邏輯門電路實(shí)驗(yàn)

本文介紹幾個(gè)新實(shí)驗(yàn)——邏輯門電路實(shí)驗(yàn)。

1 或門

1.1 實(shí)驗(yàn)原理圖1是用2個(gè)二極管做的一個(gè)非常簡(jiǎn)單的或門電路。根據(jù)二極管的伏安特性，當(dāng)A點(diǎn)接高電壓時(shí)，二極管1正向?qū)ǎO管1上的電壓降為 0.7 V，C點(diǎn)輸出高電壓；同樣，當(dāng)B點(diǎn)接高電壓時(shí)，二極管2正向?qū)ǎO管2上的電壓降為0.7 V，C點(diǎn)也輸出高電壓；當(dāng)A點(diǎn)和B點(diǎn)同時(shí)接低電壓時(shí)，C點(diǎn)輸出低電壓。

為了更好地說明輸入與輸出的關(guān)系，見表1該邏輯電路的真值表。

1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饣蜷T的邏輯作用。

1.3 實(shí)驗(yàn)裝置電子計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器、3個(gè)電壓傳感器、電阻箱、2個(gè)二極管、直流電源、導(dǎo)線若干。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

1）先按圖1連接各個(gè)器件，并注意二極管的極性，將電路中的地接到穩(wěn)壓電源的負(fù)極。

2）將3個(gè)電壓傳感器與數(shù)據(jù)采集器的1、2、3通道連接，然后將數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)連接，開啟采集器電源，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)專用界面。

3）把3個(gè)電壓傳感器的2個(gè)信號(hào)輸入端的導(dǎo)線分別短接，對(duì)電壓傳感器進(jìn)行校零。把連接1通道電壓傳感器的信號(hào)正極接到電路中A點(diǎn)，同時(shí)把它的負(fù)極接到穩(wěn)壓電源的負(fù)極，也就是電路中的地；然后把2通道電壓傳感器的信號(hào)正極接到電路中B點(diǎn)，同時(shí)把它的負(fù)極接到穩(wěn)壓電源的負(fù)極；最后將3通道電壓傳感器的信號(hào)正極接到電路中C點(diǎn)，把它的負(fù)極接到穩(wěn)壓電源的負(fù)極。

4）在采集間隔和采集數(shù)量窗口輸入合適的數(shù)值，點(diǎn)擊開始按鈕，然后把A點(diǎn)和B點(diǎn)分別和高電壓與低電壓連接，觀察輸出與輸入關(guān)系。

1.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析（圖2）

從圖2中可以看出，當(dāng)A點(diǎn)和B點(diǎn)中有任何1個(gè)是高電壓時(shí)，輸出高電壓；當(dāng)A點(diǎn)和B點(diǎn)都是低電壓時(shí)，輸出低電壓。

2 與門

2.1 實(shí)驗(yàn)原理圖3是用2個(gè)二極管做的一個(gè)非常簡(jiǎn)單的與門電路。根據(jù)二極管的伏安特性，當(dāng)A和B中任何1個(gè)接低電壓時(shí)，接低電壓的1個(gè)二極管必然導(dǎo)通，則C點(diǎn)輸出低電壓；當(dāng)A和B都接高電壓時(shí)，則二極管1和二極管2都反向截止，C點(diǎn)輸出高電壓。表2是該邏輯電路的真值表。

2.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馀c門的邏輯作用。

2.3 實(shí)驗(yàn)裝置電子計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器、3個(gè)電壓傳感器、電阻箱、2個(gè)二極管、直流電源、導(dǎo)線若干。

2.4 實(shí)驗(yàn)步驟

1）先按電路圖連接各個(gè)器件，并注意二極管的極性，將電路中的正極接到穩(wěn)壓電源的正極。

2）將3個(gè)電壓傳感器與數(shù)據(jù)采集器的1、2、3通道連接，然后將數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)連接，開啟采集器電源，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)專用界面。

3）把3個(gè)電壓傳感器的2個(gè)信號(hào)輸入端的導(dǎo)線分別短接，對(duì)電壓傳感器進(jìn)行校零；把3個(gè)電壓傳感器的2個(gè)信號(hào)輸入端的負(fù)極都接到穩(wěn)壓電源的負(fù)極，也就是電路中的地，然后把連接1通道電壓傳感器的信號(hào)正極接到電路中A點(diǎn)，把2通道電壓傳感器的信號(hào)正極接到電路中B點(diǎn)，最后將3通道電壓傳感器的信號(hào)正極接到電路中C點(diǎn)。

4）在采集間隔和采集數(shù)量窗口輸入合適的數(shù)值，點(diǎn)擊開始按鈕，然后把A點(diǎn)和B點(diǎn)分別和高電壓與低電壓連接，觀察輸出與輸入關(guān)系。

2.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析（圖4）

從圖4中可以看出，當(dāng)輸入電壓中任何1個(gè)是低電壓時(shí)，輸出為低電壓；只有2個(gè)輸入電壓都為高電壓時(shí)，輸出才為高電壓。

3 非門

3.2實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夥情T的邏輯作用。

3.3 實(shí)驗(yàn)裝置電子計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器、2個(gè)電壓傳感器、電阻箱、非門集成電路或者晶體三極管、直流電源，導(dǎo)線若干。

3.4 實(shí)驗(yàn)步驟

1）先按電路圖連接各個(gè)器件，并注意集成電路的引腳位置，把VDD接到穩(wěn)壓電源的正極，把VSS接到穩(wěn)壓電源的負(fù)極。

2）將2個(gè)電壓傳感器與數(shù)據(jù)采集器的1、2通道連接，然后將數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)連接，開啟采集器電源，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)專用界面。

3）把2個(gè)電壓傳感器的信號(hào)輸入端的導(dǎo)線分別短接，對(duì)電壓傳感器進(jìn)行校零，將電壓傳感器的2個(gè)信號(hào)輸入端的負(fù)極都接到穩(wěn)壓電源的負(fù)極，也就是電路中的地，然后把連接1通道的電壓傳感器的信號(hào)正極接到非門的I1腳，把連接2通道的電壓傳感器的信號(hào)正極接到非門的O1腳。

4）在采集間隔和采集數(shù)量窗口輸入合適的數(shù)值，點(diǎn)擊開始按鈕，然后輸入端分別與高電壓和低電壓接觸，觀察輸出結(jié)果。

5）實(shí)驗(yàn)也可以采用圖7中的電路進(jìn)行實(shí)施，只要把將電壓傳感器的2個(gè)信號(hào)輸入端的負(fù)極都接到穩(wěn)壓電源的負(fù)極，也就是電路中的地，然后把連接1通道電壓傳感器的信號(hào)正極接到輸入端正極，把2通道電壓傳感器的信號(hào)正極接到輸出端正極，就可以按相似的步驟完成實(shí)驗(yàn)了。

3.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析

1）圖8為采用集成電路做出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?？梢钥闯觯斎氲碗娖剑s0.41 V）時(shí)，輸出高電平（約5.19 V）；輸入高電平（約4.62 V）時(shí)，輸出低電平（0.00 V），實(shí)現(xiàn)了邏輯非。

2）圖9為采用晶體三極管電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同樣可以看出，輸入高電平（約4.19 V）時(shí)，輸出低電平（0.06 V）；輸入低電平（0.37 V）時(shí)，輸出高電平（約4.50 V），實(shí)現(xiàn)了邏輯非。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。