导读: 高中门逻辑内容(共3篇)基本逻辑门电路教案《基本逻辑门电路》教案逻辑门电路教案基本逻辑门逻辑功能测试及应用实验一 基本逻辑门逻辑功能测试及应用一、实验目的1、掌握基本逻辑门的功能及验证方法。 2、学习TTL基本门电路的实际应用。 3、掌握逻辑门多余输入端的处理方法。二、实验原理数字电路中,最基本的逻辑门可归结为与门、或门...
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高中门逻辑内容(一)
基本逻辑门电路教案
《基本逻辑门电路》教案
高中门逻辑内容(二)
逻辑门电路教案
高中门逻辑内容(三)
基本逻辑门逻辑功能测试及应用
实验一 基本逻辑门逻辑功能测试及应用
一、实验目的
1、掌握基本逻辑门的功能及验证方法。 2、学习TTL基本门电路的实际应用。 3、掌握逻辑门多余输入端的处理方法。【高中门逻辑内容】
二、实验原理
数字电路中,最基本的逻辑门可归结为与门、或门和非门。实际应用时,它们可以独立使用,但用的更多的是经过逻辑组合组成的复合门电路。目前广泛使用的门电路有TTL门电路。TTL门电路是数字集成电路中应用最广泛的,由于其输入端和输出端的结构形式都采用了半导体三极管,所以一般称它为晶体管-晶体管逻辑电路,或称为TTL电路。这种电路的电源电压为+5V,高电平典型值为3.6V(≥2.4V合格);低电平典型值为0.3V(≤0.45合格)。常见的复合门有与非门、或非门、与或非门和异或门。
有时门电路的输入端多余无用,因为对TTL电路来说,悬空相当于“1”,所以对不同的逻辑门,其多余输入端处理方法不同。 1. TTL与门、与非门的多余输入端的处理
如图1.1为四输入端与非门,若只需用两个输入端A和B,那么另两个多余输入端的处理方法是:
A
Y
Y【高中门逻辑内容】
Y
并联 悬空 通过电阻接高电平
图1.1 TTL与门、与非门多余输入端的处理
并联、悬空或通过电阻接高电平使用,这是TTL型与门、与非门的特定要求,但要在使用中考虑到,并联使用时,增加了门的输入电容,对前级增加容性负载和增加输出电流,使该门的抗干扰能力下降;悬空使用,逻辑上可视为“1”,但该门的输入端输入阻抗高,易受外界干扰;相比之下,多余输入端通过串接限流电阻接高电平的方法较好。 2. TTL或门、或非门的多余输入端的处理
如图1.2为四输入端或非门,若只需用两个输入端A和B,那么另两个多余输入端的处理方法是:并联、接低电平或接地。
Y
Y
并联 接低电平或接地 图1.2 TTL或门、或非门多余输入端的处理
3. 异或门的输入端处理
异或门是由基本逻辑门组合成的复合门电路。如图1.3为二输入端异或门,一输入端为A,若另一输入端接低电平,则输出仍为A;若另一输入端接高电平,则输出为A,此时的异或门称为可控反相器。
Y = A
Y
图1.3 异或门的输入端处理
在门电路的应用中,常用到把它们“封锁”的概念。如果把与非门的任一输入端接地,则该与非门被封锁;如果把或非门的任一输入端接高电平,则该或非门被封锁。
由于TTL电路具有比较高的速度,比较强的抗干扰能力和足够大的输出幅度,在加上带负载能力比较强,因此在工业控制中得到了最广泛的应用,但由于TTL电路的功耗较大,目前还不适合作大规模集成电路。
三、实验仪器与器材
1、THD-2型数字电路实验箱
2、器材:74LS00 四-2输入与非门 ×2 74LS20 二-4输入与非门 ×1 74LS54 四-2-3-3-2输入与或非门 ×1
74LS86 四-2输入异或门 ×1
四、实验内容与步骤
1、TTL与非门的逻辑功能及应用
芯片的引脚号查法是面对芯片有字的正面,从缺口处的下方(左下角),逆时针从1数起。芯片要能工作,必须接电源和地。本实验所用与非门集成芯片为74LS00四-二输入与非门,其引脚排列如图1.4所示。
图1.4 74LS00引脚排列
(1)测试74LS00四-2输入与非门的逻辑功能
选中74LS00一个与非门,将其输入端A和B分别接至电平输出器插孔,由电平输出控制开关控制所需电平值,扳动开关给出四种组合输入。将输出端接至发光二极管的输入插孔,
并通过发光二极管的亮和灭来观察门的输出状态。如图1.5所示,其逻辑函数式为:
YAB,将观测结果填入表1.1中。
+5V
表1.1 与非门逻辑功能测试表
A
Y
图1.5 与非门逻辑功能测试图
(2)用74LS00实现或逻辑:YAB,写出转换过程逻辑函数式,画出标明引脚的逻辑电路图,测试其逻辑功能,将观测结果填入表1.2中。
表1.2 或逻辑功能测试表
表1.3 数 据 表
(3)用74LS00实现表1.3所示的逻辑函数。写出设计函数式,画出标明引脚的逻辑电路图,并验证之。【高中门逻辑内容】
2、TTL与或非门的逻辑功能及应用
(1)测试74LS54四-2-3-3-2输入与或非门的逻辑功能 74LS54引脚排列如图1.6所示。
图1.6 74LS54引脚排列
逻辑表达式为: YA·BC·D·EF·G·HI·J
现要求测试的逻辑函数式为:YABCD。接线如图1.7所示,用开关改变输入变量A、B、C、D的状态,给出十六种组合输入,通过发光二极管观测输出端Y的状态,将观测结果填入表1.4中。
表1.4 与或非逻辑功能测试表
图1.7
3、TTL异或门的逻辑功能及应用
(1)测试74LS86四-2输入异或门的逻辑功能 74LS86引脚排列如图1.8所示。
图1.8 74LS86引脚排列
接线如图1.8所示,用开关改变输入变量A、B的状态,通过发光二极管观测输出端Y的状态,将观测结果填入表1.5中。
+5V
表1.5 异或门逻辑功能测试表
A Y
图1.8 异或门逻辑功能测试图
4.设计一个三变量的多数表决电路。执行的功能是:少数服从多数,多数赞成时决议生效。用与非门实现。(提示:通过真值表设计,二-4输入与非门的一个输入端悬空)
五、实验报告要求
1. 列写实验任务的设计过程,画出设计的电路图。
2. 对所设计的电路进行实验测试,记录测试结果,将实验结果填入各相应表中,书写到实验记录中。
3. 总结各门电路的逻辑功能和TTL门电路的多余输入端的处理方法。
4. 通过本次实验总结TTL的特点及使用的收获和体会。
六、实验预习要求
1、详细阅读附录三,了解数字集成电路的基本功能及使用方法。 2、复习教材中基本门电路的逻辑功能和结构原理。
3、了解在使用TTL时,与非门和与或非门多余输入端分别如何处理?
4、按实验内容要求设计逻辑电路,写出逻辑函数式。
注意事项:对于与或非而言,如果一个与门中一条或几条输入引脚不被使用,则需将它们接高电平;如果一个与门不被使用,则需将此与门的至少一条输入引脚接低电平。
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