实验十二集成与非门及其应用

61 实实验验十十二二 集集成成与与非非门门及及其其应应用用 一一 实实验验目目的的 1 验证与非门的逻辑功能 2 掌握基本门电路的逻辑功能 3 熟悉与非门的应用 二二 实实验验说说明明 1 目前数字集成电路主要有 TTL ECL 及 CMOS 包括高速 CMOS 三类产品 ECL 速度快 但功耗较大 CMOS 功耗低 但速度较慢 TTL 的速度与功耗介于两者之 间 它们各有优缺点 在构成具体数字电路时 可以通过接口电路相互补充 发挥各自所 长 获得最佳效果 2 COMS 器件的使用规则 电源 C4000 系列 VDD 3 18V 74HC 系列 VDD 2 6V 未使用输入端的处理 COMS 集成电路中未使用的输入端不能悬空 应根据要求 接电源或地 工作速度不高时 可与使用端并联 输出端的处理 输出端不允许直接与电源正 负极相连 也不能接入输入信号 3 TTL 器件的使用规则 电源 VCC 5V 10 多余输入端的处理 对于输入端接有长线 触发器和中 大规模集成器件以及使用 集成块较多的复杂电路 多余输入端必须按逻辑要求接电源或地 不得悬空处理 否则易 受干扰 输出端的处理 输出端不允许直接与电源正 负极相连 也不能接入输入信号 4 本实验选用 CC4011 74HC20 集成块 引脚功能如图 2 12 1 所示 图 2 12 1 三三 实实验验设设备备 1 电子技术实验箱 1 台 2 双踪示波器 1 台 62 四四 预预习习要要求求 1 复习教材中关于门电路和组合逻辑电路的内容 2 完成表 2 12 1 中要求的逻辑电路图 3 按实验内容 4 的要求 画出三人表决电路的逻辑图 4 了解附录二介绍的数字电路实验箱的功能和使用方法 五五 思思考考题题 把一个 COMS 多输入端与非门作非门使用时 输入端有哪些连接方法 六六 注注意意事事项项 1 使用集成电路时 电源端必须接入相应数值的直流电压 电源电压极性不能接反 否则无论是保护电路或是内部电路都可能因电流过大而损坏 2 输入端的信号电压不能超过电源电压 未接通电源前 不得输入信号 否则将损坏 输入端保护电路中的二极管 3 关机时应先切断输入信号 后断开电源电压 插拔集成块时务必关闭电源 表 2 12 1 电路名称逻辑图 标出管脚号 真 值 表与非表达式 A B F 与非门 0 0 0 1 1 0 1 1 A B F 与 门 0 0 0 1 1 0 1 1 A B F 或 门 0 0 0 1 1 0 1 1 A B F 异或门 0 0 0 1 1 0 1 1 63 七七 实实验验内内容容及及步步骤骤 1 与非门逻辑功能测试 任选 CC4011 中一个与非门 按图 2 12 2 接线 当输 入端 A B 分别为表 2 12 1 中各值时 观察发光二极管显 示的状态 亮表示输出为高电平 1 不亮表示输出为低 电平 0 结果记入表 2 12 1 中 2 用与非门构成其它逻辑门 用与非门分别构成与门 或门和异或门 改变输入电 图 2 12 2 与非门逻辑功能测试 平 根据发光二极管显示状态 记录输出端对应电平 3 观察与非门的门控作用 按图 2 12 3 a 接线 信号输入端 ui接 1KHZ 连续脉冲 控制端 Q 接电平开关 当电平 开关分别置 H 和 L 时 用示波器观察相应输入 输出端波形并记入图2 12 3 b 中 a 电路图 b 波形图 图 2 12 3 与非门的门控作用 4 双稳态电路 图 2 12 4 为与非门组成的双稳态电路 R 复位端 和 S 置位端 分别输入高 低电平 时 观察输出端对应电平 结果记入表 2 12 2 中 表 2 12 2 图 2 12 4 双稳态电路图 S RQ Q状态说明 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 64 5 三人表决器电路设计 设计一个逻辑电路供三人 A B C 表 2 12 3 表决使用 每人有一按键 如果他赞成 就按 按键表示 1 如果不赞成 不按电键 表示 0 表决结果用指示灯来表示 如果多数赞 成 则指示灯亮 F 1 反之则不亮 F 0 要求用与非门实现 按设计要求列出逻辑状态表 写出逻辑表达式并化简 画出逻辑电路图 按自己设计的逻辑电路连线 测试其功 能 结果记入表 2 12 3 中 八八 实实验验报报告告要要求求 1 完成表 2 12 1 2 12 2 2 12 3 中各项值 2 按图 2 12 3 b 要求画出波形 3 根据实验中观察到的现象 总结与非门的作用和基本 RS