TTL门电路的逻辑功能测试实验报告

实验一 集成TTL门电路逻辑功能及参数测

一、实验目的

⒈ 理解集成TTL门电路逻辑功能及参数测试的必要性。

⒉ 熟悉TTL与非门、或非门、与或非门、异或门的逻辑功能。

⒊ 掌握TTL与非门电路的主要参数及其测试方法。

二、预习要求

⒈ 复习TTL门电路的基本工作原理。

⒉ 认真阅读讲义，明确各参数的定义、测试条件及测试方法。

⒊ 熟悉掌握数字逻辑实验箱的使用方法。

⒋ 了解被测TTL门电路的管脚排列及其功能。

三、实验设备与器材

⒈ 数字逻辑实验箱

⒉ 万用表

⒊ 7421四输入双与非门、T072与或非门、74LS136二输入端四异或门各一块。

四、实验内容及步骤

⒈测试与非门的逻辑功能

①先将7421四输入端双与非门，按缺口标志向左排列，放入实验箱多孔插座

板上。参照 图14-1，再按图14-2所示接好线。输入端分别接不同的逻辑开关K，

输出接发光的二极管器L。

(2)改变逻辑开关，实现各输入端高、低电平的转换；用发光二极管观察输出

端逻辑状态， 并用万用表测出对应电平值。



图14-1 7421引脚排列图 图14-2 与非门接线图

(3)记录不同输入和输出状态的对应关系。列出真值表。

⒉ 测试与或非门的逻辑功能

 图14-3 T072引脚排列 图14-4 与或非接线图

(1)参照图14-3T072引脚排列，按图14－-4所示接好线。

(2)改变逻辑开关的状态，用发光二极管观察输出状态。

(3)记录各输入与输出对应状态，并列出真值表。

⒊ 测试异或门的逻辑功能

 图14-5 74LS136引脚排列 图14-6 异或门接线

(1)先将74LS136二输入端四异或门(集电报开路异或门)，插入实验箱多孔插座板

上。参照图 14-5 74LS136引脚排列， 按图14-6所示接好线。

(2)改变逻辑开关的状态，观察输出状态。

实验二 TTL与非门逻辑功能及参数测试

一、实验目的

1、熟悉TTL与非门外型和管脚引线排列。

2、掌握TTL门电路逻辑功能测试方法。

3、掌握TTL门电路传输特性及主要参数的测试方法。

二、实验仪器

1、万用表 1块

2、晶体管毫伏表 1台

3、数字电路实验箱 1台

4、器件

74LS00 二输入端四与非门 1片

三、实验原理

本实验采用四“与非”门74LS00，它共有四组独立的“与非”门（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），每组有两个输入端，其插脚位置如图1-15-1所示。

图1-15-1 74LS00引线排列 图1-15-2 74LS00与非门（一组）

每组的构造和逻辑功能相同。现以其中一组说明如下：TTL与非门电路如图1-15-2所 PAB“与非”TTL。为输出端。逻辑功能为P为“与非”门的二个输入端，B和A示。．

门的主要参数有：

1、扇入系数N和扇出系数N：能使电路正常工作的输入端数目称为扇入系数N，电i0i路正常工作时能带动的同类门的数目称为扇出系数N。 02、输出高电平V：一般V≥3V。 OHOH3、输出低电平V：一般V≤0.3V。 OLOL4、电压传输特性曲线，开门电平V和关门电平V：图1-15-3所示之V~V关系曲0ONOFFi线称为电压传输特性曲线。使输出电压V刚刚达到低电平V时的最低输入电压V称为开i0OL门电平V。使输出电压V刚刚达到高电平V时的输入电压V称为关门电平V。 OFFOHON0i

图1-15-3 电压传输特性曲线

图1-15-4 输出波形延迟于输入波形

5、输入短路电流I：一个输入端接地，其它输入端悬空时，流过该接地输入端的电流RD为输入短路电流I。 RD6、空载导通功耗P：指输入全部为高电平输出为低电平时的功率损耗。 ON7、空载截止功耗P：指输入为低电平输出为高电平时的功率损耗。 OFF8、抗干扰噪声容限：电路能够保持正确的逻辑关系所允许的最大干扰电压值，称为噪声容限。其中输入低电平时的噪声容限为V=V-V，而输入高电平时的噪声容限为ILNLOFFV=V-V。 ONNHIH9、平均传输延迟时间t：输入端加一方波电压，则输出波形相对输入波形有时间延迟，pd如图1-15-4所示。输出电压下降沿的50%处与输入电压上升沿的50%处的时间间隔称为导通延迟时间t。输出电压上升沿的50%处与输入电压下降沿的50%处的时间间隔称为存储延迟pdLttpdHpdLt，它是衡量开关电路t。时间tt的平均值就是平均传输延迟时间和pdHpdLpdH pd2．

实验一 逻辑门电路的逻辑功能及测试

实验一 逻辑门电路的逻辑功能及测试

一．实验目的 1．掌握了解TTL系列、CMOS系列外形及逻辑功能。 2．熟悉各种门电路参数的测试方法。 3. 熟悉集成电路的引脚排列，如何在实验箱上接线，接线时应注意什么。

二、实验仪器及材料

a)TDS-4数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。

b)1）CMOS器件：

CC4011 二输入端四与非门 1 片

CC4071 二输入端四或门 1片

2）TTL器件：

74LS86 二输入端四异或门 1 片

74LS02 二输入端四或非门 1 片

74LS00 二输入端四与非门 1片

74ls125 三态门 1片

74ls04 反向器材 1片

三．预习要求和思考题：

1．预习要求：

1）复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。

2）常用TTL门电路和CMOS门电路的功能、特点。

3）三态门的功能特点。

4）熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途。

5）用multisim软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。

2．思考题

1）TTL门电路和CMOS门电路有什么区别？

2）用与非门实现其他逻辑功能的方法步骤是什么？

四．实验原理 1．本实验所用到的集成电路的引脚功能图见附录。 2．门电路是最基本的逻辑元件，它能实现最基本的逻辑功能，即其输入与输出之间 存在一定的逻辑关系。 TTL集成门电路的工作电压为“5V±10%”。本实验中使用的TTL集成门电路是双列直插型的集成电路，其管脚识别方法：将TTL集成门电路正面（印有集成门电路型号标记）正对自己，有缺口或有圆点的一端置向左方，左下方第一管脚即为管脚“1”，按逆时针方向数，依次为1、2、3、4············。如图1—1所示。具体的各个管脚的功能可通过查找相关手册得知，本书实验所使用的器件均已提供其功能。

实验一门电路的逻辑功能

一、实验目的

1.掌握门电路逻辑功能的测试方法；

2.熟悉脉冲示波器和逻辑箱的使用方法；

3.了解TTL器件和CMOS器件的使用特点。

二、实验原理（简要）

测试门电路的逻辑功能有两种方法。一是静态测试法，其特点是给门电路输入端加固定

的高（H）、低（L）电平。用示波器、万用表或发光二极管(LED)测出门电路的输出响应。

二是动态测试法，其特点是给门电路的输入端加一串脉冲信号，用示波器观测输入波形与输

出波形的同步关系。

在测试时，示波器的探头或三用表的表笔必须与被测门电路的引脚直接接触，以免电路

其他部分接触不良而产生错误判断。

门电路的逻辑符号对各类不同器件虽是通用的，但由于电路结构不同，使用时应注意各

自的特点。

在实验中，正确使用实验仪器和设备是非常重要的，这不仅有助于获得正确的实验结果，

而且有利于提高工作效率，还能避免仪器设备不必要的损坏。另外，还应了解安装和调试数

字电路的一般知识。

三、器件

1.74LS00四2输入与非门1片

2.74LS02四2输入或非门1片

3.74LS512-3输入、2-2输入与或非门1片

4.74LS86四异或门1片

5.CD4011CMOS四2输入与非门1片

6.CD4001CMOS四2输入或非门1片

7.CD4070CMOS四异或门1片

8.晶体二极管2只

9.发光二极管（LED）3只

10.阻容元件若干（数百Ώ~数百kΏ）

四、实验内容与主要步骤

1．用静态测试法测试门电路的逻辑功能。图一表一

2．用动态测试法测试门电路的逻辑功能。（需自行补绘原理图）

a图b图c图d图e图f图

实验结果（波形图）（需绘制输入、输出信号，信号边沿纵向对齐）

a波形图b波形图

c波形图

d波形图e波形图

f波形图五、选做实验

（参见讲义）

六、思考题

（1）使用双踪示波器时，应怎样正确选择同步触发信号？

应选择频率低的信号作为同步触发信号。以1kHZ和2MHZ为例:用1kHZ作同步触发信

号，看到1kHZ同时还能看到2MHZ信号波形；若用2MHZ作同步触发信号，则无法看到1kHZ信号波形。