暨南大学本科实验报告专用纸
课程名称 数字逻辑电路实验 成绩评定 实验项目名称 基本逻辑门实验 指导教师 实验项目编号 0806003801实验项目类型 验证型 实验地点 B406 学生姓名 学号
学院 电气信息学院 系 专业 电子信息科学与技术 实验时间 2013 年5 月13日 上午～ 月 日 午 温度 ℃湿度
基本逻辑门实验
一、实验目的
1.初步了解TDS－4数字系统综合实验平台、数字万用表UT56的使用方法。
2.熟悉TTL中小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。
3.掌握TTL与非门和异或门输入输出之间的逻辑关系及输入输出逻辑电平值。
二、实验器件、仪器和设备
1．4双输入与非门74LS00 1片
2．4异或门74LS86 1片
3．4双输入与非门74LS20 1片
4．4-2-3-2输入与或非门74LS64 1片
5．数字万用表UT56 1台
6．PC机 （数字信号显示仪） 1台
7. TDS－4数字系统综合实验平台
芯片引脚图
三、实验步骤和测试分析
1.初步了解TDS－4数字系统综合实验平台
①学习数字万用表UT56的正确使用方法。
②利用数字万用表直流电压挡、实验平台LED指示灯及逻辑测试笔，弄清TDS－4数字系统综合实验平台为我们提高的电源端+5V、接地点，弄懂信号源逻辑电平开关K0~K11、2路单脉冲信号源功能及使用方法。
2．测试逻辑门的逻辑功能
①测试4双输入与非门74LS00中至少一个与非门的逻辑功能。
测试方法提示 ： a.将被测器件插入实验台上的 14 芯插座中；
b.将器件的引脚7与实验台的“地（ GND ) ”
连接，将器件的引脚14与实验台的电源+5V连
接；
c.用实验台提供的逻辑电平信号作为被测器
件的输入信号（拨动逻辑开关可改变器件的输
入电平），即将与非门的输入端接实验台逻辑
电平的输出端。
d.将被测器件的输出引脚与实验台上的电平
指示灯输入端连接，指示灯亮表示输出高电平，
指示灯灭表示输出低电平。
e.借助数字万用表的直流电压档可以测出器件的输入输出逻辑电平值。 与非门的逻辑功能测试结果填入右表格中。 分析： 对于与非门，只有输入都是高电平时，
输出才为低电平。
②测试4双输入异或门74LS86异或门的逻辑功能。测试方法和结果记录方式如①要求。
分析：
对于异或门，当输入奇数个电平时，输出才为高电平。
3.进一步了解TDS－4数字系统综合实验平台
①学习实验平台提供的数字信号显示仪使用方法，并利用其观察实验平台提供的所有固定频率时钟源12MHz、6MHz、3MHz、2MHz、1MHz、500KHz、100KHz共7 种频率的方波的波形图，并记录3MHz、2MHz、1MHz三 种频率的方波的波形图。
3MHz、2MHz、1MHz三 种频率的方波的波形图
②利用数字信号显示仪，观测与非门和异或门的控制特性。观测方法如测试原理图所示，记录输入、输出波形，并对波形进行分析。
测试原理图
与非门的输入、输出波形
与非门的输入、输出波形
分析：
从波形图可以看出，对于与非门，只有输入都是高电平时，输出才为低电平；对于异或门，当输入奇数个电平时，输出才为高电平。
4. 用与非门芯片实现逻辑功能（可二选一）
①用74LS20实现F?AB?C逻辑功能，并测试验证。
②用74LS64实现 F?AB?AC?BC逻辑功能，并测试验证。
选择①，用74LS20实现F?AB?C逻辑功能： 因为F?AB?C?AB?C，所以可以将信号A、B、C接到引脚1、2、9上，将引脚4、5、12、13接到高电平上，将引脚7和引脚10连接起来，从引脚8输出。通过数字显示仪得到如下输入输出波形。图中第一个、第二个、第三个、第四个波形分别为信号A、B、C和输出波形。
F?AB?C的输入输出波形
分析：
通过波形图可知当C为低电平时，输出波形为高电平；当C为高电平时，只有A、B都为高电平时，输出波形才为高电平。所以接法正确，用74LS20实现了F?AB?C逻辑功能。
四、问题回答和实验小结
（1）问题回答：
1. TDS－4数字系统综合实验平台为实验者提供了哪几种信号源（区分信号源和电源的不同） 、同时能提供几个？
答：4种，逻辑电平开关、2路单脉冲信号源、固定频率时钟源、可编辑数字波形发生器，同时提供1种信号源。
2. 通过实验你学会了用怎样的方法判断芯片好坏？
答：首先检查其外形是否完整，有无引脚脱落或者其他损坏情况。之后接入电路，通过以下两种方式来判断：①利用数字显示仪对输入输出波形进行分析；②利用逻辑电平，通过电平判断。
3. 如果一个与非门（例如扇入即输入端为4
的与非门）的一个输入端接入了连续脉冲，那
么
（1）其余的输入端是什么逻辑状态时，允许脉冲通过？脉冲通过时，输出波形与输入波形有何区别？
（2）其余的输入端是什么逻辑状态时，不允许脉冲通过？在这种状态下输出端又是什么状态？
答：（1）当其余的输入端是高电平逻辑状态时，允许脉冲通过。脉冲通过时，输出波形与输入波形相反。
（2）当其余的输入端中有至少一个低电平时，不允许脉冲通过。在这种状态下输出端始终为高电平。
4.异或门又称可控反相门，为什么？
答：异或门中，当两个输入反相时，输出高电平；当两个输入相同时，输出为低电平。利用这个原理即可通过一端输入高电平或低电平来控制另一输入端的信号，达到控制输出的目的，因此异或门又称可控反相门。
5. 实验过程遇到的问题、现象及是否解决？怎样解决？
答：TDS－4数字系统综合实验平台的数字显示仪坏了。我直接跟同学一起完成这个实验。
（2）实验小结
对于与非门，只有输入都是高电平时，输出才为低电平；对于异或门，当输入奇数个电平时，输出才为高电平。通过这次实验，我初步了解TDS－4数字系统综合实验平台、数字万用表UT56的使用方法。同时还熟悉TTL中小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。
第二篇：东南大学数字电路实验报告(一)
东南大学电工电子实验中心
实验报告
数字逻辑设计实践
实验一数字逻辑电路实验基础
学院电气工程学院
指导老师团雷鸣
地点 104
姓名
学号
实验日期 2013.10.25
得分__________
1．实验目的
（1）认识数字集成电路，能识别各种类型的数字器件和封装；
（2）学习查找器件资料，通过器件手册了解器件；
（3）了解脉冲信号的模拟特性，了解示波器的各种参数及其对测量的影响，了解示波器探头的原理和参数，掌握脉冲信号的各项参数；
（4）了解逻辑分析的基本原理，掌握虚拟逻辑分析的使用方法；
（5）掌握实验箱的结构、功能，面包板的基本结构、掌握面包板连接电路的基本方法和要求；
（6）掌握基本的数字电路的故障检查和排除方法。
2．必做实验
（1）复习仪器的使用，TTL信号参数及其测量方法
用示波器测量并记录频率为200KHz的TTL信号的上升沿时间、下降沿时间、脉冲宽度和高、低电平值。
接线图
理论仿真TTL图像
TTL实验数据表格
（2）1.9节实验：电路安装调试与故障排除
要求：测出电路对应的真值表，并进行模拟故障排查，记录故障设置情况和排查过程。
接线图
真值表
F=1，G=1
思考题
① 能否用表格表示U28脚输出端可能出现1的全部情况
② 存在一个使报警器信号灯持续接通的故障，它与输入的状态无关。那么，什么是最有可能的故障？
答：两个集成电路74HC00与74HC20未加工作电压VCC并接地，造成集成电路无法工作，L一直为低电平，Led发光。
③ 下列故障的现象是什么样的？
a. U18脚输出端的连线开路。
答：无论S2与B2输入什么信号，都视为U24与U25输入0信号(副驾驶有人且安全带未扣上)，会造成报警。
b. U13脚的输出停留在逻辑0。
答：无论B1输入什么信号，都视为U113输入0信号。（驾驶座安全带扣上）
④ 当汽车开始发动，乘客已坐好，而且他的座位安全带已扣上，报警灯亮，这结果仅与司机有关，列出可能的故障，并写出寻找故障的测试顺序。
可能情况：司机未系安全带
查找顺序：乘客S2=1,B2=1;司机S1=1；查询真值表可得
