《数字逻辑》(数字电子技术基础)【五版】实验报告

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1、本文由若语庆贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。实验指导书计算机与信息学院《数字逻辑》课程组编印二OO八年三月目实验1实验2实验3实验4实验5实验6附录录TTL集成门电路逻辑功能测试……1组合逻辑电路的设计……6译码器和数据选择器……10竞争冒险……14集成触发器及其应用……18集成计数器……23芯片引脚排列图……29-I-实验1一、实验目的TTL集成门电路逻辑功能测试1.了解TTL与非门电路的主要参数。2.掌握TTL与非门电路的主要参数和传输特性的测试方法。3.熟悉TTL门电路的逻辑功能的测试方法。二、实验仪器

2、与器件1.数字电路实验箱2.万用表3.示波器4.元器件TTL与非门2片电阻、电容三、实验原理TTL门电路是最简单、最基本的数字集成电路元件，利用其通过适当的组合连接便可以构成任何复杂的组合电路。因此，掌握TTL门电路的工作原理，熟练、灵活地使用它们是数字技术工作者必备的基本功之一。本实验采用四“与非门”74LS00，其引脚排列如图1-1所示，它共有四组独立的“与非”门，每组有两个输入端，一个输出端。各组的构造和逻辑功能相同，现以其中的一组加以说明：TTL与非门的电路结构如图1-2所示，Ａ和Ｂ为输入端，Ｚ为输出端。与非门的逻辑表达式为Ｚ=(ＡＢ)’。当Ａ、若干74L

3、S001个1只1台Ｂ均为高电平时，Ｚ为低电平“0”；Ａ、Ｂ中有一个为低电平或二者均为低电平时，Ｚ为高电平"1"。四与非门74LS00的主要参数有：1）扇出系数ＮO：电路正常工作时能带动的同类门的数目称为扇出系数ＮO。2）输出高电平ＶOH：一般ＶOH≥2.4V.3）输出低电平ＶOL：一般ＶOL≤0.4V.4）高电平输入电流ＩIH：指当一个输入端接高电平，而其它输入端接地时从电源流过高电平输入端的电流。5）低电平输入电流ＩIL（或输入短路电流ＩRD)：指当一个输入端接地，而其它输入-1-端悬空时低电平输入端流向地的电流。6）电压传输特性曲线和关门电平ＶOFF：图1-3

4、所表示的Ｖi~ＶO关系曲线称为电压传输特性曲线。使输出电压刚刚达到低电平时的最低输入电压称为开门电平ＶON。使输出电压刚刚达到规定高电平时的最高输入电压称为关门电平ＶOFF。指输入全部为高电平、输出为低电平且不带负载时的功率损耗。7）空载导通功耗ＰON：8）空载截止功耗ＰOFF：指输入有低电平、输出为高电平且不带负载时的功率损耗。9）噪声容限：电路能够保持正确的逻辑关系所允许的最大抗干扰电压值，称为噪声电压容限。输入低电平时的噪声容限为ＶOFF-ＶIL，输入高电平时的噪声容限为ＶIH-ＶON。通常TTL门电路的ＶIH取其最小值2.0V，ＶIL取其最大值0.8V。1

5、0）平均传输延迟时间tpd：它是与非门的输出波形相对于输入波形的时间延迟，是tpd小于8ns。一个与非门的平均传衡量开关电路速度的重要指标。一般情况下，低速组件的tpd约为40~60ns，中速组件的约为15~40ns，高速组件的为8~15ns，超高速组件的输延迟时间可以通过下式近似计算：tpd=Ｔ/6，Ｔ为用三个门电路组成振荡器的周期。四、实验内容及步骤1.TTL与非门参数的测试(1)输出高电平ＶOH的测试TTL与非门的输出高电平ＶOH的测试电路如图1-4所示，把与非门两输入端中的一个或两者全部接地，用万用表测出的输出端电压为ＶOH，在测量中如果电压值≥2.4V，

6、记作“1”；若测量值≤0.4，记作“0”。测出四组数据，将其填入表1-1。(2)输出低电平ＶOL测试TTL与非门的输出低电平ＶOL的电路如图1-5所示，输入端全部悬空，测出输入端电压即为ＶOL，将测量的四组数据填入表1-1。(3)低电平输入电流ＩIL按图1-6连接电路，则从电流表上读出的电流就是与非门的低电平输入电流。用万用表分别测出集成块74LS00中各与非门不同输入端接地时的电流ＩIL，并将其测量的结果填入表1-2中。-2-(4)高电平输入电流ＩIH按图1-7连接电路，测量并记录与非门的高电平输入电流ＩIH，ＩIH＝(5)空载导通功耗ＰON：如图1-8所示，从

7、+5V电源输出处用万用表测出电流ＩON就可以按下式求出空载导通功耗ＰON：ＰON=ＶCC·ＩON。ＶCC＝；ＩON＝；ＰON=。(6)空载截止功耗ＰOFF：如图1-9所示，将芯片所有输入端接地，从+5V电源输出处用万用表测出电流ＩOFF，就可以按下式求出空载截止功耗ＰOFF：ＰOFF=ＶCC·ＩOFFＶCC＝(7)扇出系数ＮO；ＩOFF＝；ＰOFF=。如图1-10所示，与非门的两输入端均悬空，接通电源，调节ＲW，使电压表的读数等于0.4V，读出此时电流表的读数ＩOL。可根据下式计算出该与非门的扇出系数ＮO：ＮO=ＩOL/ＩIL，则ＩOL＝；NO=。-3-2.与非门

8、传输特性的