实验十二集成与非门及其应用

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1、实验十二集成与非门及其应用一、实验目的1.验证与非门的逻辑功能;2.掌握基本门电路的逻辑功能;3.熟悉与非门的应用。二、实验说明1.目前数字集成电路主要有TTL、ECL及CMOS（包括高速CMOS）三类产品。ECL速度快，但功耗较大；CMOS功耗低，但速度较慢；TTL的速度与功耗介于两者之间。它们各有优缺点，在构成具体数字电路时，可以通过接口电路相互补充，发挥各自所长，获得最佳效果。2.COMS器件的使用规则⑴电源：C4000系列：VDD=3～18V74HC××系列：VDD=2～6V⑵未使用输入端的处理：COMS集成电路中未使用的输入端不能悬空,应根据要

2、求接电源或地,工作速度不高时，可与使用端并联。⑶输出端的处理：输出端不允许直接与电源正、负极相连,也不能接入输入信号。3.TTL器件的使用规则⑴电源：VCC=+5V±10%⑵多余输入端的处理：对于输入端接有长线、触发器和中、大规模集成器件以及使用集成块较多的复杂电路，多余输入端必须按逻辑要求接电源或地，不得悬空处理，否则易受干扰。⑶输出端的处理：输出端不允许直接与电源正、负极相连,也不能接入输入信号。4．本实验选用CC4011、74HC20集成块,引脚功能如图2.12.1所示。图2.12.1三、实验设备1.电子技术实验箱1台2.双踪示波器1台64四、预习

3、要求1.复习教材中关于门电路和组合逻辑电路的内容。2.完成表2.12.1中要求的逻辑电路图。3.按实验内容4的要求，画出三人表决电路的逻辑图。4.了解附录二介绍的数字电路实验箱的功能和使用方法。五、思考题把一个COMS多输入端与非门作非门使用时，输入端有哪些连接方法？六、注意事项1．使用集成电路时，电源端必须接入相应数值的直流电压。电源电压极性不能接反，否则无论是保护电路或是内部电路都可能因电流过大而损坏。2．输入端的信号电压不能超过电源电压。未接通电源前，不得输入信号，否则将损坏输入端保护电路中的二极管。3．关机时应先切断输入信号，后断开电源电压。插拔

4、集成块时务必关闭电源。表2.12.1电路名称逻辑图(标出管脚号)真值表与非表达式与非门ABF00011011与门ABF00011011或门ABF00011011异或门ABF0001101164七、实验内容及步骤1.与非门逻辑功能测试任选CC4011中一个与非门，按图2.12.2接线，当输入端A、B分别为表2.12.1中各值时，观察发光二极管显示的状态:亮表示输出为高电平“1”；不亮表示输出为低电平“0”，结果记入表2.12.1中。2.用与非门构成其它逻辑门用与非门分别构成与门、或门和异或门,改变输入电图2.12.2与非门逻辑功能测试平,根据发光二极管显示

5、状态,记录输出端对应电平。3.观察与非门的门控作用按图2.12.3(a)接线,信号输入端ui接1KHZ连续脉冲,控制端Q接电平开关,当电平开关分别置H和L时，用示波器观察相应输入、输出端波形并记入图2.12.3(b)中。(a)电路图(b)波形图图2.12.3与非门的门控作用4.双稳态电路图2.12.4为与非门组成的双稳态电路。R(复位端)和S(置位端)分别输入高、低电平时,观察输出端对应电平,结果记入表2.12.2中。表2.12.2SRQQ状态说明011110110011图2.12.4双稳态电路图645．三人表决器电路设计ABCF000111010010

6、101101000111⑴设计一个逻辑电路供三人（A、B、C）表2.12.3表决使用。每人有一按键，如果他赞成，就按按键表示“1”；如果不赞成，不按电键，表示“0”。表决结果用指示灯来表示，如果多数赞成，则指示灯亮，F=1；反之则不亮，F=0。（要求用与非门实现）。⑵按设计要求列出逻辑状态表。⑶写出逻辑表达式并化简。⑷画出逻辑电路图。⑸按自己设计的逻辑电路连线，测试其功能，结果记入表2.12.3中。八、实验报告要求1.完成表2.12.1、2.12.2、2.12.3中各项值。2．按图2.12.3(b)要求画出波形。3．根据实验中观察到的现象,总结与非门的作

7、用和基本RS触发器的功能。4．根据实验内容4要求的逻辑功能列出状态表，写出与非表达式，画出逻辑图。64