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实验报告实验一 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1、测试门电路逻辑功能 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S1S4(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D1D8 中的任意一个。 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。实验电路如右图所示:实验结果:表 1.1输 入输 出1234Y电压(V)111100011114.141001114.140000114.139000014.140各引脚电平输出Va/VVb/VVc/VVd/V电压(V)5.0045.0035.0035.003005.0035.0035.0034.141005.0025.0024.1400005.0024.13900004.140结果分析:74LS20是双四输入与非门,其逻辑表达式为:Y=ABCD(_)。设立如表1.1的输入,所得结果如表1.1所示。通过此电路,测试了与非门电路的逻辑功能为:只有当四个全为1时,输出为0;只要有一个不为1,输出为1。2、逻辑电路的逻辑关系 用 74LS00 双输入四与非门电路,按图1.2、图1.3 接线,将输入输出逻辑关系分别填入表1.2,表1.3 中。 写出两个电路的逻辑表达式。图1.2的逻辑表达式:Y=(A+B)(A+B)图1.3的逻辑表达式:Z=AB Y= (A+B)(A+B)实验电路如图所示:实验结果如下表所示:输入输出 ABY电压/V0000.1840113.8041013.7841100.181表 1.2 表 1.3输入输出ABYY电压/VZZ电压/V0000.17600.1530112.57700.1541013.57200.1541100.39014.161结果分析:经分析,上述两电路图的逻辑表达式如上所示。按表格1.2、1.3输入信号,得到如上图所示的结果,验证了逻辑电路的逻辑关系。3、运用与非门控制输出用一片74LS00 按图1.4 接线。S分别接高、低电平开关,用示波器观测S对输出脉冲的控制作用。电路图如图1.4所示。结果如下: 结果分析:根据电路图,可得逻辑表达式为:Y=SA(_) ,其功能为,当S=1时,输出与输入反向,当S=0时,输出始终为高电平。可以通过该与非门控制输出结果。4、用与非门组成其它门电路并测实验证 组成或非门:用一片二输入端四与非门组成或非门,画出电路图,测试并填表1.4。实验电路如下图所示: 1ABL实验结果如表1.4所示实验结果分析:对照表1.4的实验结果可知,用与非门组成其他电路,满足逻辑电路的逻辑表达式的结果。 组成异或门: 将异或门表达式转化为与非门表达式; 画出逻辑电路图; 测试并填表1.5。实验电路图如下所示:&A13&9&28 1112& B4613L105实验结果如图表1.5所示:输入输出 ABY001010100110输入输出 ABY000011101110表 1.4 表 1.5实验结果分析:对照表1.5的实验结果可知,用与非门组成其他电路,满足逻辑电路的逻辑表达式的结果。5、异或门逻辑功能测试 选二输入四异或门电路74LS86,按图1.5 接线,输入端1、2、4、5 接电平开关输出插口,输出端A、B、Y 接电平显示发光二极管。 将电平开关按表1.6 的状态转换,将结果填入表中。实验电路图如下:实验结果如表格所示:输入输出1245A BYY(V)0000000031510001014.16511000000.13911100114.16411110000.14301011100.167实验结果分析:分析实验结果可知:异或门的逻辑功能为当两个输入信号相同时,输出为0,当两个输入信号不同时,输出为1。四小结:实验中的问题: 在做该实验时 ,第二步实验逻辑电路的逻辑关系,其逻辑电路图中没有画出接入电源,故我们认为不用接电源就可以,但是做了半天也没有做出来。这个是个常识问题,有源器件使用时,都要接入电源。此外在第四部分,规定自己画出逻辑电路图,我们画的电路图上看去是对的的,但是也是怎么都得不到对的的结果。询问老师后,才知道引脚都是成组发挥功能的。实验的结果与理论分析结果比较:假如不考虑误差的存在,本次实验的结果与理论分析结果一致。实验任务完毕情况:第一次实验,我们做了一上午,由于一些基础知识不是很清楚,加上准备工作也没有做的非常好,所以这次做的很慢。但是我们保证质量的完毕了本次实验。思考题: 如何判断门电路逻辑功能是否正常?答:门电路功能正常与否的判断:(1)按照门电路功能,根据输入和输出,列出真值表。(2)按真值表输入电平,查看它的输出是否符合真值表。(3)所有真值表输入状态时,它的输出都是符合真值表,则门电路功能正常;否则门电路功能不正常。 与非门一个输入接连续脉冲,其余端什么状态允许脉冲通过?什么状态时严禁脉冲通过?对脉冲信号有何规定?答:与非门接髙电平则其他信号可以通过,接低电平则输出恒为0,与非门的真值表是“有0出1,全1出0”。所以一个输入接时钟,就是用时钟控制与非门,当时钟脉冲为高电平时,允许信号通过,为低电平时关闭与非门。 异或门又称可控反相门,为什么?答:异或门有两个输入端 其中一个作为控制端 当控制端为0 则输出与另一输入端输入相同 即异或门不改变逻辑值 但控制端为1的时候 输出端与另一输入端输入反向 这时异或门相称于一个反向门因此 异或门又称可控反向门。
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