电子技术实训 第5章 数字电子技术基础实验

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1、第五章数字电子技术基础实验一TTL集成与非门的测试实验二简单组合逻辑电路的设计实验三集成触发器的测试实验四计数器、译码、显示电路实验五555定时器及其应用实验六D/A转换器的测试实验七A/D转换器的测试1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能的测试方法。2、熟悉TTL与非门的主要参数和静态特性的方法，并加深对各参数意义理解。3、熟悉TTL器件的使用规则。实验一TTL集成与非门的测试一、实验目的二、实验原理1、TTL与非门的主要参数：(1)电压传输特性图3-34采用逐点测试法，即调节RW，逐点测得Ui及UO，然后绘成输出电压uO随输入电压ui而变化的曲线，即uo＝f(ui)，称为与非门的电压传输特性。

2、注意：TTL电路对电源电压要求较严，电源电压VCC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。UCC10K电压传输特性测试电路(2)低电平输入电流IiL和高电平输入电流IiH的测试IiH：被测输入端接高电平，其余输入端接地，输出端空载时，流入被测输入端的电流值。其大小关系到前级门的拉电流负载能力，希望IiH小些。由于IiH较小，难以测量，一般免于测试。IiLmAVCCIiHμAVCCIiL：被测输入端接地，其余输入端悬空，输出端空载时，由被测输入端流出的电流值。直接影响前级门电路带负载的个数，因此希望IiL小些。VCC1KmA(3)扇出系数N

3、O扇出系数NO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。通常NOL≥8NOL的测试电路方法：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，UOL随之增高，当UOL达到UOLm（手册中规定低电平规范值0.4U）时的IOL就是允许灌入的最大负载电流，则（4）低电平输出电源电流ICCL和高电平输出电源电流ICCH与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。ICC

4、L是指所有输入端悬空，输出端空载时，电源提供器件的电流。ICCH是指输出端空载，每个门各有一个以上的输入端接地，其余输入端悬空，电源提供给器件的电流。通常ICCL＞ICCH，它们的大小标志着器件静态功耗的大小。器件的最大功耗为PCCL＝VCCICCL。手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗。ICCLmAVCCICCHmAVCCICCL测试电路ICCH测试电路(5)平均传输延迟时间tpd由于TTL门电路的延迟时间较小，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

5、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。tpd的测试电路TTL电路的tpd一般在10nS～40nS之间。平均传输延迟时间为：1、TTL集成与非门74LS20逻辑功能的测试选择74LS20中的一个与非门，将与非门中的四个输入端（管脚1、2、4、5或管脚9、10、12、13）接逻辑开关输出插口，提供“0”和“1”电平信号；与非门的输出端（管脚6或管脚8）接逻辑电平显示器的显示插口。74LS20有4个输入端，有16个最小

6、项，但在实际测试时，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。三、实验内容采用四输入双与非门74LS20。TTL电路对电源电压要求较严，超过5.5V将损坏器件；低于4.5V器件的逻辑功能将不正常。74LS20引脚排列图2、74LS20主要参数的测试四、实验报告要求1、记录、整理实验结果，并对结果进行分析。2、画出实测的电压传输特性曲线，并从中读输出高电平UOH、输出低电平UOL、关门电平UOff、开门电平UON、阈值电平UT。五、TTL集成电路使用规则1、接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。2、电源电压使用范围为＋4.5V～＋5.

7、5V之间，实验中要求使用Vcc＝＋5V。电源极性绝对不允许接错。3、闲置输入端处理方法(1)悬空，相当于正逻辑“1”，中规模以上的集成电路和使用集成电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路，不允许悬空。(2)直接接电源电压VCC（也可以串入一只1～10kΩ的固定电阻）或接至某一固定电压(＋2.4≤U≤4.5V)的电源上，或与输入端为接地的多余与非门的输出端相接。(3)若前级驱动能力