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一、 实验目的
- 熟悉TTL中、小规模集成电路的外形、管脚和使用方法；
- 了解和掌握基本逻辑门电路的输入与输出之间的逻辑关系及使用规则。
二、 实验原理
- 实现基本逻辑运算和常用逻辑运算的单元电路称为逻辑门电路。
- 门电路通常用高电平VH表示逻辑值“1”，低电平VL表示逻辑值“0”。TTL门电路高电平的典型值为VH=5V~3.6V，低电平的典型值为VL=0.4V。
- TTL与非门的输入输出电压关系：
| 输入 | 输出 | |
|---|---|---|
| A | B | Y |
| 0V | 0V | 0V |
| 0V | 5V | 5V |
| 5V | 0V | 5V |
| 5V | 5V | 0V |
-
与门：
-
或门：
-
非门：
三、实验内容
实验任务一：与非门逻辑功能测试
(1) 实验步骤
- 将74LS00的输入引脚连接到任一开关，输出连接到任一数码管。
- 拨动开关，观察二极管的变化，填入与非门的输入与输出状态记录表。
(2) 实验现象
- 当所有输入引脚都为逻辑高电平（1）时，与非门的输出为逻辑低电平（0）。
- 只要有一个或多个输入引脚为逻辑低电平（0），与非门的输出即为逻辑高电平（1）。
(3) 数据记录、分析与处理
与非门的输入输出状态记录表
| 输入A | 输入B | 输出Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
(4) 实验结论
与非门的输出只有在所有输入为逻辑高电平时才为低电平，否则为高电平。
实验任务二：复合门和基本门的关系
(1) 实验步骤
- 根据表达式
用74LS00构成与门。 - 拨动开关，观察二极管的变化，填入与门的输入与输出状态记录表。
- 根据表达式
用74LS00构成或门。
4. 拨动开关，观察二极管的变化，填入或门的输入与输出状态记录表。
5. 根据表达式
用74LS00构成非门。
6. 拨动开关，观察二极管的变化，填入非门的输入与输出状态记录表。
(2) 实验现象
- 只要有一个或多个输入引脚都为逻辑低电平（0）时，与门的输出即为逻辑低电平（0），否则为逻辑高电平（1）。
- 只要有一个或多个输入引脚都为逻辑高电平（1）时，或门的输出即为逻辑高电平（1），否则为逻辑低电平（0）。
- 非门的输出总是和输入反向，即输入引脚为逻辑高电平（1）时，输出为逻辑低电平（0），输入引脚为逻辑低电平（0）时，输出为逻辑高电平（1）。
(3) 数据记录、分析与处理
与门的输入输出状态记录表
| 输入A | 输入B | 输出Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
或门的输入输出状态记录表
| 输入A | 输入B | 输出Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
非门的输入输出状态记录表
| 输入A | 输入B | 输出Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
(4) 实验结论
- 与门的输出只有在所有输入为逻辑高电平时才为高电平，否则为低电平。
- 或门的输出只要有一个输入为逻辑高电平，输出即为逻辑高电平。
- 非门的输出与输入相反。
四、建议和体会
- 在进行实验时，应先确认74LS00的功能完好，而后仔细检查芯片的引脚连接，确保连接正确，以避免电路故障。
- 实验中要确保安全，特别是在使用电源和连接线时，避免短路和电击风险。
- 本实验有助于理解复合门与基本门之间的关系，为后续学习数字电路和逻辑设计提供了基础。同时，通过实验，也培养了自己实验操作和数据记录的技能。