常用基本邏輯門電路功能測試實驗

一、實驗目的

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.根據所學常用集成邏輯門電路設計一組合邏輯電路。

二、實驗原理

集成邏輯門電路是最簡單、最基本的數字集成元件。任何復雜的組合電路和時序電路都可用邏輯門通過適當的組合連接而成。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、大規模集成電路相繼問世,但組成某一系統時,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字技術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（V_cc）,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,輸出端接LED發光二極管,管腳14接+5V電源,管腳7接地,即可進行實驗。將結果用邏輯“0”或“1”來表示并填入表1中。

表1 門電路邏輯功能表

（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,輸出端接LED發光二極管,管腳14接+5V電源,管腳7接地。將結果用邏輯“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,輸出端接LED發光二極管,管腳14接+5V電源,管腳7接地。將結果用邏輯“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,輸出端接LED發光二極管,管腳14接+5V電源,管腳7接地。將結果用邏輯“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

1.整理實驗表格。

2.畫出門電路邏輯變換的線路圖。

六、設計電路

試用與非門和反相器（非門）設計一個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反相器構成,結果填入自擬的真值表中。

圖4 74LS04反相器管腳排列圖