逻辑门电路的逻辑功能及测试.docx
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逻辑门电路的逻辑功能及测试
计算机组成原理
实验指导书
(数字电路)
实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试------------------------------3
实验二译码器及应用--------------------------------------------6
实验一逻辑门电路的逻辑功能及测试
一.实验目的
1.熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。
2.掌握数字电路逻辑仿真软件DSCH使用方法。
二、实验仪器及材料
1.台式计算机(笔记本计算机)
2.DSCH软件
三.预习要求和思考题:
1.预习要求:
1)复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。
2)常用TTL门电路和CMOS门电路的功能、特点。
3)三态门的功能特点。
4)用DSCH软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。
2.思考题
用与非门实现其他逻辑功能的方法步骤是什么?
四.实验原理
门电路是最基本的逻辑元件,它能实现最基本的逻辑功能,即其输入与输出之间
存在一定的逻辑关系。
1、图1-1为DSCH软件基本元件图,测试中使用的元器件,均来自该元件库。
2、图1—2分别为基本门电路各逻辑功能的测试方法。
DSCH仿真电路如图所示
3、图1-3是为了理解TTL逻辑门电路多余端的处理方法。
4、图1-4为三态门逻辑功能测试。
5、图1-5为利用与非门控制输出
五.实验内容及步骤
选择实验用的仿真基本电路,按自己设计的实验接线图接好连线
1.门电路的功能测试。
将与门、或门、与非门和或非门分别按图1-2连线:
输入端A、B接逻辑开关,输入端Y接发光二极管,改变输入状态的高低电平,观察二极管的亮灭,并将输出状态填入表1-1中:
表1-1
输入
AB
与门
输出Y1
或门
输出Y2
与非门
输出Y3
或非门
输出Y4
00
0
0
1
1
01
0
1
1
0
10
0
1
1
0
11
1
1
0
0
逻辑表达式
Y=AB
Y=A+B
Y=A+B
Y=A.B
逻辑功能
2.TTL门电路多余输入端的处理方法:
将与非门和或非门按图示1-3连线后,A输入端分别接地、高电平、悬空、与B端并接,观察当B端输入信号分别为高、低电平时,相应输出端的状态,并填表1-2.
3.TTL三态门逻辑功能测试:
将TTL三态门和反相器按图1-4连线,输入端A、B、G分别接逻辑开关,输出端接发光二极管,改变控制端G和输入信号A、B的高低电平,观察输出状态,并填表1-3.
4.与非门控制输出
将与非门和信号源按图示1-5连线后,2输入端接按钮,1输入端接信号源,输出端接发光二极管,观察输出端在2端输入信号分别为高、低电平时相应输出端的状态,并填表1-4.
表1-2表1-3
输入
输出
A
B
与非门Y1
或非门Y2
接地
0
1
1
1
0
高电平
0
1
1
0
0
悬空
0
1
1
1
0
A、B并接
0
1
1
1
G
AB
Y
表达式
0
0
01
10
0
1
Y=A+B
1
1
01
10
1
0
Y=A+B
表1-4
1
2
Y
0
1
1
0
六.实验报告
1.按各步骤要求填表。
2.通过实验分析,说明他们多多余端的处理方法。
答:
通过表1-2可知,在与非门中,可以接高电平,在或非门中,接地或悬空。
3.说明三态门有什么特点。
答:
输出高电平、输出低电平和高阻状态,前两种状态为工作状态,后一种状态为禁止状态。
值得注意的是,三态门不是具有三种逻辑值。
在工作状态下,三态门的输出可为逻辑‘0’或者逻辑‘1’;在禁止状态下,其输出呈现高阻态,相当于开路。
4.与非门一个输入接连续脉冲,其余端什么状态时允许脉冲通过?
什么状态时禁止脉冲通过?
答:
在边沿脉冲中,其余端为零时,允许脉冲通过,其余端为一时,脉冲只有下降沿才能通过,上升沿不能通过。
实验二译码器及应用
一、实验目的
1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法
2、掌握译码器的级联方法及测试方法。
二、实验仪器及材料
1.台式计算机(笔记本计算机)
2.DSCH软件。
三、实验预习要求及思考题
1.预习要求:
1)复习有关译码器的原理。
2)根据实验任务,画出所需的实验线路及记录表格。
3)用DSCH软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。
2.思考题
1)译码器分哪几类?
答:
指令译码器和地址译码器。
2)请将74LS138扩展成4线线译码器,试画出扩展后的电路图。
答:
四、实验原理
1.译码:
是编码的反过程,是将给定的二进制代码翻译成编码时赋予的原意。
译码器:
实现译码功能的电路。
译码器特点:
(1)多输入、多输出组合逻辑电路。
(2)输入是以n位二进制代码形式出现,输出是与之对应的电位信息。
译码器分类:
通用译码器:
二进制、二─十进制译码器。
显示译码器:
TTL共阴显示译码器、TTL共阳显示译码器、CMOS显示译码器。
本实验主要来学习二进制译码器:
用以表示输入变量的状态,如2线-4线、3线-8线和4线-16线译码器。
若有n个输入变量,则有2n个不同的组合状态,就有2n个输出端供其使用。
而每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。
五、实验内容
1.译码器功能测试
将74LS139双2线—4线译码器按图4-1所示连接。
输入端A1、A0接逻辑开关,输出Y0~Y3接发光。
改变逻辑开关的状态,观察输出,写出Y0~Y3的数值(完成表4-1)及其表达式。
=_____
=_____
=_____
=_____
2.译码器的级联应用:
用2-4线译码器74LS139组成的电路如图4-2所示,按图连接,输入D0~D2接逻辑开关,输出Y0~Y7接发光二极管,改变输入信号的状态,观察输出,写出Y0~Y7的表达式,并填表4-2.
D2D1D0
表
图4-2表4-2
3.74LS138的应用:
用一片74LS138的3-8译码器及若干或门组成一位全加器的电路图,全加器的三个输入端为被加数X、加数Y、低位向高位的进位Ci-1,输出Si及本位进位输出为Ci。
1).写出真值表.
2).写出逻辑表达式.
3).画出电路图.
4).通过实验分析验证所设计的电路是否正确.
六、实验报告要求:
1.画出实验电路连线示意图,整理实验数据,分析实验结果与理论值是否相等。
2.总结中规模集成电路的使用方法及功能。
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- 关 键 词:
- 逻辑 门电路 功能 测试