《数字电子技术》学习情景1任务二 TTL门电路测试

任务二：常用TTL门电路测试任务目标：1.掌握基本门电路的功能2．能测试TTL门电路的逻辑功能并能对数据进行分析。

逻辑代数是分析和研究数字逻辑电路的基本工具。逻辑代数与普通代数相似之处在于它们都是用字母表示变量，用代数式描述客观事物间的关系。但不同的是，逻辑代数是描述客观事物间的逻辑关系，逻辑函数表达式中的逻辑变量的取值和逻辑函数值都只有两个取值，即0和1，因此又把它称为双值逻辑代数。这两个值不具有数量大小的意义，仅表示客观事物的“条件”和“结果”两种相反的状态，如开关的闭合与断开；电位的高与低；真与假；好与坏；对与错等。若一种状态用“1”表示，与之对应的状态就用“0”表示。为了与数制中的“1”和“0”相区别，用数字符号0和1表示相互对立的逻辑状态，称为逻辑0和逻辑1。常见的对立逻辑状态如表1-7。表1-7常见的对立逻辑状态示例

一种状态高电位有脉冲闭合真上是

1另一种状态低电位无脉冲断开假下非

0根据“1”、“0”代表逻辑状态的含义不同，有正、负逻辑之分。比如，认定“1”表示事件发生，“0”表示事件不发生，则形成正逻辑系统；反之则形成负逻辑系统。一种状态高电位有脉冲闭合真上是

1另一种状态低电位无脉冲断开假下非

0根据“1”、“0”代表逻辑状态的含义不同，有正、负逻辑之分。比如，认定“1”表示事件发生，“0”表示事件不发生，则形成正逻辑系统；反之则形成负逻辑系统。数字信号是一种二值信号，用两个电平（高电平和低电平）分别来表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑0）有两种逻辑体制：正逻辑体制规定：高电平为逻辑1，低电平为逻辑0。负逻辑体制规定：低电平为逻辑1，高电平为逻辑0。如果采用正逻辑，图1-6所示的数字电压信号就成为下图所示逻辑信号。图1-6

一个逻辑变量有2（即21）种取值组合，即0和1；二变量有4(即22)种组合，即00、01、10、11；三个逻辑变量有8(即23)种取值组合，及000、001、010、011、100、101、110、111；以此类推n个逻辑变量有个取值组合。逻辑代数有多种表示形式

逻辑代数有多种表示形式，常见的有：逻辑表达式、真值表、逻辑图和时序图。逻辑关系式：把输出逻辑变量表示成输入逻辑变量运算组合的函数式，称为逻辑函数表达式，简称逻辑表达式。真值表：把输入逻辑变量的各种取值和相应函数值列在一起而组成的表格称为真值表。逻辑图：在逻辑电路中，并不要求画出具体电路，而是采用一个特定的符号表示基本单元电路，这种用来表示基本单元电路的符号称为逻辑符号。用逻辑符号表示的逻辑电路的电原理图，称为逻辑图。时序图：把一个逻辑电路的输入变量的波形和输出变量的波形，依时间顺序画出来的图称为时序图，又称波形图。想一想:1.双值逻辑代数中的“1”和“0”与数制中的“1”和“0”相区别

。2．我们知道一个逻辑变量，有2种取值组合，5个逻辑变量应有

种取值组合。如有n个逻辑变量，则应有

种取值组合。3.逻辑函数有多种表示形式，常见的有：_

、

、

、

和

。读一读：在实际中我们遇到的逻辑问题是多种多样的，但无论问题是复杂还是简单，它们都可以用“与”、“或”、“非”三种基本的逻辑运算把它们概括出来。通常，把反映“条件”和“结果”之间的关系称为逻辑关系。如果以电路的输入信号反映“条件”，以输出信号反映“结果”，此时电路输入、输出之间也就存在确定的逻辑关系。数字电路就是实现特定逻辑关系的电路，因此，又称为逻辑电路。逻辑电路的基本单元是逻辑门，它们反映了基本的逻辑关系。相应的逻辑门为与门、或门及非门。

与逻辑及与门

与逻辑指的是：只有当决定某一事件的全部条件都具备之后，该事件才发生，否则就不发生的一种因果关系。与逻辑举例：图1-7（a）所示,A、Ｂ是两个串联开关，L是灯，用开关控制灯亮和灭的关系如图1-7（b）所示。设1表示开关闭合或灯亮；0表示开关不闭合或灯不亮，则得真值表图1-7（c）所示（a）电路图（b）真值表（c）逻辑真值表（d）逻辑符图1-7与逻辑运算

若用逻辑表达式来描述，则可写为:Y=A·B或Y=A×B

式中的“·”表示逻辑乘，在不需要特别强调的地方常将“·”号省掉，写成Y=AB。逻辑乘又称与运算，实现与运算的电路称为与门，读作“A与B”。在逻辑运算中，与逻辑称为逻辑乘。数字电路中能实现与运算的电路称为与门电路，其逻辑符号如图1-7（d）所示。波形图如图1-8所示。与运算可以推广到多变量：L=ABCD····图1-8与门的波形图由此可见，与门的逻辑功能是，输入全部为高电平时，输出才是高电平，否则为低电平。与运算的运算口诀为：“输入有0，输出为0；输入全1，输出为1”。逻辑乘的基本运算规则为：

0·0=00·1=01·0=01·1=10·A=01·A=A

A·A=A想一想:三输入的与门电路中，输出为1的情况有几种？逻辑乘运算与算数乘法运算有什么区别？逻辑乘法的运算规则是什么？看一看:

认识2输入四与门CT74LS08。

(1)观看2输入四与门CT74LS08外形，观察其有多少个引脚，引脚顺序应如何识读。

(2)根据图1-9所示的CT74LS08外引线排列图，正确区分四个与门的输入、输出端。图1-9

CT74LS08外引线排列图做一做：

选用2输入四与门74LS08，其外引线排列如图1-9所示，电源电压为+5V。实验时使用其中一个与门，测试TTL与门的逻辑功能。与门的输入端A、B分别接到两个逻辑开关上，输出端Y的电平用万用电表进行测量。

图1-10与门逻辑功能测试接线图读一读：或逻辑及或门

或逻辑指的是：当决定一件事情的几个条件中，只要有一个或一个以上条件具备，这件事情就发生。我们把这种因果关系称为或逻辑。（a）电路图（b）真值表（c）逻辑真值表（d）逻辑符号图1-12或逻辑运算

或逻辑举例：如图1-12（a）所示，或运算的真值表如图1-12（b）所示，逻辑真值表如图1-12（c）所示。

若用逻辑表达式来描述，则可写为:L＝A+B。读作“A或B”。在逻辑运算中或逻辑称为逻辑加。在数字电路中能实现或运算的电路称为或门电路，其逻辑符号如图1-12（d）所示。波形图分别图1-13所示。或运算也可以推广到多变量：L＝A+B+C+D

·····图1-13或门的波形图

由此可见，或门的逻辑功能是，输入有一个或一个以上为高电平时，输出就是高电平；输入全为低电平时，输出才是低电平。或运算的运算口诀为：“输入有1，输出为1；输入全0，输出为0”。逻辑加的运算规则为：0+0=00+1=11+0=11+1=10+A=A1+A=1A+A=A想一想:1、三输入的或门电路中，输出为1的情况有几种？2、逻辑加运算与算数加法运算有什么区别？3、逻辑加法的运算规则是什么？看一看:

认识2输入四或门CT74LS32。

(1)观看2输入四或门CT74LS32外形，观察其有多少个引脚，引脚顺序应如何识读。

(2)根据图1-14所示的CT74LS32外引线排列图，正确区分四个或门的输入、输出端。图1-14

CT74LS32外引线排图做一做：选用2输入四或门CT74LS32，其外引线排列如图1-14所示，电源电压为+5V。实验时使用其中一个或门，测试TTL或门的逻辑功能。或门的输入端A、B分别接到两个逻辑开关上，输出端Y的电平用万用电表测量。按图1-15连接元器件。图1-15或门逻辑功能测试接线图读一读：非逻辑及非门非逻辑是指：某事情发生与否，仅取决于一个条件，而且是对该条件的否定。即条件具备时事情不发生；条件不具备时事情才发生。非逻辑举例：例如图1-17（a）所示的电路，当开关A闭合时，灯不亮；而当A不闭合时，灯亮。其真值表如图1-17（b）所示，逻辑真值表如图1-17（c）所示。（a）电路图（b）真值表（c）逻辑真值表（d）逻辑符号图1-17非逻辑运算若用逻辑表达式来描述，则可写为:读作“A非”或“非A”。在逻辑代数中，非逻辑称为“求反”。在数字电路中能实现非运算的电路称为非门电路，其逻辑符号如图1-17（d）所示。波形图如图1-18所示。图1-18非门的波形图

由此可见，非门的逻辑功能为，输出状态与输入状态相反，通常又称作反相器。规则为：=1=0看一看:

认识TTL六反相器CT74LS04

(1)观看六非门CT74LS04外形，观察其有多少个引脚，引脚顺序应如何识读。

(2)根据图1-19所示的CT74LS04外引线排列图，正确区分六个非门的输入、输出端。图1-19

CT74LS04外引线排列图做一做：

选用六非门74LS04，其外引线排列如图1-19所示，电源电压为+5V。实验时使用其中一个非门，测试TTL非门的逻辑功能。非门的输入端A分别接到一个逻辑开关上，输出端Y的电平用万用电表进行测量。

图1-20非门逻辑功能测试接线图二、其他常用逻辑运算2．或非——由或运算和非运算组合而成。

1．与非——由与运算和非运算组合而成。3．异或

异或是一种二变量逻辑运算，当两个变量取值相同时，逻辑函数值为0；当两个变量取值不同时，逻辑函数值为1。异或的逻辑表达式为：看一看:

1．认识2输入四与非门CT74LS00。

(1)观看2输入四与非门CT74LS00外形，观察其有多少个引脚，引脚顺序如何识读。

(2)根据图1-22所示的CT74LS00外引线排列图，正确区分三个与非门的输入、输出端。图1-22

CT74LS00外引线排列图2．认识3输入三与非门CT74LS10。

(1)观看3输入三与非门CT74LS10外形，观察其有多少个引脚，引脚顺序如何识读。

(2)根据图1-23所示的CT74LS10外引线排列图，正确区分三个与非门的输入、输出端。图1-23

CT74LS10外引线排列图

3．认识4输入二与非门74LS20。

(1)观看二4输入TTL与非门74LS20外形，观察其有多少个引脚，引脚顺序如何识读。

(2)根据图1-24所示的74LS20外引线排列图，正确区分二个与非门的输入、输出端。图1-24

74LS20外引线排列图做一做：

TTL与非门逻辑功能测试：选用3输入三与非门CT74LS10，其外引线排列如图1-23所示，电源电压为5V，测试TTL与非门的逻辑功能。接线如图1-25所示。与非门的输入端A、B、C分别接到三个逻辑开关上，输出端Y的电平接万用表测量。根据真值表给定输入A、B、C的逻辑电平观察万用电表显示的结果，并将输出Y的结果填入上表1-12中。

图1-25

CT74LS10逻辑功能测试图读一读：

CMOS门电路具有功耗低、抗干扰能力强、电源电压范围宽、逻辑摆幅大等优点，因而在大规模集成电路中有更广泛的应用，已成为数字集成电路的发展方向。

TTL电路和CMOS电路在使用时有很多不同之处，必须严格遵守。