实验二 集成逻辑门电路的基本应用
实验二集成逻辑门电路的逻辑功能
实验二 集成逻辑门电路的逻辑功能一、实验目的⑴ 熟悉TTL 集成逻辑门电路的逻辑功能及其特点⑵ 掌握TTL 集成逻辑门电路逻辑功能的测试方法⑶ 熟悉TTL 集成逻辑门电路之间的逻辑关系二、预习要求⑴ 复习与非门、与门、或门、或非门、与或非门、异或门及三态门的逻辑功能⑵ 复习逻辑代数以及逻辑表达式之间的转换三、实验器材⑴ 直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱⑵ 74LS00、74LS02、74LS125四、实验内容和步骤1．TTL 门电路无用输入端的处理方法TTL 与非门电路和或非门电路的流行符号如图2-1所示，与国家公布的标准符号有一定的区别。
如果要用与非门（74LS00）和或非门（74LS02）分别构成非门（反相器），应如何实现？画出实现非逻辑的电路图。
如果有多余的输入引脚没有使用，在实验中应如何处理？2．用“与非”门构成的基本电路用与非门74LS00组成下列门电路，并测试它们的逻辑功能。
⑴1X =AB ；⑵2X =A +B ；⑶3X =A ⊕B ；⑷4X =A +B ；⑸5X =AB +CD把设计的逻辑电路图画出，然后按电路图接线，对所设计的逻辑电路进行测试，并将测试的结果（即真值表）填入自制的表中。
答：X=AB（1）1真值表：A B X10 0 00 1 01 0 01 1 1逻辑电路图：AX1BX=A⊕B（2）3A B X20 0 00 1 11 0 11 1 1逻辑电路图：AX2BX=A+B（3）2A B X30 0 00 1 11 0 111逻辑电路图：AX 3B（4）4X =A +BAB X 4 00 1 01 0 10 0 1 1 0逻辑电路图：A吧 X 4B（5）5X =AB +CD真值表：AB C D X 5 00 0 0 1 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 01 0 0 1 01 0 1 1 01 1 0 1 01 1 1 0 10 0 0 1● ●1 0 0 1 11 0 1 0 11 0 1 1 01 1 0 0 01 1 0 1 01 1 1 0 01 1 1 1 0逻辑电路图：AB 吧X5CD3．TTL三态门的逻辑功能测试将TTL三态门74LS125和与非门74LS00按图2-2连线，输入端A、B、E分别接到3个逻辑开关，输出端Y接到一个发光二极管。
集成逻辑门电路逻辑功能的测试实验报告
集成逻辑门电路逻辑功能的测试实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入了解和测试常见集成逻辑门电路的逻辑功能，包括与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等。
通过实际操作和测量，掌握逻辑门电路的工作原理和特性，提高对数字逻辑电路的分析和设计能力。
二、实验原理1、逻辑门电路的基本概念逻辑门是实现基本逻辑运算的电子电路，常见的基本逻辑运算有与、或、非等。
与门的逻辑功能是当所有输入都为高电平时，输出才为高电平；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；非门的逻辑功能是输出与输入相反。
2、集成逻辑门电路的特点集成逻辑门电路是将多个逻辑门集成在一个芯片上，具有体积小、可靠性高、性能稳定等优点。
常见的集成逻辑门电路有 TTL 系列（如74LS00、74LS08 等）和 CMOS 系列（如 CD4011、CD4071 等）。
3、逻辑门电路的逻辑表达式和真值表逻辑表达式是用逻辑运算符表示逻辑门输入与输出之间关系的数学表达式，真值表则是列出所有可能的输入组合及其对应的输出值。
通过分析逻辑表达式和真值表，可以清晰地了解逻辑门电路的逻辑功能。
三、实验设备和器材1、数字电路实验箱2、集成逻辑门芯片（74LS00、74LS08、74LS04、74LS10、74LS20、74LS86 等）3、示波器4、直流电源5、导线若干四、实验步骤1、熟悉实验设备和芯片引脚功能首先，仔细观察数字电路实验箱的布局和功能，了解电源开关、插孔、指示灯等的位置和作用。
然后，查看集成逻辑门芯片的引脚图，确定输入引脚、输出引脚和电源引脚。
2、搭建测试电路根据不同逻辑门电路的逻辑功能，在实验箱上使用导线连接芯片引脚和电源、地，构建相应的测试电路。
例如，测试与门 74LS08 时，将两个输入引脚分别连接到两个开关，输出引脚连接到一个指示灯。
3、输入信号并观察输出通过操作开关改变输入信号的电平（高电平或低电平），观察指示灯的亮灭情况，记录输入和输出的逻辑状态。
实验二逻辑门及三态门 电子技术基础实验模拟数字
(1) 表示生产芯片公司名称 (2) 表示芯片系列（属民用产品） (3) 表示导电形式（TTL） (4) 表示芯片型号代码 （4输入双与非门） (5) 表示工作温度范围（ 0~70℃ ） (6) 表示封装结构 （双列塑封)
数字电子技术实验
四川大学 电气信息学院 电工电子基础教学实验中心
四川大学电工电子实验1中心
实验二 集成逻辑门与三态门 电路的测量
主要内容
•数字集成芯片基础知识
1、数字集成芯片的识别 2、集成芯片的命名 3、集成芯片的分类 4、集成芯片的使用规则
•本实验所涉及集成电路芯片介绍 •实验内容及注意事项
四川大学电工电子实验2中心
不允许并联连接（三态门除外）
四川大学电工电子实验8中心
CMOS集成电路的使用规则
1、电源电压为3~18V（VDD接电源正极，VSS接 地）
2、多余输入端处理 按逻辑要求接VDD或VSS 与使用输入端并联 不允许悬空处理(否则会引起逻辑混乱甚至损坏
器件) 3、输出端处理 不允许直接接电源或接地 不允许并联连接（三态门除外）
数字集成芯片的识别
•芯片封装结构 1、扁平结构 2、双列直插结构
四川大学电工电子实验3中心
数字集成芯片的识别
• 芯片引脚排列
以芯片上一个缺口或小圆点置于使用者左侧 时为正方向，器件的左下脚为第一脚，依次按 逆时针方向读出其它引脚。
四川大学电工电子实验4中心
集成芯片的命名规则 国际通用TTL芯片命名
输出Y 与 或非
由输入（A B）输出（Y）之间的逻辑关系，用 与非门74LS00完成其逻辑功能
四川大学电工电子实验19中心
数字电子技术EWB仿真实验 实验02 集成逻辑门电路逻辑功能的测试 16页
实物接线图
2．测试74LS32的逻辑功能
将74LS32正确插入面包板，并注意识别第 1脚位置（集成块正面放置且缺口向左，则左 下角为第1脚）。按表一要求输入高、低电平 信号，测出相应的输出逻辑电平。
3．测试74LS04的逻辑功能
将74LS04正确插入面包板，并注意识别第 1脚位置（集成块正面放置且缺口向左，则左 下角为第1脚）。按表一要求输入高、低电平 信号，测出相应的输出逻辑电平。
4．测试74LS00的逻辑功能
将74LS00芯片正确插入面包板，并注意识 别第1脚位置（集成块正面放置且缺口向左， 则左下角为第1脚）。按表一要求输入高、低 电平信号，测出相应的输出逻辑电平。
实验二 集成逻辑门电路逻辑 功能的测试
一、实验目的
1. 认识数字电子技术实验的仪器、设备及使用 方法。
2. 逐步熟悉常用的集成电路芯片。
3. 了解逻辑代数的物理意义。
二、实验仪器及设备
1. 数字逻辑实验台
2. 元器件： 74LS08（二输入端四与门） 1片
1台
74LS32（二输入端四或门）
74LS04（六反相器） 74LS00（二输入端四与非门） 74LS02（二输入端四或非门）
5．测试74LS02的逻辑功能
将74LS02芯片正确插入面包板，并注意 识别第1脚位置（集成块正面放置且缺口向左， 则左下角为第1脚）。按表一要求输入高、低 电平信号，测出相应的输出逻辑电平。
6．测试74LS86的逻辑功能
将74LS86芯片正确插入面包板，并注意识 别第1脚位置（集成块正面放置且缺口向左， 则左下角为第1脚）。按表一要求输入高、低 电平信号，测出相应的输出逻辑电平。
集成逻辑门电路实验报告
集成逻辑门电路实验报告集成逻辑门电路实验报告引言：集成逻辑门电路是现代电子技术中的重要组成部分，它可以实现数字信号的逻辑运算。
本次实验旨在通过搭建不同类型的逻辑门电路，深入理解逻辑门的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是掌握集成逻辑门电路的基本原理和应用，通过搭建不同类型的逻辑门电路，加深对数字逻辑电路的理解。
二、实验器材与仪器1. 集成逻辑门芯片（如74LS00、74LS02、74LS08等）2. 面包板3. 连接线4. 示波器5. 信号发生器三、实验步骤与结果1. 搭建与门电路首先，将74LS08芯片插入面包板中，并用连接线将芯片的输入端与信号发生器连接，输出端与示波器连接。
通过调节信号发生器的频率和幅度，观察示波器上的波形变化。
实验结果显示，当输入信号同时为高电平时，输出信号为高电平；否则，输出信号为低电平。
2. 搭建或门电路接下来，将74LS02芯片插入面包板中，并按照与门电路的搭建方式连接输入信号和输出信号。
通过改变输入信号的状态，观察输出信号的变化。
实验结果表明，只要输入信号中有一个为高电平，输出信号就为高电平；只有当所有输入信号都为低电平时，输出信号才为低电平。
3. 搭建非门电路然后，将74LS04芯片插入面包板中，并连接输入信号和输出信号。
通过改变输入信号的状态，观察输出信号的变化。
实验结果显示，当输入信号为高电平时，输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，输出信号为高电平。
4. 搭建异或门电路最后，将74LS86芯片插入面包板中，并连接输入信号和输出信号。
通过改变输入信号的状态，观察输出信号的变化。
实验结果表明，当输入信号中只有一个为高电平时，输出信号为高电平；当输入信号中有两个或两个以上为高电平时，输出信号为低电平。
四、实验总结通过本次实验，我深入了解了集成逻辑门电路的原理和应用。
逻辑门电路是数字电子技术中的基础，广泛应用于计算机、通信等领域。
通过搭建与门、或门、非门和异或门电路，我对逻辑门的工作原理有了更加清晰的认识。
集成逻辑门电路实验报告
一、实验目的1. 理解和掌握集成逻辑门电路的基本原理和组成。
2. 熟悉不同类型集成逻辑门电路（如与门、或门、非门、异或门等）的逻辑功能和特性。
3. 学习使用集成逻辑门电路进行基本逻辑运算和组合逻辑电路的设计。
4. 提高动手能力和电路分析能力。
二、实验原理集成逻辑门电路是数字电路中最基本的单元，由若干个逻辑门组成，可以完成基本的逻辑运算。
常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
这些逻辑门通过输入信号和输出信号之间的逻辑关系来实现特定的功能。
三、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片四、实验内容1. 验证常用集成门电路的逻辑功能（1）连接74LS00四2输入与非门，测试其逻辑功能。
根据输入信号的不同组合，观察输出信号的变化，验证与非门的逻辑功能。
（2）连接74LS86四2输入异或门，测试其逻辑功能。
根据输入信号的不同组合，观察输出信号的变化，验证异或门的逻辑功能。
（3）连接74LS11三3输入与门，测试其逻辑功能。
根据输入信号的不同组合，观察输出信号的变化，验证与门的逻辑功能。
（4）连接74LS32四2输入或门，测试其逻辑功能。
根据输入信号的不同组合，观察输出信号的变化，验证或门的逻辑功能。
（5）连接74LS04反相器，测试其逻辑功能。
观察输入信号和输出信号之间的关系，验证反相器的逻辑功能。
2. 学习使用集成逻辑门电路进行基本逻辑运算（1）使用与非门实现与运算：将两个输入信号分别连接到与非门的两个输入端，观察输出信号的变化，验证与非门实现与运算的功能。
（2）使用或门实现或运算：将两个输入信号分别连接到或门的两个输入端，观察输出信号的变化，验证或门实现或运算的功能。
（3）使用非门实现非运算：将输入信号连接到非门的输入端，观察输出信号的变化，验证非门实现非运算的功能。
实验二TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试.doc
实验二 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与非门逻辑功能的测试方法；2．熟悉TTL与非门主要参数的测量方法；3．熟悉TH-SZ型数字电路实验箱的结构和使用方法；二、预习要求1．什么叫TTL集成电路？它使用的电源电压是多少？2．说明TTL与非门不使用的输入端应如何处置？3．复习TTL与非门的逻辑功能，主要参数的概念和测量方法；4．TTL与非门的输出特性曲线？从中读取相关的参数值；三、实验原理1．与非门的逻辑功能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=AB．2．本实验采用4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4个输入端。
其逻辑符号及引脚排列如图2-1 (a) (b)所示：Y=ABCD 1 2 3 4 5 6 7(a)国家标准逻辑符号(b) 74LS20引脚排列图2-1 74LS20国家标准逻辑符号及引脚排列四、实验器件1．TH-SZ型数字电路实验箱2．数字万用表UT563．TTL与非门74LS204．若干导线五、实验内容1．验证TTL与非门74LS20的逻辑功能在合适的位置选取一个14脚的集成块插座，按图2—2接好线。
每个门的4个输入端（假设为A, B, C, D）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“1”；向下为“0”）。
门的输出端（假设为Y）接LED发光二极管，LED亮为输出“1”，灭为输出“0”。
按表2-1的真值表逐个测试集成块中2个与非门的逻辑功能。
表2-1 74LS20真值表图2-2 74LS20逻辑功能测试电路2．74LS20主要参数的测试（将测试值填入表2-2）低电平输出电源电流I CCL、高电平输出电源电流I CCH、74LS20总的静态功耗、低电平输入电流I iL,高电平输入电流I iH(I iH很小，可不测)扇出系数No（先测出允许灌入的最大负载电流I OL）（a）（b）（c）（d）图2-3 74LS20主要参数测试电路(1)低电平输出电源电流I CCL指所有输入端悬空，输出端空载，74LS20输出低电平时，电源提供给器件的电流。
数电实验二 组合逻辑电路
实验二 组合逻辑电路一、实验目的1、熟悉组合逻辑电路的一些特点及一般分析、设计方法。
2、熟悉中规模集成电路典型的基本逻辑功能和简单应用设计。
二、实验器材1、直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱、万用表、示波器2、74LS00、74LS04、74LS10、74LS20、74LS51、74LS86、74LS138、74LS148、74LS151、 74LS153三、实验内容和步骤 1、组合逻辑电路分析（1）图2-1是用SSI 实现的组合逻辑电路。
74LS51芯片是“与或非”门（CD AB Y +=）, 74LS86芯片是“异或”门（B A Y ⊕=）。
建立实验电路，三个输入变量分别用三个 逻辑开关加载数值，两个输出变量的状态分别用两只LED 观察。
观察并记录输出变 量相应的状态变化。
整理结果形成真值表并进行分析，写出输出函数的逻辑表达式， 描述该逻辑电路所实现的逻辑功能。
（2）图2-2和2-3是用MSI 实现的组合逻辑电路。
图2-2中的74LS138芯片是“3-8译码 器”，74LS20芯片是“与非”门（ABCD Y =）图2-3中的74LS153芯片是四选一 数据选择器。
建立实验电路，对两个逻辑电路进行分析，列出真值表，写出函数的逻 辑表达式，描述逻辑电路所实现的功能。
图2-1：SSI 组合逻辑电路图2-2 ：MSI 组合逻辑电路（74LS138）2、组合逻辑电路设计（1）SSI 逻辑门电路设计——裁判表决电路举重比赛有三名裁判：一个主裁判A 、两个副裁判B 和C 。
在杠铃是否完全举起裁 决中，最终结果取决于至少两名裁判的裁决，其中必须要有主裁判。
如果最终的裁决 为杠铃举起成功，则输出“有效”指示灯亮，否则杠铃举起失败。
（2）MSI 逻辑器件设计——路灯控制电路用74LS151芯片和逻辑门，设计一个路灯控制电路，要求能够在四个不同的地方都 能任意的开灯和关灯。
四、实验结果、电路分析及电路设计方案1、组合逻辑电路分析 （1）图2-1： 逻辑表达式：)()(11i i i i i i i i i i B A C S B A C B A C ⊕⊕=⊕+=--逻辑功能：实现A i 、B i 、C i-1三个一位二进制数 的加法运算功能，即全加器。
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实验二集成逻辑门电路的基本应用
班级：姓名：学号：
日期：2015年11月11日地点：实验大楼210室 课程名称：数字电子技术基础指导老师：同组学生姓名： 成绩：
一、实验目的
（一）熟悉用标准与非门实现逻辑变换的方法。
（二）学习与非门电路的应用。
（三）掌握半加器电路结构和逻辑功能。
二、实验仪器和设备
通用微机接口实验系统、微机电源、VC9808+型万用表、集成电路74LS00、集成电路74LS86。
三、实验步骤及内容
（一）利用摩根定理可以对逻辑函数化简或进行逻辑变换。
摩根定律： = ∙∙∙C B A
)( ∙∙∙C B A = +++C B A
1、 利用与非门组成一个与门的电路设计。
与非门的布尔代数表达式为：B A Y ∙=，而与门的布尔代数表达式为：
B A Z ∙=，只要把与非门的输出Y 反相一次，即可得到与非门的功能：
Z B A =∙=Y =B A ∙
因此只要用二个与非门即可实现与门的功能。
测试电路原理图如图2-1，实验电路图如图2-2，并将测试结果记录于表2-1。
说明：将与非门两个输入端接在一起即可将与非门当作反相器使用。
图2-1与非门组成与门原理图 图2-2 与非门组成与门实验电路图
①数据分析：
由实验结果表2-1可得：当 A 与B 两个输入端有一端输入 为0时，输出端Z 即为0，符 与门电路的特性。
②结论：
有数据分析可得出实验中与非门电路构成一个与门电路，即摩根定律：)( +++C B A = ∙∙∙C B A 得到验证。
2、利用与非门组成一个或门的电路设计。
或门的布尔代数表达式为：Z=A+B ，根据摩根定律可知：Z=A+B =B A ∙ 因此可以用三个与非门连接起来，即可实现或门的功能。
测试电路原理图如图2-3，实验电路图如图2-4，并将测试结果记录于表2-2。
表2-1 组合与门功能测试表
图2-3 与非门组成或门原理图
图2-4 与非门组成或门实验电路图 ①数据分析：
由实验结果2-2可得：当输入
端A 、Ｂ中有一输入端输入高电平 １时，输出端即输出高电平１。
符合或门的特性。
②总结：
由数据分析可得出，由与非门组成的电路构成一个或门电路。
即摩尔根定律)( ∙∙∙C B A = +++C B A 得到验证。
（二）使用74LS00进行电路设计。
1、利用与非门完成一个电平“0”的控制器。
设计要求：电路的输入端接一个1MHZ 的脉冲信号，其输出端只能输出电平为“1”的信号。
设计原理：与非门的布尔代数表达式为：B A Y ∙=，为了使输出端输出高电平，则令Y=1，即1=
∙B A ，0=∙B A ，因此使B 端保持低电平，则无论A 端输入电平是高或低，都能输出高电平。
方法：使用一组与非门，将与非门的一个输入端接地，另一输入端接1MHz 的脉冲信号，即可实现输出高电平的功能。
实验图如图2-5所示。
图2-5电平“0”控制器原理图
实验结果：从示波器中可以看出电路输出电平均为高电平，因此电路设
计满足要求。
2、用奇数个与非门构成环形振荡器。
用三个与非门构成环形振荡器，如图2-6所示。
振荡频率为：pd
nt f 21
，
n 是与非门的个数，t pd 是与非门的平均延迟时间。
用示波器观察波形，测量振荡频率，计算与非门的平均延迟时间t pd 。
图2-6 与非门构成环形振荡器
图2-7 三个与非门构成的环形振荡器的输出波形
由图10可以看出，波形的振荡频率f =29.13MHz=2.913X107Hz ，
ns 5.72s 105.72)
102.913(321219
－7
=⨯≈⨯⨯⨯=
∙∙=
f
n t pd 与非门的平均延迟时间t pd = 5.72 ns 。
（三）半加器逻辑功能的测试。
用一个与门及一异或门（74LS86）组成一位半加器，测试其逻辑功能。
如图2-8所示。
实验电路图如图2-9所示。
图2-8 半加器逻辑图
图2-9 半加器实验电路图
①理论推算：
由逻辑图可得S=A ⊕B 、CO ＝Ａ·Ｂ。
根据逻辑表达式得出其真值表，如表２－３：
②实验数据记录：
根据图2-9连接电路，给A 、B 分别输入电平0、0；0、1；1、0；1、1。
表2-3 组合半加器功能推算表
记录S 、CO 电平于表2-4中：
③数据分析：
对比表2-3和表2-4数据得出：当A 、B 对应输入相同电平时，S 、CO 对应电平一致。
④结论：
有数据分析得出，实验构成的电路符合一位半加器功能，因此用一个与门及一个异或门组成的一位半加器逻辑功能正常。
四、思考题
1、门电路芯片74LS00中不用的门应如何处理？
2、一个与非门中不用的输入端应如何处理？ 答：
1、可以都悬空，保险接法是输入端接地，输出端悬空。
2、与非门的逻辑表达式为⋯⋯∙∙∙∙=ＤC B A Y 。
假设A 为不用的输入端，若接高
电平，则⋯⋯∙∙∙=⋯⋯∙∙∙∙=ＤＤC B C B Y 1，不影响输出结果。
若接低电平，则
100==⋯⋯∙∙∙∙=ＤC B Y ，影响输出结果。
若将引脚悬空，则相当于输入高电平，
也不影响输出结果，但如果有外物接触，则导致电平不确定，可能会有所影响。
因此，一个与非门中不用的输入端需接高电平。
表2-4 组合半加器实验记录表。