「基本门电路逻辑功能的测试数电实验报告」
- 格式:doc
- 大小:1.22 MB
- 文档页数:14
门电路逻辑功能与测试实验报告一、引言门电路是数字电子电路中常见的逻辑电路,用于实现布尔逻辑运算和控制功能。
门电路有与门、或门、非门、异或门等多种类型,通过它们的组合可以实现复杂的数字运算和逻辑控制。
本实验旨在通过实际操作和测试,深入了解门电路的逻辑功能和工作原理。
二、实验内容1.与门的测试:使用与门芯片(74LS08),接入两个输入A和B,并将结果输出连接到一个LED灯。
通过手动给输入引脚加高或低电平,观察LED灯的亮灭情况,并记录输入输出的真值表。
2.或门的测试:使用或门芯片(74LS32),接入两个输入A和B,并将结果输出连接到一个LED灯。
通过手动给输入引脚加高或低电平,观察LED灯的亮灭情况,并记录输入输出的真值表。
3.非门的测试:使用非门芯片(74LS04),接入一个输入A,并将结果输出连接到一个LED灯。
通过手动给输入引脚加高或低电平,观察LED灯的亮灭情况,并记录输入输出的真值表。
4.异或门的测试:使用异或门芯片(74LS86),接入两个输入A和B,并将结果输出连接到一个LED灯。
通过手动给输入引脚加高或低电平,观察LED灯的亮灭情况,并记录输入输出的真值表。
三、实验结果与分析1.与门测试结果分析:根据与门输入两个高电平时才输出高电平的特性,可以得到与门的真值表如下:A ,B , Outpu:---:,:---:,:------low , low , lolow , high, lohigh, low , lohigh, high, hig实验测试结果与理论一致,说明与门的逻辑功能正常。
2.或门测试结果分析:根据或门输入两个低电平时才输出低电平的特性,可以得到或门的真值表如下:A ,B , Outpu:---:,:---:,:------low , low , lolow , high, highigh, low , highigh, high, hig实验测试结果与理论一致,说明或门的逻辑功能正常。
河 北 科 技 大 学实 验 报 告级 专业 班 学号 年 月 日 姓 名 同组人 指导教师 实验名称 实验二 基本门电路逻辑功能的测试 成 绩 实验类型 验证型 批阅教师一、实验目的(1)掌握常用门电路的逻辑功能,熟悉其外形及引脚排列图。
(2)熟悉三态门的逻辑功能及用途。
(3)掌握TTL 、CMOS 电路逻辑功能的测试方法。
二、实验仪器与元器件(1)直流稳压电源 1台 (2)集成电路74LS00 四2输入与非门 1片 74LS86 四2输入异或门 1片 74S64 4-2-3-2输入与或非门 1片 74LS125 四总线缓冲门(TS ) 1片 CD4011 四2输入与非门1片三、实验内容及步骤1.常用集成门电路逻辑功能的测试在数字实验板上找到双列直插式集成芯片74LS00和74LS86。
按图进行连线。
测试各电路的逻辑功能,并将输出结果记入表中。
门电路测试结果2.测试与或非门74S64的逻辑功能在实验板上找到芯片74S64,实现Y AB CD =+的逻辑功能。
Y Y &3.用与非门组成其他逻辑门电路 (1)用与非门组成与门电路按图接线,按表测试电路的逻辑功能。
根据测得的真值表,写出输出Y的逻辑表达式。
真值表逻辑表达式:(2)用与非门组成异或门电路按图接线,将测量结果记入表中,并写出输出Y 的逻辑表达式。
真值表逻辑表达式:真值表4.三态门测试(1)三态门逻辑功能测试三态门选用 74LS125将测试结果记入表中。
(2)按图接线。
将测试结果记录表中。
真值表河北科技大学实验报告级专业班学号年月日姓名同组人指导教师实验名称实验三示波器的使用及门电路测试成绩实验类型综合型批阅教师一、实验目的(1)熟悉双踪示波器的面板结构,学习其使用方法。
(2)进一步学习数字实验板的使用方法。
(3)进一步掌握TTL与非门的特性和测试方法。
二、实验仪器与元器件(1)直流稳压电源1台(2)信号发生器1台(3)6502型示波器1台(4)集成电路74LS00 四2输入与非门1片三、实验内容及步骤1.信号发生器的使用信号发生器选择不同的按键,可以产生TTL/CMOS标准电平的数字信号,信号从“数字输出”端引出。
门电路逻辑功能及测试实验报告门电路逻辑功能及测试实验报告一、实验目的与要求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。
二、方法、步骤1. 实验仪器及材料1) RXS-1B数字电路实验箱 2) 万用表 3) 器件74LS00 四2输入与非门1片 74LS86 四2输入异或门1片2. 预习要求1) 阅读数字电子技术实验指南,懂得数字电子技术实验要求和实验方法。
2) 复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。
3) 熟悉所用集成电路的外引线排列图,了解各引出脚的功能。
4) 学习RXB-1B数字电路实验箱使用方法。
3. 说明用以实现基本逻辑关系的电子电路通称为门电路。
常用的门电路在逻辑功能上有非门、与门、或门、与非门、或非门、与或非门、异或门等几种。
非逻辑关系:Y=A 与逻辑关系:Y=AB 或逻辑关系:Y=AB 与非逻辑关系:Y=AB 或非逻辑关系:Y=AB 与或非逻辑关系:Y=ABCD 异或逻辑关系:Y=AB三、实验过程及内容任务一:异或门逻辑功能测试集成电路74LS86是一片四2输入异或门电路,逻辑关系式为1Y=1A⊕1B,2Y=2A⊕2B,3Y=3A⊕3B,4Y=4A⊕4B,其外引线排列图如图1.3.1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号引脚为地,14号引脚为电源+5V。
(1)将一片四2输入异或门芯片74LS86插入RXB-1B数字电路实验箱的任意14引脚的IC空插座中。
(2)按图1.3.2接线测试其逻辑功能。
芯片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+5V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的+5V电源的“⊥”插孔。
基本逻辑门逻辑功能测试实验报告本实验主要是对基本逻辑门的逻辑功能进行测试,通过测试不同门的逻辑功能,掌握基本逻辑门的使用方法,了解它们在电路设计中的应用。
本实验采用了数字电路实验箱和万用表等实验工具,进行实验的设计和测试,最终得到了实验数据和结论。
关键词:基本逻辑门;逻辑功能;测试;电路设计一、实验目的本实验的主要目的是:1. 了解基本逻辑门的种类和原理;2. 掌握基本逻辑门的使用方法;3. 通过测试不同门的逻辑功能,了解它们在电路设计中的应用。
二、实验原理1. 基本逻辑门的种类和原理基本逻辑门包括与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT)、异或门(XOR)、同或门(NOR)和与非门(NAND)。
它们的逻辑功能如下:(1)与门(AND):当且仅当所有输入都为1时,输出才为1,否则为0。
(2)或门(OR):当且仅当所有输入都为0时,输出才为0,否则为1。
(3)非门(NOT):当输入为0时,输出为1;当输入为1时,输出为0。
(4)异或门(XOR):当且仅当输入不相同时,输出为1,否则为0。
(5)同或门(NOR):当且仅当所有输入都相同时,输出为1,否则为0。
(6)与非门(NAND):当且仅当所有输入都为1时,输出为0,否则为1。
2. 基本逻辑门的使用方法基本逻辑门的使用方法如下:(1)与门(AND):将两个或多个输入接到与门的输入端,将输出接到需要的电路中。
(2)或门(OR):将两个或多个输入接到或门的输入端,将输出接到需要的电路中。
(3)非门(NOT):将输入接到非门的输入端,将输出接到需要的电路中。
(4)异或门(XOR):将两个输入接到异或门的输入端,将输出接到需要的电路中。
(5)同或门(NOR):将两个或多个输入接到同或门的输入端,将输出接到需要的电路中。
(6)与非门(NAND):将两个或多个输入接到与非门的输入端,将输出接到需要的电路中。
三、实验设计本实验采用数字电路实验箱和万用表等实验工具,进行实验的设计和测试。
门电路的逻辑功能测试实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解门电路的逻辑功能,通过实际测试和观察,掌握与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等基本逻辑门的工作原理和特性。
同时,培养我们的实验操作能力、数据分析能力以及对逻辑电路的综合应用能力。
二、实验设备与器材1、数字电路实验箱2、 74LS00(四 2 输入与非门)芯片3、 74LS08(四 2 输入与门)芯片4、 74LS32(四 2 输入或门)芯片5、 74LS04(六反相器)芯片6、 74LS20(双 4 输入与非门)芯片7、 74LS28(四或非门)芯片8、 74LS86(四 2 输入异或门)芯片9、数字万用表10、导线若干三、实验原理1、与门(AND Gate)逻辑表达式:Y = A · B功能:只有当输入 A 和 B 都为 1 时,输出 Y 才为 1;否则,输出为 0。
2、或门(OR Gate)逻辑表达式:Y = A + B功能:只要输入 A 或 B 中有一个为 1,输出 Y 就为 1;只有当 A 和 B 都为 0 时,输出为 0。
3、非门(NOT Gate)逻辑表达式:Y = ¬A功能:输入为 1 时,输出为 0;输入为 0 时,输出为 1。
4、与非门(NAND Gate)逻辑表达式:Y = ¬(A · B)功能:当输入 A 和 B 都为 1 时,输出 Y 为 0;否则,输出为 1。
5、或非门(NOR Gate)逻辑表达式:Y = ¬(A + B)功能:当输入 A 或 B 中有一个为 1 时,输出 Y 为 0;只有当 A 和B 都为 0 时,输出为 1。
6、异或门(Exclusive OR Gate)逻辑表达式:Y = A ⊕ B = A · ¬B + ¬A · B功能:当输入 A 和 B 不同时,输出 Y 为 1;当 A 和 B 相同时,输出为 0。
实验一:TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法2、掌握TTL器件的使用规则3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构,基本功能和使用方法二、实验原理本实验采用四输入双与非门74LS20,即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门,每个与非门有四个输入端。
其逻辑框图、符号及引脚排列如图2-1(a)、(b)、(c)所示。
(b)(a) (c)图2-1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列1、与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是:当输入端中有一个或一个以上是低电平时,输出端为高电平;只有当输入端全部为高电平时,输出端才是低电平(即有“0”得“1”,全“1”得“0”。
)其逻辑表达式为 Y=2、TTL与非门的主要参数(1)低电平输出电源电流ICCL 和高电平输出电源电流ICCH与非门处于不同的工作状态,电源提供的电流是不同的。
ICCL是指所有输入端悬空,输出端空载时,电源提供器件的电流。
ICCH是指输出端空截,每个门各有一个以上的输入端接地,其余输入端悬空,电源提供给器件的电流。
通常I CCL >I CCH ,它们的大小标志着器件静态功耗的大小。
器件的最大功耗为P CCL =V CC I CCL 。
手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗。
I CCL 和I CCH 测试电路如图2-2(a)、(b)所示。
[注意]:TTL 电路对电源电压要求较严,电源电压V CC 只允许在+5V ±10%的范围内工作,超过5.5V 将损坏器件;低于4.5V 器件的逻辑功能将不正常。
(a) (b) (c) (d)图2-2 TTL 与非门静态参数测试电路图(2)低电平输入电流I iL 和高电平输入电流I iH 。
I iL 是指被测输入端接地,其余输入端悬空,输出端空载时,由被测输入端流出的电流值。
在多级门电路中,I iL 相当于前级门输出低电平时,后级向前级门灌入的电流,因此它关系到前级门的灌电流负载能力,即直接影响前级门电路带负载的个数,因此希望I iL 小些。
《数字电路》门电路逻辑功能及测试实验报告一、实验目的1、熟悉门电路逻辑功能。
2、熟悉数字电路箱及示波器使用方法。
二、实验设备74LS00 二输入端四与非门 2片74LS20 四输入端双与非门 1片74LS86 二输入端四异或门 1片74LS04 六反相器 1片数字电子技术试验箱三、实验内容及步骤实验前按实验箱的使用说明先检查实验箱电源是否正常。
然后选择实验用的集成电路。
按自已设计的实验接线图连线,特别注意Vcc及地线不能接错。
线接好后经实验指导教师检查无误后方可通电实验。
实验中改动接线须先断开电源,接好线后再通电实验。
1、测试门电路逻辑功能(1)选用双四输入与非门74LS20一只,插入实验板上的IC插座,按图4-1接线,输入端A、B、C、D分别接K1~K4(电平开关输出插口),输出端接电平显示发光二极管(L1~L16任意一个)。
(2)将电平开关按表4-1置位,分别测出输出电压及逻辑状态。
表4-1与非门输出电压及逻辑状态2、异或门逻辑功能测试图4-4 异或门逻辑功能测试(1)选取二输入四异或门电路74LS86,按图4-4接线,输入端1、2、4、5接电平开关,输出端A、B、Y接电平显示发光二极管。
(2)将电平开关按表4-2置位,将结果填入表中表4-2 异或门输出电压及逻辑状态3、逻辑电路的逻辑关系(1)用74LS00,按图4-5、4-6接线,输入输出逻辑关系分别填入表4-3表4-4中;图4-5 图4-6表4-3表4-4(2)写出上面两个电路逻辑表达式。
图4-5:Y=A’B+AB’图4-6:Y=AB’+A’BZ=AB四、实验心得(1)怎样判断门电路逻辑功能是否正常?1.按照门电路功能,根据输入和输出,列出真值表。
2.按真值表输入电平,查看输出是否符合真值表。
所有真值表输入状态时,输出都是符合真值表,则门电路功能正常;否则门电路功能不正常。
(2)与非门一个输入接连续脉冲,其余端什么状态时允许脉冲通过?什么状态时禁止脉冲通过?其余输入端为高电平“1”时,允许脉冲通过,而有一个输入端为低电平“0”时,将“与非”门封锁,不允许脉冲通过。
基本门电路的逻辑功能测试实验报告一、实验目的本实验旨在通过对基本门电路进行逻辑功能测试,掌握基本门电路的逻辑功能及其工作原理。
二、实验器材1.数字电路实验箱2.直流稳压电源3.数字万用表三、实验原理基本门电路是数字电路中最基本的逻辑元件,包括与门、或门、非门等。
它们分别对应着布尔代数中的“与”、“或”、“非”运算。
在数字电路中,这些基本门可以组合成更复杂的逻辑运算,如异或、同或等。
四、实验步骤1.连接与门电路:将两个输入端分别连接到数字电路实验箱上的两个开关上,将输出端连接到数字万用表上。
2.打开第一个开关,记录输出结果。
3.关闭第一个开关,打开第二个开关,记录输出结果。
4.打开两个开关,记录输出结果。
5.重复以上步骤,连接或门和非门电路进行测试。
五、实验结果及分析1.与门电路测试:当两个输入都为高电平时(即两个开关都打开),输出为高电平;当有一个或两个输入为低电平时(即有一个或两个开关关闭),输出为低电平。
这符合与运算的规律。
2.或门电路测试:当两个输入都为低电平时(即两个开关都关闭),输出为低电平;当有一个或两个输入为高电平时(即有一个或两个开关打开),输出为高电平。
这符合或运算的规律。
3.非门电路测试:当输入为高电平时(即开关打开),输出为低电平;当输入为低电平时(即开关关闭),输出为高电平。
这符合非运算的规律。
六、实验结论通过对基本门电路进行逻辑功能测试,我们掌握了与门、或门、非门的逻辑功能及其工作原理。
在数字电路中,这些基本门可以组合成更复杂的逻辑运算,如异或、同或等。
掌握了基本门的工作原理之后,我们可以更好地理解和设计数字电路。
七、实验注意事项1.在连接实验箱之前,确认所有器材已经通电并处于正常工作状态。
2.在进行实验前,检查所有连接是否正确,并确保没有短路情况发生。
3.在进行实验过程中,注意安全操作,避免触碰到带电部分。
数电实验一门电路逻辑功能及测试下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!实验一:门电路的逻辑功能及测试1. 引言门电路是数字电路中基本的逻辑单元,能够实现逻辑功能并完成特定的逻辑操作。
数电实验报告实验目的:本实验旨在通过实际操作,加深对数电原理的理解,掌握数字电子技术的基本原理和方法,培养学生的动手能力和实际应用能力。
实验仪器和设备:1. 示波器。
2. 信号发生器。
3. 逻辑分析仪。
4. 电源。
5. 万用表。
6. 示教板。
7. 电路元件。
实验原理:数电实验是以数字电子技术为基础,通过实验操作来验证理论知识的正确性。
数字电子技术是一种以数字信号为工作对象,利用电子器件实现逻辑运算、数字存储、数字传输等功能的技术。
本次实验主要涉及数字逻辑电路的设计与实现,包括基本逻辑门的组合、时序逻辑电路、触发器等。
实验内容:1. 实验一,基本逻辑门的实验。
在示教板上搭建与非门、或门、与门、异或门等基本逻辑门电路,通过输入不同的逻辑信号,观察输出的变化情况,并记录实验数据。
2. 实验二,时序逻辑电路的实验。
利用触发器、计数器等元件,设计并搭建一个简单的时序逻辑电路,通过改变输入信号,验证电路的功能和正确性。
3. 实验三,逻辑分析仪的应用。
利用逻辑分析仪对实验中的数字信号进行观测和分析,掌握逻辑分析仪的使用方法,提高实验数据的准确性。
实验步骤:1. 按照实验指导书的要求,准备好实验仪器和设备,检查电路连接是否正确。
2. 依次进行各个实验内容的操作,记录实验数据和观察现象。
3. 对实验结果进行分析和总结,查找可能存在的问题并加以解决。
实验结果与分析:通过本次实验,我们成功搭建了基本逻辑门电路,观察到了不同输入信号对输出的影响,验证了逻辑门的功能和正确性。
在时序逻辑电路实验中,我们设计并搭建了一个简单的计数器电路,通过实验数据的记录和分析,验证了电路的正常工作。
逻辑分析仪的应用也使我们对数字信号的观测和分析有了更深入的了解。
实验总结:本次数电实验不仅加深了我们对数字电子技术的理解,还培养了我们的动手能力和实际应用能力。
在实验过程中,我们遇到了一些问题,但通过认真分析和思考,最终都得到了解决。
这次实验让我们深刻体会到了理论与实践相结合的重要性,也让我们对数字电子技术有了更加深入的认识。
实验一:TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法2、掌握TTL器件的使用规则3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构,基本功能和使用方法二、实验原理本实验采用四输入双与非门74LS20,即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门,每个与非门有四个输入端。
其逻辑框图、符号及引脚排列如图2-1(a)、(b)、(c)所示。
(b)(a) (c)图2-1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列1、与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是:当输入端中有一个或一个以上是低电平时,输出端为高电平;只有当输入端全部为高电平时,输出端才是低电平(即有“0”得“1”,全“1”得“0”。
)其逻辑表达式为 Y=2、TTL与非门的主要参数(1)低电平输出电源电流ICCL 和高电平输出电源电流ICCH与非门处于不同的工作状态,电源提供的电流是不同的。
ICCL是指所有输入端悬空,输出端空载时,电源提供器件的电流。
ICCH是指输出端空截,每个门各有一个以上的输入端接地,其余输入端悬空,电源提供给器件的电流。
通常I CCL >I CCH ,它们的大小标志着器件静态功耗的大小。
器件的最大功耗为P CCL =V CC I CCL 。
手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗。
I CCL 和I CCH 测试电路如图2-2(a)、(b)所示。
[注意]:TTL 电路对电源电压要求较严,电源电压V CC 只允许在+5V ±10%的范围内工作,超过5.5V 将损坏器件;低于4.5V 器件的逻辑功能将不正常。
(a) (b) (c) (d)图2-2 TTL 与非门静态参数测试电路图(2)低电平输入电流I iL 和高电平输入电流I iH 。
I iL 是指被测输入端接地,其余输入端悬空,输出端空载时,由被测输入端流出的电流值。
在多级门电路中,I iL 相当于前级门输出低电平时,后级向前级门灌入的电流,因此它关系到前级门的灌电流负载能力,即直接影响前级门电路带负载的个数,因此希望I iL 小些。
I iH 是指被测输入端接高电平,其余输入端接地,输出端空载时,流入被测输入端的电流值。
在多级门电路中,它相当于前级门输出高电平时,前级门的拉电流负载,其大小关系到前级门的拉电流负载能力,希望I iH 小些。
由于I iH 较小,难以测量,一般免于测试。
I iL 与I iH 的测试电路如图2-2(c)、(d)所示。
(3)扇出系数N O扇出系数N O 是指门电路能驱动同类门的个数,它是衡量门电路负载能力的一个参数,TTL 与非门有两种不同性质的负载,即灌电流负载和拉电流负载,因此有两种扇出系数,即低电平扇出系数N OL 和高电平扇出系数N OH 。
通常I iH <I iL ,则N OH >N OL ,故常以N OL 作为门的扇出系数。
N OL 的测试电路如图2-3所示,门的输入端全部悬空,输出端接灌电流负载R L ,调节R L 使I OL 增大,V OL 随之增高,当V OL 达到V OLm (手册中规定低电平规范值0.4V )时的I OL 就是允许灌入的最大负载电流,则通常N OL ≥8(4)电压传输特性门的输出电压v O 随输入电压v i 而变化的曲线v o =f(v i ) 称为门的电压传输特性,通过它可读得门电路的一些重要参数,如输出高电平 V OH 、输出低电平V OL 、关门电平V Off 、开门电平V ON 、阈值电平V T 及抗干扰容限V NL 、V NH 等值。
测试电路如图2-4所示,采用逐点测试法,即调节R W ,逐点测得V i 及V O ,然后绘成曲线。
图2-3 扇出系数试测电路 图2-4 传输特性测试电路 (5)平均传输延迟时间t pdt pd 是衡量门电路开关速度的参数,它是指输出波形边沿的0.5V m 至输入波形对应边沿0.5V m 点的时间间隔,如图2-5所示。
(a) 传输延迟特性 (b) t pd 的测试电路图2-5图2-5(a)中的t pdL 为导通延迟时间,t pdH 为截止延迟时间,平均传输延迟时)t t (21t pdH pdL pd +=iLOLOL I I N=间为t pd 的测试电路如图2-5(b)所示,由于TTL 门电路的延迟时间较小,直接测量时对信号发生器和示波器的性能要求较高,故实验采用测量由奇数个与非门组成的环形振荡器的振荡周期T 来求得。
其工作原理是:假设电路在接通电源后某一瞬间,电路中的A 点为逻辑“1”,经过三级门的延迟后,使A 点由原来的逻辑“1”变为逻辑“0”;再经过三级门的延迟后,A 点电平又重新回到逻辑“1”。
电路中其它各点电平也跟随变化。
说明使A 点发生一个周期的振荡,必须经过6 级门的延迟时间。
因此平均传输延迟时间为TTL 电路的t pd 一般在10n S ~40n S 之间。
74LS20主要电参数规范如表2-1所示6Tt pd三、实验设备与器件1、+5V直流电源2、逻辑电平开关3、逻辑电平显示器4、直流数字电压表5、直流毫安表6、直流微安表7、74LS20×2、1K、10K电位器,200Ω电阻器(0.5W)四、实验内容在合适的位置选取一个14P插座,按定位标记插好74LS20集成块。
1、验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能按图2-6接线,门的四个输入端接逻辑开关输出插口,以提供“0”与“1”电平信号,开关向上,输出逻辑“1”,向下为逻辑“0”。
门的输出端接由 LED 发光二极管组成的逻辑电平显示器(又称0-1指示器)的显示插口,LED亮为逻辑“1”,不亮为逻辑“0”。
按表2-2的真值表逐个测试集成块中两个与非门的逻辑功能。
74LS20有4个输入端,有16个最小项,在实际测试时,只要通过对输入1111、0111、1011、1101、1110五项进行检测就可判断其逻辑功能是否正常。
2、74LS20主要参数的测试(1)分别按图2-2、2-3、2-5(b)接线并进行测试,将测试结果记入表2-3中。
表2-3(2)接图2-4接线,调节电位器R W ,使v i 从OV 向高电平变化,逐点测量v i 和v O 的对应值,记入表2-4中。
五、实验报告1、记录、整理实验结果,并对结果进行分析。
2、画出实测的电压传输特性曲线,并从中读出各有关参数值。
六、集成电路芯片简介数字电路实验中所用到的集成芯片都是双列直插式的,其引脚排列规则如图2-1所示。
识别方法是:正对集成电路型号(如74LS20)或看标记(左边的缺口或小圆点标记),从左下角开始按逆时针方向以1,2,3,…依次排列到最后一脚(在左上角)。
在标准形TTL 集成电路中,电源端V CC 一般排在左上端,接地端GND 一般排在右下端。
如74LS20为14脚芯片,14脚为V CC ,7脚为GND 。
若集成芯片引脚上的功能标号为NC ,则表示该引脚为空脚,与内部电路不连接。
七、TTL 集成电路使用规则1、接插集成块时,要认清定位标记,不得插反。
2、电源电压使用范围为+4.5V ~+5.5V 之间,实验中要求使用Vcc =+5V 。
电源极性绝对不允许接错。
3、闲置输入端处理方法(1) 悬空,相当于正逻辑“1”,对于一般小规模集成电路的数据输入端,实验时允许悬空处理。
但易受外界干扰,导致电路的逻辑功能不正常。
因此,对于接有长线的输入端,中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路,所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路,不允许悬空。
(2) 直接接电源电压V CC (也可以串入一只1~10K Ω的固定电阻)或接至某一固定电压(+2.4≤V ≤4.5V)的电源上, 或与输入端为接地的多余与非门的输出端相接。
(3) 若前级驱动能力允许,可以与使用的输入端并联。
4、输入端通过电阻接地,电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。
当R ≤680Ω时,输入端相当于逻辑“0”;当R≥4.7 KΩ时,输入端相当于逻辑“1”。
对于不同系列的器件,要求的阻值不同。
5、输出端不允许并联使用(集电极开路门(OC)和三态输出门电路(3S)除外)。
否则不仅会使电路逻辑功能混乱,并会导致器件损坏。
6、输出端不允许直接接地或直接接+5V电源,否则将损坏器件,有时为了使后级电路获得较高的输出电平,允许输出端通过电阻R接至V,一般取R=3~cc5.1 KΩ。
实验二:CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1、掌握CMOS集成门电路的逻辑功能和器件的使用规则2、学会CMOS集成门电路主要参数的测试方法二、实验原理1、CMOS集成电路是将N沟道MOS晶体管和P沟道 MOS晶体管同时用于一个集成电路中,成为组合二种沟道MOS管性能的更优良的集成电路。
CMOS集成电路的主要优点是:(1)功耗低,其静态工作电流在10-9A数量级,是目前所有数字集成电路中最低的,而TTL器件的功耗则大得多。
(2)高输入阻抗,通常大于1010Ω,远高于TTL器件的输入阻抗。
(3)接近理想的传输特性,输出高电平可达电源电压的 99.9%以上,低电平可达电源电压的0.1%以下,因此输出逻辑电平的摆幅很大,噪声容限很高。
(4)电源电压范围广,可在+3V~+18V范围内正常运行。
(5)由于有很高的输入阻抗,要求驱动电流很小,约0.1μA,输出电流在+5V电源下约为 500μA,远小于TTL电路,如以此电流来驱动同类门电路,其扇出系数将非常大。
在一般低频率时,无需考虑扇出系数,但在高频时,后级门的输入电容将成为主要负载,使其扇出能力下降,所以在较高频率工作时,CMOS 电路的扇出系数一般取10~20。
2、CMOS门电路逻辑功能尽管CMOS与TTL电路内部结构不同,但它们的逻辑功能完全一样。
本实验将测定与门CC4081,或门CC4071,与非门CC4011,或非门CC4001的逻辑功能。
各集成块的逻辑功能与真值表参阅教材及有关资料。
3、CMOS与非门的主要参数CMOS与非门主要参数的定义及测试方法与TTL电路相仿,从略。
4、CMOS电路的使用规则由于CMOS电路有很高的输入阻抗,这给使用者带来一定的麻烦,即外来的干扰信号很容易在一些悬空的输入端上感应出很高的电压,以至损坏器件。
CMOS电路的使用规则如下:(1) V DD 接电源正极,V SS 接电源负极(通常接地⊥),不得接反。
CC4000系列的电源允许电压在+3~+18V 范围内选择,实验中一般要求使用+5~+15V 。
(2) 所有输入端一律不准悬空闲置输入端的处理方法: a) 按照逻辑要求,直接接V DD (与非门)或V SS (或非门)。
b) 在工作频率不高的电路中,允许输入端并联使用。
(3) 输出端不允许直接与V DD 或V SS 连接,否则将导致器件损坏。