集成门电路功能测试的实验报告

通信二班 20100820206 蒋和平

一、实验名称：集成门电路功能测试。

二、实验目的：

1.3.1基本知识点：

1.  逻辑值与电压值的关系。

2.  常用逻辑门电路逻辑功能及其测试方法。

3.  硬件电路基础实验箱的结构、基本功能和使用方法。

1.3.2 实验仪器设备与元器件

1.3.3 实验概述

1.  预习：

2.  逻辑值与电压值

3.  门电路的基本功能： 

图 1.3-1 所示   是 TTL 与非门 74LS00的逻辑符号及逻辑电路。

5.  数字电路的测试

常对组合数字电路进行静态和动态测试，静态测试是在输入端加固定的电平信号，测试输出壮态，

验证输入输出的逻辑关系。动态测试是在输入端加周期性信号，测试输入输出波形，测量电路的频率响

应。常对时序电路进行单拍和连续工作测试，验证其状态的转换是正确。本

出的逻辑关系，实验在由硬件电路基础实验箱和相关的测试仪器组成的物理平台上进行。

硬件电路基础实验箱广泛地应用于以集成电路为主要器件的数字电路实验中，它的主要组成部分有：

(1)  直流电源：提供固定直流电源（+5V,-5V）和可调电源(+3～15V,-3～15V)。

(2)  信号源：单脉冲源（正负两种脉冲）；连续脉冲。

(3)  逻辑电平输出电路：通过改变逻辑电平开关状态输出两个电平信号：高电平“1”和低电平“0”。

(4)  逻辑电平显示电路：电平显示电路由发光二极管及其驱动电路组成，用来指示测试点的逻辑电平。

(5)  数码显示电路：动态数码显示电路和静态数码显示电路，静态数码显示电路由七段 LED 数码管及其译码器组成。

(6)  元件库：元件库装有电位器、电阻、电容、二极管、按键开关等器件。

(7)  插座区与管座区：可插入集成电路，分立元件。

6.  集成门电路功能验证方法

选定器件型号，查阅该器件手册或该器件外部引脚排列图，根据器件的封装，连接好实验电路，以

测试 74LS00与非门的功能为例：

正确连接好器件工作电源：74LS00 的 1 4 脚和7脚分别接到实验平台的 5 V直流电源的“+5 V"和

“GND”端处，TTL 数字集成电路的工作电压为 5 V(实验允许 5％的误差)。 

连接被测门电路的输入信号：74LS00 有四个二输入与非门，可选择其中一个二输入与非门进行实

验，将输入端 A,B 分别连接到实验平台的“ 16位逻辑电平输出”电路的其中两个输出端（如 K1、K 2 对应的输出端）。

连接被测门电路的输出端：将与非门的输出端 Y连接到“十六位逻辑电平显示”电路的其中一个

入端。

确定连线无误后，可以上电实验，并记录实验数据，分析结果。

通过开关改变被测与非门输入端 A，B 的逻辑值，对应输入端的 LED指示灯亮时为 1，不亮时为 0。

观测输出端的逻辑值，对应输出端的指示灯 LED亮红色时为 1，亮绿色时为 0。  不亮表示输出端

不是标准的 TTL 电平。

K1、K 2 共有 4 种开关位置的组合，对应被测电路的四种输入逻辑状态 00，01，10，11，可以改

变 K1、K 2开关的位置，观察电平显示 LED的亮灭情况，以真值表的形式记录被测门电路的输入和输

出逻辑状态。

观测逻辑值时，用万用表测量出对应的电压值，验正 TTL电路逻辑值与电压值的关系。

比较实测值与理论值，比较结果一致，说明被测门的功能是正确的，门电路完好。如果实测值与理论值不一致，应检查集成电路的工作电压是否正常，实验连线是否正确，判断门电路是否损坏。

7.  故障排除方法

在门电路组成的组合电路中，若输入一组固定不变的逻辑状态，则电路的输出端应按照电路的逻

辑关系输出一组正确结果。若存在输出状态与理论值不符的情况，则必须进行查找和排除故障的工作，

方法如下：

     用万用表(直流电压挡)测量所使用的集成电路的工作电压，确定工作电压是否为正常的电源电压

(TTL 集成电路的工作电压为 5 V，实验中 4．75～5．25 V也算正常)，工作电压正常后再进行下一步工

作。

     根据电路输入变量的个数，给定一组固定不变的输入状态，用所学的知识正确判断此时该电路的输

出状态，并用万用表逐一测量输入、输出各点的电压。逻辑 l 或逻辑 0 的电平必须在规定的逻辑电平范

围内才算正确，如果不符，则可判断故障所在。通常出现的故障有集成电路无工作电压，连线接错位置，

连接短路、断路等。

    8．TTL集成电路的使用注意事项

    (1)接插集成块时，认清定位标识，不允许插错。

    (2)工作电压 5 V，电源极性绝对不允许反接。

(3)闲置输入端处理：

1.3.4 实验内容

1.  基本门电路逻辑电路测试：

测试 74LS08(与门)、74LS32(或门)、74LS04(非门)、74LS00(与非门) 、74LS86(异或门)的功能。将

被测芯片插入实验区的空插座,连接好测试线路,拨动开关,改变输入信号,观测输入输出端的逻辑值时，

并用万用表测量出输出端对应的电压值，验正 TTL 电路的逻辑功能, 记录实验数据。

2.  逻辑门的转换

利用 74S00与非门组成非门，2 输入与门,2 输入或门电路，画出实验电路图，并测试其逻辑功能，

验证结果。

3.     门电路的基本应用

测试用“ 异或门”和“与非门”组成的半加器逻辑功能。

  根据半加器的逻辑表达式可知，半加器的输出的和数 S 是输入 A、B（二进制数）的“异或”，而进位数 C 是 A、B的相“与”，故半加器可用一个集成“异或门”和两个“与非门”组成，如图1.3.3所示。

（1）在实验箱上用“异 (74LS86)和“与非”门连 1.3.3所示逻辑电路。输入端A、 B接“逻辑电平”开关，输出端S、C接“电平显示”发光二极管。

通过电平开关改变输入A、B的逻辑状态置位，观测输出端的逻辑状态，列表记录。

（2）通过电平开关改变输入A、B的逻辑状态置位，观测输出端的逻辑状态，列表记录。

1.3.4 思考题

(1)  如何用 74LS32 实现 4 输入或门功能? 如何用 74LS08 实现 4 输入与门功能?

(2) A，B 各是一个 1 位数据，用最简单的方法判断 A和 B 是否相等，画出逻辑图并说明原理。

实验数据：

 

第二篇：硬器件实验报告3——集成门电路功能测试

2.3集成门电路的功能测试

2.3.1 基本知识点

 （1）逻辑值与电压值的关系。

 （2）常用逻辑门电路的逻辑功能测试及测试方法。

 （3）硬件基础电路试验箱的结构、基本功能及使用方法。

2.3.2 实验仪器与元器件

 （1）自制硬件基础电路试验箱、双踪示波器、基本功能及使用方法。

（2）元器件：74LS00、74LS04、74LS08、74LS32、74LS86。

2.3.3 实验内容

 1.基本门电路的逻辑功能测试

  以74LS00与非门为例，该原件的封装图如下所示：

正确连接好器件工作电源：74LS00 的 1 4 脚和7脚分别接到实验平台的 5 V直流电源的“+5 V"和“GND”端处，TTL 数字集成电路的工作电压为 5 V(实验允许±5％的误差)。

连接被测门电路的输入信号：74LS00 有四个二输入与非门，可选择其中一个二输入与非门进行实验，将输入端 A,B 分别连接到实验平台的“十六位逻辑电平输出”  电路的其中两个输出端（如 K1、K 2 对应的输出端）。

连接被测门电路的输出端：将与非门的输出端 Y连接到“十六位逻辑电平显示”电路的其中一个输入端。

确定连线无误后，可以上电实验，并记录实验数据，分析结果。

通过开关改变被测与非门输入端 A，B 的逻辑值，对应输入端的 LED指示灯亮时为 1，不亮时为 0。

 观测输出端的逻辑值，对应输出端的指示灯 LED亮红色时为 1，亮绿色时为 0。  不亮表示输出端不是标准的 TTL 电平。

K1、K 2 共有 4 种开关位置的组合，对应被测电路的四种输入逻辑状态 00，01，10，11，可以改变 K1、K 2开关的位置，观察电平显示 LED的亮灭情况，以真值表的形式记录被测门电路的输入和输出逻辑状态。

 观测逻辑值时，用万用表测量出对应的电压值，验正 TTL电路逻辑值与电压值的关系。

比较实测值与理论值，比较结果一致，说明被测门的功能是正确的，门电路完好。如果实测值与理论值不一致，应检查集成电路的工作电压是否正常，实验连线是否正确，判断门电路是否损坏。

测试74LS08（与门）、74LS04（非门）、74LS86（异或门）的功能，将被测芯片插入试验区的空插座，连接好测试线路，拨动开关，改变输入信号，观测输入输出端的逻辑值时，并用万用表测量出输出端对应的电压值，验证TTL电路的逻辑功能，记录实验数据于下表中：

２．逻辑门的转换

　　利用74LS00与非门组成下列三个电路，并测其逻辑值。

（1）

（２）

（3）

3.门电路的基本应用——组成半加器

  测试用“异或”门和“与非”门组成的半加器的逻辑功能。

  根据半加器的逻辑表达式可知，半加器的输出的和数 S 是输入 A、B（二进制数）的“异或”，而进位数 C 是 A、B的相“与”，故半加器可用一个集成“异或”门和二个“与非”门组成，如图 1.3.3所示。

⑴ 在实验箱上用“异或”门(74LS86)和“与非”门连接如图 1.3.3所示逻辑电路。输入端A‘’B接“逻辑电平”开关，输出端 S、C接“电平显示”发光二极管。

⑵ 通过电平开关改变输入A、B的逻辑状态置位，观测输出端的逻辑状态，列表记录。

  

2.3.4.  故障排除方法

在门电路组成的组合电路中，若输入一组固定不变的逻辑状态，则电路的输出端应按照电路的逻辑关系输出一组正确结果。若存在输出状态与理论值不符的情况，则必须进行查找和排除故障的工作，

方法如下：

    用万用表(直流电压挡)测量所使用的集成电路的工作电压，确定工作电压是否为正常的电源电压

(TTL 集成电路的工作电压为 5 V，实验中 4．75～5．25 V也算正常)，工作电压正常后再进行下一步工作。根据电路输入变量的个数，给定一组固定不变的输入状态，用所学的知识正确判断此时该电路的输出状态，并用万用表逐一测量输入、输出各点的电压。逻辑 l 或逻辑 0 的电平必须在规定的逻辑电平范围内才算正确，如果不符，则可判断故障所在。通常出现的故障有集成电路无工作电压，连线接错位置，连接短路、断路等。