第1周(3)情境1-任务1、门电路逻辑功能及测试(1.3编码1.4 门电路)
实验01门电路逻辑功能及参数测试
实验01门电路逻辑功能及参数测试引言：门电路是数字电路中最基本的构件之一，用于实现逻辑运算和控制电路。
本实验旨在了解门电路的基本逻辑功能和参数，并通过实验测试验证其正确性。
一、实验目的1.了解与门、或门、非门的逻辑功能及原理；2.掌握门电路的基本参数测试方法和步骤；3.了解门电路的工作特性，验证其正确性。
二、实验原理与实验步骤1.实验仪器与元件-电压源；-万用表；-两个开关；-与门、或门、非门集成电路芯片。
2.实验步骤1)搭建与门电路测试电路，其中包括一个与门芯片和两个开关。
连接电源和地线，将门输出连接到万用表并测量输出。
2)置两个开关的初始状态为断开，在此状态下观察和记录输出结果。
3)依次闭合两个开关，观察和记录输出结果。
4)重复以上步骤，分析与门的逻辑功能和输出规律。
3.理论分析与实验结果对比通过以上实验步骤，可以观察到与门的逻辑功能和输出规律。
当两个输入同时为高电平时，输出为高电平；当两个输入中有一个或两个为低电平时，输出为低电平。
实验结果与理论分析一致，验证了与门的逻辑功能与输出规律。
4.实验参数测试为了更全面地了解门电路的参数特性，我们还可以测试门电路的一些重要参数，如电压传输特性和输入电流特性。
测试电压传输特性时，改变输入电压，记录输出电压的变化，绘制输入-输出特性曲线。
测试输入电流特性时，改变输入电压，记录输入电流的变化，绘制输入电流特性曲线。
三、实验结果分析通过实验，我们可以得到门电路的电压传输特性曲线和输入电流特性曲线。
通过分析这些曲线，我们可以了解门电路的非线性特性、噪声容限和电气性能等方面的参数。
四、实验总结通过对门电路的逻辑功能和参数的测试，我们了解了门电路的基本原理与工作特性，并对其逻辑功能和参数进行了验证和分析。
门电路作为数字电路中最基本的构件之一，具有重要的应用价值。
掌握门电路的逻辑功能和参数测试方法，对于进一步学习和设计数字电路、控制电路等方面的内容具有重要意义。
门电路逻辑功能与测试实验报告
门电路逻辑功能与测试实验报告一、引言门电路是数字电子电路中常见的逻辑电路，用于实现布尔逻辑运算和控制功能。
门电路有与门、或门、非门、异或门等多种类型，通过它们的组合可以实现复杂的数字运算和逻辑控制。
本实验旨在通过实际操作和测试，深入了解门电路的逻辑功能和工作原理。
二、实验内容1.与门的测试：使用与门芯片（74LS08），接入两个输入A和B，并将结果输出连接到一个LED灯。
通过手动给输入引脚加高或低电平，观察LED灯的亮灭情况，并记录输入输出的真值表。
2.或门的测试：使用或门芯片（74LS32），接入两个输入A和B，并将结果输出连接到一个LED灯。
通过手动给输入引脚加高或低电平，观察LED灯的亮灭情况，并记录输入输出的真值表。
3.非门的测试：使用非门芯片（74LS04），接入一个输入A，并将结果输出连接到一个LED灯。
通过手动给输入引脚加高或低电平，观察LED灯的亮灭情况，并记录输入输出的真值表。
4.异或门的测试：使用异或门芯片（74LS86），接入两个输入A和B，并将结果输出连接到一个LED灯。
通过手动给输入引脚加高或低电平，观察LED灯的亮灭情况，并记录输入输出的真值表。
三、实验结果与分析1.与门测试结果分析：根据与门输入两个高电平时才输出高电平的特性，可以得到与门的真值表如下：A ，B ， Outpu:---:，:---:，:------low ， low ， lolow ， high， lohigh， low ， lohigh， high， hig实验测试结果与理论一致，说明与门的逻辑功能正常。
2.或门测试结果分析：根据或门输入两个低电平时才输出低电平的特性，可以得到或门的真值表如下：A ，B ， Outpu:---:，:---:，:------low ， low ， lolow ， high， highigh， low ， highigh， high， hig实验测试结果与理论一致，说明或门的逻辑功能正常。
门电路逻辑功能及测试实验原理
门电路逻辑功能及测试实验原理
门电路是数字电路中最基本的逻辑电路之一，用于实现逻辑操作。
常见的门电路有与门、或门、非门、异或门等。
每种门电路都有其特定的逻辑功能，以下是各种门电路的功能及测试实验原理：
1. 与门（AND Gate）：
逻辑功能：当所有输入均为高电平时，输出为高电平；否则输出为低电平。
测试实验原理：将多个输入连接到与门的输入端，将输出端连接到示波器或其他仪器上。
通过改变输入的电平，观察输出的变化，验证与门电路的功能是否正确。
2. 或门（OR Gate）：
逻辑功能：当任意一个输入为高电平时，输出为高电平；所有输入均为低电平时，输出为低电平。
测试实验原理：将多个输入连接到或门的输入端，将输出端连接到示波器或其他仪器上。
通过改变输入的电平，观察输出的变化，验证或门电路的功能是否正确。
3. 非门（NOT Gate）：
逻辑功能：输入与输出互为反相，即输入为高电平时，输出为低电平；输入为低电平时，输出为高电平。
测试实验原理：将输入连接到非门的输入端，将输出端连接到示波器或其他仪器上。
通过改变输入的电平，观察输出的变化，验证非门电路的功能是否正确。
4. 异或门（XOR Gate）：
逻辑功能：当输入的个数为奇数个时，输出为高电平；当输入的个数为偶数个时，输出为低电平。
测试实验原理：将多个输入连接到异或门的输入端，将输出端连接到示波器或其他仪器上。
通过改变输入的电平，观察输出的变化，验证异或门电路的功能是否正确。
注意：以上是常见的门电路的逻辑功能及测试实验原理，具体的实验步骤和使用仪器可能会有所不同，实验时应参考具体的实验指导书或教学资料。
门电路逻辑功能及测试实验报告
1A 1 1B 2 1Y 3 2A 4 2B 5 2Y 6 GND 7
74LS86
14 VCC 13 4B 12 4A 11 4Y 10 3B 9 4A 8 3Y
图 1.3.1 四 2 输入异或门 74LS86 外引线排列图
1 2 =1
3A
10
Y
=1 8
4
9 6
=1 5
V
B
图 1.3.2 异或门逻辑功能测试连接图
1片
74LS86
四 2 输入异或门
1片
2. 预习要求 1) 阅读数字电子技术实验指南，懂得数字电子技术实验要求和实验方 法。
2) 复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。 3) 熟悉所用集成电路的外引线排列图，了解各引出脚的功能。 4) 学习 RXB-1B 数字电路实验箱使用方法。
3. 说明 用以实现基本逻辑关系的电子电路通称为门电路。常用的门电路在逻辑功能上
张志朋老师
实验时间：
2016-9-27
实验报告提交时间： 2016-10-11
一、实验目的
（1）熟悉门电路逻辑功能，并掌握常用的逻辑电路功能测试方法。 （2）熟悉 RXS-1B 数字电路实验箱。
二、方法、步骤
1. 实验仪器及材料
1) RXS-1B 数字电路实验箱
2) 万用表
3) 器件
74LS00
四 2 输入与非门
分析：
74LS86 上 1,2,3 构成异或门电路，4,5,6 构成异或门电路。把 3,10 连接，6,9
连接，再和 8 也构成异或门电路。7 接 GND，14 接 Vcc。异或门电路，只有 在两端输入相同信号时，才会输出“0”；输入不同信号时，输出“1”。A,B,Y 也组成一个异或门电路，原理相同。实验表明，当 K2，K3 相同时，A 是 0； 不同时 A 是 1；当 K6，K7 相同时 B 是 0；不同时 B 是 1;当 A、B 相同时 Y 是 0，不同时 Y 是 1。经验证，结论正确。当接入 5V 时，Y 的电压在 0.13V 左右是代表输出为 0，电压在 1.5V 左右时代表输出为 1。 任务二
门电路逻辑功能及测试实验原理(一)
门电路逻辑功能及测试实验原理(一)门电路逻辑功能及测试实验什么是门电路门电路是数字电路中最基本的单元之一，由几个输⼊，⼊个输出和相应的逻辑运算线路构成。
常见的门电路有与门、或门、非门等。
关于与门与门是一种逻辑门电路，常用的表示方式是用符号“&”或“·”表示，其原理为两个输入值都为1时，输出值才为1，否则为0。
关于或门或门是一种逻辑门电路，常用的表示方式是用符号“|”或“+”表示，其原理为两个输入值中只要有一个为1，则输出值就为1，否则为0。
关于非门非门是一种逻辑门电路，常用的表示方式为“~”，其原理为将输入值取反，即输入为1，则输出为0；输入为0，则输出为1。
门电路测试实验实验材料：•真值表•与门电路•或门电路•非门电路•电工笔实验步骤：1.先将与门电路、或门电路、非门电路分别搭建好。
2.根据真值表的输入值，依次输入到电路中，观察输出值是否与真值表中的结果相同。
3.用电工笔在电路上对输入和输出线进行标注，以便于记忆和复习。
实验结果：经过测试，与门电路、或门电路、非门电路的输出值都符合真值表中的结果。
该实验初步验证了门电路的逻辑功能正确。
更多门电路除了与门、或门、非门，还有其他类型的门电路，比如异或门、同或门、与非门、或非门等。
异或门异或门也是一种逻辑门电路，其常用的表示方式为“⊕”，其原理为两个输入值不同时，输出值为1，否则为0。
同或门同或门也是一种逻辑门电路，其常用的表示方式为“⊙”，其原理为两个输入值相同时，输出值为1，否则为0。
与非门与非门是一种逻辑门电路，其常用的表示方式为“↑”，其原理为两个输入值都为1时，输出为0，否则为1。
或非门或非门是一种逻辑门电路，其常用的表示方式为“↓”，其原理为两个输入值都为0时，输出为1，否则为0。
总结门电路是数字电路中最基本的单元之一，可以通过逻辑运算实现各种逻辑功能。
常用的门电路有与门、或门、非门、异或门、同或门、与非门、或非门等。
在实验中，学生可以通过构建电路并进行测试来验证门电路的逻辑功能是否正确。
门电路逻辑功能及测试实验报告
门电路逻辑功能及测试实验报告实验目的：1、理解门电路逻辑功能的基本知识和实现方法；2、掌握门电路逻辑功能测试实验的方法和步骤；3、培养实验操作能力和实验数据处理能力。
实验原理：门电路是逻辑电路的基础，其逻辑功能有常用的与门、或门、非门等。
门电路具有输入端和输出端，输入端接受信号，输出端输出运算结果。
门电路由电子器件组成，一般常用的是晶体管。
门电路的测试方法主要是通过检测输入和输出的电平状态，以及关键节点其它信号状态变化。
可以通过观察电压电流示波图、结合实测数据进行逻辑功能的验证。
实验器材和连接图：1、集成电路芯片：7400 门电路。
2、直流电源。
3、万用表。
4、示波器。
5、面包板、电缆、电阻等辅助器材。
实验步骤：1、按照连接图搭建门电路实验线路；2、开启直流电源，测试电路各个节点的电压、电流值，并记录数据；3、输入不同的高低电平信号，观察输出端的电平状态变化；4、观察电压电流示波图，验证门电路的逻辑功能；5、根据实测数据，分析电路中可能出现的故障原因和处理办法。
实验结果：在本次门电路测试实验中，我们按照实验步骤搭建好了门电路实验线路，开启直流电源，测试了电路各节点的电压、电流值，并记录了数据。
在输入不同的高低电平信号时，观察输出端的电平状态变化，发现门电路具有良好的逻辑功能。
通过观察电压电流示波图，验证了门电路的逻辑功能。
在实验中，我们还发现电路中可能存在的故障原因和处理办法。
实验结论：本次门电路测试实验，通过搭建门电路实验线路、开启直流电源、测试电路各节点的电压、电流值、记录数据，验证了门电路的逻辑功能。
本次实验对我们加深了对门电路逻辑功能和测试实验的认识和理解，提高了我们的实验操作能力和实验数据处理能力。
门电路逻辑功能及测试
实验一门电路逻辑功能及测试一、实验目的1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。
2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。
3、学会检测基本门电路的方法。
二、实验仪器及材料1、仪器设备：双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱2. 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片三、预习要求1. 预习门电路相应的逻辑表达式。
2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。
四、实验内容及步骤实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常，然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的IC座，按自己设计的实验接线图接好连线。
注意集成块芯片不能插反。
线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。
实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。
1.与非门电路逻辑功能的测试（1）选用双四输入与非门74LS20一片，插入数字电路实验箱中对应的IC座，按图1.1接线、输入端1、2、4、5、分别接到K1~K4的逻辑开关输出插口，输出端接电平显示发光二极管D1~D4任意一个。
（2）将逻辑开关按表1.1的状态，分别测输出电压及逻辑状态。
图 1.1表1.1图 1.3图 1.4H HL H2. 图 1.2（1）选二输入四异或门电路74LS86，按图1.2接线，输入端1、2、4、5接逻辑开关(K 1~K 4)，输出端A 、B 、Y 接电平显示发光二极管。
（2）将逻辑开关按表1.2的状态，将结果填入表中。
表1.23. （1）用74LS00、按图1.3，1.4接线，将输入输出逻辑关系分别填入表1.3、表1.4中。
（2）写出上面两个电路逻辑表达式，并画出等效逻辑图。
4. 利用与非门控制输出（选做）用一片74LS00按图1.5接线，S 控制作用。
5. 用与非门组成其它逻辑门电路,并验证其逻辑功能。
（1）组成与门电路图1.5A·得知，可以用两个与非门组成与门，其中由与门的逻辑表达式Z=A·B= B一个与非门用作反相器。
门电路逻辑功能及测试-实验报告(有数据)
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、实验仪器及器件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实验前检查实验箱电源是否正常。
然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc 及地线不能接错(Vcc=+5v ，地线实验箱上备有)。
实验中改动接线须先断开电源，接好后再通电实验。
1、测试门电路逻辑功能⑴ 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S1～S4(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D1～D8 中的任意一个。
⑵ 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。
表 1.1A 表1.1B 表1.1 A B C D LV A (V) V B (V) V C (V) V D (V) V L (V) A B C DL 0 X X X 1 0.024 5.020 5.020 5.020 4.163 0 1 1 1 1 X 0 X X 1 5.020 0.010 5.020 5.020 4.163 1 0 1 1 1 X X 0 X 1 5.020 5.020 0.001 5.020 4.163 1 1 0 1 1 X X X 0 1 5.020 5.020 5.020 0.009 4.163 1 1 1 0 1 1 1 1 1 05.0205.0205.0205.0200.18411 1 1将逻辑电平开关按表1.1A 要求加入到IC 的输入端，采用数字万用表直流电压档测得输入输出的电平值如表1.1B 所示，转换为真值表如表1.1。
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你能说出常 用复合门的 种类吗？
写出图示电路 的逻辑表达式。
默画出各种复 合逻辑门的图 符？
绪论
数字电子技术
作业：
完成情境一
运动员在参加比赛时， 身上往往带有一个号码 牌，这个号码牌上的数 字代表什么意义？这是 编码吗？
绪论
数字电子技术 不同数码不仅可以表示不同数量的大小，而且还能用来 表示不同的事物。用数码表示不同事物时，数码本身没有 数量大小的含义，只是表示不同事物的代号而已，这时我 们把这些数码称之为代码。 例如运动员在参加比赛时，身上往往带有一个表明身份 的编码，这些编码显然没有数量的含义，仅仅表示不同的 运动员。 数字系统中为了便于记忆和处理，在编制代码时总要遵 循一定的规则，这些规则就叫做码制。数字系统是一种处 理离散信息的系统。这些离散的信息可能是十进制数、字 符或其他特定信息，如电压、压力、温度及其他物理量。 但是，数字系统只能识别和处理二进制数码，因此，各种 数据要转换为二进制代码才能进行处理。
D2
一个“或”门的输入端也是至少为 两个，其输出端只有一个。
0V F 3V
B 0V 反偏截止！
R
①输入中只要有一个为高电平3V A ≥1 时，串接其上的二极管则迅速导 F B 通，输出F将被钳位到高电平1； 其余为低电平的输入端，其端子 “或”门逻辑图符号 上串接的二极管呈截止态。 ②输入全部为低电平0时，输入 端上串接的二极管同时导通，输 出F被钳位在低电平“0”。
绪论
数字电子技术
1.4 门电路
为什么二极管可以作 为开关来用？
为什么三极管饱和越深 ，其开关速度越慢？
为了提高三极管的开 关速度，采用了什么 方法？
三极管截止和饱和的 条件是？
绪论
数字电子技术 二极管“与”门电路
＋UCC
由二极管或三极管开关元件构 “与”门电路 成的逻辑电路，工作时的状态像 R 门一样按照一定的条件和规律打 A & F D1 开或关闭，所以又被称为门电路。 B 3V A 门开 —信号通过；门关——信号 0V “与”门逻辑图符号 阻断。门电路是构成组合逻辑电 D2 路的基本单元，应用十分广泛。 B 3V
基本逻辑门有哪 些？
绪论
数字电子技术
3.2.2 复合逻辑门 “与非”门
与门
A B
非门
F
&
1
F
A B
& 与非门图符号
F
与门和非门可构成“与非”门
“与非”门是“与”门的非，因此：
逻辑功能：有0出1；全1出0
绪论
数字电子技术
“或非”门
或门
A B
非门
F
≥1
1
F
或门和非门可构成“或非” 门 A ≥1 F
B
绪论
数字电子技术
1. 二－十进制BCD码 用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的
二进制数称为代码。
二—十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进制 数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。 用四位自然二进制数码中的前10个数码来表示十进制数 码，让各位的权值依次为8、4、2、1，称为8421 BCD码。 2421码，其权值依次为2、4、2、1；5421码，其权值依次 为5、4、2、1；余3码，由8421BCD码每个代码加0011得到； 循环码的特点是任意相邻的两个数码，仅有一位代码不同， 其它位相同。 绪论
任务一 门电路逻辑功能及测试
任务二、74LS20芯片逻辑功能测试 任务三、“不一致”电路功能分析 任务四、 简单逻辑电路设计
回顾：
数字电子技术
子任务二 1.3 码制1.4 门电路
学习目的与要求
了解
二、三极管的开关特性 场效应管的开关特性
掌握
掌握基本逻辑门的逻辑符号 掌握基本逻辑门的逻辑功能
绪论
数字电子技术
奇校验
校验位产生的规则
偶校验
若信息位中有奇数个 “1”，则校验位为“0”， 若信息位中有偶数个 “1”，则校验位为“1”。
若信息位中有偶数个 “1”，则校验位为“0”， 若信息位中有奇数个 “1”，则校验位为“1”。
偶校验 10110010 正确
1011001 1011000
偶校验 10110001 出错
绪论
数字电子技术
3. 奇偶校验码 奇偶校验码是一种具有检错能力的代码。在信息传送过
程中，干扰若使信息出错，它可自动检错甚至可以纠错。
绪论
数字电子技术 由表可知，奇偶校验码是由信息位和校验位两部分所组成， 其中信息位是要传输的原始信息，校验位是根据规定算法求得 并添加在信息位后的冗余位。即; 奇偶校验码=信息码+校验位
F3V
0V
反偏截止！
①输入中只要有一个为低电平0时，该低电平二极管就会迅 ②输入全部为高电平3V时，输入端上串接的二极管同时导 速导通，输出F将被钳位到低电平0；其余高电平输入端，其 通，输出F被钳位在高电平“1”。 端子上串接的二极管呈截止态。 绪论
数字电子技术 二极管“或”门电路
D1
A 0V 3V
余3码
0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 无权
循环码
0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010
绪论
数字电子技术
2. 格雷码 十进制数 循环格雷码 1100 8 1101 9 0011 1111 2 10 1110 0010 11 3 0110 4 1010 12 0111 5 1011 13 0101 6 14 1001 0100 15 1000 7 头两位分别是00→01→11→10 末两位分别两两对应为：10→11→01→00 归纳：相邻两个代码之间仅有一位不同，且具有“反射性”。 十进制数 0 1 循环格雷码 0000 0001
A 0V 3V
RB1
T RB2
－UBB
当输入变量A 为低电平0V时， 三极管截止，输出F ≈+UCC，显 然为高电平。
A
1
F
“非”门电路
“非”门逻辑图符号
由图可看出，一个“非”门的输入端只有一个，输出端也只 有一个。
绪论
数字电子技术
试默画出三种基本 逻辑门的图符号。
你能迅速说出“与 ”门、“或”门和“非 ”门的逻辑功能吗？
数字电子技术
常用BCD码
种类 十进制 0 1 2 3 4 5
6 7 8 9 权
8421码
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 23 22 21 20
2421码
0000 0001 0010 0011 0100 1011 1100 1101 1110 1111 21 2 2 21 20
或非逻辑功能：
有1出0；全0出1
或非门图符号
绪论
数字电子技术
“与或非”门
A 与门 B
& &
F1
非门 或门 ≥1 F3 1
与门
C D
F2
F
“与”门、“或”门和“非”门可构成“与或 非”门 A &
B C D
≥1
F
&
与或非门图符号
逻辑功能：与门中只要有1个输出为1，F即为0； 两个与门输出均为0时，F才为1。
绪论
数字电子技术
“异或”门
异或门是一个只有两输入、一输出的逻辑门电路。
A B
=1
F
异或门逻辑功能可描述为： 相同出0，相异出1。
异或门图符号
“同或”门
A B
=1
F
同或门图符号
显然，同或门是异或 门的非。其逻辑功能： 相同出1，相异出0。
绪论
数字电子技术
学 习小 结：
1、
2、
3、
绪论
数字电子技术
－UCC
“或”门电路
注意：分析过程中门电路中串接的二极管，都是按理想二极 管处理的，实际硅管导通时管压降0.7V，锗管导通时0.3V。 绪论
数字电子技术 三极管“非”门电路
+UCC
RC
输入变量A 为高电平3V时，三 极管饱和导通，ICRC≈+UCC，因 此输出F为低电平0V；
F CC +U 0V
饱和导通 截止不通