信息学院《数字电子技术》实验讲义
实验一：集成逻辑门电路的测试与使用
一． 实验目的：
1．学会检测常用集成门电路的好坏的简易方法；
2．掌握TTL与非门逻辑功能和主要参数的测试方法； 3．掌握TTL门电路与CMOS门电路的主要区别； 4．掌握三态门的特点及应用。
二． 实验仪器与器件：
1．实验仪器：稳压电源、万用表、数字逻辑实验测试台。 2．元器件：74LS20、74LS00（TTL门电路）、4011（CMOS门电路）、74LS125、74LS04；它们的管脚排列如下： （1）74LS20（4输入端双与非门）：Y= ABCD
VCC 2A 2B NC 2C 2D 2Y
14 13 12 11 10 9 8
1 2 3 4 5 6 7
1A 1B NC 1C 1D 1Y GND
VCC：表示电源正极、GND：表示电源负极、NC：表示空脚。
（2） 74LS00（2输入端4与非门）：Y= AB VCC 4A 4B 4Y 3A 3B 3Y
14 13 12 11 10 9 8
1 2 3 4 5 6 7
1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND
（3） 4011（2输入端4与非门）： Y= AB
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VCC 4A 4B 4Y 3Y 3B 3A
14 13 12 11 10 9 8
1 2 3 4 5 6 7
1A 1B 1Y 2Y 2B 2A GND
（4）74LS125（三态缓冲器）：Y=A（C=0）、Y为高阻（C=1）
VCC 4C 4A 4Y 3C 3A 3Y
14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7 1C 1A 1Y 2C 2A 2Y GND
（5）74LS04（非门）： Y= A
VCC 4A 4Y 5A 5Y 6A 6Y
14 13 12 11 10 9 8
1 2 3 4 5 6 7
1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND
集成门电路管脚的识别方法：将集成门电路的文字标注正对着自己，左下角为1，然后逆时针方向数管脚。
三． 实验原理：
1．TTL与非门的主要参数有：
导通电源电流ICCL、低电平输入电流IIL、高电平输入电流IIH、输出高电平VOH、输出低电平VOL、阈值电压VTH等。
注意：不同型号的集成门电路其测试条件及规范值是不同的。
2．检测集成门电路的好坏的简易方法：
（1）在未加电源时，利用万用表的电阻档检查各管脚之间是否有短路现象；
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（2）加电源：利用万用表的电压档首先检查集成电路上是否有电，然后再利用门电路的逻辑功能检查电路。 例如：“与非”门逻辑功能是：“见低出高，同高出低”。
对于TTL与非门：若将全部输入端悬空测得输出电压小于0.4V，将任一输入端接地测得输出电压大于3.5V，则说明该门是好的。
思考：COMS与非门如何测试。
四． 实验内容和步骤：
1．将74LS20加上+5V电压，检查集成门电路的好坏。 2．TTL与非门的主要参数测试：
（1）导通电源电流ICCL= 。
测试条件：VCC=5V，输入端悬空，输出空载，如图（1）。
图（1） 图（2）
（2）低电平输入电流IIL= 。
测试条件：VCC=5V，被测输入端通过电流表接地，其余输入端悬空，输出空载，如图（2），依次测量每个输入端。
（3）高电平输入电流IIH= 。
测试条件：VCC=5V，被测输入端通过电流表接VCC，其余输入端接地，输出空载，如图（3），每个输入端都测一下。
注意：在测试中万用表应串入电路中，档位选择应由10mA档逐渐减小。
图（3） 图（4）
3．比较TTL门电路和CMOS门电路的性能：
在下列情况下，用万用表电压档测量图（4）Vi2端得到的电压填入表（2）：
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表（2）： 在不同的Vi1下 Vi1接高电平（3V） Vi1接低电平（0.4V） Vi1经100Ω电阻接地 Vi1经10kΩ电阻接地 74LS00 4011 思考：请回答为何结果不同？
4．用三态门和非门设计一个数据传输电路：要求当C=0时传输A路数据、当C=1时传输B路数据。
五． 实验报告要求：
1．记录本次实验中所得到的各种数据。根据测试数据判断所测与非门的逻辑关系是否正确。 2．思考并回答下列问题：
（1） TTL与非门中不用的输入端可如何处理？各种处理方法的优缺点
是什么？CMOS与非门呢？
（2） 三态门与普通门电路有何区别？
实验二：组合逻辑电路的设计
一． 实验目的：
1．掌握组合逻辑电路的设计方法； 2．学会查找电路的故障并排除之。 二．
实验仪器和器件：
1．实验仪器：稳压电源、万用表、数字逻辑实验测试台。
2．元器件：74LS20、74LS138、74LS151、74LS04、74LS86（2块）、74LS85、74LS283；它们的管脚排列如下：
（1）74LS86（异或门）：Y= A⊕B
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VCC 4A 4B 4Y 3A 3B 3Y
14 13 12 11 10 9 8
1 2 3 4 5 6 7
1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND
（2）74LS138（3线—8线译码器）：
VCC Y0 Y1 Y2
Y3 Y4
Y5 Y6
16 15 14 13 12 11 10 9
1 2 3 4 5 6 7 8
A0 A1 A2 S2 S3 S1 Y7 GND
（4）74LS151（八选一数据选择器）：
Y?A2?A1?A0?D0?A2?A1?A0?D1?A2?A1?A0?D2?A2?A1?A0?D2?A2?A1?A0?D3?A2?A1?A0?D4?A2?A1?A0?D5?A2?A1?A0?D6?A2?A1?A0?D7
VCC D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2
16 15 14 13 12 11 10 9
1 2 3 4 5 6 7 8
D3 D2 D1 D0 Y Y S GND
三．
实验原理：组合逻辑电路的设计大致可分为以下几个步骤：
1．根据给定的实际问题的逻辑关系列出真值表； 2．根据真值表写出逻辑函数表达式并化简；
3．根据集成芯片的类型变换逻辑函数表达式并画出逻辑电路图； 4．检查设计的组合逻辑电路是否存在竞争冒险，若有则设法消除。
四． 实验内容与步骤：
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