚的前提下，尽量使用最少的器件，以降低成本。 (2)与非门74LS00芯片介绍 与非门74LS00一块芯片内含有4个互相独立的与非门，每个与非门有二个输入端。其逻辑表达式为Y=AB，逻辑符号及引脚排列如图6-1(a)、(b)所示。 (a)逻辑符号(b)引脚排列 图6-1 74LS20逻辑符号及引脚排列 (3)异或运算的逻辑功能 当某种逻辑关系满足：输入相同输出为“0”，输入相异输出为“1”，这种逻辑关系称为“异或”逻辑关系。 (4)半加器的逻辑功能 在加法运算中，只考虑两个加数本身相加，不考虑由低位来的进位，这种加法器称为半加器。 5．实验内容 (1)用1片74LS00与非门芯片设计实现两输入变量异或运算的异或门电路 要求：设计逻辑电路，按设计电路连接后，接通电源，验证运算逻辑。输入端接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1”电平信号，开关向上，输出逻辑“1”，向下为逻辑“0”；电路的输出端接由LED发光二极管组成的0-1指示器的显示插口，LED亮红色为逻辑“1”，亮绿色为逻辑“0”。接线后检查无误，通电，用万用表直流电压20V档测量输入、输出的对地电压，并观察输出的LED颜色，填入表6-1。
第五章 组合逻辑电路典型例题分析 第一部分：例题剖析 例1．求以下电路的输出表达式： 解： 例2．由3线－8线译码器Ｔ4138构成的电路如图所示，请写出输出函数式． 解： Y = AC BC ABC = AC +BC + ABC = C(AB) +CAB = C (AB) T4138的功能表 & & Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7 “1” T4138 A B C A 2A 1A 0Ya Yb S 1 S 2 S 30 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 S 1S 2S 31 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 0 A 2A 1A 0Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 70 1 1 1 1 1 1 11 0 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 11 1 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 0
例3．分析如图电路，写出输出函数Ｚ的表达式。CC4512为八选一数据选择器。 解： 例4．某组合逻辑电路的真值表如下，试用最少数目的反相器和与非门实现电路。（表中未出现的输入变量状态组合可作为约束项） CC4512的功能表 A ? DIS INH 2A 1A 0Y 1 ?0 1 0 0 0 00 00 00 0 0 0 0 00 0 ?????0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0 1 0 11 1 01 1 1 高阻态 0D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7 Z CC4512 A 0A 1A 2 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 DIS INH D 1 D A B C D Y 0 0 0 0 1 0 0 0 1 00 0 1 0 10 0 1 1 00 1 0 0 0 CD AB 00 01 11 1000 1 0 0 101 0 1 0 1 11 × × × ×10 0 1 × × A B 第一步画卡诺图第三步画逻辑电路图
实验一基本门电路的逻辑功能测试 一、实验目的 1、测试与门、或门、非门、与非门、或非门与异或门的逻辑功能。 2、了解测试的方法与测试的原理。 二、实验原理 实验中用到的基本门电路的符号为： 在要测试芯片的输入端用逻辑电平输出单元输入高低电平，然后使用逻辑电平显示单元显示其逻辑功能。 三、实验设备与器件 1、数字逻辑电路用PROTEUS 2、显示可用发光二极管。 3、相应74LS系列、CC4000系列或74HC系列芯片若干。 四、实验内容 1.测试TTL门电路的逻辑功能： a）测试74LS08的逻辑功能。(与门)000 010 100 111 b）测试74LS32的逻辑功能。（或门）000 011 101 111 c）测试74LS04的逻辑功能。（非门）01 10 d）测试74LS00的逻辑功能。（两个都弄得时候不亮，其他都亮）（与非门）（如果只接一个的话，就是非门）001 011 101 110 e）测试74LS02（或非门）的逻辑功能。（两个都不弄得时候亮，其他不亮）001 010 100 110 f）测试74LS86（异或门）的逻辑功能。 2.测试CMOS门电路的逻辑功能：在CMOS 4000分类中查询 a）测试CC4081(74HC08)的逻辑功能。（与门） b）测试CC4071(74HC32)的逻辑功能。（或门） c）测试CC4069(74HC04)的逻辑功能。（非门） d）测试CC4011(74HC00)的逻辑功能。（与非门）（如果只接一个的话，就是非门）
e）测试CC4001(74HC02)（或非门）的逻辑功能。 f) 测试CC4030(74HC86)（异或门）的逻辑功能。 五、实验报告要求 1.画好各门电路的真值表表格，将实验结果填写到表中。 2.根据实验结果，写出各逻辑门的逻辑表达式，并分析如何判断逻辑门的好坏。 3.比较一下两类门电路输入端接入电阻或空置时的情况。 4．查询各种集成门的管脚分配，并注明各个管脚的作用与功能。 例：74LS00 与门 Y=AB
实验五 MSI 组合电路逻辑功能测试 一、实验目的 1．会正确测试全加器、编码器、译码器、数据选择器等组合逻辑功能模块的逻辑功能，并能正确描述。 2.了解组合逻辑功能模块的工作特点。 二、实验仪器与器材 1．XST-5B 数字电路实验装置、实验模板 2．集成电路74LS148、74LS138、74LS151等。 3．导线若干、+5V 电源 三、预习要求 预习半加器、全加器、编码器、译码器、数据选择器、数值比较器的逻辑功能。 四、实验原理 中规模的器件，如译码器、数据选择器等，它们本身是为实现某种逻辑功能而设计的，但由于它们的一些特点，我们也可以用它们来实现任意逻辑函数。 1．全加器 全加器－－考虑低位进位数的两个一位二进制数的加法运算逻辑电路。二进制全加器的输入有加数Ai ，被加数Bi ，来自低位的进位数Ci-1；输出也有两个，分别是和数Si 和进位数Ci 。 表5-1是全加器的真值表，其中i A ，i B 表示两个加数，1i C -表示来自低位的进位，i S ，i C 表示相加后得到的和及进位。 1i i i i S A B C -=⊕⊕ (i C =
表5-1 全加器真值表 2.编码器 编码器是一种常用的组合逻辑电路，用于实现编码操作。编码操作就是将具体的事物或状态表示成所需代码的过程。按照所需编码的不同特点和要求，编码器主要分成二类：普通编码器和优先编码器。 普通编码器：电路结构简单，一般用于产生二进制编码。包括：a．二进制编码器：如用门电路构成的4—2线，8—3线编码器等。 b．二一十进制编码器：将十进制的0～9编成BCD码， 优先编码器：当有一个以上的输入端同时输入信号时，普通编码器的输出编码会造成混乱。为解决这一问题，需采用优先编码器。如8线—3线集成二进制优先编码器74LS148、10线—4线集成BCD码优先编码器74LS147等。 表5-2 8线3线编码器功能表 3．译码器 译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的作用是把给
实验六MSI 组合逻辑电路的逻辑功能测试 一、实验目的 熟悉中规模全加器、译码器、数据选择器组件的逻辑功能、外形及外引线排列。 二、实验仪器与器材 1．XST-5B 数字电路实验装置、实验模板 2．集成电路： 74LS283、74LS138、74LS153、74LS151 3．导线若干、+5V 电源 三、预习要求 预习半加器、全加器、译码器、数据选择器的逻辑功能。 四、实验内容与步骤 1．全加器的逻辑功能测试 表6-1是全加器的真值表，其中i A ，i B 表示两个加数，1i C -表示来自低位的进位，i S ，i C 表示相加后得到的和及进位。 1i i i i S A B C -=⊕⊕ 1()i i i i i i C A B C A B -=⊕+ 将全加器的输入端i A ，i B ，1i C -分别接逻辑电平，输出i S ，i C 接状态显示灯（LED ），按表6-1所列i A ，i B ，1i C -的状态，测试i S ，i C 的相应状态，将测试结果与表6-1进行比较。
2．译码器逻辑功能测试 表6-2是3线/8线译码器74LS138的真值表。按表中给定的输入状态。测试输出，将测得的结果与表6-2进行比较。
表6-2 3．数据选择器逻辑功能测试 ①表6-3是4选1数据选择器74LS153的功能表，按表中给定的输入状态。测试输出，将测得的结果与表6-3进行比较。
表6-3 ②八选一数据选择器74LS151功能测试（自己根据管脚排列和测试结果写出功能表及函数表达式） 五、实验报告 1、整理实验结果、图表，并对实验结果进行分析讨论。 2、写出各芯片的函数表达式。 3、总结本次实验体会。
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
实验一门电路逻辑功能及测试 计算机一班组员：2014217009赵仁杰 一、实验目的 1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。 2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。 3、学会检测基本门电路的方法。 二、实验仪器及材料 1、仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱 2. 器件： 74LS00 二输入端四与非门2片 74LS20 四输入端双与非门1片 74LS86 二输入端四异或门1片
三、预习要求 1. 预习门电路相应的逻辑表达式。 2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。 四、实验内容及步骤 实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的IC座，按自己设计的实验接线图接好连线。注意集成块芯片不能插反。实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。每个芯片的电源和GND引脚，分别和实验台的+5V 和“地（GND）”连接。芯片不给它供电，芯片是不工作的。用实验台的逻辑开关作为被测器件的输入。拨动开关，则改变器件的输入电平。开关向上，输入为1，开关向下，输入为0。 将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯连接。指示灯亮表示输出电平为1，指示灯灭表示输出电平为0。 1.与非门电路逻辑功能的测试 （1）选用双四输入与非门74LS20一片，插入数字电路实验箱中对应的IC座，按图1.1接线、输入端1、2、4、5、分别接到K1~K4的逻辑开关输出插口，输出端接电平显示发光二极管D1~D4中任意一个。注意：芯片74LS20的14号引脚要接试验箱下方的+5V电源，7号引脚要接试验箱下方的地（GND）。用万用表测电压时，万用表要调到直流20V档位，因为芯片接的电源是直流+5V。 表1.1
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。 2）由表2-1全加器真值表写出函数表达式。
3）将上面两逻辑表达式转换为能用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）实现的表达式。 4）画出逻辑电路图如图2-1，并在图中标明芯片引脚号。按图选择需要的集成块及门电路连线，将A i、B i、C i接逻辑开关，输出Si、Ci+1接发光二极管。改变输入信 号的状态验证真值表。 2.在一个射击游戏中，每人可打三枪，一枪打鸟(A)，一枪打鸡（B），一枪打兔子（C）。 规则是：打中两枪并且其中有一枪必须是打中鸟者得奖（Z）。试用与非门设计判断得奖的电路。（请按照设计步骤独立完成之） 五、实验报告要求： 1．画出实验电路连线示意图，整理实验数据，分析实验结果与理论值是否相等。 2．设计判断得奖电路时需写出真值表及得到相应输出表达式以及逻辑电路图。 3．总结中规模集成电路的使用方法及功能。
实验二组合逻辑电路功能分析与设计 一、实验目的： 1、了解组合逻辑电路的特点； 2、掌握组合逻辑电路功能的分析方法； 3、学会组合逻辑电路的连接方法; 4、掌握组合逻辑电路的设计方法。 二、实验原理： 1、组合逻辑电路的特点： 组合电路的输出只与当时输入的有关，而与电路以前的状态无关，即输出与输入的关系具有及时性，不具备记忆功能。 2、组合逻辑电路的分析方法： a写表达式：一般方法是从输入到输出逐级写出逻辑函数的表达式。 b化简：利用公式法和图行法进行化简，得出最简的函数表达式。 c列真值表：根据最简函数表达式列出函数真值表。 d功能描述：判断该电路所完成的逻辑功能，做出简要的文字描述，或进行改进设计。 3、组合逻辑电路的设计步骤： a根据设计的要求列出真值表。 B根据真值表写出函数表达式。 C化简函数表达式或做适当的形式转换。 D画出逻辑电路图。 三、实验器件 集成块：74LS00、74LS04、74LS08、74LS32 四、实验内容： （一）、组合逻辑电路功能分析 当电路A，B都输入0或1时，Y值输出为1； 当电路A，B输入为不一样的值时，Y值输出为0. １图4－1 （二）、组合逻辑电路设计（根据组合逻辑电路的设计步骤，分别写出各个组合逻辑电路的设计步骤。） 1、设计一个举重裁判表决器。设举重比赛有三个裁判，一个主裁判和两个副裁判。杠铃完全举上的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定。只有当两个或两个以上裁判（其中必须有主裁判）
判明成功时，表示“成功”的灯才亮。（要求用与非门实现） 设输入变量：主裁判为A ，副裁判分别为B ，C ，按下按钮为1，不按为0；输出变量：表示成功与否用Y 表示，灯亮为1，不亮为0，根据题意可以列出如图的真值表。 Y=AB == *AC == 2、某设备有开关A 、B 、C ，要求仅在开关A 接通的条件下，开关B 才能接通；开关C 仅在开关B 接通的条件下才能接通。违反这一规程，则发出报警信号。设计一个由与非门组成的能实现这一功能的报警控制电路。（要求用与非门实现） 设输入变量：开关分别为A ，B ，C ；输出变量：报警器为Y ，报警为1，不报警为0，根据题意可以列出如图的真值图。 Y=AC -= *AB -= *BC -=
实验一门电路逻辑功能及逻辑变换 一、实验目的 1、熟悉门电路逻辑功能及测试方法。 2、熟悉门电路的逻辑变换方法。 3、熟悉数字电路实验箱的使用方法。 二、实验仪器 1、示波器1台 2、数字电路实验箱1台 3、器件 74LS00 二输入端四与非门2片 74LS20 四输入端双与非门1片 74LS86 二输入端四异或门1片 74LS04 六反相器1片 三、实验原理 集成逻辑门是最基本的集成数字部件，任何复杂的逻辑电路都可以用多个逻辑门通过适当的连接方式组合而成。目前，虽然中、大规模数字集成器件的应用已很普遍，在设计数字电路时，不必从单个逻辑门出发去组合，但为了满足所有数字电路的需要，各种逻辑门电路仍然是不可缺少的。 基本逻辑门有与门、或门和非门。除基本门以外，常用的门电路还有与非门、或非门、异或门等。其中与非门有较强的通用性，其通用性在于任何复杂的逻辑电路都可以用多个与非门组合而成，而且用与非门可以组合成其它各种逻辑门。下面以异或逻辑为例，介绍用与非门组成其它逻辑门的方法和步骤。 （1）利用逻辑代数将异或逻辑表达式变换成与非逻辑表达式。变换过程如下：Y+ = A B B A A A+ = B + + ( ) B ) (B A A+ = AB B AB A =（1-14-1） AB B AB （2）按与非逻辑表达式画出与非门组成的逻辑图。图1-14-1为用与非门实现异或逻辑的逻辑图。
图1-14-1 用与非门实现异或逻辑的逻辑图 三、实验内容及步骤 1、测试门电路逻辑功能 （1）选用双四输入与非门74LS20一只， 按图1-14-2接线，输入端接逻辑电平开关， 输出端接电平显示发光二极管。 （2）将逻辑电平开关按表1-14-1置位， 分别测输出电压及逻辑状态。 图1-14-2 表1-14-1
实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试 一．实验目的 1．掌握了解TTL系列、CMOS系列外形及逻辑功能。 2．熟悉各种门电路参数的测试方法。 3. 熟悉集成电路的引脚排列，如何在实验箱上接线，接线时应注意什么。 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)1）CMOS器件： CC4011 二输入端四与非门 1 片 CC4071 二输入端四或门 1片2）TTL器件： 74LS86 二输入端四异或门 1 片 74LS02 二输入端四或非门 1 片 74LS00 二输入端四与非门 1片 74ls125 三态门 1片 74ls04 反向器材 1片 三．预习要求和思考题： 1．预习要求： 1）复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。 2）常用TTL门电路和CMOS门电路的功能、特点。 3）三态门的功能特点。 4）熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。 5）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。 2．思考题 1）TTL门电路和CMOS门电路有什么区别？ 2）用与非门实现其他逻辑功能的方法步骤是什么？ 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．门电路是最基本的逻辑元件，它能实现最基本的逻辑功能，即其输入与输出之间存在一定的逻辑关系。 TTL集成门电路的工作电压为“5V±10%”。本实验中使用的TTL集成门电路是双列直插型的集成电路，其管脚识别方法：将TTL集成门电路正面（印有集成门电路型号标记）正对自己，有缺口或有圆点的一端置向左方，左下方第一管脚即为管脚“1”，按逆时针方向数，依次为1、2、3、4············。如图1—1所示。具体的各个管脚的功能可通过查找相关手册得知，本书实验所使用的器件均已提供其功能。 图1—1
实验一组合逻辑电路设计（含门电路功能测试） 一、实验目的 1.掌握常用门电路的逻辑功能 2.掌握小规模集成电路设计组合逻辑电路的方法 3.掌握组合逻辑电路的功能测试方法 二、实验设备与器材 数字电路试验箱双踪示波器稳压电源数字多用表 74LS20 二4输入与非门 74LS00 四2输入与非门 74LS10 三3输入与非门 三、实验原理 TTL集成逻辑电路种类繁多，使用时应对选用的器件做简单逻辑功能检查，保证实验的顺利进行。 测试门电路逻辑功能有静态测试和动态测试两种方法。静态测试时，门电路输入端加固定的高（H）、低电平，用示波器、万用表、或发光二极管（LED）测出门电路的输出响应。动态测试时，门电路的输入端加脉冲信号，用示波器观测输入波形与输出波形的同步关系。
下面以74LS00为例，简述集成逻辑门功能测试的方法。74LS00为四输入2与非门，电路图如3-1所示。74LS00是将四个二输入与非门封装在一个集成电路芯片中，共有14条外引线。使用时必须保证在第14脚上加+5V电压，第7脚与底线接好。 整个测试过程包括静态、动态和主要参数测试三部分。 表3-1 74LS00与非门真值表 1.门电路的静态逻辑功能测试 静态逻辑功能测试用来检查门电路的真值表，确认门电路的逻辑功能正确与否。实验时，可将74LS00中的一个与非门的输入端A、B分别作为输入逻辑变量，加高、低电平，观测输出电平是否符合74LS00的真值表（表3-1）描述功能。 测试电路如图3-2所示。试验中A、B输入高、低电平，由数字电路实验箱中逻辑电平产生电路产生，输入F可直接插至逻辑电平只是电路的某一路进行显示。
门电路逻辑功能及测试实验报告记录(有数据)
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实验一 门电路逻辑功能及测试 一、实验目的 1、熟悉门电路逻辑功能。 2、熟悉数字电路实验箱及示波器使用方法。 二、实验仪器及器件 1、示波器； 2、实验用元器件：74LS00 二输入端四与非门 2 片 74LS20 四输入端双与非门 1 片 74LS86 二输入端四异或门 1 片 74LS04 六反相器 1 片 三、实验内容及结果分析 实验前检查实验箱电源是否正常。然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc 及地线不能接错(Vcc=+5v ，地线实验箱上备有)。实验中改动接线须先断开电源，接好后再通电实验。 1、测试门电路逻辑功能 ⑴ 选用双四输入与非门74LS20 一只，插入面包板（注意集成电路应摆正放平），按图1.1接线，输入端接S1～S4(实验箱左下角的逻辑电平开关的输出插口)，输出端接实验箱上方的LED 电平指示二极管输入插口D1～D8 中的任意一个。 ⑵ 将逻辑电平开关按表1.1 状态转换，测出输出逻 辑状态值及电压值填表。 表 1.1A 表1.1B 表1.1 A B C D L V A (V) V B (V) V C (V) V D (V) V L (V) A B C D L 0 X X X 1 0.024 5.020 5.020 5.020 4.163 0 1 1 1 1 X 0 X X 1 5.020 0.010 5.020 5.020 4.163 1 0 1 1 1 X X 0 X 1 5.020 5.020 0.001 5.020 4.163 1 1 0 1 1 X X X 0 1 5.020 5.020 5.020 0.009 4.163 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 5.020 5.020 5.020 5.020 0.184 1 1 1 1 将逻辑电平开关按表1.1A 要求加入到IC 的输入端，采用数字万用表直流电压档测得输入输出的电平值如表1.1B 所示，转换为真值表如表1.1。 结论：根据实际测试的到的真值表，该电路完成了所设计的逻辑功能。 2、逻辑电路的逻辑关系 ⑴ 用 74LS00 双输入四与非门电路，按图1.2、图1.3 接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.2，表1.3 中。