基本逻辑门电路的逻辑功能

    （1）验证常用门电路的逻辑功能。

    （2）了解常用74LS系列门电路和CMOS集成门电路的引脚分布。

    （3）根据所学集成逻辑门电路自行设计一个组合逻辑电路。

    门电路实际上是一种条件开关电路，由于门电路的输出信号与输入信号之间存在一定的逻辑关系，故又称为逻辑门电路。

    1．TTL逻辑门电路

    TTL基本门电路有与门、或门、非门三种，也可将其组合而构成其他逻辑功能，如与非门、或非门、与或非门等。实验采用74LS系列TTL集成电路，其工作电源的电压为（5±0.5）V，逻辑高电平“1”时≥2.4V，逻辑低电平“0”时≤0.4V。

    （1）与门逻辑功能测试。图3-1-1为与门74LS08集成电路芯片引脚排列图，图3-1-2为与门电路原理图，其输出与输入的逻辑关系为：Q＝AB。

    将74LS08集成电路芯片插入IC空插座中，输入端接逻辑开关，输出端接LED发光二极管。引脚14接＋5V电源，引脚7接地，如图3-1-2所示。将测量结果用逻辑“0”或“1”表示，并填入表3-1-1中。

    表3-1-1　门电路逻辑功能

    （2）或门逻辑功能测试。图3-1-3为或门74LS32集成电路芯片引脚排列图，图3-1-4为或门电路原理图，其输出与输入的逻辑关系为：Q＝A＋B。

    将74LS32集成电路芯片插入IC空插座中，输入端接逻辑开关，输出端接LED发光二极管，引脚14接＋5V电源，引脚7接地，如图3-1-4所示。将测量结果用逻辑“0”或“1”表示，并填入表3-1-1中。

    将74LS00集成电路芯片插入IC空插座中，输入端接逻辑开关，输出端接LED发光二极管，引脚14接＋5V电源，引脚7接地，如图3-1-6所示。将测量结果用逻辑“0”或“1”表示，并填入表3-1-1中。

    将74LS00和74LS32集成电路芯片插入IC空插座中，输入端接逻辑开关，输出端接LED发光二极管，引脚14接＋5V电源，引脚7接地，如图3-1-7所示。将测量结果用逻辑“0”或“1”表示，并填入表3-1-1中。

    图3-1-7　或非门电路原理

    2．CMOS集成门电路

    CMOS集成门电路的逻辑符号、逻辑关系及引脚排列方法均同TTL逻辑门电路，所不同的是型号和电源电压范围。

    （1）CMOS门电路的逻辑功能验证方法同TTL门电路，仅以CMOS或非门逻辑功能验证为例，选用CD4002四输入或非门集成电路芯片进行验证。图3-1-8为或非门CD4002引脚排列图，图3-1-9为CMOS或非门电路原理图。

    （1）整理实验表格，画出测量各个逻辑门电路功能的线路图。

    （2）逻辑运算中的“0”或“1”是否表示两个数字？什么是正逻辑和负逻辑？

    （3）TTL门电路的输入端口如果悬空（即不接入信号），则输入视为高电平还是低电平？

    （4）CMOS集成电路与TTL集成电路不同，多余不用的门电路或触发器等，其输入端必须如何处理？

    （5）试比较TTL集成电路与CMOS集成电路的优缺点。

    （6）自行给出输入信号的“0”“1”波形，画出各个逻辑电路的输出信号波形。