实验一 集成逻辑门电路new

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1、实验一集成逻辑门电路一、实验目的1、了解门电路的电气性能和特点。2、掌握TTL集成门电路的逻辑功能。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。4、掌握常用TTL门电路的故障诊断方法。二、实验原理集成逻辑门电路是数字电路的基础，常用的有两大类：一类是以晶体三极管为核心组成的TTL电路。另一类是以场效应管为核心组成互补型MOS集成电路即CMOS电路。两者的应用都很广泛。为了较好地使用它们，对它们的主要电气特性必须清楚。1、TTL与非门的主要参数（1）电压传输特性与非门的输出电压U0随输入电压Ui的变化用曲线描绘出来，这曲线就是与非门的电压传输

2、特性。通过此曲线可知道与非门电路的一些重要参数，如输出高电平VOH、输出低电平VOL、阀值电平VTH。（2）输入特性，输出特性输入特性曲线：就是输入电流随输入电压变化的曲线。一般情况下，输入电压限止在5.5V以下，当输入电压在1.5V-5.5V之间变化时，输入电流Ii基本保持不变，称为输入高电平电流IiH，其最大值为40mA左右，当输入电压0V和1.5V之间变化时，电流开始从输入端流出，且随输入电压的增大而迅速减小（绝对值），称为输入低电平电流IiL，约为-1mA；当输入电压为0时，称为输入短路电流IiS；IiS的数值要比IiL的数值略大一点，在作近似分

3、析计算时，经常用手册上给出的IiS近似代替IiL使用。输出特性曲线：就是输出电压和负载电流的关系曲线。分为高电平输出特性和低电平输出特性。当逻辑门输出高电平时，这时输出电压和负载电流的关系称为高电平输出特性，74系列门电路的运用条件规定，输出高电平时，最大负载电流不能超过0.4mA。当逻辑门输出低电平时，这时输出电压和负载电流的关系称为低3PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn电平输出特性，输出低电平时，最大负载电流不能超过16mA。（3）扇出系数N扇出系数N是指反相器可以驱动同类型反相器的最大数目，这个

4、数值也叫做门电路的扇出系数一般要求N>8。（4）平均传输延迟时间性tpd在TTL电路中，输出电压波形滞后于输入电压波形的时间叫做传输延迟时间。把脉冲上升沿延迟时间和下降沿延迟时间的平均数称为平均传输延迟时间，这个参数表示门的开关速度，愈小表示开关速度越快。一般为几纳秒或几十纳秒。产品手册上可查出。2、集成门电路逻辑功能分类用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路通称为门电路。常用的门电路在逻辑功能上有，与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等几种，其逻辑符号、表达式、特点见表1.1名称表达式逻辑符号特点A有“0”得“0”与门Y=A·B&YB全“1”

5、得“1”A有“1”得“1”或门Y=A+B1YB全“0”得“0”有“0”得“1”非门Y=AA&Y有“1”得“0”A有“0”得“1”与非门Y=A×B&YB全“1”得“0”A有“1”得“0”或非门Y=A+B1YB全“0”得“1”A相同得“0”异或门Y=A○+B=1YB不同得“1”4PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn3、三态输出门电路（TS门）三态输出门是在普通门电路的基础上附加控制电路而构成的。有三种输出状态，即输出高电平，输出低电平和高阻输出状态。如图1.1所示，E为控制端。当E为高电平时输出端断开，输出

6、呈高阻状态。三态门输出端可以并联使用，实现总线连接。三态门驱动能力强，开关速度快，在中大规模集成电路中广泛采用三态输出电路，作为计算机和外围电路的接口电路。图1.2是三态门用于总线传输，要注意的是，使用时只能有一个三态门处于工作状态，其余的必须处于高阻状态。要不将出现与普通TTL门“线与”运用时同样的问题。Y总线_E1111E1E2E3AA1A2A3图1.1三态门逻辑符号图1.2三态门用于总线传输三、实验仪器和元器件1、数字电路实验箱2、数字万用表3、集成电路：74LS00、74LS1254、元件：1K精密电位器，200Ω5、双踪示波器四、实验内容1、T

7、TL与非门的电压传输特性测试用静态法测试：按图1.3画出测试电路，Uo=f(Ui)，改变Ui测出对应的Uo之值，将结果填入表1.2，并用方格纸画出TTL与非门的电压传输特性曲线。表1.2与非门电压传输特性测试表U（iV）0.20.40.60.81.01.11.251.31.41.51.61.71.82.0U（0V）5PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn图1.3电压传输特性测试2、三态门74LS125功能测试（1）三态门逻辑功能测试，选用74LS125芯片内的任何一个门，画出测试线路，测试其逻辑功能并将结

8、果填入表1.3中。（2）三态门总线连接测试，选用74LS125芯片内的任意三个门