基本逻辑门和三态门实验 告
实验一集成逻辑门 一、实验目的 1、掌握实验设备的正确操作和使用 2、掌握数字电路实验的一般程序及数字集成电路的基本知识 二、实验器材 1、直流稳压电源、数字逻辑电路实验箱、万用表、示波器 2、74LS00、74HC00、74HC02、74LS04、74LS125 三、实验原理 1、TTL三态逻辑门 TTL集成电路有三种输出形式： 图腾柱输出——集成芯片的输出不是逻辑1就是逻辑0。芯片的输出端不能并联使用，也不能直接接到逻辑开关、+5V和GND; 集电极开路三态输出——集成芯片的输出可以是逻辑1、逻辑0或高阻状态三者之一。芯片的输出端可以并联到总线上，如图所示 图中所示的端为三态门控制端，当=L时，三态门A端的数据可以传送到B端输出；当C=H时，三态门A端的数据不能传送到B端，此时B端的输出呈现为高阻态，即三态门输出端与传输线之间存在着无穷大阻抗，可视为输出端与传输线之间呈现“断开”状态，即使它们仍连在一起。因此，三态门的C端又称为使能端 2、逻辑门电路互换 利用德.摩根律，可以把逻辑函数表示成能够直接用“与非”门、“或非”门或“与或非”门电路实现的、逻辑功能相同的表达式，从而为逻辑门的使用提供了灵活性。 四、实验步骤 1、TTL三态逻辑门 用一片74LS125芯片建立如图所示的实验电路，三态门的三个输入端1A、2A和3A分别与+5V、一只逻辑开关和100HZ脉冲源相连，三个控制端1C、2C和3C各用一只逻辑开关控制，传输线的状态用一只LED来指示。轮流控制三个控制端分别为L，观察并记录三态门A端的数据被传送到B端的情况。 2、用最少的“与非”门及“或非”门实现如下的逻辑功能YB将逻辑表达式化简后可得：Y(A)B 电路如图所示： 五、实验结果记录及分析 1、TTL三态逻辑门 实验分析： 由实验可知，74LS125的输出可以是逻辑1、逻辑0和高阻。 三态门的输出由控制端C来决定，当C为低电平时，三态门进行工作，可以输出数据，当C为高电平时，三态门呈高阻状态，不能输出数据。 三态门的控制端为低电平输入有效。 2、逻辑门电路互换 实验分析： 两个输入做异或，相同时输出低电平，不同时输出高电平。 将逻辑函数化简后，可以实现电路的简化与灵活运用 六、实验小结 此次为第一次做数字电路与逻辑设计的实验，期中存在不少问题，但收获也不少，归纳如下： 电平指示灯亮时，表示高电平，不亮时表示低电平 面包板上的孔分为横通和竖通，在做实验的过程中要注意，特别是芯片的放置位置，芯片应水平跨接在沟槽上 实验过程中，应看清引脚分别连接的是什么，不要数错 由于实验时间有限，在上课前应做好充分的预习准备，否则课堂上耽误时间较多，就无法完成实验 七、思考题 1、数字电路中的正逻辑与负逻辑各是何意辑中，数字电路的逻辑“1”、“0”、高电平、低电平、VCC、GND、+5V、0V之间有什么关系答：正逻辑：用高电平表示逻辑“1”，用低电平表示逻辑“0” 负逻辑：用高电平表示逻辑“0”，用低电平表示逻辑“1” 关系：高电平用“1”表示，低电平用“0”表示，VCC接+5V时，可以看做高电平，而GND就是0V，也可以看做低电平。 2、什么是高电平有效和低电平有效是最高有效位和最低有效位BCD码与8421码之间的关系。 答：高电平指的是信 1，低电平指0信 。高电平有效的意思就是说，一个广义的理想开关，其常态为断开状态，也就是常保持0信 ，当给其1信 时，这个开关将会触发下级电路；低电平有效的意思就是说，一个广义的理想开关，其常态为闭合状态，也就是常保持1信 ，当给其0信 时，这个开关将会触发下级电路。 3、如何将逻辑表达式转化成逻辑电路图来呢答：逻辑表达式转化成逻辑电路图：用逻辑符 代替表达式中的运算符 即可得到表达式所对应的逻辑图 逻辑电路图转化成逻辑表达式：用运算符 代替逻辑图中的逻辑符 ，即可得到逻辑图所对应的表达式 4、“线与”逻辑应当使用什么样的逻辑门答：线与逻辑，是指两个输出端直接互连就可以实现“AND”的逻辑功能。一般TTL门输出端并不能直接并接使用，否则这些门的输出管之间由于低阻抗会形成很大的短路电流，而烧坏器件。所以，一般可用OC门或三态门来实现。用OC门实现“线与”的时候，还应同时在输出端口应加一个上拉电阻。 三态门的设计与仿真实验 告 一、实验内容 1、用逻辑图和VHDL语言设计三态门，三态门的使能端对低电平有效。 2、应用MaxplusII软件对三态
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