1.1 数电实验仪器的使用及门电路逻辑功能的测试1.1.1 实验目的（1）掌握数字电路实验仪器的使用方法。
（2）掌握门电路逻辑功能的测试方法。
1.1.2 实验设备双踪示波器一台数字电路实验箱一台万用表一块集成芯片：74LS00、74LS201.1.3 实验原理图1.1是TTL系列74LS00（四2输入端与非门）的引脚排列图。
Y A B其逻辑表达式为：=⋅图1.2是TTL系列74LS20（双4输入端与非门）的引脚排列图。
Y A B C D其逻辑表达式为：=⋅⋅⋅与非门的输入中任一个为低电平“0”时，输出便为高电平“1”。
只有当所有输入都为高电平“1”时，输出才为低电平“0”。
对于TTL逻辑电路，输入端如果悬空可看作逻辑“1”，但为防止干扰信号引入，一般不悬空。
对于MOS逻辑电路，输入端绝对不允许悬空，因为MOS电路输入阻抗很高，受外界电磁场干扰的影响大，悬空会破坏正常的逻辑功能，因此使用时一定要注意。
一般把多余的输入端接高电平或者和一个有用输入端连在一起。
1.1.4 实验内容及步骤（1）测量逻辑开关及电平指示功能用导线把一个数据开关的输出端与一个电平指示的输入端相连接，将数据开关置“0”位，电平指示灯应该不亮。
将数据开关置“1”位，电平指示灯应该亮。
以此类推，检测所有的数据开关及电平指示功能是否正常。
（2）检测脉冲信号源给示波器输入脉冲信号，调节频率旋钮，可观察到脉冲信号的波形。
改变脉冲信号的频率，示波器上的波形也应随之发生变化。
（3）检测译码显示器用导线将四个数据开关分别与一位译码显示器的四个输入端相连接，按8421码进位规律拨动数据开关，可观察到译码显示器上显示0～9十个数字。
（4）与非门逻辑功能测试①逻辑功能测试将芯片74LS20中一个4输入与非门的四个输入端A、B、C、D分别与四个数据开关相连接，输出端Y与一个电平指示相连接。
电平指示的灯亮为1，灯不亮为0。
根据表1.1中输入的不同状态组合，分别测出输出端的相应状态，并将结果填入表中。
表1.2②与非门对脉冲信号的反相传输及控制功能的测试将芯片74LS00中一个2输入与非门的A输入端接频率为1kHz脉冲信号，B输入端接数据开关，输出端Y接示波器。
用双踪示波器同时观察A输入端的脉冲波形和输出端Y的波形，并注意两者之间的关系。
按表1.2中的不同输入方式测试，将结果填入表中。
1.1.5 预习要求与思考题（1）阅读实验原理、内容及步骤。
（2）了解集成芯片引脚的排列规律。
（3）TTL集成电路使用的电源电压是多少？（4）TTL与非门输入端悬空相当于输入什么电平？为什么？（5）如何处理各种门电路的多余输入端。
1.1.6 实验报告及要求（1）画出规范的测试电路图及各个表格。
2（2）记录测试所得数据，并对结果进行分析。
（3）简述实验中遇到的问题及解决方法。
31.2 TTL集电极开路门和三态门1.2.1 实验目的（1）了解负载电阻R L对集电极开路门工作状态的影响。
（2）掌握集电极开路门的使用方法。
（3）掌握三态门的逻辑功能及使用方法。
1.2.2 实验设备双踪示波器一台数字电路实验箱一台万用表一块集成芯片：74LS03、74LS125、74LS04、74LS00、电阻、发光二极管等。
1.2.3 实验原理（1）集电极开路门（OC门）在数字系统中，有时需要把两个或者两个以上门电路的输出端连接起来，去完成一定的逻辑功能。
但普通TTL门电路的输出端是不允许直接连接的，因为它们的输出部分是推拉式电路。
集电极开路门就是将推拉式输出改为三极管集电极开路输出的特殊TTL门电路。
图1.3是集成芯片的引脚图。
OC门共用一个集电极负载电阻R L和电源V CC，从而可将n个OC门的输出端并联使用，并使n个OC门的输出相与（称为线与），而完成与或非的逻辑功能，如图1.4所示，显然，n个OC门的输出端连接在一起，只要其中有一个OC门的输出端为“0”，Y就为“0”。
只有n个OC门的输出均为“1”时，YY图1.3 74LS03引脚排列图图1.4（2）三态门（TSL门）45三态门也是一种能实现线与连接的门电路。
它除了通常的高电平和低电平两种输出状态外，还有第三种输出状态—高阻态。
处于高阻态时，电路与负载之间相当于开路。
图1.5 三态门逻辑符号 图1.6 三态门逻辑符号 图1.5表示控制端（又称使能端）EN =1时，三态门处于正常工作状态，实现.Y A B =的功能；EN =0时为禁止工作状态，Y 输出呈高阻状态。
图1.6表示控制端0EN =时，三态门处于正常工作状态，实现.Y A B =的功能；1EN =时为禁止工作状态，Y 输出呈高阻状态。
图1.7是74LS125（4总线缓冲器）的引脚图。
当0EN =时，Y =A ；当1EN =时，Y 呈高阻状态。
1.2.4实验内容及步骤（1）验证OC 门的线与功能如图1.8所示，将1A 、1B 、2A 、2B 分别接数据开关，当发光二极管发光时，Y 点处于低电平，状态为0；当发光二极管不发光时，Y 点处于高电平，状态为1。
A AB A6图1.8按表1.3中不同的输入状态组合输入信号，观察Y 点的状态，并记录在表中。
表1.4（2）三态门逻辑功能测试在74LS125中任选一个三态门，A 、EN 端分别接数据开关，Y 接电平指示，测试其功能，将结果填入表1.4中。
（3）选通电路用两个三态门和一个非门（见图1.9）组成一个选通电路，如图1.10所示。
1A 、1EN 、2A 分别接数据开关，Y接电平指示。
按表1.5中的不同状态输入，同时观察Y 的状态并填入表中。
根据结果分析选通电路的工作原理。
图1.9 74LS04引脚图图1.10（4）单向总线传输如图1.11所示，1 A 接脉冲信号，2 A 接数据开关并置“0”，3 A 、1EN 、2EN 、3EN 分别接数据开关并均置“1”。
然后按表1.6中的不同状态输入（分别将一个使能端置“0”），Y7同时观察Y 的状态并填入表中。
表1.5图1.111.2.5 预习要求与思考题（1）掌握集成芯片引脚的排列规律。
（2）理解OC 门、三态门的逻辑功能。
（3）OC 门、三态门各有哪些特点？（4）多个三态门输出端并联使用时，为什么不能同时有两个或两个以上三态门的控制端处在使能状态？应如何避免？1.2.6 实验报告及要求（1）画出各实验电路图及相关表格。
（2）记录和处理所得测试数据，并对结果进行分析。
（3）简述实验中遇到的问题及解决方法。
1.3 数据选择器和译码器1.3.1 实验目的（1）掌握MSI数据选择器的逻辑功能及其使用方法。
（2）掌握MSI译码器的逻辑功能及其使用方法。
1.3.2 实验设备数字电路实验箱一台万用表一块集成芯片：74LS153、74LS151、74LS138。
1.3.3 实验原理中规模集成电路（MSI）是一种具有专门功能的集成功能件。
我们可借助于器件手册提供的功能表和引脚排列图，在明确各引脚（特别是各控制输入端）的功能和作用后，即可正确的使用这些器件。
在使用MSI集成功能件时，器件的各控制输入端应严格按照选用的逻辑要求接入电路，决不允许悬空处理。
（1）数据选择器在数字信号的传送过程中，有时需要从若干个数字信号中将其中任一个需要的信号挑选出来，这就要用到数据选择器（又叫多路选择器或多路开关）。
其基本功能是：在选择信号的控制下，从多路输入数据中选择一路数据作为输出。
数据选择是数据分配的逆过程，功能恰好相反。
图1.12是双4选1数据选择器74LS153的引脚图。
其中D0、D1、D2、D3是4个数据输入端，Y为输出端，ST是使能端。
当ST=0时器件使能，当ST=1时，Y=0。
A0、A1是两4选1数据选择器的公用地址控制输入端，当ST=0时，通过A0、A1的四种状态来控制D0~D3 4个数据哪一个被选中并送到输出端Y。
图1.12 74LS153引脚图图1.13 74LS151引脚图图1.13是8选1数据选择器74LS151的引脚图。
其中D 0~D 7是8个数据输入端，Y、Y8是输出端，ST是使能端，A0、A1、A2是地址控制输入端。
当ST=0时，通过A2、A1、A0的八种状态来控制D 0 ~ D 7 8个数据哪一个被选中并送到输出端。
（2）译码器译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑器件，可用于代码的转换、终端的数字显示、数据分配及组合控制信号等等。
译码器可分为：变量译码器（又称二进制译码器），用以表示输入变量的状态。
如3线-8线、4线-16线译码器等；代码变换译码器，用于一个数据的不同代码之间的相互转换。
如4线-10线译码器等；显示译码器，用来将数字或文字、符号的代码译成数字、文字、符号的电路。
如BCD 码-十进制译码器等。
图1.14是3线-8线译码器74LS138的引脚图，其中A0、A1、A2是地址控制输入端，Y0~Y7是译码输出端，ST A、ST B、ST C是使能端，当ST A=1、ST B+ST C=0时，器件使能。
由A2A1A0状态控制的输出端有信号输出（为0），其他所有输出端均无信号输出（全为1）。
当ST A =0、ST B+ST C=×（任意状态）时或者ST A =×、ST B+ST C=1时，译码器被禁止，所有输出端同时为1。
图1.14 74LS138引脚图如果利用二进制译码器使能端中的一个作为输入数据信息的输入端，该译码器就成了一个数据分配器（又称多路分配器）。
1.3.4 实验内容及步骤（1）测试4选1数据选择器74LS153的逻辑功能参照图1.12，将4选1数据选择器的D0、D1、D2、D3、A0、A1、ST分别接数据开关，Y接电平指示，按表1.7的各种输入状态进行测试，将输出Y的状态填入表中。
（2）测试8选1数据选择器74LS151的逻辑功能参照图1.13，按表1.8进行测试，结果填入表中。
（3）测试3线-8线译码器74LS138的逻辑功能参照图1.14，按表1.9进行测试，结果填入表中。
9表1.7 74LS153功能表表1.8 74LS151功能表表1.9 74LS138功能表（4）数据选择器和译码器的应用如图1.15所示，用数据选择器和译码器组成一个信号传输电路。
①按图接好电路，测试并说明电路的功能。
②分析电路的工作原理。
10③在D 7、D 6、…、D 0端加信号，变化A 2 A 1 A 0，观察Y 7、Y 6、Y 5、…、Y 0的状态。
74LS151 74LS138数据选择器 译码器图 1.151.3.5 预习要求与思考题（1）阅读实验原理、内容及步骤。
（2）理解地址控制输入端、使能端的作用。
（3）MSI 器件的各控制输入端能否悬空？为什么？ （4） 如何用两个4选1数据选择器和一个或门、一个非门构成一个8选1数据选择器？ 1.3.6 实验报告及要求（1）画出有关实验电路图和表格。