常用基本邏輯門電路功能測試實驗
常用基本邏輯門電路功能測試實驗
一、實驗?zāi)康?/B>
1.驗證常用門電路的邏輯功能。
2.了解常用74LS系列門電路的引腳分布。
3.根據(jù)所學常用集成邏輯門電路設(shè)計一組合邏輯電路。
二、實驗原理
集成邏輯門電路是最簡單、最基本的數(shù)字集成元件。任何復(fù)雜的組合電路和時序電路都可用邏輯門通過適當?shù)慕M合連接而成。目前已有門類齊全的集成門電路,例如“與門”、“或門”、“非門”、“與非門”等。雖然,中、大規(guī)模集成電路相繼問世,但組成某一系統(tǒng)時,仍少不了各種門電路。因此,掌握邏輯門的工作原理,熟練、靈活地使用邏輯門是數(shù)字技術(shù)工作者所必備的基本功之一。
TTL門電路
TTL集成電路由于工作速度高、輸出幅度較大、種類多、不易損壞而使用較廣,特別對學生進行實驗論證,選用TTL電路比較合適。因此,本書大多采用74LS(或74)系列TTL集成電路。它的工作電源電壓為5V土0.5V,邏輯高電平1時≥2.4V,低電平0時≤0.4V。
2輸入“與門”,2輸入“或門”,2輸入、4輸入“與非門”和反相器的型號分別是:74LS08:2輸入端四“與門”,74LS32:2輸入端四“或門”,74LS00:2輸入端四“與非門”,74LS20:4輸入端二“與非門”和74LS04六反相器(“反相器”即“非門”)。各自的邏輯表達式分別為:與門Q=A?B,或門Q=A+B,與非門Q=A.B,Q=A.B.C.D,反相器Q=A。
TTL集成門電路集成片管腳分別對應(yīng)邏輯符號圖中的輸入、輸出端,電源和地一般為集成片的兩端,如14管腳集成片,則7腳為電源地(GND),14腳為電源正(Vcc),其余管腳為輸入和輸出,如圖1所示。
管腳的識別方法是:將集成塊正面(有字的一面)對準使用者,以左邊凹口或小標志點“ ? ”為起始腳,從下往上按逆時針方向向前數(shù)1、2、3、…… n腳。使用時,查找IC手冊即可知各管腳功能。
圖1 74LS08集成電路管腳排列圖
三、實驗內(nèi)容與步驟
TTL門電路邏輯功能驗證
(1)與門功能測試:將74LS08集成片(管腳排列圖1)插入IC空插座中,輸入端接邏輯開關(guān),輸出端接LED發(fā)光二極管,管腳14接+5V電源,管腳7接地,即可進行實驗。將結(jié)果用邏輯“0”或“1”來表示并填入表1中。
表1 門電路邏輯功能表
輸入 |
輸出 | ||||
與門 |
或門 |
與非門 |
或非門 | ||
B(K2) |
A(K1) |
Q=AB |
Q=A+B |
Q=AB |
Q=A+B |
0 0 1 1 |
0 1 0 1 |
(2)或門功能測試:將74LS32集成片(管腳排列圖見圖2)插入IC空插座中,輸入端接邏輯開關(guān),輸出端接LED發(fā)光二極管,管腳14接+5V電源,管腳7接地。將結(jié)果用邏輯“0”或“1”來表示并填入表4.1中。
圖 2 74LS32四2輸入或門管腳排列圖
(3)與非門功能測試:將74LS00集成片(管腳排列圖見圖3)插入IC空插座中,輸入端接邏輯開關(guān),輸出端接LED發(fā)光二極管,管腳14接+5V電源,管腳7接地。將結(jié)果用邏輯“0”或“1”來表示并填入表1中。
圖3 74LS00 2輸入四與非門管腳排列圖
(4)或非門功能測試:將74LS00和74LS32集成片插入IC空插座中,輸入端接邏輯開關(guān),輸出端接LED發(fā)光二極管,管腳14接+5V電源,管腳7接地。將結(jié)果用邏輯“0”、“1”來表示并填入表1中。
四、注意事項
1.TTL門電路的輸入端若不接信號,則視為高電平。在拔插集成塊時,必須切斷電源。
在實驗時,當輸入端須改接連線時,不得在通電情況下進行操作。需先切斷電源,改接連線完成后,再通
電進行實驗。輸出端一般不需作保護處理。
五、實驗總結(jié)
1.整理實驗表格。
2.畫出門電路邏輯變換的線路圖。
六、設(shè)計電路
試用與非門和反相器(非門)設(shè)計一個3輸入(A0、A1、A2)、3輸出(Q0、Q1、Q2)的信號排隊電路。
其功能是:當輸入A0為1時,無論A1和A2為1還是0,輸出Q0為1,Q1和Q2為0;當A0為0且A1為1,無論A2為1還是0,輸出Q1為1,其余兩個輸出為0;當A2為1且A0和A1均為0時,輸出Q2為1,其余兩個輸出為0。如A0、A1、A2均為0,則Q0、Q1、Q2也 均為0。該電路可用74LS00與非門和74LS04反相器構(gòu)成,結(jié)果填入自擬的真值表中。
圖4 74LS04反相器管腳排列圖
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