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实验一 常用基本逻辑门电路功能测试
一、实验目的
1.验证常用门电路的逻辑功能。
2.了解常用74LS系列门电路的引脚分布。
3.根据所学常用集成逻辑门电路设计一组合逻辑电路。
二、实验原理
集成逻辑门电路是最简单、最基本的数字集成元件。任何复杂的组合电路和时序电路都可用逻辑门通过适当的组合连接而成。目前已有门类齐全的集成门电路,例如“与门”、“或门”、“非门”、“与非门”等。虽然,中、大规模集成电路相继问世,但组成某一系统时,仍少不了各种门电路。因此,掌握逻辑门的工作原理,熟练、灵活地使用逻辑门是数字技术工作者所必备的基本功之一。
TTL门电路
TTL集成电路由于工作速度高、输出幅度较大、种类多、不易损坏而使用较广,特别对学生进行实验论证,选用TTL电路比较合适。因此,本书大多采用74LS（或74）系列TTL集成电路。它的工作电源电压为5V土0.5V,逻辑高电平1时≥2.4V,低电平0时≤0.4V。
<p>2输入“与门”,2输入“或门”,2输入、4输入“与非门”和反相器的型号分别是：74LS08:2输入端四“与门”,74LS32:2输入端四“或门”,74LS00:2输入端四“与非门”,74LS20:4输入端二“与非门”和74LS04六反相器（“反相器”即“非门”）。各自的逻辑表达式分别为：与门Q=A?B,或门Q=A+B,与非门Q=A.B,Q=A.B.C.D,反相器Q=A。
TTL集成门电路集成片管脚分别对应逻辑符号图中的输入、输出端,电源和地一般为集成片的两端,如14管脚集成片,则7脚为电源地（GND）,14脚为电源正（Vcc）,其余管脚为输入和输出,如图1所示。
管脚的识别方法是：将集成块正面（有字的一面）对准使用者,以左边凹口或小标志点“ ? ”为起始脚,从下往上按逆时针方向向前数1、2、3、…… n脚。使用时,查找IC手册即可知各管脚功能。
图1 74LS08集成电路管脚排列图
三、实验内容与步骤
TTL门电路逻辑功能验证
（1）与门功能测试：将74LS08集成片（管脚排列图1）插入IC空插座中,输入端接逻辑开关,输出端接LED发光二极管,管脚14接+5V电源,管脚7接地,即可进行实验。将结果用逻辑“0”或“1”来表示并填入表1中。
表1 门电路逻辑功能表
|
输入 |
输出 |
||||
|
与门 |
或门 |
与非门 |
或非门 |
||
|
B(K2) |
A(K1) |
Q=AB |
Q=A+B |
Q=AB |
Q=A+B |
|
0 0 1 1 |
0 1 0 1 |
||||
（2）或门功能测试：将74LS32集成片（管脚排列图见图2）插入IC空插座中,输入端接逻辑开关,输出端接LED发光二极管,管脚14接+5V电源,管脚7接地。将结果用逻辑“0”或“1”来表示并填入表4.1中。
图 2 74LS32四2输入或门管脚排列图
（3）与非门功能测试：将74LS00集成片（管脚排列图见图3）插入IC空插座中,输入端接逻辑开关,输出端接LED发光二极管,管脚14接+5V电源,管脚7接地。将结果用逻辑“0”或“1”来表示并填入表1中。
图3 74LS00 2输入四与非门管脚排列图
（4）或非门功能测试：将74LS00和74LS32集成片插入IC空插座中,输入端接逻辑开关,输出端接LED发光二极管,管脚14接+5V电源,管脚7接地。将结果用逻辑“0”、“1”来表示并填入表1中。
四、注意事项
1.TTL门电路的输入端若不接信号,则视为高电平。在拔插集成块时,必须切断电源。
在实验时,当输入端须改接连线时,不得在通电情况下进行操作。需先切断电源,改接连线完成后,再通
电进行实验。输出端一般不需作保护处理。
五、实验总结
1.整理实验表格。
2.画出门电路逻辑变换的线路图。
六、设计电路
试用与非门和反相器（非门）设计一个3输入（A0、A1、A2）、3输出（Q0、Q1、Q2）的信号排队电路。
其功能是：当输入A0为1时,无论A1和A2为1还是0,输出Q0为1,Q1和Q2为0；当A0为0且A1为1,无论A2为1还是0,输出Q1为1,其余两个输出为0；当A2为1且A0和A1均为0时,输出Q2为1,其余两个输出为0。如A0、A1、A2均为0,则Q0、Q1、Q2也 均为0。该电路可用74LS00与非门和74LS04反相器构成,结果填入自拟的真值表中。
图4 74LS04反相器管脚排列图
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