数字电路 实验一 门电路逻辑功能及测试
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。
2.功能测试
74LS86的电路逻辑关系为
（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。
实际接线图如图 3所示。
（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。
（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.
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。
2. 功能测试
74LS00的电路逻辑关系为
（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，
（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）
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。
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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