电工电子技术 课件 6任务四、与非门逻辑功能测试实验

任务四、与非门逻辑功能测试实验电工电子技术

黄燕华任务导学在实验中经常会用到示波器和函数发生器，示波器和函数发生器有哪些应用?通过查阅资料，举出示波器和函数发生器的应用场合及使用注意事项。

任务导学示波器主要用于观察和分析电子信号的波形，它能够将电信号转换为可视化的图像，便于人们对信号进行定性和定量的分析。示波器在电路测试、故障诊断、信号分析等方面具有不可替代的作用。可用于了解信号的波形、幅度、频率、相位等参数，或者对电路进行调试和优化。函数发生器则主要用于产生各种标准化的电信号波形，如正弦波、方波、三角波等。这些信号可以用于测试电子设备的性能，如滤波器的滤波效果、放大器的放大倍数等。函数发生器还可以模拟实际环境中可能遇到的各种信号，以便于对电子设备进行全面的测试和分析。函数发生器使用注意事项：（1）保持工作环境清洁，防止灰尘进入仪器影响其正常工作。（2）检查电源、信号输出等接线是否正确，避免出现接线不良、接错等问题。（3）注意选择合适的负载，避免因负载不匹配造成的误差。（4）使用过程中要注重保养和维护，加强仪器的保养和检修，延长设备寿命。示波器使用注意事项：（1）使用前一定要对示波器进行校准，以保证数据的准确性。（2）保持仪器的清洁和正常的工作环境，防止灰尘和湿度对仪器的影响。（3）正常连接被测电路时应注意防止触电和损坏。（4）在测量时，应根据测量的具体要求，选择合适的测量方式和参数。任务情境通过前面的学习已经掌握了基本的逻辑电路“与”、“或”、“非”及简单的组合逻辑电路“与非”、“或非”、“与或非”。应用示波器、函数发生器等实验设备完成与非门逻辑功能的测试，总结与非门逻辑功能。任务实施一、实验仪器数字电路实验台、示波器、函数发生器、７４ＬＳ００二输入端四与非门集成电路２片、74LS20四输入端双与非门集成电路１片。二、实验内容与步骤１测试门电路的逻辑功能１)如图６-３０所示，74LS20特点是在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。写出四输入与非门逻辑表达式，并画出四输入与非门逻辑符号。①四输入与非门逻辑表达式。②完成图６-３１。２)说明如何辨认74LS20集成电路的起始引脚?３)将逻辑电平开关按照表６-２４中的状态进行转换，测出输出逻辑状态值及电压值，完成表６-２４和表６-２５。２利用与非门控制波形的输出１)选用７４ＬＳ００与非门，按图６-３２ａ、ｂ所示接线，将一个输入端接连续脉冲源(频率为２０ｋＨｚ)，另一端分别接高、低电位开关，输出端Ｙ接示波器，用示波器观察高低电位对电路输出波形的影响，将示波器观察到的波形记录在图６-３３和图６-３５中。２)通过示波器的输出脉冲波形总结与非门对脉冲的控制作用。四、实验思考１)与非门一个输入接连续脉冲，其余端什么状态时允许脉冲通过?什么状态时禁止脉冲通过?对脉冲信号有何要求?２)怎样判断门电路逻辑功能是否正常?知识链接一、TTL与非门电路二、74LS20双四输入与非门三、数字示波器四、函数发生器

一、TTL与非门电路电工电子技术

黄燕华TTL与非门电路图６-３５所示是一个ＴＴＬ与非门的基本电路。电路的输入级为晶体管VT1，其有有一个集电极、一个基极，还有若干个发射极，因此又称为多发射极晶体管。由于基极与各发射极之间均构成PN结，基极与集电极之间也存在一个PN结，所以多发射极晶体管ＶＴ１在集成电路中起与门的作用。该与非门电路的输入级为多发射极晶体管VT和电阻R1组成，实现对输入信号(Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ)的与逻辑运算，Ｙ为输出端，其逻辑符号如图６-３６所示。该与非门的逻辑功能是:当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平，只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平(即有“０”得“１”，全“１”得“０”)。二、74LS20双四输入与非门电工电子技术

黄燕华74LS20双四输入与非门集成电路74LS20双四输入与非门其引脚排列规则如图6-37所示，由图中可知，正对集成电路型号(如74LS20)或看标记(左边的缺口或小圆点标记)，从左下角开始按逆时针方向以１、２、３...依次排列到最后一脚(在左上角)。在标准的ＴＴＬ集成电路中，电源端UCC一般排在左上端，接地端ＧＮＤ一般排在右下端，如74LS20为１４脚芯片，１４脚为UCC，７脚为ＧＮＤ，若集成电路引脚上的功能标号为ＮＣ，则表示该引脚为空脚，与内部电路不连接。该与非门的四个输入端接逻辑开关输出插口，以提供“０”与“１”电平信号，开关向上，输出逻辑“１”，向下为逻辑“０”。该与非门的输出端接由ＬＥＤ发光二极管组成的逻辑电平显示器(又称０-１指示器)的显示插口，ＬＥＤ亮为逻辑“１”，不亮为逻辑“０”，７４ＬＳ２０有４个输入端，共有１６个组合情况，在实际测试时，只要通过对输入１１１１、０１１１、１０１１、１１０１、１１１０进行检测就可判断其逻辑功能是否正常。三、数字示波器电工电子技术

黄燕华数字示波器数字示波器应用非常广泛，具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点。由图６-３８可看出，示波器的前面板中包括左侧的显示区和右侧的功能操作区。１）显示区域显示区可以显示波形，以及关于波形和示波器控制设置的详细信息。２

菜单区３

垂直控制区４

水平控制区５

触发控制区６

连接器四、函数发生器电工电子技术

黄燕华函数发生器函数信号发生器是一种常用的电子测试仪器，用于产生各种波形的信号，之后将信号送往待测试电路，以检测电路在不同工作条件下的性能表现。图６-３９所示为函数发生器面板，其数字输入键及各功能键的功能说明见表６-２６和表６-２７。任务实施一、实验仪器数字电路实验台、示波器、函数发生器、７４ＬＳ００二输入端四与非门集成电路２片、74LS20四输入端双与非门集成电路１片。二、实验内容与步骤１测试门电路的逻辑功能１)如图６-３０所示，74LS20特点是在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。写出四输入与非门逻辑表达式，并画出四输入与非门逻辑符号。①四输入与非门逻辑表达式。②完成图６-３１。①②２)说明如何辨认74LS20集成电路的起始引脚?３)将逻辑电平开关按照表６-２４中的状态进行转换，测出输出逻辑状态值及电压值，完成表６-２４和表６-２５。正对集成电路型号（如74LS20）或看标记（左边的缺口或小圆点标记），从左下角开始按逆时针方向以1，2，3，…依次排列到最后一脚（在左上角）。输

入输

出ABCDY电压（V）111100011114.141001114.140000114.139000014.140各引脚电平输出VA/VVB/VVC/VVD/V电压（V）5.0045.0035.0035.003005.0035.0035.0034.141005.0025.0024.1400005.0024.13900004.140２利用与非门控制波形的输出１)选用７４ＬＳ００与非门，按图６-３２ａ、ｂ所示接线，将一个输入端接连续脉冲源(频率为２０ｋＨｚ)，另一端分别接高、低电位开关，输出端Ｙ接示波器，用示波器观察高低电位对电路输出波形的影响，将示波器观察到的波形记录在图６-３３和图６-３５中。1）与非门对脉冲的控制作用结果示意图（输入端接低电平）与非门对脉冲的控制作用结果示意图（输入端接高电平）

２)通过示波器的输出脉冲波形总结与非门对脉冲的控制作用。2）根据电路图，可得逻辑表达式为：

，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。四、实验思考１)与非门一个输入接连续脉冲，其余端什么状态时允许脉冲通过?什么状态时禁止脉冲通过?对脉冲信号有何要求?1）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1，与非门的真值表是“有