实验五 集成逻辑门电路的功能测试与应用
逻辑门实验报告结果
一、实验目的1. 理解并验证基本逻辑门电路的工作原理。
2. 掌握TTL集成电路的使用方法和注意事项。
3. 通过实验，加深对逻辑门电路在数字电路中的应用理解。
二、实验器材1. 数字电路实验箱2. 万用表3. 74LS00四2输入与非门1片4. 74LS86四2输入异或门1片5. 74LS11三3输入与门1片6. 74LS32四2输入或门1片7. 74LS04反相器1片三、实验内容1. 集成门电路逻辑功能测试2. 逻辑门电路组合实验3. 逻辑门电路时序实验四、实验步骤1. 集成门电路逻辑功能测试（1）连接实验电路，按照实验指导书的要求，将74LS00、74LS86、74LS11、74LS32、74LS04等集成电路插入实验箱的相应位置。
（2）使用万用表测量各个门电路的输入和输出电压，记录实验数据。
（3）根据实验数据，验证各个门电路的逻辑功能。
2. 逻辑门电路组合实验（1）根据实验要求，设计并连接组合逻辑电路。
（2）使用万用表测量组合逻辑电路的输入和输出电压，记录实验数据。
（3）根据实验数据，验证组合逻辑电路的功能。
3. 逻辑门电路时序实验（1）根据实验要求，设计并连接时序逻辑电路。
（2）使用示波器观察时序逻辑电路的输出波形，记录实验数据。
（3）根据实验数据，分析时序逻辑电路的工作原理。
五、实验结果与分析1. 集成门电路逻辑功能测试实验结果显示，各个门电路的逻辑功能均符合实验要求。
例如，与非门在输入端均为高电平时，输出端为低电平；或门在输入端至少有一个高电平时，输出端为高电平；异或门在输入端不同时，输出端为高电平。
2. 逻辑门电路组合实验实验结果显示，组合逻辑电路的功能均符合设计要求。
例如，设计一个组合逻辑电路，当输入端A为高电平、B为低电平时，输出端F为高电平；当输入端A为低电平、B为高电平时，输出端F为低电平。
3. 逻辑门电路时序实验实验结果显示，时序逻辑电路的输出波形符合设计要求。
例如，设计一个计数器电路，计数器在输入端接收到时钟信号时，输出端依次输出0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、0...等数值。
集成门电路功能测试(三态门)
集成门电路功能测试实验报告一实验内容1 三态门的静态逻辑功能测试。
2 动态测试三台门。
并画出三态门的输出特性曲线。
输入为CP矩形波。
3 测试三态门的传输延迟时间。
4 动态测试三态门的电压传输特性曲线。
输入为三角波。
二实验条件硬件基础实验箱，函数信号发生器，双踪示波器，数字万用表，74LS125。
三实验原理1 首先测试实验箱上提供的频率电源参数是否正确。
打开实验箱电源，把分别把5MHz的脉冲接入红表笔上，黑表笔接地。
观察示波器显示波形的频率是否为5MHz，经过观察计算，波形频率接近5M。
误差很小，从下图可以看出,ch1为输入波形一个周期占四个格子，可计算得到f=5MHz。
2 三态门的静态逻辑功能测试。
(后面四个实验都是通过示波器在同一时刻测试3动态测试三台门。
并画出三态门的输出特性曲线。
输入为CP矩形波。
使能端无效是波形：使能端有效时输出波形4 测试三态门的传输延迟时间。
通过测量同一时刻的输入输出波形，可以观察到三态门的输出延迟。
得到波形图为CH1，CH2分别为输入输出波形，可以看出在上升沿的输出延迟为10ns然而下降沿的时候的截图已经丢失了，依稀记得在实验时候，测得是数据下降沿的输出延迟与上升沿的不一致，并且比上升沿的短。
为9.6ns，其传输延迟为两个延迟的平均值9.8ns。
5 测试三态门的电压传输特性曲线。
输入为三角波。
得到输入输出波形为：CH1为输入，CH2为输出。
得到阀值电压为0.92V。
四总结这次实验基本上和上次实验的方法一样，没遇到什么大的问题。
就是还是粗心。
五评价实验效果挺好。
巩固了对逻辑器件的功能测试的方法和操作。
数电实验
Si Ai Bi Ci 1 Ai Bi Ci 1 Ai Bi Ci 1 Ai Bi Ci 1 Ci Ai Bi Ai Ci 1 Bi Ci 1
得 p78 图4 . 3. 6 ------太繁琐
教材p78图4.3.7 用异或门和与非门来实现全加运算。----自己推导公 式----p78。
实验预习要求 1、复习有关计数器部分内容 2、绘出各实验内容的详细线路图 3、拟出各实验内容所需的测试记录表格 4、查手册，给出并熟悉实验所用各集成块的引脚排列图 实验报告 1、画出实验线路图，记录、整理实验现象及实验所得的有 关波形。对实验结果进行分析。 2、总结使用集成计数器的体会。
移位寄存器及其应用
(5)平均传输延迟时间tpd ：是衡量门电路开关速度的参数， 它是指输出波形边沿的0.5Um至输入波形对应边沿0.5Um点 的时间间隔。
tpd
1 tpd (tpdL tpdH ) 2
T 6
实验五：组合逻辑电路的设计与测试
一、实验目的 掌握组合逻辑电路的设计与测试方法
二、实验内容 1、设计用与非门及用异或门、与门组成的半加器电路。 要求按本文所述的设计步骤进行，直到测试电路逻辑功能符 合设计要求为止。 2、设计一个一位全加器，要求用异或门、与门、或门组成。 3、设计一位全加器，要求用与或非门实现。 4、设计一个对两个两位无符号的二进制数进行比较的电路； 根据第一个数是否大于、等于、小于第二个数，使相应的三 个输出端中的一个输出为“1”，要求用与门、与非门及或非 门实现。
实验预习要求 1、根据实验任务要求设计组合电路，并根据所给的标准器件 画出逻辑图。 2、如何用最简单的方法验证“与或非”门的逻辑功能是否完好？ 3、“与或非”门中，当某一组与端不用时，应作如何处理？
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门电路逻辑功能及测试实验报告一、实验目的与要求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。
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有非门、与门、或门、与非门、或非门、与或非门、异或门等几种。
非逻辑关系：Y=A 与逻辑关系：Y=AB 或逻辑关系：Y=AB 与非逻辑关系：Y=AB 或非逻辑关系：Y=AB 与或非逻辑关系：Y=ABCD 异或逻辑关系：Y=AB三、实验过程及内容任务一：异或门逻辑功能测试集成电路74LS86是一片四2输入异或门电路，逻辑关系式为1Y=1A⊕1B，2Y=2A⊕2B，3Y=3A⊕3B，4Y=4A⊕4B，其外引线排列图如图1.3.1所示。
它的1、2、4、5、9、10、12、13号引脚为输入端1A、1B、2A、2B、3A、3B、4A、4B，3、6、8、11号引脚为输出端1Y、2Y、3Y、4Y，7号引脚为地，14号引脚为电源+5V。
（1）将一片四2输入异或门芯片74LS86插入RXB-1B数字电路实验箱的任意14引脚的IC空插座中。
（2）按图1.3.2接线测试其逻辑功能。
芯片74LS86的输入端1、2、4、5号引脚分别接至数字电路实验箱的任意4个电平开关的插孔，输出端3、6、8分别接至数字电路实验箱的电平显示器的任意3个发光二极管的插孔。
14号引脚+5V接至数字电路实验箱的+5V电源的'“+5V”插孔，7号引脚接至数字电路实验箱的+5V电源的“⊥”插孔。
常用集成门电路逻辑功能测试实验报告
数字电路实验报告专业：汽车电子技术年级： 2姓名：杜丽娟学号：指导教师：毛群阿坝师专电子信息工程系实验一常用集成门电路逻辑功能测试及其应用实验目的：1、掌握集成门电路的逻辑功能、逻辑符号和逻辑表达式；2、了解逻辑电平开关和逻辑电平显示的工作原理；3、学会验证集成门电路的逻辑功能；4、掌握集成门电路逻辑功能的转换；5、学会连接简单的组合逻辑电路。
二、实验原理：1、功能测试（1）．TTL集成门电路的工作电压：（2）．TTL集成门引脚识别方法：（3）．TTL集成门电路管脚识别示意图及各个引脚的功能（74LS00、74LS04、74LS08、74LS32）2、功能应用（1）。
常用门电路的逻辑表达式：（2）。
逻辑代数基本定理：（3）。
简单组合逻辑电路的连接注意事项：三、实验仪器设备及器材：集成块：74LS00、74LS04、74LS08、74LS32、四、实验内容与步骤：（一）功能测试1、集成门电路逻辑功能测试：（1）、集成门的逻辑功能测试a|、电路图：b、测试结果：7４LS00试验结果1脚2脚3脚4脚5脚6脚7脚8脚9脚10脚11脚12脚13脚14脚7４LS04试验结果1脚2脚3脚4脚5脚6脚7脚8脚9脚10脚11脚12脚13脚14脚7４LS08试验结果1脚2脚3脚4脚5脚6脚7脚8脚9脚10脚11脚12脚13脚14脚7４LS32试验结果1脚2脚3脚4脚5脚6脚7脚8脚9脚10脚11脚12脚13脚14脚1.用与非门实现非门；电路图：2.用非门和与非门实现或门；电路图：输入输出逻辑表达输入输出逻辑表达3.用与非门和与非门实现或门；电路图：4.用非门和与门实现同或门；电路图：5.用74LS00和74LS08实现逻辑函数表达式：Y=ABC。
电路图：五、实验总结和体会：。
门电路逻辑功能及其测试实验报告
门电路逻辑功能及其测试实验报告一、实验目的1、掌握门电路的逻辑功能。
2、学会使用实验仪器对门电路进行逻辑功能测试。
3、深入理解逻辑运算的基本原理和应用。
二、实验设备1、数字电路实验箱。
2、示波器。
3、集成电路芯片：74LS00（四 2 输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS08（四 2 输入与门）、74LS32（四 2 输入或门）等。
4、若干导线。
三、实验原理门电路是数字电路的基本单元，具有实现逻辑运算的功能。
常见的门电路有与门、或门、非门、与非门、或非门等。
与门的逻辑功能是：当且仅当所有输入都为高电平时，输出才为高电平；否则，输出为低电平。
或门的逻辑功能是：只要有一个输入为高电平，输出就为高电平；只有当所有输入都为低电平时，输出才为低电平。
非门的逻辑功能是：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。
与非门的逻辑功能是：先进行与运算，然后将结果取反。
或非门的逻辑功能是：先进行或运算，然后将结果取反。
四、实验内容及步骤1、测试与门（74LS08）的逻辑功能将 74LS08 芯片插入实验箱的插座中。
用导线将两个输入引脚分别连接到逻辑电平开关，输出引脚连接到逻辑电平指示灯。
改变输入电平的组合（00、01、10、11），观察并记录输出电平的状态。
2、测试或门（74LS32）的逻辑功能按照与测试与门相同的方法，将 74LS32 芯片插入插座并连接好线路。
改变输入电平，记录输出电平。
3、测试非门（74LS04）的逻辑功能插入 74LS04 芯片，连接线路。
改变输入电平，观察输出。
4、测试与非门（74LS00）的逻辑功能重复上述步骤，测试 74LS00 的逻辑功能。
5、用示波器观察门电路的输入输出波形将示波器的探头分别连接到门电路的输入和输出引脚。
改变输入信号的频率和幅度，观察输入输出波形的变化。
五、实验数据及分析1、与门（74LS08）｜输入 A ｜输入 B ｜输出 Y ｜｜｜｜｜｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜｜ 1 ｜ 0 ｜ 0 ｜｜ 1 ｜ 1 ｜ 1 ｜从数据可以看出，与门只有在两个输入都为 1 时，输出才为 1，符合与门的逻辑功能。
TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
实验五TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法2、掌握TTL器件的使用规则3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法二、实验原理本实验采用四输入双与非门74LS20，即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。
其逻辑框图、符号及引脚排列如图2－1(a)、(b)、(c)所示。
(b)（a） (c)图2－1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列1、与非门的逻辑功能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”。
）其逻辑表达式为 Y＝2、TTL与非门的主要参数(1)低电平输出电源电流ICCL 和高电平输出电源电流ICCH与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。
ICCL是指所有输入端悬空，输出端空载时，电源提供器件的电流。
ICCH是指输出端空截，每个门各有一个以上的输入端接地，其余输入端悬空，电源提供给器件的电流。
通常ICCL＞I CCH ，它们的大小标志着器件静态功耗的大小。
器件的最大功耗为P CCL ＝V CC I CCL 。
手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗。
I CCL 和I CCH 测试电路如图2－2(a)、(b)所示。
[注意]：TTL 电路对电源电压要求较严，电源电压V CC 只允许在＋5V ±10％的范围内工作，超过5.5V 将损坏器件；低于4.5V 器件的逻辑功能将不正常。
(a) (b) (c) (d)图2－2 TTL 与非门静态参数测试电路图(2)低电平输入电流I iL 和高电平输入电流I iH 。
I iL 是指被测输入端接地，其余输入端悬空，输出端空载时，由被测输入端流出的电流值。
在多级门电路中，I iL 相当于前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流，因此它关系到前级门的灌电流负载能力，即直接影响前级门电路带负载的个数，因此希望I iL 小些。
门电路逻辑功能及测试实验报告总结
门电路逻辑功能及测试实验报告总结
门电路是数字电路中最基本的逻辑电路之一，其主要功能是实现逻辑运算。
本次实验旨在探究门电路的逻辑功能及测试方法。
实验一：与门电路
与门电路是一种逻辑电路，其输出信号仅在所有输入信号均为高电平时才为高电平。
实验中，我们使用了CD4081芯片，通过连接输入端和输出端，观察输出信号的变化，验证了与门电路的逻辑功能。
实验二：或门电路
或门电路是一种逻辑电路，其输出信号在任意一个输入信号为高电平时即为高电平。
实验中，我们使用了CD4071芯片，通过连接输入端和输出端，观察输出信号的变化，验证了或门电路的逻辑功能。
实验三：非门电路
非门电路是一种逻辑电路，其输出信号与输入信号相反。
实验中，我们使用了CD4069芯片，通过连接输入端和输出端，观察输出信号的变化，验证了非门电路的逻辑功能。
实验四：与非门电路
与非门电路是一种逻辑电路，其输出信号仅在所有输入信号均为高电平时才为低电平。
实验中，我们使用了CD4081芯片，通过连接输入端和输出端，观察输出信号的变化，验证了与非门电路的逻辑功能。
实验五：或非门电路
或非门电路是一种逻辑电路，其输出信号在任意一个输入信号为高电平时即为低电平。
实验中，我们使用了CD4071芯片，通过连接输入端和输出端，观察输出信号的变化，验证了或非门电路的逻辑功能。
通过以上实验，我们深入了解了门电路的逻辑功能及测试方法。
在实验中，我们使用了数字电路实验箱和相应的芯片，通过连接输入端和输出端，观察输出信号的变化，验证了门电路的逻辑功能。
这些实验不仅加深了我们对门电路的理解，也提高了我们的实验技能。
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实验五集成逻辑门电路的功能测试与应用
实验五集成逻辑门电路的功能测试与应用
1．实验目的
(1)掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法；
(2)掌握TTL器件的使用规则；
(3)熟悉数字电路实验箱的结构，基本功能和使用方法；
2．实验设备与器件
1)5V直流电源，2)逻辑电平开关，3)0-1指示器，4)直流数字电压表，5)直流毫安表，6)直流微安表，7)74LS20×2，8)WS30—1k、10k电位器各一，9)200Ω电阻器(0.5 )一个。
3．实验原理
门电路是组成数字电路的最基本的单元，包括与非门、与门、或门、或非门、与或非
门、异或门、集成电极开路与非门和三态门等。
最常用的集成门电路有TTL和CMOS两大类。
TTL为晶体管—晶体管逻辑的简称，广泛的应用于中小规模电路，功耗较大。
本实验采用4输入双与非门74LS20，即在一块芯片内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。
其逻辑表达式为Y=ABCD，逻辑符号及引脚排列如图5-1(a)、(b)所示。
[注意]：TTL电路对电源电压要求较严，电源电压V CC只允许在+5V土10％的范围内工作，超过5.5V将损坏器件；低于4.5V器件的逻辑功能将不正常。
(a)逻辑符号
(b)引脚排列
图5-1 74LS20逻辑符号及引脚排列
(1)与非门的逻辑功能
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”。
)
(2)TTL与非门的主要参数
描述与非门的输入电压Ui、输出电压Uo关系可以用电压传输特性Uo＝f(Ui)表示，如图5-2(a)。
从电压传输特性曲线上可以读出门电路的一些重要参数，如输出高电平U OH，输出低电平U OL，开门电平U ON，关门电平U OFF等参数。
实际的门电路U OH和U OL并不是恒定值，由于产品的分散性，每个门之间都有差异。
在TTL电路中，常常规定高电平的标准值为3V，低电平的标准值为0.2V。
从0V到0.8V都算作低电平，从2V到5V都算作高电平，超出了这一范围是不允许的，因为这不仅会破坏电路的逻辑关系，而且还可能造成器件性能下降甚至损坏。
测试电路如图5-2(b)所示，采用逐点测试法，即调节Rw，逐点到得Ui及Uo，然后绘成曲线。
(a) 电压传输特性
(b)测试电路
图5-2 电压传输特性及测试电路
图中：U OH：指一个（或几个）输入端是低电平时输出的电平；
U OL：指输入指端全为高电平时输出的电平；
U ON：在额定负载下得到规定的低电平，输入端应加的最小输入电平；
U OFF：通常规定保证输出电压为标准高电平的条件下所允许的最大输入电平。
4．实验内容
在数字箱14芯IC插座上，将芯片的小缺口与IC插座的缺口对准插上74LS20四输入
双与非门集成元件。
在合适的位置选取一个14P插座，并接好线，如图5—6所示。
(1)验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能
按照图5-6接线，14脚接+5V电源，7脚接地；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”；门的输出端接由LED发光二极管组成的0-1指示器的显示插口，LED亮红色为逻辑
“1”，亮绿色为逻辑“0”。
接线后检查无误，通电，按表5-1的真值表改变A 、B 、C 、D 状态，观察记录输出状态。
逐个测试集成块中两个与非门的逻辑功能，从实验结果中写出逻辑表达式Y 。
图5-6 与非门逻辑功能测试电路
(2)74LS20主要参数的测试
用74LS20元件中的任一四输入与非门按图
5-2(b)连接线路，接线检查无误后通电，准备测试。
调节电位器Rw ，使输入电压Ui 按照表5-2要求从0V 逐渐增大（用万用表测量电压的大小），同时测量对应的输出U O 的数值，将其填入表5-2中。
表5-2 根据表5-2的结果，在坐标纸上画出电压传输特性Uo=f (Ui)的关系，并求出输出高电平U OH 、输出低电平U OL 、关门电平U OFF 、开门电平U ON 。
Ui(V ) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Uo(V)
(3) 用74LS20元件中的二个四输入与非门按图5-7连接线路，接线检查无误后通电，测量图5-7中所示电路的逻辑功能，将测试输出结 果填入表5-3，并写出它的最简逻辑表达式。
(选做) 图5-7 TTL 5．实验报告 1)进行分析。
2)写出芯片74LS20的逻辑表达式。
3)画出实测的电压传输特性曲线，并从中读出各有关参数值。
4)写出图5-7的真值表，与表5-3对比，并写出最简表达式，总结逻辑电路的分析方法。
6．TTL 集成电路使用规则
(1)接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。
(2)电源电压使用范围为+4.5V~+5.5V 之间，实验中要求使用Vcc ＝+5V ，电源极性绝对不允许接错。
(3)闲置输入端处理方法
1)悬空，相当于正逻辑“1”，对于一般小规模集成电路的数据输入端，实验时允许悬空处理。
但易受外界干扰，导致电路的逻辑功能不正常。
表5-3 输入 输出
A B C Y 0 0 0 0 0 1
0 1 0
0 1 1 1 0 0
因此，对于接有长线的输入端，中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路，不允许悬空。
2)直接接电源电压Vcc。
(也可以串入一只
1~10kΩ的固定电阻)或接至某一固定电压(+2.4V ＜V＜+4.5V)的电源上，或与输入端为接地的多余与非门的输出端相接。
3)若前级驱动能力允许，可以与使用的输入端并联。
(4)输入端通过电阻接地，电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。
当R<680Ω时，输入端相当于逻辑“0”；当R>4.7KΩ时，输入端相当于逻辑“1”。
对于不同系列的器件，要求的阻值不同。
(5)输出端不允许并联使用(集电极开路门(OC)和三态输出门电路(3S)除外)。
否则不仅会使电路逻辑功能混乱，而且会导致器件损坏。
(6)输出端不允许直接接地或直接接+5V电
源，否则将损坏器件，有时为了使后级电
路获
得较高的输出电平，允许输出端通过电阻R接至Vcc，一般取R＝3~5.1kΩ。