与非逻辑门电路功能测试与组合电子教案
学习资料
仅供学习与参考
实验一 逻辑门电路功能测试与组合
一、实验目的
1. 熟悉电子实验箱的功能及使用方法。
2. 认识集成电路的型号、外形和引脚排列,学习在实验箱上实现数字电路的方法。 2. 掌握逻辑门电路逻辑功能的测试、使用的基本方法。 3. 掌握逻辑门电路的替换方法。
二、实验用元器件
四2输入与非门7400×2 二4输入与非门7420×1 四异或门7486×1 四2输入或门7432×1 六非门7404×1 二4输入与门7421×1
实验中使用7400四2输入与非门和7420二4输入与非门,引脚图如图1—1和图1—2,
7400内部有四个独立的2输入与非门,7420内有二个4输入与非门。
图1—1 7400集成电路 图1—2 7420集成电路
实验中提供的集成块为74LS 系列的低功耗肖特基TTL 电路如74LS00和74LS20,74HC 系列的高速CMOS 电路如74HC00和74HC20,它们在逻辑上兼容,但具体物理参数不同。在CMOS 电路中输出高电平≈Vcc ,输出低电平≈0V ,规定输入高电平电压≥0.7Vcc ,输入
学习资料
低电平电压≤0.3 Vcc,在我们的实验中Vcc=+5V;TTL电路的输出高电平电压2.4~3.6V,输入开门电平1.4~1.8V。输出低电平电压0~0.5V,输入关门电平0.8~1V。在实验中采用同一电源,经实际测定可以直接互接,但有些条件下要通过接口互接,当74LS门电路驱动74HC门电路时,要测量输出高电平电压是否够高,实际测量值要≥3.5V。而74HC门电路驱动74LS门电路时,扇出系数较小,小于10。
三、预习要求
1.熟悉本实验所用的集成电路,并认真阅读附录中注意事项。
2.设计好实验内容中的门电路转换的电路图。
3.根据实验原理,用铅笔填好本次实验所有的真值表,以便核实实验结果。
四、实验内容
1.与非门逻辑功能测试。
选用双4输入与非门74LS20(或74HC20)集成块一片,集成块引脚排列规则:半圆形缺口或黑点朝左时,缺口或黑点下方为第1脚,引脚号逆时针顺序数。按图1—3电路图和所标引脚接线,输入端A、B、C、D分别接四个电平开关,开关接通“+5V”时输入高电平,接通“地”时输入低电平。输出端Y输出经过三极管放大后驱动发光二极管(虚线内电路在实验箱内部已接好),发光二极管亮时输出为高电平,发光二极管不亮时输出为低电平。根据表1—1输入状态,分别测量输出端Y的电压及逻辑状态,结果填入表1—1中。
图1—3 门电路测试原理图
仅供学习与参考
学习资料
仅供学习与参考
表1—1 4输入与非门测试
2. 用与非门控制信号输出
● 用一片7400集成块,按图1—4的电路图分别在实验箱上接线,S 接电平开关,Y
接指示灯即发光二级管,观察S 对输出脉冲的控制作用。
● 回答:与非门一个输入端输入脉冲源,其余端什么状态时脉冲可通过?什么状态时
禁止脉冲通过?如要输出的波形与输入波形同相,用什么门电路?
注意:在实验箱上观察时,输入的脉冲频率必须小到眼睛能看清。改变输入脉冲频率,观测
指示灯变化,S 接电平开关。
图1—4控制输出电路原理图
3. 组合电路逻辑功能测试。
用7400集成电路,按图1—5在实验箱上接线,将输入、输出的逻辑关系分别填入表1—2中。说明A 、B 与Y 、Z 之间的逻辑关系。
表1—2 逻辑电路的逻辑关系
输入 输出
A B Y Z 0 0 0 1 1
0 1
1
输 入 端 输出端Y 输 入 端 输出端Y A B C D 电压(V)
逻辑状态
A B C D 电压(V)
逻辑状态
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0
1 1 1 1
图1—5 逻辑电路原理图