与非逻辑门电路功能测试与组合.doc

- 5 -实验一 逻辑门电路功能测试与组合一、实验目的1 熟悉电子实验箱的功能及使用方法。2 认识集成电路的型号、外形和引脚排列，学习在实验箱上实现数字电路的方法。2 掌握逻辑门电路逻辑功能的测试、使用的基本方法。3 掌握逻辑门电路的替换方法。二、实验用元器件四2输入与非门74002二4输入与非门74201四异或门74861四2输入或门74321六非门74041二4输入与门74211实验中使用7400四2输入与非门和7420二4输入与非门，引脚图如图11和图12，7400内部有四个独立的2输入与非门，7420内有二个4输入与非门。图11 7400集成电路 图12 7420集成电路实验中提供的集成块为74LS系列的低功耗肖特基TTL电路如74LS00和74LS20，74HC系列的高速CMOS电路如74HC00和74HC20，它们在逻辑上兼容，但具体物理参数不同。在CMOS电路中输出高电平Vcc，输出低电平0V，规定输入高电平电压0.7Vcc，输入低电平电压0.3 Vcc，在我们的实验中Vcc5V；TTL电路的输出高电平电压2.43.6V，输入开门电平1.41.8V。输出低电平电压00.5V，输入关门电平0.81V。在实验中采用同一电源，经实际测定可以直接互接，但有些条件下要通过接口互接，当74LS门电路驱动74HC门电路时，要测量输出高电平电压是否够高，实际测量值要3.5V。而74HC门电路驱动74LS门电路时，扇出系数较小，小于10。三、预习要求1. 熟悉本实验所用的集成电路，并认真阅读附录中注意事项。2. 设计好实验内容中的门电路转换的电路图。3. 根据实验原理，用铅笔填好本次实验所有的真值表，以便核实实验结果。四、实验内容1. 与非门逻辑功能测试。选用双4输入与非门74LS20（或74HC20）集成块一片，集成块引脚排列规则：半圆形缺口或黑点朝左时，缺口或黑点下方为第1脚，引脚号逆时针顺序数。按图13电路图和所标引脚接线，输入端A、B、C、D分别接四个电平开关，开关接通“+5V”时输入高电平，接通“地”时输入低电平。输出端Y输出经过三极管放大后驱动发光二极管（虚线内电路在实验箱内部已接好），发光二极管亮时输出为高电平，发光二极管不亮时输出为低电平。根据表11输入状态，分别测量输出端Y的电压及逻辑状态，结果填入表11中。 图13 门电路测试原理图表11 4输入与非门测试输 入 端输出端Y输 入 端输出端YA B C D电压(V)逻辑状态A B C D电压(V)逻辑状态0 0 0 00 1 0 10 0 1 01 0 0 10 0 1 11 1 1 00 1 0 01 1 1 12. 用与非门控制信号输出l 用一片7400集成块，按图14的电路图分别在实验箱上接线，S接电平开关，Y接指示灯即发光二级管，观察S对输出脉冲的控制作用。l 回答：与非门一个输入端输入脉冲源，其余端什么状态时脉冲可通过？什么状态时禁止脉冲通过？如要输出的波形与输入波形同相，用什么门电路？注意：在实验箱上观察时，输入的脉冲频率必须小到眼睛能看清。改变输入脉冲频率，观测指示灯变化，S接电平开关。图14控制输出电路原理图3. 组合电路逻辑功能测试。用7400集成电路，按图15在实验箱上接线，将输入、输出的逻辑关系分别填入表12中。说明A、B与Y、Z之间的逻辑关系。 表12 逻辑电路的逻辑关系输入输出ABYZ000110图15 逻辑电路原理图114. 利用与非门组成其它逻辑门电路。例如用2输入与非门74LS00（或74HC00）集成块组成非门。l 写出转换公式：Y= = =。l 画出如下原理图：l 在原理图上标上引脚号，按照原理图在实验箱接线验证，将结果记录到真值表。 用2输入与非门组成或门。表13 用与非门组成 门转换公式如下：Y=A+B= =。输 入输出A BY0 00 11 01 1 用2输入与非门组成与门 Y=AB 用2输入与非门组成同或门 Y=AB 用2输入与非门组成异或门 Y=ABl 写出以上门电路转换公式，画出电路图，在实验箱上接线验证，根据表13的式样填真值表。 5. 设计一个4位二进制数为密码的数字密码锁，功能框图见图16，如果A1、B1、C1、D1输入的密码与事先设置的密码A0、B0、C0、D0一样时，开锁灯亮；密码错误时，警报灯亮。元器件可以选择7486异或门、与非门、或门、非门、与门等，具体引脚图见指导书附录。图16 数字密码锁控制五、实验报告内容1. 实验目的、内容、画出逻辑电路图。2. 在电路图上标明接线时使用的集成块名称和引脚号，作为实验接线图。3. 按照实验操作过程记录、整理实验内容和结果