欧阳青数电实验教案

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1、信息科学技术学院实验课教案课程名称：数字电路实验课程性质：实践课主讲教师：联系电话：E-MAIL：19课时分配表适用专业:信息工程专业班级：10自动化2班（共41人）实验标题分配课时备注1TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试22组合逻辑电路的设计与测试（一）23组合逻辑电路的设计与测试（二）24译码器及其应用25数据选择器及其应用26触发器及其应用27计数器及其应用28移位寄存器及其应用29555时基电路及其应用210D/A、A/D转换器211电子秒表（一）212电子秒表（二）2课时合计2419实验

2、1一．实验名称：TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试二．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三．实验课时：2学时四．实验仪器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)五．实验原理（除实验知识外，还包括装置及使用方法介绍等）本实验采用四输入双与非门74LS20，即在

3、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。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(2)低电平输入电流IiL和高电平输入电流IiH。IiL是指被测输入端接地，其余输入端悬空

4、，输出端空载时，由被测输入端流出的电流值。　(3)扇出系数NO　　扇出系数NO19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NOL和高电平扇出系数NOH。通常IiH＜IiL，则NOH＞NOL，故常以NOL作为门的扇出系数。NOL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RL，调节RL使IOL增大，VOL随之增高，当VOL达到VOLm（手册中规定低电平规范值0.4

5、V）时的IOL就是允许灌入的最大负载电流，则通常NOL≥8(4)电压传输特性门的输出电压vO随输入电压vi而变化的曲线vo＝f(vi)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VOH、输出低电平VOL、关门电平VOff、开门电平VON、阈值电平VT及抗干扰容限VNL、VNH等值。(5)平均传输延迟时间tpdtpd是衡量门电路开关速度的参数，它是指输出波形边沿的0.5Vm至输入波形对应边沿0.5Vm点的时间间隔。tpd的测试电路如图2－5(b)所示，由于TTL门电路的延迟时间

6、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六．实验内容与步骤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

7、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”19。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、74

8、LS20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2－3ICCL(mA)ICCH(mA)IiL(mA)IOL(mA)tpd=T/6(ns)　　(2)接图2－4接线，调节电位器RW，使vi从OV向高电平变化，逐点测量vi和vO的对应值，记入表2－4中。　表2－4Vi(V)00.20.40.60.81.01.52.02.53.03.54.0…VO(V)七．数据记录、处理及分析要求1、记录、整理实验结果，并对结果进行