数字逻辑和数字系统实验.doc

数字逻辑和数字系统实验 实验一 基本逻辑门逻辑实验一、 实验目的1． 掌握TTL与非门、与或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系2． 熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法二、 实验所用器件和仪表1. 二输入四与非门74LS00 1片2. 二输入四或非门74LS28 1片3. 二输入四异或门74LS86 1片三、 实验内容1．测试二输入四与非门74LS00一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系2．测试二输入四或非门74LS28一个或非门的输入和输出之间的逻辑关系3．测试二输入四异或门74LS86一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系四、 实验提示1．将被测器件插入实验台上的14芯插座中2．将器件的引脚7与实验台的“地（GND）”连接，将器件的引脚14与实验台的+5V连接3．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4．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0五、 实验接线图及实验结果74LS00中包含4个二与非门，74LS28中包含4个二或非门，74LS86中包含4个异或门，下面各画出测试第一个逻辑门逻辑关系的接线图及测试结果。

测试其他逻辑门时的接线图与之类似测试时各器件的引脚7接地，引脚14接+5V图中的K1、K2是电平开关输出，LED0是电平指示灯1．测试74LS00逻辑关系接线图及测试结果 输 入 输 出 引脚1 引脚2 引脚3 L L H L H H H L H H H L图4.1.1 测试74LS00逻辑关系接线图 表4.1.1 74LS00真值表2．测试74LS28逻辑关系接线图及测试结果 输 入 输 出 引脚2 引脚3 引脚1 L L H L H L H L L H H L图4.1.2 测试74LS28逻辑关系接线图 表4.1.2 74LS28真值表3．测试74LS86逻辑关系接线图及测试结果 输 入 输 出 引脚1 引脚2 引脚3 L L L L H H H L H H H L图4.1.3 测试74LS86逻辑关系接线图 表4.1.3 74LS68真值表实验二 TTL、HC和HCT器件的电压传输特性一、 实验目的1． 掌握TTL、HCT和HC器件的传输特性。

2． 掌握万用表的使用方法二、 实验所用器件和仪表1． 六反相器74LS04 1片2． 六反相器74HC04 1片3． 六反相器74HCT04 1片4． 万用表 三、 实验说明与非门的输出电压Vo与输入电压VI的关系Vo = f（VI）叫做电压传输特性，也称电压转移特性它可以用一条曲线表示，叫做电压传输特性曲线从传输特性曲线可以求出非门的下列有用参数：l 输出高电平（VOH）l 输出低电平（VOL）l 输入高电平（VIH）l 输入低电平（VIL）l 门槛电压（VT）四、 实验内容1．测试TTL器件74LS04一个非门的传输特性2．测试HC器件74HC04一个非门的传输特性3．测试HCT器件74HCT04一个非门的传输特性五、 实验提示1． 注意被测器件的引脚7和引脚14分别接地和+5V2． 将实验台上4.7K电位器的一端接地，另一端接+5V电位器的中端作为被测非门的输入电压旋转电位器改变非门的输入电压值3． 按步长0.2V调整非门输入电压首先用万用表监视非门输入电压，调好输入电压后，用万用表测量非门的输出电压，并记录下来六、 实验接线图及实验结果1． 实验接线图由于74LS04、74HC04和74HCT04的逻辑功能相同，因此三个实验的接线图是一样的。

下面以第一个逻辑门为例，画出实验接线图（电压表表示电压测试点）如下：图4.2.1 实验二接线图2． 输出无负载时74LS04、74HC04、74HCT04电压传输特性测试数据表4.2.1 74LS04、74HC04和74HCT04电压传输特性测试数据 输入VI （V） 输 出 VO（V） 74LS04 74HC04 74HCT04 0.0 4.5 5.0 5.0 0.2 4.5 5.0 5.0 0.4 4.5 5.0 5.0 0.6 4.5 5.0 5.0 0.8 4.5 5.0 5.0 1.0 4.2 5.0 1.6 1.2 2.6 5.0 1.4 1.4 0.1 5.0 0.0 1.6 0.1 5.0 0.0 1.8 0.1 5.0 0.0 2.0 0.1 5.0 0.0 2.2 0.1 5.0 0.0 2.4 0.1 1.3 0.0 2.6 0.1 1.3 0.0 2.8 0.1 0.0 0.0 3.0 0.1 0.0 0.0 3.2 0.1 0.0 0.0 3.4 0.1 0.0 0.0 3.6 0.1 0.0 0.0 3.8 0.1 0.0 0.0 4.0 0.1 0.0 0.0 4.2 0.1 0.0 0.0 4.4 0.1 0.0 0.0 4.6 0.1 0.0 0.0 4.8 0.1 0.0 0.0 5.0 0.1 0.0 0.03．输出无负载时74LS04、74HC04和74HCT04电压传输特性曲线。

图4.2.2 74LS04电压传输性曲线 图4.2.3 74HC04电压传输性曲线 图4.2.4 74HCT04电压传输特性曲线4．比较三条电压传输特性曲线，说明各自的特点尽管只对三个芯片在输出无负载情况下进行了电压传输特性测试，但是从图4.2.2、图4.2.3和图4.2.4所示的三条电压传输特性曲线仍可以得出下列观点：（1） 74LS芯片的最大输入低电平VIL低于74HC芯片的最大输入低电平VIL，74LS芯片的最小输入高电平VIH低于74HC芯片的最小输出低电平VIH2） 74LS芯片的最大输入低电平VIL、最小输入高电平VIH与74HCT芯片的最大输入低电平VIL、最小输出高电平VIH相同3） 74LS芯片的最大输出低电平VIL高于74HC芯片和74HCT芯片的最大输出低电平VIL，74LS芯片的最小输出高电平VOH低于74HC芯片和74HCT芯片的最小输出高电平VOH4） 74HC芯片的最大输出低电平VOL、最小输出高电平VOH与74HCT芯片的最大输出低电平VOL、最小输出高电平VOH相同在暂时不考虑输出负载能力的情况下，从上述观点可以得出下面的推论：（1）74HCT芯片和74HC芯片的输出能够作为74LS芯片的输入使用。

2）74LS芯片的输出能够作为74HCT芯片的输入使用实际上，在考虑输出负载能力的情况下，上述的推论也是正确的应当指出，虽然在教科书中和各种器件资料中，74LS芯片的输出作为74HC芯片的输入使用时，推荐的方法是在74LS芯片的输出和+5V电源之间接一个几千欧的电阻，但是由于对74LS芯片而言，一个74HC输入只是一个很小的负载，74LS芯片的输出高电平一般在3.5V以上（本实验中为4.5V），因此在大多数的应用中，74LS芯片的输出也可以直接作为74HC 芯片的输入实验三 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、 实验所用器件和仪表1． 四2输入正与非门74LS00 1片2． 三态输出的四总线缓冲门74LS125 1片3． 万用表4． 示波器三、 实验内容1． 74LS125三态门的输出负载为74LS00一个与非门输入端74LS00同一个与非门的另一个输入端接低电平，测试74LS125三态门三态输出、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输出值。

2． 74LS125三态门的输出负载为74LS00一个与非门输入端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500KHz信号，另一个三态门的输入接50KHz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、实验接线图和实验结果1． 实验内容1和2接线图图4.3.1是实验内容1和2接线图，图中K1、K2和K3是电平开关输出，电压表指示电压测量点拨动电平开关K3、K2、K1，则改变74LS00一个与非门输入端、74LS125三态门控制端、三态门输入端的电平 图4.3.1 实验1和实验2接线图2． 当74LS00引脚2为低电平时，测试74LS125引脚3和74LS00引脚3，结果如下：三态门输出高电平 4.09V三态门输出低电平 0.12V三态门三态输出 0.38V74LS00引脚3输出 4.04V3． 当74LS00引脚2为高电平时，测试74LS125引脚3和74LS00引脚3，结果如下：三态门输出高电平 4.09V三态门输出低电平 0.12V三态门三态输出 1.50V74LS00引脚3输出 0.10V4． 用三态门构成总线接线图图4.3.2 三态门构成总线 用三态门74LS125构成总线时，只要将三态门输出并联即可，在任何时刻，构成总线的三态门。