基本逻辑门逻辑功能测试及应用
基本逻辑门逻辑试验报告
基本逻辑门逻辑试验报告基本逻辑门逻辑功能测试及应⽤⼀、实验⽬的1、掌握基本逻辑门的功能及验证⽅法。
2、学习TTL基本门电路的实际应⽤。
3、了解CMOS基本门电路的功能。
4、掌握逻辑门多余输⼊端的处理⽅法。
⼆、实验原理数字电路中，最基本的逻辑门可归结为与门、或门和⾮门。
实际应⽤时，它们可以独⽴使⽤，但⽤的更多的是经过逻辑组合组成的复合门电路。
⽬前⼴泛使⽤的门电路有TTL门电路和CMOS门电路。
1、TTL门电路TTL门电路是数字集成电路中应⽤最⼴泛的，由于其输⼊端和输出端的结构形式都采⽤了半导体三极管，所以⼀般称它为晶体管-晶体管逻辑电路，或称为TTL电路。
这种电路的电源电压为+5V，⾼电平典型值为3.6V（≥2.4V合格）；低电平典型值为0.3V（≤0.45合格）。
常见的复合门有与⾮门、或⾮门、与或⾮门和异或门。
有时门电路的输⼊端多余⽆⽤，因为对TTL电路来说，悬空相当于“1”，所以对不同的逻辑门，其多余输⼊端处理⽅法不同。
（1）TTL与门、与⾮门的多余输⼊端的处理如图3.2.1为四输⼊端与⾮门，若只需⽤两个输⼊端A和B，那么另两个多余输⼊端的处理⽅法是：并联悬空通过电阻接⾼电平图3.2.1 TTL 与门、与⾮门多余输⼊端的处理并联、悬空或通过电阻接⾼电平使⽤，这是TTL 型与门、与⾮门的特定要求，但要在使⽤中考虑到，并联使⽤时，增加了门的输⼊电容，对前级增加容性负载和增加输出电流，使该门的抗⼲扰能⼒下降；悬空使⽤，逻辑上可视为“1”，但该门的输⼊端输⼊阻抗⾼，易受外界⼲扰；相⽐之下，多余输⼊端通过串接限流电阻接⾼电平的⽅法较好。
（2）TTL 或门、或⾮门的多余输⼊端的处理如图3.2.2为四输⼊端或⾮门，若只需⽤两个输⼊端A 和B ，那么另两个多余输⼊端的处理⽅法是：并联、接低电平或接地。
并联接低电平或接地图3.2.2 TTL 或门、或⾮门多余输⼊端的处理YYAY A YA Y（3）异或门的输⼊端处理异或门是由基本逻辑门组合成的复合门电路。
基本门电路逻辑功能测试
基本门电路逻辑功能测试逻辑功能测试是验证电路的逻辑功能是否符合设计要求的测试过程。
逻辑功能测试主要包括输入测试和输出测试两个方面。
输入测试是对基本门电路的输入信号进行测试，以验证其是否正确地识别和处理输入信号。
输入测试的目标是检查输入信号对电路的触发和响应是否符合设计要求。
为此，需要设计一组合适的输入信号，并观察电路的响应。
输入测试可以通过连接基本门电路的输入端和信号发生器来实现，通过改变输入信号的连续性、幅度和频率等参数，来观察电路的响应情况。
输出测试是对基本门电路的输出信号进行测试，以验证其是否正确地产生和传递输出信号。
输出测试的目标是检查输出信号的正确性和稳定性。
输出测试可以通过连接基本门电路的输出端和示波器或其他显示设备来实现，通过观察输出信号的波形和时序等参数，来判断电路的输出是否符合设计要求。
在进行逻辑功能测试时，需要先了解基本门电路的逻辑功能和输入输出特性。
基本门电路包括与门、或门、非门和异或门等。
与门的逻辑功能是当且仅当所有输入信号为高电平时，输出信号为高电平；或门的逻辑功能是当且仅当有一个或多个输入信号为高电平时，输出信号为高电平；非门的逻辑功能是将输入信号取反；异或门的逻辑功能是当且仅当输入信号为奇数个高电平时，输出信号为高电平。
基本门电路的输入输出特性由真值表或逻辑方程表达。
在进行功能测试时，首先需要编写测试方案，根据逻辑功能和输入输出特性，设计一组合适的测试用例。
测试用例包括输入信号和期望输出信号。
接下来，按照测试方案，连接基本门电路和测试设备，设置合适的输入信号，观察输出信号。
通过对比期望输出信号和实际输出信号，判断电路的逻辑功能是否正常。
如果有不符合期望的情况，可以通过修改电路连接和参数设置等方式来排查和解决问题。
在测试过程中，还需要注意保持测试环境的稳定性和一致性，避免干扰和误操作。
同时，还需注意安全操作，避免电路损坏或人身伤害。
总之，基本门电路的逻辑功能测试是验证电路的逻辑功能是否符合设计要求的重要步骤。
实验一 基本门电路的逻辑功能测试
实验一基本门电路的逻辑功能测试姓名:潘建成班级10级电信1学号120101003132 指导老师：陈金恩一、实验目的1、测试与门、或门、非门、与非门、或非门与异或门的逻辑功能。
2、熟悉扩展板与主电路板的连接与使用。
3、了解测试的方法与测试的原理。
4、掌握TTL集电极开路门（OC门）的逻辑功能及应用。
5、掌握TTL三态输出门（3S门）的逻辑功能及应用。
6、熟练掌握multisim仿真测试。
二、实验仪器1、数字逻辑电路实验箱。
2、数字逻辑电路实验箱扩展板。
3、双踪示波器，数字万用表。
4、相应74LS系列芯片若干。
三、实验原理1、验中用到的基本门电路的符号为：图1-1与门图1-2或门图1-3非门图1-4与非门图1-5或非门图1-6异或门在要测试芯片的输入端用逻辑电平输出单元输入高低电平，（即实验箱上面的拨动开关）然后使用逻辑电平显示单元（实验箱上部的LED）显示其逻辑功能。
2、数字系统中有时需要把两个或两个以上集成逻辑门的输出端直接并接在一起完成一定的逻辑功能。
对于普通的TTL电路，由于输出级采用了推拉式输出电路，无论输出是高电平还是低电平，输出阻抗都很低。
因此，不允许将它们的输出端并接在一起使用，而集电极开路门和三态输出门是两种特殊的TTL门电路，它们允许把输出端直接并接在一起使用，也就是说，它们都具有“线与”的功能。
(1)、TTL集电极开路门（OC门）本实验所用OC门型号为2输入四与非门74LS03，引脚排列见附录。
工作时，输出端必须通过一只外接电R和电源Ec相连接，以保证输出电平符合电路要求。
阻LOC门的应用主要有下述特点：电路的“线与”特性方便的完成某些特定的逻辑功能。
图1-7所示，将两个OC 门输出端直接并接在一起，则它们的输出：21212121B B A A B B A A F F F B A +=∙=∙=图1-7 OC 与非门“线与”电路即把两个（或两个以上）OC 与非门“线与”可完成“与或非”的逻辑功能。
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。
门电路逻辑功能测试及应用
实验一门电路逻辑功能测试及应用一．实验目的掌握基本门电路的逻辑功能。
二．实验设备及器材数字电子实验箱万用表2—3输入2—2输入与或非门确（74LS51）2输入四与非门（74LS00）2输入四正与门（OC）（74LS09）三态门（74LS126）2输入四异或门（7486）三．实验内容及步骤(一).与非门的逻辑功能测试(74LS00)1．如图1—1所示，任意选择其中一个与非门进行实验，输入端A、B分别接数字电子实验箱上的逻辑开关，当开关向上拨时，输入为高电平，即“H”或二进制“1”；当开关向下拨时，输入为低电平，即“L”或二进制“0”。
2．用发光二极管（即LED）显示门的输出状态。
当LED亮时，门的输出状态为“1”，或称高电平，用“H”表示; 当LED暗时，门的输出状态为“0”，或称低电平，用“L”表示。
门的输出状态也可以用电压表或逻辑笔测试。
3.按实验表1—1的要求，改变输入端A、B的逻辑状态，分别测出输出端电平，填入表1—1中，并判定其逻辑功能是否正确，写出逻辑表达式。
实验图1—1实验图1—2实验表1—1(二).利用与非门组成其它门电路或门(74LS00)1.按实验图1—2接线, 输入端A、B分别接数字电子实验箱上的逻辑开关，当开关向上拨时，输入为高电平，即“H”或二进制“1”；当开关向下拨时，输入为低电平，即“L”或二进制“0”。
2．用发光二极管（即LED）显示门的输出状态。
当LED亮时，门的输出状态为“1”，或称高电平，用“H”表示; 当LED暗时，门的输出状态为“0”，或称低电平，用“L”表示。
门的输出状态也可以用电压表或逻辑笔测试。
2.按实验表1—2的要求，改变输入端A、B的逻辑状态，分别测出输出端电平，填入表1—2中，并判定其逻辑功能是否正确，写出逻辑表达式。
实验表1—2(三).与或非门的逻辑功能测试(74LS51)1. 74LS51逻辑图见附录，按实验表1—3的要求，将A、B、C、D分别接数字电子实验箱上的逻辑开关,输出端接状态显示灯。
基本逻辑门逻辑功能测试实验报告
基本逻辑门逻辑功能测试实验报告本实验主要是对基本逻辑门的逻辑功能进行测试，通过测试不同门的逻辑功能，掌握基本逻辑门的使用方法，了解它们在电路设计中的应用。
本实验采用了数字电路实验箱和万用表等实验工具，进行实验的设计和测试，最终得到了实验数据和结论。
关键词：基本逻辑门；逻辑功能；测试；电路设计一、实验目的本实验的主要目的是：1. 了解基本逻辑门的种类和原理；2. 掌握基本逻辑门的使用方法；3. 通过测试不同门的逻辑功能，了解它们在电路设计中的应用。
二、实验原理1. 基本逻辑门的种类和原理基本逻辑门包括与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、异或门（XOR）、同或门（NOR）和与非门（NAND）。
它们的逻辑功能如下：（1）与门（AND）：当且仅当所有输入都为1时，输出才为1，否则为0。
（2）或门（OR）：当且仅当所有输入都为0时，输出才为0，否则为1。
（3）非门（NOT）：当输入为0时，输出为1；当输入为1时，输出为0。
（4）异或门（XOR）：当且仅当输入不相同时，输出为1，否则为0。
（5）同或门（NOR）：当且仅当所有输入都相同时，输出为1，否则为0。
（6）与非门（NAND）：当且仅当所有输入都为1时，输出为0，否则为1。
2. 基本逻辑门的使用方法基本逻辑门的使用方法如下：（1）与门（AND）：将两个或多个输入接到与门的输入端，将输出接到需要的电路中。
（2）或门（OR）：将两个或多个输入接到或门的输入端，将输出接到需要的电路中。
（3）非门（NOT）：将输入接到非门的输入端，将输出接到需要的电路中。
（4）异或门（XOR）：将两个输入接到异或门的输入端，将输出接到需要的电路中。
（5）同或门（NOR）：将两个或多个输入接到同或门的输入端，将输出接到需要的电路中。
（6）与非门（NAND）：将两个或多个输入接到与非门的输入端，将输出接到需要的电路中。
三、实验设计本实验采用数字电路实验箱和万用表等实验工具，进行实验的设计和测试。
常用基本逻辑门电路功能测试实验
常用基本逻辑门电路功能测试实验一、实验目的1.验证常用门电路的逻辑功能。
2.了解常用74LS系列门电路的引脚分布。
3.根据所学常用集成逻辑门电路设计一组合逻辑电路。
二、实验原理集成逻辑门电路是最简单、最基本的数字集成元件。
任何复杂的组合电路和时序电路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。
目前已有门类齐全的集成门电路,例如“与门”、“或门”、“非门”、“与非门”等。
虽然,中、大规模集成电路相继问世,但组成某一系统时,仍少不了各种门电路。
因此,掌握逻辑门的工作原理,熟练、灵活地使用逻辑门是数字技术工作者所必备的基本功之一。
TTL门电路TTL集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广,特别对学生进行实验论证,选用TTL电路比较合适。
因此,本书大多采用74LS（或74）系列TTL集成电路。
它的工作电源电压为5V土0.5V,逻辑高电平1时≥2.4V,低电平0时≤0.4V。
TTL集成门电路集成片管脚分别对应逻辑符号图中的输入、输出端,电源和地一般为集成片的两端,如14管脚集成片,则7脚为电源地（GND）,14脚为电源正（V cc）,其余管脚为输入和输出,如图1所示。
管脚的识别方法是：将集成块正面（有字的一面）对准使用者,以左边凹口或小标志点“ ? ”为起始脚,从下往上按逆时针方向向前数1、2、3、…… n脚。
使用时,查找IC手册即可知各管脚功能。
图1 74LS08集成电路管脚排列图三、实验内容与步骤TTL门电路逻辑功能验证（1）与门功能测试：将74LS08集成片（管脚排列图1）插入IC空插座中,输入端接逻辑开关,输出端接LED发光二极管,管脚14接+5V电源,管脚7接地,即可进行实验。
将结果用逻辑“0”或“1”来表示并填入表1中。
表1 门电路逻辑功能表图 2 74LS32四2输入或门管脚排列图（3）与非门功能测试：将74LS00集成片（管脚排列图见图3）插入IC空插座中,输入端接逻辑开关,输出端接LED发光二极管,管脚14接+5V电源,管脚7接地。
逻辑门功能测试及其应用研究实验报告
逻辑门功能测试及其应用研究实验报告1. 引言说到逻辑门，可能有的小伙伴觉得这是啥高大上的玩意儿，其实不然，它们就像咱们日常生活中的开关一样，简单却又无处不在。
逻辑门主要有“与”、“或”、“非”这几种，听上去是不是有点像我们日常生活中的选择题？只不过这些门的选择方式稍微复杂点，但没关系，咱们慢慢来，肯定能理解。
1.1 逻辑门的基本概念简单来说，逻辑门就是根据输入信号的不同组合，来决定输出信号的结果。
就像我们在路口的红绿灯，红灯停、绿灯行，没别的意思。
举个例子，假设有个“与”门，只有在A和B两个开关都打开的时候，它的输出才会是“开”，否则就是“关”。
是不是特别简单？而“或”门就更宽松了，只要有一个开关是开的，它就能亮起来。
这些门看似简单，但却是现代电子设备的基础，真是“看似平常，实则深藏玄机”啊。
1.2 实验目的咱们这次实验的目的，简单来说，就是想通过实际操作，搞清楚这些逻辑门是如何工作的。
你别小看这个实验，它不仅能让我们理解基本的逻辑概念，还能培养我们的动手能力，简直是“实践出真知”嘛！而且，这个过程还会让我们明白逻辑门在各种电子设备中的应用，真是一箭双雕啊。
2. 实验过程首先，我们得准备好各种器材，比如电源、逻辑门芯片、万用表，还有一堆连接线。
就像做菜前要把材料备齐一样，不然后面就得忙得不可开交。
接下来，我们按步骤连接电路，这一步可是非常关键，不然就会像是把盐和糖搞混一样，麻烦大了。
接着，我们一个个测试这些逻辑门的功能。
比如，先来测试“与”门。
我们给它输入两个信号，结果是，只有当两个开关都打开时，输出才会亮灯。
哇，真是“万事俱备，只欠东风”！然后是“或”门，它可有意思了，随便一个开关打开，灯就会亮，真是“热闹非凡”啊！最后，测试“非”门时，我们只需要反转输入信号，输出就会恰恰相反，这个有点像我们日常生活中的“翻转”嘛，真是让人忍不住笑出声。
2.1 数据记录与分析实验结束后，我们认真记录每一个测试的结果。
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实验一 基本逻辑门逻辑功能测试及应用
一、实验目的
1、掌握基本逻辑门的功能及验证方法。
2、学习TTL 基本门电路的实际应用。
3、掌握逻辑门多余输入端的处理方法。
二、实验原理
数字电路中，最基本的逻辑门可归结为与门、或门和非门。
实际应用时，它们可以独立使用，但用的更多的是经过逻辑组合组成的复合门电路。
目前广泛使用的门电路有TTL 门电路。
TTL 门电路是数字集成电路中应用最广泛的，由于其输入端和输出端的结构形式都采用了半导体三极管，所以一般称它为晶体管-晶体管逻辑电路，或称为TTL 电路。
这种电路的电源电压为+5V ，高电平典型值为3.6V （≥2.4V 合格）；低电平典型值为0.3V （≤0.45合格）。
常见的复合门有与非门、或非门、与或非门和异或门。
有时门电路的输入端多余无用，因为对TTL 电路来说，悬空相当于“1”，所以对不同的逻辑门，其多余输入端处理方法不同。
1. TTL 与门、与非门的多余输入端的处理
如图1.1为四输入端与非门，若只需用两个输入端A 和B ，那么另两个多余输入端的处理方法是：
并联 悬空 通过电阻接高电平
图1.1 TTL 与门、与非门多余输入端的处理
并联、悬空或通过电阻接高电平使用，这是TTL 型与门、与非门的特定要求，但要在使用中考虑到，并联使用时，增加了门的输入电容，对前级增加容性负载和增加输出电流，使该门的抗干扰能力下降；悬空使用，逻辑上可视为“1”，但该门的输入端输入阻抗高，易受外界干扰；相比之下，多余输入端通过串接限流电阻接高电平的方法较好。
2. TTL 或门、或非门的多余输入端的处理
如图1.2为四输入端或非门，若只需用两个输入端A 和B ，那么另两个多余输入端的处理方法是：并联、接低电平或接地。
并联 接低电平或接地 图1.2 TTL 或门、或非门多余输入端的处理
Y
Y
A
Y
A Y
A Y
3. 异或门的输入端处理
异或门是由基本逻辑门组合成的复合门电路。
如图1.3为二输入端异或门，一输入端为A ，若另一输入端接低电平，则输出仍为A ；若另一输入端接高电平，则输出为A ，此时的异或门称为可控反相器。
图1.3 异或门的输入端处理
在门电路的应用中，常用到把它们“封锁”的概念。
如果把与非门的任一输入端接地，则该与非门被封锁；如果把或非门的任一输入端接高电平，则该或非门被封锁。
由于TTL 电路具有比较高的速度，比较强的抗干扰能力和足够大的输出幅度，在加上带负载能力比较强，因此在工业控制中得到了最广泛的应用，但由于TTL 电路的功耗较大，目前还不适合作大规模集成电路。
三、实验仪器与器材
1、THD-2型数字电路实验箱
2、器材：74LS00 四-2输入与非门 ×2 74LS20 二-4输入与非门 ×1 74LS54 四-2-3-3-2输入与或非门 ×1
74LS86 四-2输入异或门 ×1
四、实验内容与步骤
1、TTL 与非门的逻辑功能及应用
芯片的引脚号查法是面对芯片有字的正面，从缺口处的下方（左下角），逆时针从1数起。
芯片要能工作，必须接电源和地。
本实验所用与非门集成芯片为74LS00四-二输入与非门，其引脚排列如图1.4所示。
图1.4 74LS00引脚排列
（1）测试74LS00四-2输入与非门的逻辑功能
选中74LS00一个与非门，将其输入端A 和B 分别接至电平输出器插孔，由电平输出控制开关控制所需电平值，扳动开关给出四种组合输入。
将输出端接至发光二极管的输入插孔，
Y = A
Y = A
并通过发光二极管的亮和灭来观察门的输出状态。
如图 1.5所示，其逻辑函数式为：
B A Y ⋅=，将观测结果填入表1.1中。
图1.5 与非门逻辑功能测试图
（2）用74LS00实现或逻辑：B A Y +=，写出转换过程逻辑函数式，画出标明引脚的逻辑电路图，测试其逻辑功能，将观测结果填入表1.2中。
（3）用74LS00实现表1.3所示的逻辑函数。
写出设计函数式，画出标明引脚的逻辑电路图，并验证之。
2、TTL 与或非门的逻辑功能及应用
（1）测试74LS54四-2-3-3-2输入与或非门的逻辑功能 74LS54引脚排列如图1.6所示。
图1.6 74LS54引脚排列
逻辑表达式为： J I H G F E D C B A Y ······+++=
现要求测试的逻辑函数式为：CD AB Y +=。
接线如图1.7所示，用开关改变输入变量A 、B 、C 、D 的状态，给出十六种组合输入，通过发光二极管观测输出端Y 的状态，将观测结果填入表1.4中。
A
B
Y
+5V
表1.1 与非门逻辑功能测试表
表1.2 或逻辑功能测试表
表1.3 数 据 表
图1.7 与或非门逻辑功能测试图
3、TTL 异或门的逻辑功能及应用
（1）测试74LS86四-2输入异或门的逻辑功能 74LS86引脚排列如图1.8所示。
图1.8 74LS86引脚排列
接线如图1.8所示，用开关改变输入变量A 、B 的状态，通过发光二极管观测输出端Y 的状态，将观测结果填入表1.5中。
图1.8 异或门逻辑功能测试图
4.设计一个三变量的多数表决电路。
执行的功能是：少数服从多数，多数赞成时决议生效。
用与非门实现。
（提示：通过真值表设计，二-4输入与非门的一个输入端悬空）
五、实验报告要求
1. 列写实验任务的设计过程，画出设计的电路图。
2. 对所设计的电路进行实验测试，记录测试结果，将实验结果填入各相应表中，书写到实
验记录中。
3. 总结各门电路的逻辑功能和TTL 门电路的多余输入端的处理方法。
输入 输出 输入 输出 A B C D Y A B C D Y 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1
输入 输出 A B Y
0 0
0 1 1 0 1 1
=1 A B
Y
1
2
3
7
14
+5V
表1.4 与或非逻辑功能测试表
& ≥1
A B C D E G F H I
J
1 2 3 4
6
14
7
11
12 表1.5 异或门逻辑功能测试表
4.通过本次实验总结TTL的特点及使用的收获和体会。
六、实验预习要求
1、详细阅读附录三，了解数字集成电路的基本功能及使用方法。
2、复习教材中基本门电路的逻辑功能和结构原理。
3、了解在使用TTL时，与非门和与或非门多余输入端分别如何处理？
4、按实验内容要求设计逻辑电路，写出逻辑函数式。
注意事项：对于与或非而言，如果一个与门中一条或几条输入引脚不被使用，则需将它们接高电平；如果一个与门不被使用，则需将此与门的至少一条输入引脚接低电平。