实验一门电路逻辑功能及测试实验报告.doc

7实验报告实验一 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1、测试门电路逻辑功能 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S1S4(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D1D8 中的任意一个。 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。实验电路如右图所示：实验结果：表 1.1输 入输 出1234Y电压（V）111100011114.141001114.140000114.139000014.140各引脚电平输出Va/VVb/VVc/VVd/V电压（V）5.0045.0035.0035.003005.0035.0035.0034.141005.0025.0024.1400005.0024.13900004.140结果分析：74LS20是双四输入与非门，其逻辑表达式为：Y=。设置如表1.1的输入，所得结果如表1.1所示。通过此电路，测试了与非门电路的逻辑功能为：只有当四个全为1时，输出为0；只要有一个不为1，输出为1。2、逻辑电路的逻辑关系 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。 写出两个电路的逻辑表达式。图1.2的逻辑表达式：Y=（A+B）（A+B）图1.3的逻辑表达式：Z=AB Y= (A+B）（A+B）实验电路如图所示：实验结果如下表所示：输入输出 ABY电压/V0000.1840113.8041013.7841100.181表 1.2 表 1.3输入输出ABYY电压/VZZ电压/V0000.17600.1530112.57700.1541013.57200.1541100.39014.161结果分析：经分析，上述两电路图的逻辑表达式如上所示。按表格1.2、1.3输入信号，得到如上图所示的结果，验证了逻辑电路的逻辑关系。3、利用与非门控制输出用一片74LS00 按图1.4 接线。S分别接高、低电平开关，用示波器观察S对输出脉冲的控制作用。电路图如图1.4所示。结果如下： 结果分析：根据电路图，可得逻辑表达式为：Y= ，其功能为，当S=1时，输出与输入反向，当S=0时，输出始终为高电平。可以通过该与非门控制输出结果。4、用与非门组成其它门电路并测试验证 组成或非门：用一片二输入端四与非门组成或非门，画出电路图，测试并填表1.4。实验电路如下图所示： 1ABL实验结果如表1.4所示实验结果分析：对照表1.4的实验结果可知，用与非门组成其他电路，满足逻辑电路的逻辑表达式的结果。 组成异或门： 将异或门表达式转化为与非门表达式； 画出逻辑电路图； 测试并填表1.5。实验电路图如下所示：&A13&9&28 1112& B4613L105实验结果如图表1.5所示：输入输出 ABY001010100110输入输出 ABY000011101110表 1.4 表 1.5实验结果分析：对照表1.5的实验结果可知，用与非门组成其他电路，满足逻辑电路的逻辑表达式的结果。5、异或门逻辑功能测试 选二输入四异或门电路74LS86，按图1.5 接线，输入端1、2、4、5 接电平开关输出插口，输出端A、B、Y 接电平显示发光二极管。 将电平开关按表1.6 的状态转换，将结果填入表中。实验电路图如下：实验结果如表格所示：输入输出1245A BYY（V）0000000031510001014.16511000000.13911100114.16411110000.14301011100.167实验结果分析：分析实验结果可知：异或门的逻辑功能为当两个输入信号相同时，输出为0，当两个输入信号不同时，输出为1。四小结：试验中的问题： 在做该实验时 ，第二步实验逻辑电路的逻辑关系，其逻辑电路图中没有画出接入电源，故我们以为不用接电源就可以，但是做了半天也没有做出来。这个是个常识问题，有源器件使用时，都要接入电源。另外在第四部分，要求自己画出逻辑电路图，我们画的电路图上看去是正确的，但是也是怎么都得不到正确的结果。询问老师后，才知道引脚都是成组发挥功能的。实验的结果与理论分析结果比较：如果不考虑误差的存在，本次试验的结果与理论分析结果一致。实验任务完成情况：第一次试验，我们做了一上午，因为一些基础知识不是很清楚，加上准备工作也没有做的非常好，所以这次做的很慢。但是我们保证质量的完成了此次试验。思考题： 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。 与非门一个输入接连续脉冲，其余端什么状态允许脉冲通过？什么状态时禁止脉冲通过？对脉冲信号有何要求？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。 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。7