数字电路 实验一 门电路逻辑功能及测试

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数字电路 实验一 门电路逻辑功能及测试

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一、实验目的 熟悉门电路逻辑功能,并掌握常用的逻辑电路功能测试方法;熟悉RXS-1B数字电路实验箱及双踪示波器的使用方法。 二、实验仪器 双踪示波器;RXS-1B数字电路实验箱;万用表;74LS00(四2输入与非门)1片、74LS86(四2输入异或门)一片。 三、实验内容 1、异或门逻辑功能测试 1. 引线排列

    集成电路74LS86 是一片四2输入异或门电路。     如图 1所示,它的 1、2、4、5、9、10、12、13 号引脚为输入端 1A、1B、2A、2B、3A、3B、4A、4B:3、6、8、11 号引脚为输出端 1Y、2Y、3Y、4Y;7号引脚接地,14号引脚接电源+5V。 在这里插入图片描述

2.功能测试

74LS86的电路逻辑关系为 在这里插入图片描述

 (1)为了测试该逻辑功能,我们将一片74LS86插入RXS-1B 数字电路实验箱的任意 14 引脚的 IC 空插座中,并按图 2所示接线。  (2)74LS86 的输入端1、2、4、5号引脚分别接至数字电路实验箱的任意 4 个电平开关的插孔,输出端3、6、8分别接至数字电路实验箱的电平显示器的任意3个发光二极管的插孔,14 号引脚接至数字电路实验箱的+5V 电源的“+5V”插孔,7号引脚接至数字电路实验箱+5V 电源的“GND”插孔。 在这里插入图片描述     实际接线图如图 3所示。 在这里插入图片描述  (3)将电平开关按设,然后观察输出端A、B、Y 所接的电平示器的发二极管的状态,并测量输出端Y 的电压值。发光二极管为红色表示输出为高电平(1),发光二极管为绿色表示输出为低电平(0),发光二极管不亮表示输出为悬空电平。  实验数据如表格 1所示。 在这里插入图片描述   (4)将实验结果与异或门真值表比较,可以确定74LS86实现了异或功能。逻辑电平1的电压范围应该>4.1V,逻辑电平0的电压范围应该<0.15V. 在这里插入图片描述

2、利用与非门控制输出 1. 引线排列

  集成电路74LS00 是一片四2输入与非门电路。   如图 4所示,它的 1、2、4、5、9、10、12、13 号引脚为输入端 1A、1B、2A、2B、3A、3B、4A、4B:3、6、8、11 号引脚为输出端 1Y、2Y、3Y、4Y;7号引脚接地,14号引脚接电源+5V。 在这里插入图片描述

2. 功能测试

    74LS00的电路逻辑关系为 在这里插入图片描述   (1)为了利用与非门控制输出,我们选一片74LS00,按图 5接线。   (2)在输入端A输入1kHz连续脉冲,将S端接至数字电路实验箱的任一逻辑电平开关。用示波器观察 S 端为0电平和1电平时的输入端A和输出端Y的波形,并记录之。     实际接线图如所示, 在这里插入图片描述   (3)启动示波器,观察示波器输出。     当S端输入低电平0时,可以看到无论A的输入是什么,输出Y都是高电平。(上面为A,下面为输出Y) 在这里插入图片描述     当S端输入高电平1时,根据与非门逻辑关系:当A输入低电平时,输出Y为高电平;当A输入高电平时,输出Y为低电平。     实测结果与预期相符,A与Y反相。 在这里插入图片描述    成功利用与非门控制输出,当S为低电平时,输出Y恒为高电平;当S为高电平时,输出Y与输入A的电信号相反。

4、思考题

1、怎样判断门电路逻辑电路的功能是否正常? 答: ① 测试不同的输入信号,使用万用表检测输入输出是否符合真值表。 ② 将电路分为不同模块,逐步检查每个模块,找到故障点。 ③ 使用示波器观察输入输出信号。

2、如果与非门的一个输入端接入连续脉冲,那其余端什么状态时才允许脉冲通过?什么状态时禁止脉冲通过? 答:当其余端为高电平时,允许脉冲通过。其余端为低电平时,输出恒为高电平,禁止脉冲波通过。

3、与非门又称可控反相门,为什么? 答:与非门有两个输入端。当其中一端输入为0时,输出与另一端无关,恒为高电平;当其中一端输入为1时,输出与另一端输入相反。因此与非门是可控反相门,当控制端为1时,与非门是反相门。

4、芯片功能的常用测试手段或方法有几种? 答:常用方法有6种,分别是板级测试、晶圆CP测试、封装后成品FT测试、系统级SLT测试、可靠性测试,多策并举



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