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门电路的测试实验报告

发布时间:2023-08-22 01:44:52

Ⅰ 数字逻辑实验报告的实验总结应该怎样写啊

给个模板吧。


实验题目:基本逻辑门逻辑功能测试及应用

姓名:___________学号:______

班级:___________组别:________

合作者:_________________

指导教师:


实验概述


【实验目的及要求】

1、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。

3)掌握逻辑门多余输入端的处理方法。

4)掌握组合逻辑电路的设计与测试方法

2、实验要求

利用TDS-4数字系统综合实验平台测试基本逻辑门的功能,根据实验原理设计一个组合电路,并进行测试分析。

1)总结TTL门电路多余输入端的处理方法。

2)通过本次实验总结TTL及CMOS器件的特点及使用的收获和体会。

3)TTL与非门的输入端悬空可视为逻辑“1”吗?有何缺点?

4)如果与非门的一个输入端接连续脉冲,其余端是何状态允许脉冲通过?是何状态禁止脉冲通过?

5)欲使一个异或门实现非逻辑,电路将如何连接?为什么说异或门是可控反相器?

【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门电路和CMOS门电路。

1、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。

(1)TTL与门、与非门的多余输入端的处理

如图1-1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1-1TTL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。

(2)TTL或门、或非门的多余输入端的处理

如图1-2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。

并联低电平或接地

图1-2TTL或门、或非门多余输入端的处理

(3)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3.2.3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1-3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。

【实验环境】

1、THD-4型数字电路实验箱

2、器材:74LS00四-2输入与非门

74LS32二输入四或门

74LS86四-2输入异或门

74LS0874LS04


实验内容


【实验方案设计】

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1-4所示。


图1-474LS00引脚排列

(1)测试74LS00四-2输入与非门的逻辑功能

(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,观测实验结果。


采用74LS00实现以上逻辑函数的电路如下图所示:


(3)用74LS00实现下表所示的逻辑函数。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


(请在此处写出逻辑表达是并根据上面的例子画出电路图,如果用Word画图不方便,可以先画在纸上,拍照后粘贴在此处)

2.用74LS86设计一个四位二进制取反电路。写出设计函数式,列出功能表,画出标明引脚的逻辑电路图,并通过实验验证之。

(请在此处写出逻辑表达是并根据上面的例子画出电路图,如果用Word画图不方便,可以先画在纸上,拍照后粘贴在此处)

3.用与非、与、或等基本逻辑门设计一个无弃权三通路表决器,既当输入为两个1时输出为1。

(请在此处写出逻辑表达是并根据上面的例子画出电路图,如果用Word画图不方便,可以先画在纸上,拍照后粘贴在此处)


【实验过程】(实验步骤、记录、数据、分析)

1.选用了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。其逻辑函数式为:,观测结果如下:


表1与非门逻辑功能测试表


ABY00011011


2.采用74LS00搭建了的逻辑电路,并测试了逻辑或的功能,其测试结果如表1-2所示:


表1-2或逻辑功能测试表


输入输出ABY00011011


3.采用74LS00设计一个无弃权三通路表决器


小结


写一个不少于3行的小结,谈谈实验的收获。

Ⅱ 用74LS153及适当门电路实现一位全加器功能电路,写出设计过程,记录实验结果

根据全加器真值表,可写出和S,高位进位CO的逻辑函数。
A1A0作为两个输入变量,即加数和被加数A、B,D0~D3为第三个输入变量,即低位进位CI,1Y为全加器的和S,2Y全加器的高位进位CO,则可令数据选择器的输入为:A1=A,A0=B,1DO=1D3=CI,1D1=1D2=CI反,2D0=0,2D3=1,2D1=2D2=CI,1Q=S1,2Q=CO;
可以根据管脚所对应的连接电路

Ⅲ ZHONGLAN数字逻辑电子技术试验指导与设计.doc

『数字电子技术基础实验指导书』

实验一 实验设备认识及门电路
一、目的:
1、 掌握门电路逻辑功能测试方法;
2、 熟悉示波器及数字电路学习机的使用方法;
3、 了解TTL器件和CMOS器件的使用特点。
二、实验原理
门电路的静态特性。
三、实验设备与器件
设备
1、电路学习机 一台
2、万用表 两快
器件
1、 74LS00 一片(四2输入与非门)
2、 74LS04 一片(六反向器)
3、 CD4001 一片(四2输入 或非门)
四、实验内容和步骤
1、测试74LS04的电压传输特性。按图1—1连好线路。调节电位器,使VI在0~+3V间变化,记录相应的输入电压V1和输入电压V0的值。至少记录五组数据,画出电压传输特性。
VI(V) 0 0.5 0.9 1 1.2 1.5
VO(V)

2、测试四二输入与非门74LS00的输入负载特性。测试电路如图1—2所示。请用万用表测试,将VI和VO 随RI变化的值填入表1—1中,画出曲线。
表1-1
RI 100
300
1K 4.7K 5.1K 6.1K 10K
VI
VO
3、测试与非门的逻辑功能。
测量74LS00二输入与非门的真值表:将测量结果填入表1—2中。

表1—2
74LS00 CD4001
输入 输出 输入 输出
AB Y 电压(V) AB Y 电压(V)
L L
L H
H L
H H L L
L H
H L
H H

4、测量CD4001二输入或非门的真值表,将测量结果填入表1-2中。
注意CMOS电路的使用特点:应先加入电源电压,再接入输入信号;断电时则相反,应先测输入信号,再断电源电压。另外,CMOS电路的多余输入端不得悬空。
五、预习要求
1、阅读实验指导书,了解学习机的结构;
2、了解所有器件(74LS00,74LS04,CD4001)的引脚结构;
3、TTL电路和CMOS电路的使用注意事项。

图1-1 图1-2

实验二 组合电路试验一
一、实验目的
1、学习并掌握小规模芯片(SSI)实现各种组合逻辑电路的方法;
2、学习用仪器检测故障,排除故障。
二、实验原理
用门电路设计组合逻辑电路的方法。
三、实验内容及要求
1、用TTL与非门和反向器实现“用三个开关控制一个灯的电路。”要求改变任一开关状态都能控制灯由亮到灭或由灭到亮。试用双四输入与非门74LS20和六反向器74LS04和开关实现。测试其功能。
2、用CMOS与非门实现“判断输入者与受血者的血型符合规定的电路”,测试其功能。
要求如下:
人类由四种基本血型— A、B、AB、O型。输血者与受血者的血型必须符合下述原则;O型血可以输给任意血型的人,但O型血的人只能接受O型血;AB型血只能输给AB型血的人,但AB血型的人能够接受所有血型的血;A型血能给A型与AB型血的人;而A型血的人能够接受A型与O型血;B型血能给B型与AB型血的人,而B型血的人能够接受B型与O型血。试设计一个检验输血者与受血者血型是否符合上述规定的逻辑电路,如果输血者的血型符合规定电路,输出高电平(提示:电路只需要四个输入端,它们组成一组二进制数码,每组数码代表一对输血与受血的血型对)。
约定“00”代表“O”型
“01”代表“A”型
“10”代表“B”型
“11”代表“AB”型
3、TTL与非门和反向器实现一组逻辑电路,其功能自行选定。
四、实验设备及器件
1、数字电路学习机 一台
2、74LS20 三片(双四输入与非门)
3、74LS04 一片(六反向器)
4、CD4011 两片(四二输入与非门)
五、预习要求
1、 自行设计电路,画出接线图(用指定器件设计)。
2、 制定测试逻辑功能方案,画出必要的表格。
实验三 组合电路实验二
一、实验目的
1、 学习掌握用中规模芯片(MSI)实现各种组合逻辑电路的方法;
2、 学习芯片使能端的功能、用法。

二、实验原理
用集成译码器和数据选择器设计组合逻辑电路的方法。

三、实验内容及要求
1、 用3-8线译码器74LS138和与非门实现两个二位二进制数乘法运算电路,测试其功能。
2、 用四选一数据选择74LS153和与非门实现全减器的电路,测试其功能。
3、 自己选择一组合电路。可用译码器、数据选择器或四位加法器及必要电路实现。

四、实验设备及器件
1、数字电路学习机 一台
2、74LS138 两片(3-8线译码器)
3、74LS00 一片(四二输入与非门)
4、74LS153 一片(双四选一数据选择器)
5、74LS04 一片(六反向器)
6、74LS283 一片(四位二进制全加器)
7、74LS20 三片(双4输入与非门)

五、预习要求
1、 提前预习实验内容及相关知识;
2、 自行设计电路。列写必要的真值表、表达式,画出接线图。

实验四 时序电路实验

一、实验目的
1、 掌握边沿JKFF的功能、动作特点;
2、 掌握用边沿JKFF设计同步时序电路的方法;
3、熟悉集成计数器的逻辑功能和各控制端的作用,弄清同步清零和异步清零的区别;
4、熟悉集成计数器的级联扩展;
4、 掌握用中规模集成电路计数器设计和实现任意进制计数器的方法。

二、实验原理
同步时序逻辑电路的设计方法。

三、实验内容及要求
1、 用双J-K负边沿触发器74LS112实现同步时序电路。其逻辑功能为:同步十进制减去计数器,能自启动,有进位输出,测试其功能(采用8421码)
2、 用同步十进制计数器74160实现36进制计数器,要求分别使用异步清除 端,同步置位 端和进位C端,测试其功能。
3、 自选一个时序电路,自行设计。
四、实验设备及器件
1、数字电路实验逻辑箱 一台
2、74LS112 两片(双JK负边沿触发器)
3、74LS20 两片(双四输入与非门)
4、74LS04 一片(六反向器)
5、74LS00 一片(四二输入与非门)
6、74160 二片(同步十进制计数器芯片)

五、预习要求
1、 提前预习实验内容及相关知识;
2、 课前按实验内容完成题目设计:画出实验电路图。(主要设计过程要填写在实验报告中)
3、 制定验证方案。

实验五 综合实验
一、实验目的
数字电子技术综合实验是针对《数字电子技术基础》课程要求,通过独立完成一个较复杂的设计题目训练学生综合运用数字电路基本知识设计、调试电路的能力。

二、实验原理
组合逻辑电路时序逻辑电路的设计方法。
三、实验内容及要求
设计题目:
(一)、设计一个4人抢答逻辑电路。具体要求如下:
1.每个参赛者控制一个按钮,按动按钮发出抢答信号。
2.竞赛主持人另有一个按钮,用于将电路复位。
3.竞赛开始后,先按动按钮者将对应的一个发光二极管点亮,此时其他3人按动按钮对电路不起作用。
4.有人抢答时蜂鸣器发出2秒钟、100HZ的音响(蜂鸣器可由100HZ的矩形脉冲直接驱动)
(二)、设计一个1~5号的呼叫系统。具体要求如下:
1.1号优先级最高,优先级依次递减,5号最低
2.用数码管显示呼叫信号的号码,没有信号呼叫时显示“0”;有多个信号呼叫时显示优先级最高的呼叫号。
3.凡有呼叫就发出间歇2秒的呼叫声,直至有应答信号为止。
(三)、设计一个三位数字显示可控制计时器。要求如下:
1.计时范围为0~9分59秒,精确到秒;
2.能实现开机自动清零和手动清零;
3.用三位数码管显示计时时间;
4.可随时启动和停止计时,显示当时的计时值。
四、预习要求
从上述三个题目中任选一个,设计电路;列出所用元件清单;制定实验方案;记录实验结果。
也可自选一个题目,经教师允许后进行设计。
五、报告要求
有详细设计步骤,逻辑图,实验结果分析。

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