集成逻辑门功能测试实验.docx

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1、集成逻辑门功能测试实验一、实验目的1、熟悉集电极开路（OpenCollector，OC）门和三态门（Three-StateOutputGage，TS）的逻辑功能。2、掌握OC门线与功能。3、熟悉四总线3态缓冲器74LS126的特性。4、了解用TS门构成数字信号通道的方法。5、用示波器测量特定脉冲信号的频率和电压（选做）。二、实验仪器及元器件、相关参数值的估定仪器：双踪示波器、数字学习机、万用表、双路直流稳压电源。器件：74LS03、74LS126；2kΩ电阻两只。三、实验内容和步骤1.用OC门实现线与逻辑图174LS03引脚排列及封装图74LS03四2输入与非OC门引脚排列

2、图和封装图如图-1所示。按照图-2所示的电路图链接实验电路，将输入A和B接数据开关，输出Z、Y分别接不同的LED指示灯。接好电路检查无误后接通电源，改变输入A、B的逻辑电平，分别观察LED的亮灭和Z、Y的电平值，并将结果填入表-1中。分别写出Z、Y的逻辑表达式，并说明电路的逻辑功能。表1OC门线与逻辑测试图2OC门构成线与逻辑原理图1.三态总线缓冲器74LS126功能测试74LS126含有4个独立的三态缓冲器，高电平使能，引脚图如图-3所示。如1中所述，实验并记录控制端G和输入端A分别变化时，输出端Y的逻辑变化（记录到表2中），正明其功能。表2三态总线缓冲器功能测试图374

3、LS126引脚图2.三态门构成总线实验中按图-4连接实验电路，使能端G1、G2和G3分别接数据开关SW1、SW2和SW3；A1输入逻辑0（GND），A2输入逻辑1，A3输入1Hz信号。输出接在LED指示灯上（数据记录记入表-3）：（1）将三个三态门使能端G1、G2和G3全部接逻辑0态，观察LED指示灯状态并记录；图4三态门构成数据总线电路图（2）将G1置1态，观察LED状态并记录，将G1返回0态；（3）将G2置1态，观察LED状态并记录，将G2返回0态；（4）将G1置1态，观察LED状态并记录；（1）同时将任意两个三态门使能端置1态，观察LED状态并记录；（2）将实验观察结

4、果填入表-3中，说明为什么总线结构不允许两个以上使能端同时处于使能状态。表3三态门构成总线实验记录工作状态G1G2G3LED状态（输出）正常000100010001非正常一、测量值的估算如图-2中的电路，根据公式：RCmax=VCc-VOHminnIOH'+kIIH、RCmin=VCC-VOLmaxIOL+mIIS查询资料，大致得到如下的数据：VCC=5V、VOHmin=2.7V、IOH'=ICEO≈200uA、IIH=20uA、VOLmax=0.4V、IOL=8mA、IIS=0.1mA将数据代入以上公式，可以得到：RCmax=5-2.72×0.2+0.02kΩ=5.5kΩ

5、RCmin=5-0.48+0.1kΩ=0.57kΩ故，RC可以取0.57kΩ~5.5kΩ之间的某一值；如RC=2kΩ。五、结果分析1.OC门对于如图而所示的由OC们组成的电路，其有两处输出端——Z、Y；经过实验及记录的结果，可以分析得知：（1）Z输出端实现的是A、B的或非逻辑运算，即Z=AB=A+B。对于OC门，又称为集电极开路门；由于OC门输出端内部没有与电源之间的通路，所以其输出端可以直接连接在一起，实现线与功能；而不用经过与门进行逻辑与运算。又由于OC门输出端为“非”逻辑，所以有如下表达式：Z=AB=A+B（2）Y输出端实现的是A、B的或逻辑运算，即Y=A+B.如图2

6、所示的电路，第三个OC门是将Z进行自身线与输出，即有：Y=ZZ=Z=A+B=A+B2.三态门（1）根据表2中实验所得的数据，分析得知：三态门具有三个输出状态，即：高电平-逻辑1、低电平-逻辑0和高阻态。（2）如图4所示的由三态门构成的总线电路里，只要所有三态门中某时刻只有一个三态门输出为非高阻（也可为高阻态—此时总线空闲），而其余三态门输出均为高阻态，则可以将多个三态门输出连接在一起实现总线的功能。再如表3所示的实验结果，经过分析得知：无论哪一个一个三态门处于输出状态（输出高电平-逻辑1，其余三态门均输出高阻），则其输出信号均可传递至信号等，实现了总线的功能。六、回答的问题

7、问：由实验内容最后一步，说明为什么不允许将两个及以上的三态门使能端处于使能状态？答：三态门并不像OC门那样——输出端内部与电源间没有通路。在三态门的内部电路中，输出端与电源之间是具有通路的；假若使两个及以上的三态门使能端处于使能状态，那么就会有多个三态门同时输出高电平或低电平，而三态门的输出端是连在一起的，使得某些输出低电平的输出端接受输出高电平输出端的高电平，同时与内部电源电路之间形成通路，从而烧毁三态门；并且，假若没有烧毁三态门，由于输出高电平的输出端与输出低电平的输出端形成通路，从而不能确定连在一起的输出端的