实验一:基本逻辑门电路功能测试
一、实验目的
1. 验证逻辑门电路的逻辑功能。
2. 了解74LS系列门电路的引脚分布。
3. 设计并实现一个组合逻辑电路,以加深对常用集成逻辑门电路的理解。
二、实验原理
TTL(晶体管-晶体管逻辑)门电路因工作速度快、输出幅度大、种类多、稳定性高等优点而被广泛使用,尤其在实验教学领域。本实验主要采用74LS(或74)系列TTL集成电路。其工作电源电压范围为5V土0.5V,其中逻辑高电平1时≥2.4V,低电平0时≤0.4V。
对于2输入“与门”、2输入“或门”、2输入“与非门”和反相器,其型号及逻辑表达式如下:
74LS08: 2输入端四“与门”,逻辑表达式Q=A×B。
74LS32: 2输入端四“或门”,逻辑表达式Q=A+B。
74LS00: 2输入端四“与非门”,逻辑表达式Q=A·B(与非)。
74LS20: 4输入端二“与非门”。
74LS04: 六反相器(“反相器”即“非门”),逻辑表达式Q=¬A。
TTL集成门电路的管脚分布对应于逻辑符号图中的输入、输出端及电源端。例如,14管脚的集成片中,7脚为电源地(GND),14脚为电源正(Vcc)。其余管脚用于输入和输出。
管脚的识别方法为:面向有字的一面,以左边凹口或小标志点为起始脚,逆时针方向数管脚。通过查阅IC手册,可以得知各管脚的具体功能。
三、实验内容与步骤
1. 与门功能测试:将74LS08集成片插入IC空插座,连接逻辑开关至输入端,LED发光二极管接至输出端,加5V电源,进行实验并记录结果。
2. 或门功能测试:操作步骤同上,使用74LS32集成片进行实验。
3. 与非门功能测试:分别使用74LS00集成片进行实验,记录结果。可组合使用74LS00和74LS32实现或非门功能并记录结果。
四、注意事项
1. 当TTL门电路的输入端未接信号时,视为高电平。在操作集成块时,必须先切断电源。
2. 实验过程中,若需改变输入端的接线,请先切断电源,完成接线后再通电实验。输出端一般无需额外保护。
五、实验总结
1. 整理并保存实验数据。
2. 根据实验结果,绘制门电路逻辑变换的线路图。
六、设计电路
设计一个信号排队电路,使用与非门和反相器(非门)。电路应具备以下功能:根据A0、A1、A2的输入状态,决定Q0、Q1、Q2的输出状态。具体要求已在实验描述中给出。该电路可使用74LS00与非门和74LS04反相器构建。记录设计结果及真值表。
附图:74LS04反相器管脚排列图(图略)。(注:此处的附图并未给出具体图片,因此已略去)