实验八与非门组成故障报警电路一、实验目的（1）熟悉组合逻辑电路的特点及一般分析方法。（2）学习与非门组成故障报警电路的功能及测试。（3）学习反相器、与门、或非门等集成电路的检测。（4）提高学生动手操作能力。（5）提高学生检查及排除电路故障的能力。（6）增强学生的综合设计和分析能力。二、实验器材虚拟实验设备操作系统为WindowsXP的计算机1台ElectronicsWorkbenchMultisim8.x～9.x电子线路仿真软件1套直流电源VCC1个逻辑探头7个逻辑开关3个逻辑分析仪1个逻辑转换器1个电阻（1KΩ，1/4W）3个六反相器74LS042个二输入端四与门74LS081个三输入三正或非门74LS271个实际工程实验设备数字系统综合实验箱1台数字万用表1台六反相器74LS042个二输入端四与门74LS081个五输入双正或非门74LS2601个三、实验原理及实验电路用与非门组成故障报警电路在实际应用中非常广泛和适用。任何一个系统或设备，在使用中不可能不出现故障，而有些故障是破坏性极强的，一经发生故障，有可能使整个系统处于崩溃状态，其损失不可估量。如果在这些系统或设备中加上本电路，一旦系统或设备出现故障，它不仅可以报警，还能显示出故障的具体位置，并对系统或设备加以保护。用与非门组成故障报警电路实验电路如图8-1所示。图8-1中，指示灯D1、D2、D3分别是由A、B、C经过两次反相以后再输出，其状态分别与A、B、C的状态一致，可以通过三个灯的状态来判断故障具体产生的位置。其中A、B、C我们称为模拟故障输入端。当输入为高电平时表示无故障（即正常）状态，当输入为低电平时表示故障状态。从而，我们可以知道，当A、B、C三个输入端至少有一个输入端输入为低电平时，系统即为故障状态。当系统正常工作时，U1A～U1C输入为高电平，其输出均为低电平，从而或非门输出为高电平，反相器U2A输出为低电平，蜂鸣器不响，同时U2B输出为高电平，继电器吸合，接通有关电源，电路正常工作。当其中有一路发生故障，例如C路发生了故障，则U1C输出为高电平，从而U1F输出为低电平，表明C路出现了故障。同时或非门输出为低电平，U2A输出为高电平，经与门后蜂鸣器发出报警信号，U2B输出为低电平，继电器释放，自动切断有关电源，系统停止工作。四、实验步骤1、建立如图8-1所示电路。在电路的输入端连接三个逻辑开关，D1～D7连接7个发光二极管显示电路（测输出逻辑，灯亮为高电平，灯灭为低电平）。图8-1与非门组成故障报警电路2、单击仿真开关，进行仿真分析。3、在表8-1中列出与非门组成故障报警电路真值表，根据逻辑开关的状态和逻辑探头的明暗变化，检验与非门组成故障报警电路能否正常工作。根据与非门组成故障报警电路的真值表推导出D6与D7的逻辑表达式。表8-1与非门组成故障报警电路真值表ABCD1D2D3D4D5D6D7000001010011100101110111五、思考题（1）由与非门组成故障报警电路的真值表推导出D6及D7的逻辑表达式。（2）根据D6与D7的逻辑表达式，你能否设计出一个电路功能和要求与本实验电路相同的另一电路图吗？将设计过程及原理简要的阐述一下。（3）设想一下这种电路在实际中有何用途。