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Multisim数电仿真)与非门逻辑功能测试及组成其它门电路

作者:小编    发布时间:2026-07-10 10:06:57    浏览量:

  

Multisim数电仿真)与非门逻辑功能测试及组成其它门电路(图1)

  1).按图3.2.9所示调出元件并组成同或门仿线).打开仿线要求,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中各个与非门输出端的逻辑函数式,最终是否与同或门的逻辑函数式相符。

  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。

  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。

  1).按图3.2.8所示调出元件并组成异或门仿线).打开仿线要求,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。

  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pg电子免费试玩平台门、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。

  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).从电子仿线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).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 。

  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B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).箱盖部分的电源和地线V”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。

  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5V±10%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。

  (1).单击电子仿线基本界面左侧左列真实元件工具条的“TTL”按钮,从弹出的对线N,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。

  (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L1~L16,指示灯L1~L16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K1~K16,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。

  (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。

  (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。

  (2).单击电子仿线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。

  (3).将所有元件和仪器连成仿线).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。

  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)。

  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).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。

  (1).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)。

  (2).当输入端 、 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。

  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。

  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。

  3).连成或门仿线).打开仿线要求,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线:

  (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线:

  (3).接近理想的传输特性,输出高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。

  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。

  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。

  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=AB,根据摩根定律,或门的逻辑函数表达式可以写成: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。

  (5).打开仿线所示,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。

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