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1、实验一 TTL 门电路逻辑功能测试及逻辑变换实验目的1、熟悉各种基本门电路的逻辑符号和逻辑功能。2、掌握用 EWB 对数字电路进行仿真。3、掌握集成门电路器件的使用及逻辑测试方法。二、实验设备及用具1、数字逻辑实验箱 一台2、双踪示波器一台3、脉冲发生器一台4、万用表一只5、 74LS00、 74LS86 各一片、连接导线若干三、实验的基本原理1、集成逻辑门电路是最简单和最基本的数字集成元件。任何复杂的组合电路和 时序电路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。基本逻辑运算有与、或、非运算 相应的基本逻辑门有与、或、非门。目前已有门类齐全的集成门电路，如与非门、 或非门、与或非门、异或门等。虽然大
2、、中规模集成电路相继问世，但组成某一个 系统时，仍少不了各种门电路。TTL集成电路由于工作速度快、输出幅度较大、种 类多、不易损坏等特点而使用较广。TTL基本逻辑门电路的逻辑符号图见附录一。2、摩根定理：A + B = A BA B = A + B必须指出的是，摩根定理在简化逻辑函数或进行逻辑变换时，是一个十分有用 的定理。应用摩根定理可以实现只用与非门或只用或非门就能完成与、或、非、异 或等逻辑运算。由于在实际工作中大量使用与非门，因此对于一个表达式，应用摩根定理，用 两次求反的方法，就能较方便地实现两级与非门网络。例如，用与非门去实现 F=AB+CD 的 逻 辑 图 ，ABCDF = AB
3、 + CD = AB - CD，可根据此表达式就很容易画出用与非门表示的逻辑图。如图 1-1。图 11四、实验内容及要求1、测试与非门的各种逻辑功能1）以二输入四与非门 74LS00 作为测试器件（只测其中一个与非门），要求实 现Q = A B逻辑表达式的功能。（2）用双踪示波器观察二输入端与非门的逻辑功能，要求 A 输入端输入连续 脉冲，另外一个输入端B同时接高电平（输出Q1）、悬空（输出为Q2）、接地（输出为 Q3）等三种不同情况时，分别测出Q1、Q2、Q3的波形。2、测试异或门的逻辑功能以四异或门74LS86作为测试器件（逻辑图见附录一），验证异或门的逻辑功能。3、应用摩根定理进行逻辑门
4、的转换用与非门74LS00组成与或非门和异或门电路，并验证它们的功能。五、实验步骤1、测试与非门的各种逻辑功能（ 1）静态测试 根据图 12画出的逻辑接线图连接电路。 检查电路后，开通实验仪的电源。 按表1 1所列接二个输入变量，分别测试的相应的输出电平。测试完毕，关闭实验仪的电源。图 1 22）动态测试输出电平1A1B1Q00011011表1 1 74LS20与非门逻辑功能测试 根据图13画出的逻辑接线图连接电路。 检查电路后，开通实验仪、脉冲发生器、双踪示波器的电源。 调节脉冲发生器使输出5KHz的脉冲信号，并接入电路A端。 示波器CH1接入电路A端观察输入信号,CH2接入电路Q端观察输出
5、波形。 将电路 B 端依次接入高电平“1”、悬空、低电平“0”，同时分别观察和记 录输入波形和输出波形Q1、Q2、Q3记录于图14。 测试完毕，关闭实验仪、脉冲发生器和双踪示波器的电源。* CH2悬空1”图 1-3连续脉冲Q1Q2Q3图 1-42、测试异或门的逻辑功能输入电平输出电平1AIB1QO0OllOll表1 3 74LS86或门逻辑功能测试 连接测试异或门逻辑功能的电路。 检查电路后，开通实验仪的电源。 按表 13 所列的输入变量，分别测 试的相应的输出电平并将输出结果记入表 13 中。 测试完毕，关闭实验仪的电源。4、逻辑门的转换 根据摩根定理，把X = AB转换成为二输入与非门格式
6、的逻辑表达式。 分别画出与非门和异或门的测试表格。 根据化简的逻辑表达式分别画出逻辑接线图，分别连接电路（与非门和异或 门分别进行）。 检查电路后，开通实验仪的电源。 根据自己画的测试表格分别测试和交流输入、输出结果（与非门和异或门分 别进行）。测试完毕，关闭实验仪的电源。六、实验数据的处理与实验报告要求1、整理测试所得数据，总结TTL基本逻辑门的逻辑功能。2、写出异或门、与或非门的逻辑转换为二输入与非门格式的过程与相应逻辑表 达式。3、进行各实验结果与理论值的比较分析。4、对实验故障分析及写出实验结论。七、注意事项1、正式进行实验前应认真进行实验预习。2、在关闭实验仪电源情况下搭建电路；开通实验仪器的电源前，应先检查电路 电源是否短路。3、实验过程注意记录实验故障和排除故障所采取的措施。八、思考题1、与非门和与或非门器件有多余输入端应如何处理?你在实验中是如何处理？2、如果一个与非门的输入端接入了连续脉冲，那么（1）其余的输入端是什么逻辑状态时，允许脉冲通过？脉冲通过时，输出波形 与输入波形有何区别？（2）其余的输入端是什么逻辑状态时，不允许脉冲通过？在这种状态下输出端 又是什么状态？
