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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?