数字逻辑与数字集成电路实验一.doc

实验一 基本逻辑门逻辑功能测试及应用一、实验目的 1、掌握基本逻辑门的功能及验证方法。 2、学习TTL基本门电路的实际应用。 、掌握逻辑门多余输入端的处理方法。 二、实验原理 数字电路中，最基本的逻辑门可归结为与门、或门和非门。实际应用时，它们可以独立使用，但用的更多的是经过逻辑组合组成的复合门电路。目前广泛使用的门电路有TTL门电路。TTL门电路是数字集成电路中应用最广泛的，由于其输入端和输出端的结构形式都采用了半导体三极管，所以一般称它为晶体管-晶体管逻辑电路，或称为TTL电路。这种电路的电源电压为+5V，高电平典型值为3.6V（≥2.4V合格）；低电平典型值为0.3V（≤0.45合格）。常见的复合门有与非门、或非门、与或非门和异或门。 有时门电路的输入端多余无用，因为对TTL电路来说，悬空相当于“1”，所以对不同的逻辑门，其多余输入端处理方法不同。 TTL与门、与非门的多余输入端的处理 如图.1为四输入端与非门，若只需用两个输入端A和B，那么另两个多余输入端的处理方法是： 并联 悬空 通过电阻接高电平 图.1 TTL与门、与非门多余输入端的处理 并联、悬空或通过电阻接高电平使用，这是TTL型与门、与非门的特定要求，但要在使用中考虑到，并联使用时，增加了门的输入电容，对前级增加容性负载和增加输出电流，使该门的抗干扰能力下降；悬空使用，逻辑上可视为“1”，但该门的输入端输入阻抗高，易受外界干扰；相比之下，多余输入端通过串接限流电阻接高电平的方法较好。 TTL或门、或非门的多余输入端的处理 如图.2为四输入端或非门，若只需用两个输入端A和B，那么另两个多余输入端的处理方法是：并联、接低电平或接地。 并联 接低电平或接地 图.2 TTL或门、或非门多余输入端的处理 异或门的输入端处理 异或门是由基本逻辑门组合成的复合门电路。如图.3为二输入端异或门，一输入端为A，若另一输入端接低电平，则输出仍为A；若另一输入端接高电平，则输出为A，此时的异或门称为可控反相器。 图.3 异或门的输入端处理 在门电路的应用中，常用到把它们“封锁”的概念。如果把与非门的任一输入端接地，则该与非门被封锁；如果把或非门的任一输入端接高电平，则该或非门被封锁。 由于TTL电路具有比较高的速度，比较强的抗干扰能力和足够大的输出幅度，在加上带负载能力比较强，因此在工业控制中得到了最广泛的应用，但由于TTL电路的功耗较大，目前还不适合作大规模集成电路。 三、实验仪器与器材 1、THD-型数字电路实验箱、器材：74LS00 四-2输入与非门 74LS20 二-4输入与非 74LS54 四-2-3-3-2输入与或非门74LS86 四-2输入异或门四、实验内容与步骤 1、TTL与非门的逻辑功能及应用 芯片的引脚号查法是面对芯片有字的正面，从缺口处的下方（左下角），逆时针从1数起。芯片要能工作，必须接电源和地。本实验所用与非门集成芯片为74LS00四-二输入与非门，其引脚排列如图所示。 图 74LS00引脚排列 （1）测试74LS00四-2输入与非门的逻辑功能 选中74LS00一个与非门，将其输入端A和B分别接至电平输出器插孔，由电平输出控制开关控制所需电平值，扳动开关给出四种组合输入。将输出端接至发光二极管的输入插孔，并通过发光二极管的亮和灭来观察门的输出状态。如图所示，其逻辑函数式为：，将观测结果填入表.1中。输入 输出 A B Y 0 0 1 1 0 1 1 图 与非门逻辑功能测试图 （2）用74LS00实现或逻辑：，写出转换过程逻辑函数式，画出标明引脚的逻辑电路图，测试其逻辑功能，将观测结果填入表.2中。 输入 输出 A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 （3）用74LS00实现表.3所示的逻辑函数。写出设计函数式，画出标明引脚的逻辑电路图，并验证之。输入 输出 输入 输出 A B C Y A B C Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 2、TTL与或非门的逻辑功能及应用 （1）测试74LS54四-2-3-3-2输入与或非门的逻辑功能74LS54引脚排列如图所示。