数电实验修改1011修改.doc

实验三 集成门电路逻辑功能及参数测试(2学时、实物操作)一、实验目的1. 熟悉数字电路实验箱及常用实验仪器；2. 熟悉集成门电路的工作原理和主要参数，掌握其测试方法；3. 掌握门电路的逻辑功能及使用方法；二、实验预习要求1． 阅读本实验附录，了解数字实验箱的功能和使用方法；2． 复习TTL与非门各参数的意义及测试方法；3． 熟悉实验所用集成门电路的功能及外引管脚排列三、 实验原理1.集成门电路外引线的识别使用集成电路前，必须认真查对识别集成电路的引脚，确认电源、地、输入、输出、控制等端的引脚号，以免因接错而损坏器件引脚排列的一般规律为：圆形集成电路：识别是，面向引脚正视，从定位销顺时针方向依次为1.2.3……如图1-1（a）圆形多用于集成运放等电路扁平和双列直插型集成电路：识别时，将文字，符号标记正放（一般集成电路上有一圆点或有一缺口，将圆点或缺口置于左方），由顶部俯视，从左下脚起，按逆时针方向数，依次1.2.3……如图1-1在标准形TTL集成电路中，电源端Vcc—般排列在左上端，接地端GND一般排在右下端，如74LS00为14脚芯片，14脚为Vcc，7脚为GND若集成电路芯片引脚上的功能标号为NC，则表示该引脚为空脚，与内部电路不连接。

扁平型多用于数字集成电路，双列直插型广泛用于模拟和数字集成电路图1-1 集成门电路外引线的识别2.门电路逻辑功能在数字电路中，所谓“门”就是一种开关， 在一定条件下，它能允许信号通过，条件不满足，信号就不能通过门电路输入信号与输出信号之间存在一定的逻辑关系，所以门电路又称为逻辑门电路将若干个门电路组合起来可以构成组合逻辑电路，实现设定的逻辑功能集成门电路主要分为TTL和CMOS两大系列，典型代表有：TTL与非门、集电极开路（OC）门、三态（TS）门；CMOS与非门、或非门、三态门等这些逻辑门电路是组成数字电路最基本的单元表1-1列出了常用门电路的图形符号和输入输出之间的逻辑关系表1-1 常用逻辑门的符号及真值表名称与门或门非门与非门或非门异或门图形符号≥11&≥1=1真值表ABF000010100111ABF000011101111AF0110ABF001011101110ABF001010100110ABF000011101110表达式F=A·BF=A+BF=AF=A·BF=A+BF=AÅB3.门电路逻辑功能的测试方法测试门电路的逻辑功能有两种方法：（1）静态测试法：就是给门电路输入端加固定高、低电平，用万用表、发光二极管等测输出电平。

2）动态测试法：就是给门电路输入端加一串脉冲信号，用示波器观测输入波形与输出波形的关系4．门电路的逻辑变换门电路的逻辑变换主要就是用与非门等组成其它门电路方法：先对其它门电路的函数式用摩根定理等公式变换成与非式，再画出相应逻辑图，然后用与非门实现之四、 实验设备及器件名 称数 量备 注 数字电子技术实验箱1 万用表1 TTL与非门74LS001电阻若干五、实验任务1． TTL与非门74LS00的逻辑功能测试按图1-2接线，将A、B端分别接到两个开关上，并将不同输入状态下的输出结果记入表1-2中，分析测试结果是否符合与非门的逻辑功能＆HLHLAB图1-2 与非门逻辑功能测试接线图 表1-2 与非门逻辑功能真值表输 入 端输 出 端AB指示灯显示状态F000110112． TTL与非门（74LS00）参数测试1） 输出高电平VOH与非门输出高电平VOL是指输出不接负载，当有一输入端或全部输入端为低电平时电路的输出电压值，测试电路如图1-3所示2） 输出低电平VOL与非门输出低电平是指所有输入端均接高电平时的输出电压值，测试电路如图1-4所示。

VOL&VOH VCC VCCV OH带载 =（ ）VVOL = ( )V V OH空载 =（ ）V 图1-3 输出高电平VOH测试电路 图1-4输出低电平VOL测试电路3．观察与非门的控整理用将图1-1中与非门的输入端B接至脉冲源“CP”输出端1) 当控制端A输入为“0”，将输出端的状态，记录在表1－4中2) 当控制端A输入为“1”，将输出端的状态，记录在表1－4中表1-4输 入 端输 出 端AB指示灯显示状态F0CP1CP4. 与非门组成其它门电路并测试验证用与非门实现与门、非门、或门、或非门、异或门的逻辑关系要求：①写出转化表达式 ②画出电路图并测试六、实验报告要求1． 按要求记录实验结果；2． 分析实验现象和结果；七、回答问题1.怎样判断门电路逻辑功能是否正常?2.与非门的一个输入接连续脉冲，其余端是什么状态时允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过？3.通过实验分析，总结TTL门电路多余端的处理方法。

实验四 组合逻辑电路设计(2学时、实物操作)一、实验目的1． 掌握组合逻辑电路的设计方法；2． 熟悉集成组合电路芯片的逻辑功能及使用方法二、实验预习要求1． 复习组合逻辑电路的设计方法；2． 根据实验任务与要求，独立设计电路；3． 清楚本次实验所用集成门电路的管脚三、实验原理在数字系统中，按逻辑功能的不同，可将数字电路分为两类，即组合逻辑电路和时序逻辑电路组合逻辑电路在任何时刻的稳定输出仅取决于该时刻电路的输入，而与电路原来的状态无关用SSI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）利用卡诺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掌握组合逻辑电路的设计方法，能让我们具有五彩缤纷的逻辑思维，通过逻辑设计将许多实际问题变为现实四、实验设备及器件名 称数 量备 注 数字电子技术实验箱1 74LS00，74LS20，75LS86各1五、设计举例1． 用与非门设计一个A、B、C三人表决电路。

设：A、B、C为输入变量，F为输出结果变量取值为1表示赞成，取值为0，表示反对F为1表示通过，为0表示反对1) 列真值表ABC&&&&F00001111001100110101010100010 图3-1 三人表决电路111 BCA0001111000010101112) 输出逻辑函数化简与变换根据真值表，用卡诺图进行化简： F=AB+BC+CA经两次求反，即得两级“与非”表达式 F=AB+BC+CA =AB BC CA3) 画逻辑图根据表达式，用与非门组成的逻辑电路如图3-1所示4) 验证电路逻辑功能按图接线，A、B、C分别接相应开关，F接指示灯，观察输入、输出状态 六、实验任务（下列实验内容任取其二）1）用TTL四2输入与非门（74LS00）、二4输入与非门（74LS20）设计数字密码锁控制电路密码信号控制信号开锁信号报警信号 要求：数字锁Z1 Z2A B C D 图2-2 数字锁电路E ABCD ： E ： Z1 ： Z2 ：当控制信号：E=1时，如密码正确，则开锁；密码错误，报警E=0时，不开锁，不报警2） 用四2输入异或门（74LS86）和四2输入与非门（74LS00）设计一个一位全减器。

要求：Ai、Bi、Ci分别为一个被减数、另一个减数、低位向本位的借位；Si、Ci+1分别为本位差、本位向高位的借位3） 用与非门设计血型配对电路（判断输血者与受血者的血型符合规定的电路）要求：人类由四种基本血型：A、B、AB、O型输血都与受血者的血型必须符合下述原则：O型血可以输给任意血型的人，但O型血的人只能接受O型血；AB型血只能输给AB型血的人，但AB血型的人能接受所有血型的血；A型血能给A型与AB型血的人，而A型血的人能接受A型与O型血；B型血能给B型与AB型血的人，而B型血的人能接受B型与O型血试设计一个检验输血者与受血者血型是否符合上述规定的逻辑电路，如果符合规定，输出高电平（提示：电路只需要四个输入端，它们组成一组二进制数码，每组数码代表一对输血与受血的血型对约定：“00”代表“O”型；“01”代表“A”型 “10”代表“B”型；“11”代表“AB”型七、实验报告要求1． 写出设计步骤与电路工作原理；2． 分析实验结果；3． 总结实验过程中出现的故障和排除故障的方法八、电路功能验证（结论记录在实验原记录纸上）⑴ 数字密码锁控制信号密码开锁信号报警信号EA B C DZ1Z211 1 1 10××××10 1 1 111 0 1 111 1 0 111 1 1 0⑵ 全减器电路Ai Bi CiSi Ci+1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1（3。