实验一门电路的逻辑功能验证及逻辑变换.docx

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实验一门电路的逻辑功能验证及逻辑变换

实验一门电路的逻辑功能验证及逻辑变换

、实验目的

1.掌握基本逻辑门的逻辑功能

2.常用74LS系列门电路芯片的引脚分布

3.熟悉用标准与非门实现逻辑变换的方法

4.掌握仿真软件Multisim的基础使用方法

、芯片列表

74LS00、74LS04、74LS20

三、实验原理

74LS04、74LS00、74LS20的引脚图分别如图1、图2、图3所示，其功能表如表1、表和表3所示。

1234567A1B1Y1A2B2Y2GND

图274LS00引脚图

四、实验过程

1.基本门电路的逻辑变换

用与非门实现下列门电路，写出逻辑表达式，画出逻辑电路图，并在Multisim软件上进行验证。

1或门：

FAB

2与门：

FA?

B

3与或门:

FABCD

④异或门：

FAB

1）或门：

FAB

FAB用与非门实现的逻辑表达式如

（1）式所示

FABABAB

（1）

由

（1）式的逻辑表达式，FAB的真值表如表4所示，其中，A，B表示输入信号，F表示输出信号。

根据FABAB的逻辑表达式，其逻辑电路图如图4所示。

图4FAB用与非实现的逻辑图

根据图4所示所示的逻辑图，在Multisim环境下搭接电路图如图5所示，在图5所示的电路中，指示灯A和B用于指示输入的逻辑电平，指示灯F用于指示输出的逻辑电平。

图5FAB在Multisim下的实际电路图

在图5所示的电路中，指示灯灭表示低电平，指示灯亮表示高电平。

当A，

B输入不同的电平时，其仿真结果如图6所示。

图6所对应的输入输出结果如表

图6FAB的仿真结果图

由图6和表5的测试结果可知，FAB用与非门实现的测量结果与表4的真值表完全一致，说明图5所示的逻辑变换完全正确。

2）与门：

FA?

B

2）

FA?

B用与非门实现的逻辑表达式如

（2）式所示

由

（2）式的逻辑表达式，FA?

B的真值表如表6所示，其中，A，B表示输入信号，F表示输出信号

根据的逻辑表达式，其逻辑电路图如图7所示

图7FA?

B用与非实现的逻辑图

根据图7所示所示的逻辑图，在Multisim环境下搭接电路图如图8所示，在图8所示的电路中，指示灯A和B用于指示输入的逻辑电平，指示灯F用于指示输出的逻辑电平。

在图8所示的电路中，指示灯灭表示低电平，指示灯亮表示高电平。

当A，

图9FAB的仿真结果图

B输入不同的电平时，其仿真结果如图9所示。

图9所对应的输入输出结果如表7所示。

由图9和表7的测试结果可知，FA?

B用与非门实现的测量结果与表7的真值表完全一致，说明图8所示的逻辑变换完全正确。

3）与或门：

FABCD

FABCD用与非门实现的逻辑表达式如（3）式所示。

（3）

由（3）式的逻辑表达式，FABCD的真值表如表8所示，其中，A，B,C,D表示输入信号，F表示输出信号

根据

图10FABCD用与非实现的逻辑图

根据图10所示所示的逻辑图，在Multisim环境下搭接电路图如图11所示，在图11所示的电路中，指示灯A,B,C,D用于指示输入的逻辑电平，指示灯F用于指示输出的逻辑电平。

图12FABCD的仿真结果图

在图11所示的电路中，指示灯灭表示低电平，指示灯亮表示高电平。

当A，B，C,D输入不同的电平时，其仿真结果如图12所示。

图12所对应的输入输出结果如表9所示。

由图12和表9的测试结果可知，FABCD用与非门实现的测量结果与表9的真值表完全一致，说明图11所示的逻辑变换完全正确。

4）异或门：

FAB

FAB用与非门实现的逻辑表达式如（4）式所示。

（4）由（4）式的逻辑表达式，FAB的真值表如表10所示，其中，A，B表示输入信号，F表示输出信号。

根据的逻辑表达式，其逻辑电路图如图13所示

图13FAB用与非实现的逻辑图

根据图13所示所示的逻辑图，在Multisim环境下搭接电路图如图14所示，在图14所示的电路中，指示灯A和B用于指示输入的逻辑电平，指示灯F用于指示输出的逻辑电平。

图14FAB在Multisim下的实际电路图

在图14所示的电路中，指示灯灭表示低电平，指示灯亮表示高电平。

当A，

B输入不同的电平时，其仿真结果如图15所示。

图15所对应的输入输出结果如

表11所示。

图15FAB的仿真结果图

由图15和表11的测试结果可知，FAB用与非门实现的测量结果与表

11的真值表完全一致，说明图15所示的逻辑变换完全正确五、实验总结

通过本次实验，学习了74LS00,74LS04和74LS20芯片的管脚图和功能表，对双列直插芯片和表贴芯片的封装有了一定的认识。

清楚认识到74LS00与非门

芯片有4个独立的与非门，电源的VCC和GND分别位于芯片的14管脚和7管脚。

对于74LS20，其管脚NC表示noconnect，即不连接。