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实验1 逻辑门电路功能测试

温馨提示：进行试验操作之前，您可能需要先了解一下电路仿真软件Multisim

实验目的

1．熟悉常用逻辑门电路的功能。

2．了解集成电路引脚排列的规律及其使用方法。

实验仪器与设备

1．数字电路实验箱。

2．数字万用表。

3．集成电路芯片74LS08、74LS32、74LS04、74LS00及74LS86各一片。

实验原理

1. 三种基本逻辑运算

（1）与运算

与运算逻辑表达式可以写成Y = A·B、Y= A·B·C、……，与运算的逻辑关系也就是与逻辑。与逻辑可以用图1-1所示开关电路来理解，它的状态组合见表1-1。

表1-1 与逻辑开关的状态组合

开关A        开关B        灯

断        断        灭

断        通        灭

通        断        灭

通        通        亮

　

图1-1 与逻辑开关电路

与逻辑开关的状态组合还可以用逻辑变量代替电路的状态组合的，这种表示形式就是真值表。与逻辑真值表见表1-4。与逻辑在数字电路中可以用图1-2所示符号表示。

表1-2 与逻辑真值表

A        B        Y

0        0        0

0        1        0

1        0        0

1        1        1

　

图1-2 与逻辑符号

（2）或运算

或运算逻辑表达式可以写成Y = A+B、Y = A+B+C、……，或运算的逻辑关系也就是或逻辑。或逻辑可以用图1-3所示开关电路来理解，它的状态组合见表1-3。

表1-3 与逻辑开关的状态组合

开关A        开关B        灯

断        断        灭

断        通        亮

通        断        亮

通        通        亮

　

图1-3 或逻辑开关电路

同样，或逻辑开关电路的几种状态组合也可以用真值表来表示其逻辑关系。在数字电路中，或逻辑的电路符号见图1-4所示。

表1-4 与逻辑真值表

A        B        Y

0        0        0

0        1        1

1        0        1

1        1        1

　

图1-4 或逻辑符号

（3）非运算

逻辑表达式是Y=A，非运算的逻辑关系也就是非逻辑。非逻辑开关电路只有表1-5所示两种状态组合。

表1-5 非逻辑开关的状态组合

开关A        灯

断        亮

通        灭

图1-5 非逻辑开关电路

同样，非逻辑的真值表和逻辑电路符号如表1-6和图1-6所示。

表1-6 与逻辑真值表

A        Y

0        1

1        0

图1-6 非逻辑符号

2. 常用复合逻辑运算

几种常用的复合逻辑运算见表1-7所示。

表1-7 常用复合逻辑运算及其电路符号

实验内容与步骤

1．与逻辑功能测试

图1-7所示芯片74LS08为四2输入与门。图中管脚7为接地端，管脚14为电源端，管脚1、2为两个与输入端，它的输出端是管脚3，同样管脚4、5为输入端，管脚6为它的输出端，以此类推。

图1-7 74LS08管脚图

（1）打开数字电路试验箱，选择芯片74LS08并按图1-7所示接线，将其中任一门电路的输入端接逻辑开关，它的输出端接发光二极管。

（2）按表1-8要求完成实验，每改变一次输入开关状态，观察并记录输出端的状态。

表1-8 74LS08功能测试

输入状态        输出状态

UA        UB        Y

0        0         

0        1         

1        0         

1        1         

0        悬空         

1        悬空         

悬空        0         

悬空        1         

悬空        悬空        

2．或逻辑功能测试

图1-8所示芯片74LS32为四2输入或门。图中管脚7为接地端，14为电源端，管脚1、2为两个或输入端，它的输出端是管脚3，同样管脚4、5为输入端，管脚6为它的输出端，以此类推。

图1-8 74LS32管脚图

（1）打开数字电路试验箱，选择芯片74LS32并按图1-8所示接线。

（2）按表1-9要求完成实验，每改变一次输入开关状态，观察并记录输出端的状态。

表1-8 74LS32功能测试

输入状态        输出状态

UA        UB        Y

0        0         

0        1         

1        0         

1        1         

0        悬空         

1        悬空         

悬空        0         

悬空        1         

悬空        悬空        

3．非逻辑功能测试

（1）用电脑或手机打开网络搜索引擎，查到芯片74LS04功能和管脚图。

（2）打开数字电路试验箱，选择芯片74LS04连接一个非逻辑功能测试实验电路。

（3）按表1-9要求完成实验，观察并记录输出端的状态。

表1-9 74LS32功能测试

输入状态UIN        输出状态Y

0         

1         

悬空        

4．与非逻辑功能测试

（1）用电脑或手机打开网络搜索引擎，查到芯片74LS00功能和管脚图。

（2）打开数字电路试验箱，选择芯片74LS00连接一个与非逻辑功能测试实验电路。

（3）按表1-10要求完成实验，观察并记录输出端的状态。

表1-10 74LS00功能测试

输入状态        输出状态

UA        UB        Y

0        0         

0        1         

1        0         

1        1         

0        悬空         

1        悬空         

悬空        0         

悬空        1         

悬空        悬空        

5．异或逻辑功能测试

（1）用电脑或手机打开网络搜索引擎，查到芯片74LS86功能和管脚图。

（2）打开数字电路试验箱，选择芯片74LS86连接一个异或逻辑功能测试实验电路。

（3）按表1-11要求完成实验，观察并记录输出端的状态。

表1-11 74LS86功能测试

输入状态        输出状态

UA        UB        Y

0        0         

0        1         

1        0         

1        1        

1．集成电路的输入端悬空，在逻辑上相当于输入低电平还是高电平？

2．利用与非逻辑集成芯片74LS00能否实现与运算功能？为什么？

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实验1 逻辑门电路功能测试

温馨提示：进行试验操作之前，您可能需要先了解一下电路仿真软件Multisim

实验目的

1．熟悉常用逻辑门电路的功能。

2．了解集成电路引脚排列的规律及其使用方法。

实验仪器与设备

1．数字电路实验箱。

2．数字万用表。

3．集成电路芯片74LS08、74LS32、74LS04、74LS00及74LS86各一片。

实验原理

1. 三种基本逻辑运算

（1）与运算

与运算逻辑表达式可以写成Y = A·B、Y= A·B·C、……，与运算的逻辑关系也就是与逻辑。与逻辑可以用图1-1所示开关电路来理解，它的状态组合见表1-1。

表1-1 与逻辑开关的状态组合

开关A        开关B        灯

断        断        灭

断        通        灭

通        断        灭

通        通        亮

　

图1-1 与逻辑开关电路

与逻辑开关的状态组合还可以用逻辑变量代替电路的状态组合的，这种表示形式就是真值表。与逻辑真值表见表1-4。与逻辑在数字电路中可以用图1-2所示符号表示。

表1-2 与逻辑真值表

A        B        Y

0        0        0

0        1        0

1        0        0

1        1        1

　

图1-2 与逻辑符号

（2）或运算

或运算逻辑表达式可以写成Y = A+B、Y = A+B+C、……，或运算的逻辑关系也就是或逻辑。或逻辑可以用图1-3所示开关电路来理解，它的状态组合见表1-3。

表1-3 与逻辑开关的状态组合

开关A        开关B        灯

断        断        灭

断        通        亮

通        断        亮

通        通        亮

　

图1-3 或逻辑开关电路

同样，或逻辑开关电路的几种状态组合也可以用真值表来表示其逻辑关系。在数字电路中，或逻辑的电路符号见图1-4所示。

表1-4 与逻辑真值表

A        B        Y

0        0        0

0        1        1

1        0        1

1        1        1

　

图1-4 或逻辑符号

（3）非运算

逻辑表达式是Y=A，非运算的逻辑关系也就是非逻辑。非逻辑开关电路只有表1-5所示两种状态组合。

表1-5 非逻辑开关的状态组合

开关A        灯

断        亮

通        灭

图1-5 非逻辑开关电路

同样，非逻辑的真值表和逻辑电路符号如表1-6和图1-6所示。

表1-6 与逻辑真值表

A        Y

0        1

1        0

图1-6 非逻辑符号

2. 常用复合逻辑运算

几种常用的复合逻辑运算见表1-7所示。

表1-7 常用复合逻辑运算及其电路符号

实验内容与步骤

1．与逻辑功能测试

图1-7所示芯片74LS08为四2输入与门。图中管脚7为接地端，管脚14为电源端，管脚1、2为两个与输入端，它的输出端是管脚3，同样管脚4、5为输入端，管脚6为它的输出端，以此类推。

图1-7 74LS08管脚图

（1）打开数字电路试验箱，选择芯片74LS08并按图1-7所示接线，将其中任一门电路的输入端接逻辑开关，它的输出端接发光二极管。

（2）按表1-8要求完成实验，每改变一次输入开关状态，观察并记录输出端的状态。

表1-8 74LS08功能测试

输入状态        输出状态

UA        UB        Y

0        0         

0        1         

1        0         

1        1         

0        悬空         

1        悬空         

悬空        0         

悬空        1         

悬空        悬空        

2．或逻辑功能测试

图1-8所示芯片74LS32为四2输入或门。图中管脚7为接地端，14为电源端，管脚1、2为两个或输入端，它的输出端是管脚3，同样管脚4、5为输入端，管脚6为它的输出端，以此类推。

图1-8 74LS32管脚图

（1）打开数字电路试验箱，选择芯片74LS32并按图1-8所示接线。

（2）按表1-9要求完成实验，每改变一次输入开关状态，观察并记录输出端的状态。

表1-8 74LS32功能测试

输入状态        输出状态

UA        UB        Y

0        0         

0        1         

1        0         

1        1         

0        悬空         

1        悬空         

悬空        0         

悬空        1         

悬空        悬空        

3．非逻辑功能测试

（1）用电脑或手机打开网络搜索引擎，查到芯片74LS04功能和管脚图。

（2）打开数字电路试验箱，选择芯片74LS04连接一个非逻辑功能测试实验电路。

（3）按表1-9要求完成实验，观察并记录输出端的状态。

表1-9 74LS32功能测试

输入状态UIN        输出状态Y

0         

1         

悬空        

4．与非逻辑功能测试

（1）用电脑或手机打开网络搜索引擎，查到芯片74LS00功能和管脚图。

（2）打开数字电路试验箱，选择芯片74LS00连接一个与非逻辑功能测试实验电路。

（3）按表1-10要求完成实验，观察并记录输出端的状态。

表1-10 74LS00功能测试

输入状态        输出状态

UA        UB        Y

0        0         

0        1         

1        0         

1        1         

0        悬空         

1        悬空         

悬空        0         

悬空        1         

悬空        悬空        

5．异或逻辑功能测试

（1）用电脑或手机打开网络搜索引擎，查到芯片74LS86功能和管脚图。

（2）打开数字电路试验箱，选择芯片74LS86连接一个异或逻辑功能测试实验电路。

（3）按表1-11要求完成实验，观察并记录输出端的状态。

表1-11 74LS86功能测试

输入状态        输出状态

UA        UB        Y

0        0         

0        1         

1        0         

1        1        

1．集成电路的输入端悬空，在逻辑上相当于输入低电平还是高电平？

2．利用与非逻辑集成芯片74LS00能否实现与运算功能？为什么？