电子技术数字学习辅导资料

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1、实验一集成门电路一、实验目的1．学习测试“与非”门电路的电压传输特性和逻辑功能。2．了解“与非”门组成的其它逻辑门。二、实验原理“与非”门是门电路中应用较多的一种，它的逻辑功能是：全“1”出“0”，有“0”出“1”。即只有当全部输入端都接高电平“1”时，输出端才是低电平“0”，否则，输出端为高电平“1”。图1－1是一个具有3个输入端的“与非”门逻辑图。根据手册规定，“与非”门的高低电平和其他电参数有一定的规范值，（见表1－1）。若不符合，则表明该“与非”门不能使用。图1－1图1－2检验“与非”门应按表1－1规定的测

2、试条件进行。在实际使用时，有时可用万用表对“与非”门进行简易检验。以TTL“与非”门为例，当接通5V直流电源后，先让各个输入端接高电平，用万用表测量其输出端的电压。然后把各个输入端依次接地，测量输出端的电压，根据测量数据是否符合规范值则可判别这个“与非”门好否。集成“与非”门的电压传输特性，指的是“与非”门输出电压u0随输入电压ui变化的关系曲线，如图1－2所示。图中A点相应的输入电压称为关门电平Uoff，B点相应的输入电压称为开门电平UON。传输特性的测量方法很多，最简单的方法是把直流电压通过电位器分压加在与非门

3、的输入端，如图1－4所示，用万用表逐点测出对应的输入，输出电压，然后绘制成曲线。为了读数容易，在调节ui过程中即可先监视输出电压的变化，再读出Ui来，否则在开门电平和关门电平之间变化的电压不易读出来。图1－3为了在示波器上观察到电压传输特性，可按图1－3接线，可把输出电压u0接入示波器的y输入端，输入电压Ui可由函数信号发生器输出的100Hz正弦波通过二极管半波整流后得到，同时把这个输入信号送入示波器的x轴，作为扫描电压，调节ui大小可在示波器显示屏上观察到一条完整的电压传输特性曲线。（注意，这时示波器的x轴选择开

4、放放在“外接x”）“与非”门可以组成其他基本逻辑电路。图1－5是由三个“与非”门组成的“或”门电路，它的逻辑表达式为F=A+B图1－4图1－5图1－6是由四个“与非”门组成的“异或”门电路，它的逻辑表达式为F=AÅB=A本实验使用的集成“与非”门的型号为74LS00，它包含四个“与非”门，每个“与非”门有2个输入端，其外引线及内部示意图如图1－7。UCC为＋5V。图1－6图1－7表1－1参数名称及符号规范值74LS00单位直流参数高电平输出电压低电平输出电压高电平输入电流低电平输入电流输出短路电流VoHVoLIiH

5、IiLIOS≥2.5≤0.4<20<–0.420-100VVmAmAmA交流参数输出波形上升时间输出波形下降时间trtf9~1510~15nsns用与非门组成的多谐振荡器电路如图1－8所示。它是一个非对称微分型多谐振荡电路。与非门G1的输出作为与非门G2的输入，与非门G2的输出又通过电容C反馈到与非门G1的输入形成正反馈。与非门G1的输出电压对电容器C反复充放电，同时又使与非门G1不断翻转，周而复始，产生了振荡波形，其振荡周期式中UOH为高电平值，Uth为门槛电压。当时，T=RCln4»1.4RC图1－8若在图中接

6、入R'，可使多谐振荡器易于起振。通常R取1kW，R'取几千欧至十千欧。三、实验设备及所选用组件箱名称数量设备编号数字（模数综合）电子技术实验箱1函数发生器及数字频率计1数字式直流电流、电压表1集成电路与非门74LS001双踪示波器1数字万用表1四、实验步骤1．测试与非门的逻辑功能将与非门输出端接电平指示，将逻辑电平（由数据开关提供）接入与非门输入端，接通与非门的＋5V电源，观察与非门的逻辑功能是否符合真值表内容。逐一测试74LS00中四只与非门，这种方法是判断与非门好坏的一种简便方法。2．取任一“与非”门做电压传输

7、特性的－直流法；用74LS00中一只与非门，电路如图1－4，用万用表逐点测试，（正确处理不用的输入端）。为了读数容易，在调节Ui时，可先监视输出电压的变化，再读出Ui来，否则在开门电平和关门电平之间变化的电压不易读出来。将读数一一记入表1－1中，画出电压传输特性曲线，求出关门电平Uoff和开门电平Uon，输出高电平UOH，输出低电平UOL。表1－1直流法测与非门电压传输特性Ui5.04.03.02.52.01.061.040.970.480.160.160.160.160.160.161.32.03.03.463．

8、观察与非门控制特性如图1－9连接电路，将频率等于1kHz，幅度等于5V的方波，送入与非门输入端ui，当控制端Y分别加上逻辑0和逻辑1电平（Y接至数据开关），用双踪示波器同时观察ui、u0波形，比较两者的相位，体会控制端作用。将结果记入表1－2。图1-9表1－2输入U00Y10输出F4．＊观察与非门电压传输特性－交流法选用一只与非门按图1－3接线，将频率为1k