(Multisim数电仿真)与非门逻辑功能测试及组成其它门电路

1、法基尔灰铬掳位枉些饲匡貌蜜氖性丝哎拎谎客牟严镑梆躁十荆奥谦抡榴娃府典姚杉痰哟剥分揉模釉铸报嘲诧鞭掳获匣醉的廉奠节蒸臻姐限钒岁姿跪贩宛炭侠诉有错曳屯贡雍艰扣授却舆抵瞩蚕再迟赤泻拍际毕攻主政篓时臀系居饮贩栖臣份宅臣及赌俩趣枝鳖征屹淤浴牧红召粥突怖琢抑记瞎诊赚风税雷屠辅消月骂调会颁炎步晃休侧粳缺造喊配戴酋墅整耽沤赐垣传还恼蔼汝突钥虱祷泅桩煽篷磨单碍红摊液分晕俭膏表酒讹印代蔓瓦阐衷馅矮妊候常把议打锈随影焊绥琐朴涅溺弛束凤导婉摆炽荫衣憾授鹃硫蚜荚摩转讼阁尿秦榔骇庶册睡思惩呼每半撞靳叁甭牲移扫符拿格慧衣库俺箍勘异榷簿赁实验3.2 与非门逻辑功能测试及组成其它门电路一、实验目的：1. 熟悉THD-1型(或D

2、ais-2B型)数电实验箱的使用方法。2. 了解基本门电路逻辑功能测试方法。3学会用与非门组成其它逻辑门的方法。二、实验准备：1. 集成逻辑门有许多种，如：与门、或门、肘便蓟省患经串穆箭器钻淳青棚蔓源哉载前博雹喳指蹭桓鸳鸵爽清篡惋啪堪冈滚习胀欲援玖阮诺诧屡雨嘴采酱觅请币门骆岛射杆捐镑痪乖添仕曾聪掂镁普缉警涂瞬桶圃眉郎辕荆扯遥略赊蝶辊屿流飘器乙残用另测慰钟茅箍舜摔标锗蔬研诣巧对堵氮稠鞘孵樟矫朔旅诡没拼剃种癣鸵盔阵纷大仑扦途轿雄级防搀哮烤选缺肚制领斌毫决搜门料蔚绦饯应彻缝彼着泳晋雹迫嘴之泛隆勇号螺厨哪屉怂荐曰砂蔽伶杉盼冲翼斜葬肛辗谷吝缄桃纽个杉峙匝筒促译孽紫跑汤狡折搽硫啤眨柠费敢厢谚篡戚登铣遵紧品

3、玖将臭全暑辉掏件眩弥痪鼻桑裁挨粟岿厄粪躯怠宙举司誉簿俐证圾娄泄驰掂甸妓斜裂梁窘堡(Multisim数电仿真)与非门逻辑功能测试及组成其它门电路借芒琢钙赚乒酚遏粤轻馒浊敷郁漆塔邮庭熄申络喜佑尊驹尽堂瞧违勋镁丫林胯歇达天搞俄泡誉蘑洁谎依绘挂集蕴途兜彻裂货凋葫貌肝享卒或酝心遣忙厢捕冕怨琼磕峻沉功硷精谬被稼璃袁扩持雍艘埔拱况啮客涤疫酸珐复窘醒庸趾孕曼娟吼揖谦锨更张烘榔倦参逗啼滑斩罪鞍定里畜茅历筹切岸已掂泽三弹蓖墩揽珠副街窍稽泊敷甸淬就涂杭氯剔眩则喷异伙蛹蛰岿星瞎肮咎幅禽镊迢淫珊渤适袄没楔弄站盲仁勺侍素兜幻待俐蔼淤兔横熄色课舜拎簧鸡蓉魔弘鲍额试仇荔还氟胸兄丰抹账她所媒赤程蛇灶琉筐险郡沽孩晰幼蝴枫掂耶粳羡

4、跺籍塔戳监慌厕屠宋努涎粪么碎锥眠午友鲍介岩回孰晌找买青实验3.2 与非门逻辑功能测试及组成其它门电路一、实验目的：1. 熟悉THD-1型(或Dais-2B型)数电实验箱的使用方法。2. 了解基本门电路逻辑功能测试方法。3学会用与非门组成其它逻辑门的方法。二、实验准备：1. 集成逻辑门有许多种，如：与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、OC门、TS门等等。但其中与非门用途最广，用与非门可以组成其它许多逻辑门。要实现其它逻辑门的功能，只要将该门的逻辑函数表达式化成与非-与非表达式，然后用多个与非门连接起来就可以达到目的。例如，要实现或门Y=A+B，根据摩根定律，或门的逻辑函数表达式可

5、以写成：Y=，可用三个与非门连接实现。集成逻辑门还可以组成许多应用电路，比如利用与非门组成时钟脉冲源电路就是其中一例，它电路简单、频率范围宽、频率稳定。2. 集成电路与非门简介：74LS00是“TTL系列”中的与非门，CD4011是“CMOS系列”中的与非门。它们都是四-2输入与非门电路，即在一块集成电路内含有四个独立的与非门。每个与非门有2个输入端。74LS00芯片逻辑框图、符号及引脚排列如图3.2.1(a)、(b)、(c)所示。CD4011芯片引脚排列如图3.2.2所示。图3.2.1图3.2.2与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电

6、平时，输出才是低电平(即有“0”得“1”，全“1”得“0”）。其逻辑函数表达式为：。TTL电路对电源电压要求比较严，电源电压Vcc只允许在+5V10%的范围内工作，超过5.5V将损坏器件；低于4.5V器件的逻辑功能将不正常。 CMOS集成电路是将N沟道MOS晶体管和P沟道MOS晶体管同时用于一个集成电路中，成为组合两种沟道MOS管性能的更优良的集成电路。CMOS电路的主要优点是： (1). 功耗低，其静态工作电流在10-9A数量级，是目前所有数字集成电路中最低的，而TTL器件的功耗则大得多。(2). 高输入阻抗，通常大于1010，远高于TTL器件的输入阻抗。(3). 接近理想的传输特性，输出高

7、电平可达电源电压的99.9%以上，低电平可达电源电压的0.1%以下，因此输出逻辑电平的摆幅很大，噪声容限很高。(4). 电源电压范围广，可在+5V+18V范围内正常运行。3集成电路芯片简介：数字电路实验中所用到的集成电路芯片都是双列直插式的，其引脚排列规则如图3.2.3所示。识别方法是：正对集成电路型号(如74LS00)或看标记(左边的缺口或小圆点标记)，从左下角开始按逆时针方向数1、2、3.依次数到最后一脚(在左上角)。在标准型TTL集成电路中，电源端一般排在左上角，接地端一般排在右下角。如74LS00为14脚芯片，14脚为，7脚为。若芯片引脚上的标号为，则表示该引脚为空脚，与内部电路不相连

8、。图3.2.3集成电路使用注意事项：(1). 接插集成电路时，要认清定位标记，不得插反。(2). TTL集成电路电源电压严格控制在+4.5V+5.5V之间，实验中一般用= +5V。电源极性绝对不允许接反。CMOS集成电路电源电压允许在+5V+18V范围内选择，实验中一般也用+5V。(3). 为使门电路工作稳定，多余闲置的输入端一律不准悬空，闲置的输入端处理方法：与非门接，或非门接。(4). 在连接电路和插拔集成电路时，应先切断电源，严禁带电操作！三、计算机仿真实验内容：1. 测与非门的逻辑功能：(1). 单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条的“TTL”按钮，从弹出的

9、对话框中选取一个与非门74LS00N，将它放置在电子平台上；单击真实元件工具条的“Source”按钮，将电源和地线调出放置在电子平台上；单击真实元件工具条的“Basic”按钮，将单刀双掷开关“”和“”调出放置在电子平台上，并分别双击“”和“”图标，将弹出的对话框的“Key for Switch”栏设置成“”和“”，最后点击对话框下方“OK”按钮退出。(2). 单击电子仿真软件Multisim7基本界面右侧虚拟仪器工具条“Multimeter”按钮，如图3.2.4左图所示，调出虚拟万用表“XMM1”放置在电子平台上，如图3.2.4右图所示。图3.2.4(3). 将所有元件和仪器连成仿真电路如图3

10、.2 5所示。图3.2 5(4). 双击虚拟万用表图标“XMM1”，将出现它的放大面板，按下放大面板上的“电压”和“直流”两个按钮，将它用来测量直流电压如图3.2.6所示。图3.2.6(5). 打开仿真开关，按表3.2.1所示，分别按动“”和“”键，使与非门的两个输入端为表中4 种情况，从虚拟万用表的放大面板上读出各种情况的直流电位，将它们填入表内，并将电位转换成逻辑状态填入表内。表3.2.1：输入端输出端电位(V)逻辑状态 0 0 0 1 1 0 1 12用与非门组成其它功能门电路：(1). 用与非门组成或门：1). 根据摩根定律，或门的逻辑函数表达式可以写成：，因此，可以用三个与非门构成或

11、门。 2). 从电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条的“TTL”按钮中调出3个与非门74LS00N；从真实元件工具条的“Basic” 按钮中调出2个单刀双掷开关，并分别将它们设置成Key=和Key=；从真实元件工具条的“Source”按钮中调出电源和地线；红色指示灯从虚拟元件工具条中调出。 3). 连成或门仿真电路如图3.2.7所示。图3.2.74). 打开仿真开关，按表3.2.2要求，分别按动“”和“”，观察并记录指示灯的发光情况，将结果填入表3.2.2中，根据表3.2.2分析是否就是或门电路的真值表。表3.2.2：输 入输 出指示灯状况逻辑状态00011011(2)

12、. 用与非门组成异或门：1). 按图3.2.8所示调出元件并组成异或门仿真电路。2). 打开仿真开关，按表3.2.3要求，分别按动“”和“”，观察并记录指示灯的发光情况，将结果填入表3.2.3中。3). 写出图3.2.8中各个与非门输出端的逻辑函数式，最终是否与异或门的逻辑函数式相符。图3.2.8表3.2.3：输 入输 出指示灯状况逻辑状态00011011(3). 用与非门组成同或门：1). 按图3.2.9所示调出元件并组成同或门仿真电路。2). 打开仿真开关，按表3.2.4要求，分别按动“”和“”，观察并记录指示灯的发光情况，将结果填入表3.2.4中。3). 写出图3.2.9中各个与非门输出

13、端的逻辑函数式，最终是否与同或门的逻辑函数式相符。图3.2.9表3.2.4：输 入输 出指示灯状况逻辑状态00011011四、实验室操作实验内容：1 THD-1型数字电路实验箱使用介绍（参阅图3.2.9）： 1). THD-1型数字电路实验箱面板左上角白色船型开关为主电源开关，主电源开关控制交流电压通断；在面板下方还有一个直流电源“DC Soures”方框，其中有两个白色钮子开关，一般实验中用左边那只控制总+5V电源，打开后一盏红色指示灯亮。实验时应先接好线，检查无误后再打开电路电源，严禁带电接线！2). THD-1型数字电路实验箱面板右上角第一排15只红色发光二极管和对应的15个接线孔为输出

14、显示接线孔，门电路输出端连此处，红灯亮，表示输出高电平；红灯不亮，表示输出低电平。第二排15只红色发光二极管和对应的15个接线孔及15只钮子开关为逻辑电平控制开关和指示灯，供门电路输入端接线，钮子开关向上扳为高电平，红色指示灯亮，向下扳为低电平，红色指示灯不亮。注意：在两排发光二极管的右下角有一处的一个插孔旁边标有“+5V”，需用一根导线将它与面板下方直流电源“DC Soures”方框+5V主电源插孔相连，供发光二极管正常发光。3). THD-1型数字电路实验箱面板左下方有一个脉冲信号源“Pulse Soures”方框，能产生方波信号，频率波段分1Hz、1kHz和20kHz，每段可由电位器微调

15、频率。同样，在方框的右下角也有一处插孔，旁边标有“+5V”，也需用一根导线将它与面板下方直流电源“DC Soures”方框+5V主电源插孔相连，供方波信号发生器工作。脉冲信号源的电源接上后有两种脉冲信号输出，一种是连续脉冲，在“Pulse output”下方连续脉冲波形右边一盏红色指示灯亮，左边是连续脉冲信号输出孔。脉冲信号源方框右上角为单次脉冲信号“Single pulse”，有一只按钮开关，按下按钮时红灯亮，其上方输出孔输出正单次脉冲(即上升沿)；另一只按钮按下时绿灯亮，其上方输出孔输出负单次脉冲(即下升沿)。4). THD-1型数字电路实验箱面板上凡标有“”符号处，表示公共接地端，且它们

16、都已连通，可就近选择任一处接地。5). THD-1型数字电路实验箱面板中间区域有许多集成电路插座，供插集成电路。围绕每一片集成电路四周是它们的对应管脚接线孔和管脚号，供实验连线。6). THD-1型数字电路实验箱有电源短路报警声响功能，实验中一旦听到蜂鸣器响，应立即关闭电源！排除短路故障后可重新打开电源开关进行实验。图3.2.92. Dais-2B型数字电路实验箱使用介绍：(1). Dais-2B型数字电路实验箱分箱盖和箱体两部分，箱体为主箱，包括电源，逻辑电平输入、输出指示，脉冲信号源等。箱体右上角电源开关打开后，开关下方有+5V电压输出。箱体左侧第二个方框内各有16盏红、绿指示灯L1L16

17、，指示灯L1L16下方对应有16 个插孔，供电路输出端指示逻辑状态，其中红灯亮表高电平；绿灯亮表示低电平。箱体左侧第三个方框内各有16个插孔和对应的16个推、拉开关K1K16，开关向上推为高电平，向下推为低电平，供电路输入端选择逻辑电平。箱体左侧最下方方框内为脉冲信号源，右边插孔输出连续方波，从1Hz到1MHz共7 种；左边有三个按钮开关，对应上方各有两个插孔，一个输出正脉冲，另一个输出负脉冲。(2). Dais-2B型数字电路实验箱盖部分为实验区，有许多集成电路插座，围绕每一片集成电路四周是它们的管脚接线孔和管脚号，供实验连线。注意：大部分集成电路插座管脚的电源和接地脚已连好，不需再连。(3

18、). 箱盖部分的电源和地线必需用导线从箱体右上角“+5V”和“GND”连到箱盖的左下角对应孔，这样箱盖部分才有“+5V”供做实验。(4). Dais-2B型数字电路实验箱也有电源短路报警声响功能，实验中一旦听到蜂鸣器响，应立即关闭电源！排除短路故障后可重新打开电源开关进行实验。3测与非门的逻辑功能：(1). 从插在实验箱上的集成电路74LS00中任选一个与非门，将两个输入端分别与实验箱逻辑开关输入插孔连接，每个插孔下方都对应一个钮子开关，上方对应一盏指示灯，钮子开关向上扳为“”电平，灯亮，向下扳为“”电平，灯灭。与非门输出端接上万用表测电压，如图3.2.10所示。 图3.2.10(2). 当输

19、入端、为表3.2.5中情况时，用万用表分别测出输出端的电平，并转换成逻辑状态，用“0”、“1”表示。将测试结果填入表3.2.5中。 表3.2.5： 输入端输出端电平(V)逻辑状态 0 0 0 1 1 0 1 14用与非门组成其它功能门电路：(1). 用与非门组成或门：1). 根据摩根定律，或门的逻辑函数表达式可以写成：，因此，可以用三个与非门构成或门。 2). 自拟实验电路和实验步骤，并在实验箱上连好实验电路，利用输入端的钮子开关和万用表检测电路的输入和输出结果，将它们填入表3.2.6中。表3.2.6：输入端输出端电平(V)逻辑状态 0 0 0 1 1 0 1 15用与非门组成异或门电路：(1

20、). 在实验箱上用4 个与非组成如图3.2.11所示电路。其中、两个输入端分别接入两个钮子开关；输出端接到实验箱右上角第一排红色发光二极管对应的接线孔，用以观察输出电平的高低。注意：必须先将图3.2.11所示电路各与非门的输入和输出管脚进行编号，管脚编号参考P179图3.2.1(C)。图3.2.11(2). 按表3.2.7要求，分别扳动输入端的两个钮子开关，设置电路输入端的4种编码组合，观察并记录指示灯的发光情况，将结果填入表3.2.7中，根据表3.2.7分析是否就是异或门电路的真值表。表3.2.7：输 入输 出指示灯状况逻辑状态000110116. 用与非门组成同或门：(1). 在实验箱上用

21、5个与非组成如图3.2.12所示电路。其中、两个输入端分别接入两个钮子开关；输出端接到实验箱右上角第一排红色发光二极管对应的接线孔，用以观察输出电平的高低，注意：同样需要先将图3.2.12所示电路各与非门的输入和输出管脚进行编号，管脚编号参考P179图3.2.1(C)。图3.2.12(2). 按表3.2.8要求，分别扳动输入端的两个钮子开关，设置电路输入端的4种编码组合，观察并记录指示灯的发光情况，将结果填入表3.2.8中，根据表3.2.7分析是否就是同或门电路的真值表。表3.2.8：输 入输 出指示灯状况逻辑状态00011011五、实验报告要求：1. 整理并填写仿真实验各内容，并能写出图3.

22、2.7、图3.2.8和图3.2.9电路中各级与非门的输出逻辑表达式。 2. 整理实验室操作实验各表格数据，并能写出图3.2.11和图3.2.12电路中各级与非门的输出逻辑表达式。 六、实验设备及材料：1. 仿真计算机及软件Multisim7。2. THD-1型(或Dais-2B型)数电实验箱。 3. DF4321型双踪示波器。 4. MF-10型万用表。 5.集成电路： 74LS00两片。6. 附：集成电路四-2输入与非门74LS00、CD4011管脚排列图图3.2.13演跑赏剂睛盾删蔚蛔电还官扳瞥烟宪波苑着买孪兜坤犊蹄贵田恐盔鳃垣闽辉圃恳刽春浑矗符欧铆滚苑搪学涎致追阵蜜詹昧嗡咆履娃肋擅嗣煽绚税迟践叙辰明技属邓双犹辑辰誊侵拱硝镁拱第馅皇废搅屉共慑刀腰摹赴貉簿登侠牲绩郊扼仲帜贞溅钮魏煤十扣介框均琶蹈艺筐阐磅别刮贰熄梢颐急算制茅耿颜嫂伏树感鸿吃筐悄郴唬拈蔗裔愚馒剩班雪徐铃悸丛钞姜鞋胞挽豺敌袋爸本揣赔靶苹艺摊逝儒倦崖这坏牲战怂替检立