数字逻辑电路分析与设计实验指导编著：朱承志湘潭职业技术学院信息工程系电子教研室实验一 基本逻辑功能测试一、 实验目的、 了解电平、电压、逻辑值之间的关系；、 门的定义；、 真值表、逻辑函数表达式的初步转换；、 初步阅读器件资料。二、 实验仪器与实验器件、 数字实验箱一个；、 数字万用表一块；、 实验器件74LS08 一块 74LS32 一块74LS04一块三、 实验任务、 与门逻辑功能测试 图一 74LS08内部逻辑电路 图二74LS08功能表 图三 74LS08 DIP封装图 图四 与门逻辑测试电路（1） 按照图四所示与门逻辑电路接好实验电路；（2） 按表一所示分别设置J1，J2，并按要求填写表一输入量输出量J1J2LED1（亮/灭）V4（电压值）0V0V灭0、10V+5V灭0、1+5V0V灭0、1+5V+5V亮3、5表一 实测结果 注：V4为直流电压值。（3） 设定表一中的J1用A表示，J2用B表示，1代表+5V，0代表0V；LED1用Y0表示，1代表灯亮，0代表灯灭；V4用Y1表示，1代表高电平，0代表低电平；请填写表二；INPUTOUTPUTABY0Y10000010010001111表二 与门逻辑真值表（4） 分析表二的结果，回答以下问题：(a) Y0在什么情况下（A、B为何值）才为1？Y1呢？Y0=AB（逻辑函数表达式）是什么意思？(b) Y1与Y0有什么关系？(c) 表二与图二中的功能表有何异同？(d) 完成以下等式：Y=0B=? Y=1B=? Y=BB*=?、 或门逻辑功能测试 图五 74LS32内部逻辑电路 图六 74LS32双列直插外观 图七 逻辑功能表 图八 或门逻辑测试电路（1）按照图八所示或门逻辑电路接好实验电路；（2）按表一所示分别设置J1，J2，并按要求填写表一输入量输出量J1J2LED1（亮/灭）V4（电压值）0V0V灭00V+5V亮5+5V0V亮5+5V+5V亮5表三 实测结果 注：V4为直流电压值。（3）设定表一中的J1用A表示，J2用B表示，1代表+5V，0代表0V；LED1用Y0表示，1代表灯亮，0代表灯灭；V4用Y1表示，1代表高电平，0代表低电平；请填写表四；INPUTSOUTPUTSABY0Y10000011110111111表四 或门逻辑真值表（5） 分析表四的结果，回答以下问题：（a） Y0在什么情况下（A、B为何值）才为1？Y1呢？Y0=A+B（逻辑函数表达式）是什么意思？（b） Y1与Y0有什么关系？（c） 图八中，用4、5、6脚分别替换1、2、3脚，重复以上（1）、（2）、（3）、（4）步骤，结果有不同吗？为什么？（d） Y=1+A=? Y=0+A=? Y=A+A*=?、 简单组合逻辑电路功能测试已知有一种逻辑门叫做非门（74LS04），其逻辑图及逻辑功能图九、图十所示： 图九 非门 图十 功能表 图十一 引脚图即输出是对输入的取反，如输入为1（0），则输出为0（1）；Y=A*。U1A74LS04DU2A74LS04DU3A74LS08DU4A74LS08DU5A74LS32DU6A74LS08D12J1Key = AJ2Key = B56LED1LED2R1210?R2210?7893410VCC5V00VCC0 图十二 简单组合逻辑测试电路注：此图中和数字标号不代表器件的引脚号，只是仿真中的连线标号，即代表这根连接线。以后不经特别申明，引线标号都按此处理。（） 按照图十二接好测试电路；（） 设表五中A代表J1，B代表J2，输入高平用1表示，输入低电平用0表示；Y代表LED1，C代表LED2，灯亮用1表示，灯灭用0表示；根据实验与观察结果完成表五的填写；INPUTSOUTPUTSABYC00灭灭01灭灭10灭灭11灭亮 表五 逻辑真值表（） 根据逻辑真值表，分别写出与、（,），与、（,）的逻辑函数表达式。（） 推测该逻辑电路实现了什么样的逻辑功能。四、 实验报告要求1、 列出实验任务及实验步骤；2、 详细、完整、清晰记录实验过程中输入、输出、测试原始数据、图表等；3、 进行实验总结；4、 开出你认为没有理解、掌握的内容；5、 及时上交实验报告。实验二 集成逻辑门功能测试一、 实验目的1、 与非门的逻辑功能；2、 TTL门构成其它复合门电路的分析方法；3、 熟悉复合门的逻辑功能。二、 实验仪器及器件1、 数字实验箱一个2、 数字万用表一个3、 实验器件74LS00 一片 74LS02 一片74LS08一片 74LS04 一片三、 实验任务、 按照图一接好电路，并测试其逻辑功能。图一 待测逻辑电路（1）画逻辑真值表；（2）写出逻辑函数表达式。、 74LS00由四个两输入的与非门构成，74LS00引脚位置如图二所示，完成以下任务：图二 74LS00引脚图（1）按图三接好电路，并测试其逻辑功能，画出逻辑真值表及逻辑函数表达式。 图三（2）比较图一逻辑电路与图二电路中逻辑功能有什么异同？为什么？ （3）按表一所示设置输入值，根据观测到的实验情况完成表一。INPUTSOUTPUTVAVBVY000悬空悬空0悬空11悬空11悬空悬空 表一（） TTL电路输入端引脚悬空，相当于输入什么电平？ 3、按照图四所示接好电路，完成以下任务 图四（） 图四所示电路与图二、图三所示电路有何区别？（） 根据实验观测，完成表二的填写。INPUTSOUTPUTSRQQ000001010011100101110111 表二 注：Q表示R或S未发生变化前Q输出端的值，称为现态；而Q表示R或S发生变化后Q输出端的值，称为次态。4、按图四所示接好电路，对于不同的输入组合测量输出电平值，并列出电路的真值表，分析电路功能，写出其逻辑函数表达式。图四（） 根据图四所示逻辑电路，分别写出M，N，E，F，G，Y的逻辑函数表达式；（） 根据实验数据填写表三：INPUTSOUTPUTVAVBVY表三 电压测量表（） 对表三中的各个物理量进行逻辑定义，并把表三转换成真值表如表四所示：INPUTSOUTPUTABY表四（） 把真值表转换为Y=F（A，B）的逻辑函数表达式。 5、请考虑如何把一个与非门（或非门）接成一个非门，请画出电路图，并验证。图三 非门功能表6、 设计一个三人表决器，三个人表决一件事情，结果按“少数服从多数”的原则决定，试建立该逻辑函数。（） 列出表决器的真值表；（） 写出最简逻辑函数表达式；（） 画出逻辑电路图。四、 实验报告要求1、 列出实验任务及实验步骤；2、 详细、完整、清晰记录实验过程中输入、输出、测试原始数据、图表等；3、 进行实验总结；4、 开出你认为没有理解、掌握的内容；5、 及时上交实验报告。实验三 组合逻辑电路功能测试功与应用（一）一、 实验目的1、 熟悉译码器、编码器等的逻辑功能；2、 掌握译码器、编码器等的使用方法。二、 实验仪器及器件1、 数字实验箱 一个 2、 数字万用表 一块3、 实验器件74LS04 一片 74LS08 一片74LS138 一片 74LS248 一片74LS85 一片 74LS183 一片74LS151 一片 三、 实验任务1、 按照图一所示接好测试电路，完成以下任务。图一注：方框只是代表元件封闭外廓，方框内为内部电路，方框外为引脚及外部电路。（） 根据实验观察现象，完成表一的填写；INPUTSOUTPUTSBAY0Y1Y2Y3001011101111表一（） 分别写出Y0，Y1，Y2，Y3与A，B的逻辑函数表达式；（） 结合以上测试，推测一个这个电路实现了什么逻辑功能？在生活中能够做什么用呢？（）2、 如图二中所示，接好译码器测试电路，参考74LS138芯片的说明资料，完成以下任务。 图二（1）随机一组输入数据，观测发光二极管的点亮情况，亮的二极管对应输出端为低电平；（2）改变输入A、B、C的代码值，根据观察的实验现象做好数据记录，并画出真值表；（3）根据真值表，写出Y0Y7的逻辑函数表达式；（4）如果译码器输入端悬空，相当于输入什么值？3、 请在图三提供的74LS138电气资料中找到74LS138芯片以下参数：（1）输入端的最大输入电流：0.1（2）输出端最大输出电流（拉电流）：（3）输出病最大输入电流（灌电流）：NOM 正常图三4、