专题6 数字集成电路的引脚识别与功能测试（讲义）-山东省（春季高考）电子技术类《数字电子技术基础及应用》考纲讲练测

编写说明：本专辑为山东省（春季高考）电子技术类《数字电子技术基础及应用考纲讲练测》，严格依据山东省春季高考考试大纲（专业课）电子技术类考试范围及要求编写，精准对标考纲，兼顾考点覆盖与实战应用。每套讲练测提供讲义、课件、练习三大配套教学文件，贯穿九大核心环节：考点解读、思维导图、知识梳理、背诵环节、常考题、高考真题、课堂练习、课堂小结及课后测验，形成“讲-练-测-评”闭环式教学与复习逻辑，助力考生夯实基础、突破重难点。 山东省电子技术类 《数字电子技术基础及应用考纲讲练测》 专题6 数字集成电路的引脚识别与功能测试 讲义 [考点解读] 1.掌握数字集成电路引脚的识别方法 2.技能：会识别7400、7404、7408、7420、7432、7486等常用集成逻辑门电路的引脚，会测试常用集成逻辑门电路的逻辑功能，会分析其典型应用电路。 [思维导图] [知识梳理] 1 数字集成电路的封装与引脚识读 （1）双列直插式封装与定位标志 ① 常用的数字集成电路多采用双列直插式封装（DIP）：外形为长方形，两侧对称引出两排平行的外引线（引脚），引脚间距为 2.54mm。 ② 定位标志：封装表面一端有一个半圆形凹口（或一个圆点、缺口标记），用来确定第 1 脚的位置，识读引脚时必须先找到它。 ③ 封装形式代号：塑封双列直插式记为 P，黑瓷双列直插式记为 J，常见型号末位字母即为封装代号。 （2）引脚编号的规则 ① 识读姿势：将集成块正面（印有型号的一面）朝上、引脚朝下，半圆形凹口标志置于左端（上方）。 ② 编号顺序：从凹口标志旁的第一个引脚（1 脚）起，按逆时针方向依次为 1、2、3、…、14。 ③ 14 条外引线器件的引脚分布如下所示（左侧自上而下为 1~7，右侧自下而上为 8~14）： ④ 若集成块放反或凹口标志位置看错，引脚编号会整体左右颠倒，接错电源就会烧毁器件，因此接线前必须确认 1 脚位置。 （3）电源端与接地端的识别 ① 通用规律：不论何种产品，电源端 VCC（MOS 系列用 VDD 表示）均安排在左上角最后边的一条外引线上；接地端 GND（CMOS 系列用 VSS 表示）均安排在右下角最后边的一条外引线上。 ② 对 14 条外引线的器件而言：第 14 脚为电源端 VCC，第 7 脚为接地端 GND。接线时 14 脚接 +5V、7 脚接地。 ③ TTL 小规模集成电路除个别产品采用 16 条外引线外，其余全部为 14 条外引线，因此上述规律具有普遍意义。 ④ 常用电源与接地端标记对照如下表所示： 电路类型 电源端标记 接地端标记 典型电源电压 TTL 集成电路 VCC GND 4.75~5.25V（+5V） CMOS 集成电路 VDD VSS 4.75~18V 2 常用集成逻辑门电路的引脚识别 （1）7400 四2输入与非门 ① 7400（74LS00）内含四个独立的 2 输入与非门，是最常用的集成逻辑门之一，引脚功能如下表所示： 引脚号 功能 引脚号 功能 1 1A（第一个门输入） 14 VCC（电源） 2 1B（第一个门输入） 13 4B（第四个门输入） 3 1Y（第一个门输出） 12 4A（第四个门输入） 4 2A（第二个门输入） 11 4Y（第四个门输出） 5 2B（第二个门输入） 10 3B（第三个门输入） 6 2Y（第二个门输出） 9 3A（第三个门输入） 7 GND（接地） 8 3Y（第三个门输出） ② 逻辑关系：1Y=，四个门的逻辑功能完全相同，共用 14 脚电源与 7 脚地线。 （2）7404 六反相器 ① 7404（74LS04）内含六个独立的反相器（非门），每个门 1 个输入、1 个输出，引脚功能如下表所示： 引脚号 功能 引脚号 功能 1 1A（第一个门输入） 14 VCC（电源） 2 1Y（第一个门输出） 13 6A（第六个门输入） 3 2A（第二个门输入） 12 6Y（第六个门输出） 4 2Y（第二个门输出） 11 5A（第五个门输入） 5 3A（第三个门输入） 10 5Y（第五个门输出） 6 3Y（第三个门输出） 9 4A（第四个门输入） 7 GND（接地） 8 4Y（第四个门输出） ② 逻辑关系：Y=。用 7404 可以方便地给信号取反，也可作波形整形与驱动。 （3）7408 四2输入与门 ① 7408（74LS08）内含四个独立的 2 输入与门，引脚排列与 7400 完全相同，引脚功能如下表所示： 引脚号 功能 引脚号 功能 1 1A 14 VCC（电源） 2 1B 13 4B 3 1Y 12 4A 4 2A 11 4Y 5 2B 10 3B 6 2Y 9 3A 7 GND（接地） 8 3Y ② 逻辑关系：1Y=1A·1B。与 7400 相比，只是输出少了一次取反。 （4）7420 双4输入与非门 ① 7420（74LS20）内含两个独立的 4 输入与非门，其中 3 脚与 11 脚为空脚（NC，内部不连接），引脚功能如下表所示： 引脚号 功能 引脚号 功能 1 1A（第一个门输入） 14 VCC（电源） 2 1B（第一个门输入） 13 2D（第二个门输入） 3 空脚 NC 12 2C（第二个门输入） 4 1C（第一个门输入） 11 空脚 NC 5 1D（第一个门输入） 10 2B（第二个门输入） 6 1Y（第一个门输出） 9 2A（第二个门输入） 7 GND（接地） 8 2Y（第二个门输出） ② 逻辑关系：1Y=、2Y=。识别时应特别注意 3 脚与 11 脚是空脚，不能当输入用。 （5）7432 四2输入或门 ① 7432（74LS32）内含四个独立的 2 输入或门，引脚排列与 7400 相同，引脚功能如下表所示： 引脚号 功能 引脚号 功能 1 1A 14 VCC（电源） 2 1B 13 4B 3 1Y 12 4A 4 2A 11 4Y 5 2B 10 3B 6 2Y 9 3A 7 GND（接地） 8 3Y ② 逻辑关系：1Y=1A+1B，即“有 1 出 1，全 0 出 0”。 （6）7486 四2输入异或门 ① 7486（74LS86）内含四个独立的 2 输入异或门，引脚排列与 7400 相同，引脚功能如下表所示： 引脚号 功能 引脚号 功能 1 1A 14 VCC（电源） 2 1B 13 4B 3 1Y 12 4A 4 2A 11 4Y 5 2B 10 3B 6 2Y 9 3A 7 GND（接地） 8 3Y ② 逻辑关系：1Y=1A⊕1B，即“相异出 1，相同出 0”。 ③ 六种常用集成逻辑门电路对照如下表所示： 型号 器件名称 门数×输入数 逻辑功能（口诀） 7400 四2输入与非门 4×2 有0出1，全1出0 7404 六反相器 6×1 输入取反 7408 四2输入与门 4×2 有0出0，全1出1 7420 双4输入与非门 2×4 有0出1，全1出0 7432 四2输入或门 4×2 有1出1，全0出0 7486 四2输入异或门 4×2 相异出1，相同出0 3 集成逻辑门电路的逻辑功能测试 （1）测试器材与测试步骤 ① 主要器材：+5V 直流稳压电源、面包板（或集成电路实验板）、逻辑开关（提供输入电平）、发光二极管（或万用表、示波器，观察输出电平）、待测集成电路。 ② 测试步骤： 第一步——认清引脚：查手册或按识读规则确认 1 脚位置，并确定 VCC（14 脚）与 GND（7 脚）。 第二步——接入电源：14 脚接 +5V、7 脚接地，通电前再次核对，严禁电源极性接反。 第三步——接入输入：输入端通过逻辑开关接高电平（经限流电阻接 VCC）或低电平（直接接地），TTL 门多余输入端不得悬空。 第四步——观察输出：按真值表逐组改变输入组合，用发光二极管的亮灭或万用表电压判断输出电平。 第五步——整理判断：把测试结果记成实测真值表，与理论真值表比对，从而判定被测门的逻辑功能。 ③ 注意事项：输出端不允许直接接地或并接；CMOS 器件还要做好防静电措施。 （2）由实测结果判断逻辑功能 ① 两输入门电路的实测真值表对照如下，据此即可判断被测门的逻辑功能： 输入 A 输入 B 与门 与非门 或门 或非门 异或门 同或门 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 ② 判断口诀：全 1 出 1 为与门；有 0 出 1、全 1 出 0 为与非门；有 1 出 1 为或门；全 0 出 1、有 1 出 0 为或非门；相异出 1 为异或门；相同出 1 为同或门。 4 集成逻辑门的典型应用电路 （1）用与非门构成其他逻辑门 ① 与非门是“万能门”，用它可以构成任意逻辑门。构成方法对照如下表所示： 目标逻辑门 用与非门构成的方法 表达式变换 非门（反相器） 多余输入端与信号输入端并联（或接固定高电平） Y== 与门 与非门的输出再串一级由与非门构成的非门 Y==A·B 或门 各输入先分别经非门取反，再送入与非门 Y==A+B 或非门 在或门的基础上再串一级非门 Y= 取反得  ② 用 7400 实现上述变换时，只需在同一块芯片内分配不同的门即可，无需额外器件。 （2）典型应用电路分析 ① 分析步骤：查清芯片型号与引脚排列 → 由引脚图确定各门的输入脚与输出脚 → 写出输出逻辑表达式 → 列出真值表并判断电路功能。 示例：① 用 7400 的第 1、2 脚并联接输入信号 A，第 3 脚作为输出 Y，则 Y==，该电路实现反相器功能；② 用 7400 中第一个门（1、2 脚输入，3 脚输出）的输出接到第二个门（4、5 脚并联作输入，6 脚输出），则 Y==A·B，该电路用两级与非门实现了与门，其接线方式如下图所示： [背诵环节] 1．如何确定集成电路的第 1 脚？ 【答案】 将集成块正面（印有型号的一面）朝上、引脚朝下，半圆形凹口（或圆点）标志置于左端，从标志旁的第一个引脚起，按逆时针方向依次编号为 1、2、3、…、14。 2．14 条外引线的集成逻辑门电路，电源端与接地端分别在哪一脚？ 【答案】 第 14 脚为电源端 VCC（CMOS 系列记为 VDD），第 7 脚为接地端 GND（CMOS 系列记为 VSS）；即电源端在左上角最后边的一条外引线上，接地端在右下角最后边的一条外引线上。 3．7400、7404、7408、7420、7432、7486 各是什么器件？ 【答案】 7400 是四 2 输入与非门；7404 是六反相器；7408 是四 2 输入与门；7420 是双 4 输入与非门；7432 是四 2 输入或门；7486 是四 2 输入异或门。 4．测试集成逻辑门电路逻辑功能的步骤有哪些？ 【答案】 ① 认清 1 脚与电源、接地脚；② 14 脚接 +5V、7 脚接地，极性不得接反；③ 输入端通过逻辑开关接高、低电平（TTL 多余输入端不得悬空）；④ 按真值表逐组改变输入，观察输出电平；⑤ 把结果整理成实测真值表，与理论真值表比对作出判断。 5．如何用与非门分别构成非门、与门和或门？ 【答案】 非门：把多余输入端与信号输入端并联，Y==；与门：在与非门后串一级由与非门构成的非门，Y==A·B；或门：把 A、B 分别取反后再送入与非门，Y==A+B。 [常考题] 1. 识读集成块引脚时，正确的摆放姿势是（　　）。 A. 正面朝上、引脚朝下、凹口标志置于左端　　B. 正面朝下、引脚朝上　　C. 侧面朝上、引脚朝左　　D. 任意姿势均可 【答案】 A。 【解析】 必须先让印有型号的一面朝上、引脚朝下，并把半圆形凹口标志置于左端，才能按规则找到 1 脚；放反会使引脚编号整体左右颠倒，接错电源即烧毁器件。 2. 14 条外引线的集成逻辑门电路，其接地端 GND 位于第（　　）脚。 A. 1　　B. 7　　C. 8　　D. 14 【答案】 B。 【解析】 14 条外引线的器件第 7 脚为接地端 GND、第 14 脚为电源端 VCC，接线时 7 脚接地、14 脚接 +5V。 3. 7400 中若第 1、2 脚为第一个门的输入，则该门的输出 1Y 位于第（　　）脚。 A. 3　　B. 6　　C. 8　　D. 11 【答案】 A。 【解析】 7400 引脚按“两输入一输出”分组：1、2 输入对应 3 输出；4、5 输入对应 6 输出；9、10 输入对应 8 输出；12、13 输入对应 11 输出。 4. 7404 六反相器中，若信号由第 1 脚输入，则反相后的输出应取自第（　　）脚。 A. 4　　B. 2　　C. 6　　D. 3 【答案】 B。 【解析】 7404 是“一输入一输出”交替排列：1 输入对应 2 输出，3 输入对应 4 输出，其余依此类推。 5. 7420 双 4 输入与非门中，第一个门的四个输入端为 1、2、4、5 脚，其输出 1Y 位于第（　　）脚。 A. 6　　B. 8　　C. 9　　D. 13 【答案】 A。 【解析】 7420 的 3 脚、11 脚是空脚（NC），第一个门的四个输入 1A、1B、1C、1D 分别为 1、2、4、5 脚，输出 1Y 为 6 脚；第二个门输出 2Y 为 8 脚。 6. 用与非门实现或门 Y=A+B 时，应先把 A、B（　　）。 A. 直接送入同一个与非门　　B. 分别取反后再送入与非门　　C. 并联后送入与非门　　D. 接地后再送入与非门 【答案】 B。 【解析】 由反演律 Y==A+B，即先把 A、B 各经一级与非门（接成非门）取反，再送入第三个与非门，共需 3 个与非门。 [高考真题] 1.（模拟）集成块正面朝上、凹口标志置于左端时，引脚的编号方向是（　　）。 A. 顺时针　　B. 逆时针　　C. 从左到右　　D. 从右到左 【答案】 B。 【解析】 引脚从凹口标志旁的第 1 脚起按逆时针方向依次编号，这是识读所有双列直插式集成电路的统一规则。 2.（模拟）74LS20、74LS04、74LS86 三种器件分别是（　　）。 A. 双4输入与非门、六反相器、四2输入异或门　　B. 四2输入与非门、六反相器、四2输入异或门　　C. 双4输入与非门、四2输入与门、四2输入或门　　D. 四2输入与门、四2输入或门、双4输入与非门 【答案】 A。 【解析】 74LS20 为双 4 输入与非门（含 2 个 4 输入与非门），74LS04 为六反相器，74LS86 为四 2 输入异或门；四 2 输入与非门是 74LS00。 3.（模拟）用 7400 构成与门 Y=A·B，正确的连接方式是（　　）。 A. 一个与非门的输出再经一级由与非门构成的非门　　B. 两个与非门并联输出　　C. 三个与非门依次串联　　D. 与非门无法实现与门 【答案】 A。 【解析】 两级串接：第一级得 ，第二级接成非门再取反，Y==A·B，共需 2 个与非门。 4.（模拟）CMOS 四 2 输入或非门 CC4001 的电源端与接地端分别标记为（　　）。 A. VCC、GND　　B. VDD、VSS    C. VEE、VCC    D. VBB、GND 【答案】 B。 【解析】 MOS 系列器件电源端记 VDD、接地端记 VSS；双极型 TTL 器件才用 VCC 与 GND。 5.（模拟）测试集成门电路逻辑功能时，给输入端加低电平的正确做法是（　　）。 A. 输入端直接接地　　B. 输入端悬空　　C. 输入端直接接 +5V　　D. 输入端经大电阻接 VCC 【答案】 A。 【解析】 低电平就是把输入端接地；高电平应经限流电阻接 VCC。悬空对 TTL 虽等效高电平但易受干扰，对 CMOS 还可能造成静电击穿，都不允许。 6.（模拟）某集成门电路实测结果为“有 0 出 1、全 1 出 0”，该门电路是（　　）。 A. 与门　　B. 或门　　C. 与非门　　D. 或非门 【答案】 C。 【解析】 与非门的口诀是“有 0 出 1、全 1 出 0”；或非门是“有 1 出 0、全 0 出 1”，两者口诀相反，注意区分。 7.（模拟）7432 与 7408 的引脚排列完全相同，它们的逻辑功能分别是（　　）。 A. 四2输入或门、四2输入与门　　B. 四2输入与门、四2输入或门　　C. 四2输入与非门、四2输入或非门　　D. 六反相器、四2输入异或门 【答案】 A。 【解析】 7432 是四 2 输入或门（有 1 出 1），7408 是四 2 输入与门（有 0 出 0）；两者引脚排列与 7400 相同，替换时必须看清型号。 8.（模拟）分析一块集成门应用电路时，第一步应该（　　）。 A. 查清芯片型号与引脚排列　　B. 直接通电观察现象　　C. 先更换芯片再测试　　D. 先测量电路功耗 【答案】 A。 【解析】 只有先确认芯片型号、1 脚位置与电源、接地脚，才能正确接线并判断各门的输入、输出脚号，避免接错电源烧毁器件。 [课堂练习] 1.（单项选择题）7400 集成电路第 8 脚的功能是（　　）。 A. 3Y（第三个门输出）　　B. 4Y（第四个门输出）　　C. GND　　D. VCC 【答案】 A。 【解析】 7400 的 8 脚是第三个门的输出 3Y，其输入为 9 脚（3A）和 10 脚（3B）。 2.（单项选择题）7404 六反相器中，第 7 脚的功能是（　　）。 A. 3Y　　B. GND　　C. VCC    D. 1A 【答案】 B。 【解析】 7404 与其他 14 脚器件一样，第 7 脚为接地端 GND，第 14 脚为电源端 VCC。 3.（单项选择题）7420 中标记为 NC 的第 3 脚与第 11 脚表示（　　）。 A. 空脚，内部不连接　　B. 接地端　　C. 电源端　　D. 第二个门的输出端 【答案】 A。 【解析】 NC 即 No Connection，表示该引脚在芯片内部没有连接，不能作为输入或输出端使用。 4.（单项选择题）用 7400 构成非门时，若输入信号接第 1 脚，则输出应取自第（　　）脚。 A. 2　　B. 3　　C. 4　　D. 6 【答案】 B。 【解析】 把 1、2 两脚并联接信号 A，由 3 脚输出 Y==，即构成非门；也可把 2 脚接固定高电平。 5.（单项选择题）测试 7400 的逻辑功能时，芯片第 14 脚应接（　　）。 A. +5V　　B. 地　　C. 输入信号　　D. 输出端负载 【答案】 A。 【解析】 14 脚是电源端 VCC，应接 +5V 稳压电源；7 脚接地。电源极性接反会烧毁芯片。 6.（单项选择题）某集成门电路的输入为 00 与 11 时输出 1，输入为 01 与 10 时输出 0，该门是（　　）。 A. 与门　　B. 或门　　C. 异或门　　D. 同或门 【答案】 D。 【解析】 输入相同时输出 1、相异时输出 0，符合同或门（异或非）的功能；异或门恰好相反。 7.（单项选择题）用与非门实现与门 Y=A·B，至少需要（　　）。 A. 1 个与非门　　B. 2 个与非门　　C. 3 个与非门　　D. 4 个与非门 【答案】 B。 【解析】 第一级完成 ，第二级接成非门再取反得 A·B，共需 2 个与非门。 8.（单项选择题）识读引脚时若把集成块放反（凹口标志在右端），会造成（　　）。 A. 引脚编号左右颠倒，接错电源烧毁器件　　B. 编号不变　　C. 电源端自动互换，可以正常工作　　D. 逻辑功能增强 【答案】 A。 【解析】 编号是以凹口标志为基准的，放反后 1~14 脚的左右位置整体颠倒，若按错误编号接电源，会把电源加到信号脚上而烧毁芯片。 9.（单项选择题）7486 中四个异或门共用的引脚是（　　）。 A. 第 7 脚（GND）与第 14 脚（VCC）　　B. 第 1 脚与第 2 脚　　C. 第 3 脚与第 6 脚　　D. 第 8 脚与第 9 脚 【答案】 A。 【解析】 一块芯片内的四个门共用同一对电源引脚：14 脚接电源、7 脚接地，这是所有 14 脚器件的共同特点。 10.（单项选择题）在测试集成门电路时，TTL 门多余输入端的正确处理方法是（　　）。 A. 保持悬空　　B. 接固定高电平或与信号输入端并联　　C. 直接接地　　D. 接到输出端 【答案】 B。 【解析】 TTL 与非门多余端应接固定高电平或与信号端并联；直接接地会把输出固定在高电平，悬空则易引入干扰。 11. 简述数字集成电路引脚的识别方法，并说明 14 条外引线器件的电源端与接地端位置。（10分） 【答案】 识别方法：将集成块正面（印有型号的一面）朝上、引脚朝下，半圆形凹口（或圆点）标志置于左端，从标志旁的第一个引脚起按逆时针方向依次编号为 1、2、3、…、14。电源端与接地端：第 14 脚为电源端 VCC（CMOS 系列记为 VDD），位于左上角最后边的一条外引线上；第 7 脚为接地端 GND（CMOS 系列记为 VSS），位于右下角最后边的一条外引线上。 【解析】 答题要点有三：先说明摆放姿势与定位标志，再说明逆时针编号顺序，最后给出 14 脚与 7 脚的功能。 12. 写出用 7400（四 2 输入与非门）分别构成非门、与门、或门的连接方法。（10分） 【答案】 ① 非门：把同一个与非门的两个输入端并联（或把多余端接固定高电平）后接信号 A，输出 Y==；② 与门：把第一级与非门的输出  送入第二级接成非门的与非门，输出 Y==A·B；③ 或门：先把 A、B 分别经一级与非门构成的非门取反，再送入第三个与非门，输出 Y==A+B。 【解析】 三种变换依次用到 =、两次取反还原、以及反演律 =A+B，分别需要 1、2、3 个与非门。三种接线方式分别如下图①②③所示： [课堂小结] 本专题核心考点与结论如下： ①【引脚识读】正面朝上、引脚朝下，半圆形凹口置于左端，从凹口旁第一脚起逆时针编号；放反会使编号左右颠倒。 ②【电源与接地】14 脚为 VCC（CMOS 为 VDD）、7 脚为 GND（CMOS 为 VSS），电源极性严禁接反。 ③【六种常用器件】7400 四2输入与非门、7404 六反相器、7408 四2输入与门、7420 双4输入与非门（3、11 脚为空脚）、7432 四2输入或门、7486 四2输入异或门；7400/7408/7432/7486 引脚排列相同。 ④【功能测试与应用】测试：认引脚→14 脚 +5V、7 脚接地→输入接逻辑开关→逐组改变输入观察输出→比对实测与理论真值表。应用：与非门可构成非门（输入并联）、与门（两级串接）、或门（先取反再与非）；分析电路先查型号与引脚，再写表达式、列真值表。 ◆ 本节必记：7400/7404/7408/7420/7432/7486 六种器件名称与功能；引脚从凹口旁逆时针数；14=VCC、7=GND。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $