1实验一TTL集成逻辑门的测试与仪器的使用[修订]

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1、实验一TTL集成逻辑门的测试与仪器的使用一、实验目的1.掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数测试方法。2.掌握TTL器件的使用规则3.熟悉数字电路实验箱的结构，基本功能和使用方法。4.进一步熟悉实验仪器仪表的使用二、实验原理本实验采用4输入双与非门74LS20,即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门,每个与非门冇四个输入端。其逻辑符号及引脚排列如图1(a)、1(b)、1(c)所示。1413121110981234567图1(a)原电子工业部标准图1(b)国家标准(GB)图1(c)74LS20引脚排列(SJ)逻辑符号逻辑符号1•与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当输入端中有

2、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吋，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=AB•…2.TTL与非门的主要参数(1)低电平输出电源电流Lei和高电平输岀电源电流。与非门处于不同的T作状态，电源提供的电流是不同的。1口是指所冇输入端悬空,输出端空载吋，电源提供器件的电流。Iccw是指输出端空载，每个门各有一个以上的输入端接地，电源提供器件的电流。通常IcS，它们的人小标志着器件静态功耗的人小。器件最大的功耗为Pccl=7cc」ccl。手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的源电流和总的功耗。Ice和测试电路如图

3、2(a)、(b)所示。［注意］:TTL电路对电源电压要求较严，电源电压Vg只允许在±5v±10%的范围内工作，超过5.5v将损坏器件；低于4.5v器件的逻辑功能将不正常。图2TTL与非门静态参数测试电路图(1)低电平输入电流I仏与高电平输入电流IiHI江是指被测输入端接地，其余输入端悬空时，rh被测输入端流出的电流值。在多级门电路中，I江相当于前级门输出低电平时，后级向丽级门灌入的电流，因此它关系到前级门的灌负载能力，即肓接影响前级门电路带负载的个数，因此希望1仏小些。I汩是指被测输入端接高电平，其余输入端接地，流入被测输入端的电流值。在多级门电路中，它相当于前级门输出高电平时，

4、前级门的拉电流负载，其大小关系到前级门的拉电流负载能力，希望I旧小些。由于1円较小，难以测量，一般免于测试。I江与I诃的测试电路如图2(c)、(d)所示。(2)扇出系数N。N（）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与非门冇两种不同性质的负载，即灌电流负载和拉电流负载，因此冇两种扇出系数，即低电平扇出系数N。厶和高电平扇出系数通常【汨<4,所以N°h>N°—故常以N°厶作为门的扇出系数。N。/.的测试电路如图3所示，门的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载R-调节，RL使灌电流达最大值10厶（即U0厶增至手册中规定的低电平规范值0.4V）贝J通常汕）

5、乙》8AiL图3散岀系数试测电路（4）电压传输特性门的输出电压u°随输入电压U,而变化的illi线u0=f（up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U°〃、输出低电平U。厶、关门电平U°〃、开门电平U（）N、阀值电平—及抗干扰容限U^、Um等值。测试电路如图4所示，采用逐点测试法，即调节R—逐点测得U,及U。，然后绘成1111线。+5V<5)平均传输延迟时间Jd是衡量门电路开关速度的参数，它是指输出波形边沿的0.5U心至输入波形对应边0.5U,”点的时间间隔，如图5所示。(a)传输延迟特性(b)t“d的测试电路图5平均传输延迟时间的测最图5(a)中

6、的q亿为导通延迟时间，「加为截止延迟时间平均传输延时时间为（IpdL）G测试电路如图5(b)所示，由于TTL门电路的延迟时间较小，直接测量时对信号发牛器和示波器的性能要求较高，故实验采用测录由奇数个与非门组成的环形振荡器的振荡周期T來求得。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”，经过三级门的延吋后，使A点由原来的逻辑“1”变为逻辑“(F;再经过三级门的延时后，A点电平乂重新回到逻辑“1”。电路的其它各点电平也跟随变化。说明使A点发牛一个周期的振荡，必须经过6级门的延迟时间。因此平均传输延迟时间为T三、实验设备与器材1、数字电路实验箱3、万用表5、电位

7、器1K,10K各一个2、双踪示波器4、74LS20X26、电阻(0.5W)200QXI四、实验内容在合适的位置选取一个14P插朋，并接好线，如图6所示。1.验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能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0—1指示器的显示插口，LED亮为逻辑“1”，不亮为逻辑:“0”。按表1的真值表逐个测试集成块中一个与非门的逻辑功能。1o—1234567丄c