第4章数字电子电路的基础实验(以天煌数电实验箱为平台)

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1、第4章数字电子电路的基础实验(以天煌数电实验箱为平台)实验4.1CMOS集成门电路逻辑功能的测试实验4.2TTL集成门电路逻辑功能的测试实验4.3集成逻辑门电路的连接与驱动实验4.4组合逻辑电路的设计与测试实验4.5译码器与LED数码管显示实验4.6数据选择器及其应用实验4.7触发器及其应用实验4.8计数器及其应用实验4.9移位寄存器及其应用实验4.10555时基电路及其应用实验4.11D/A、A/D转换器及其应用实验4.12电子秒表实验4.13GAL器件的一般设计过程及编程设计举例实验4.14GAL组合逻辑电路的设计实验4.

2、1CMOS集成门电路逻辑功能的测试一、实验目的(1)掌握CMOS集成门电路的逻辑功能及其使用规则;(2)掌握CMOS集成门电路主要参数的测试方法。二、实验原理(1)CMOS集成电路是将N沟道MOS晶体管和P沟道MOS晶体管组合而成的一种性能优良的集成电路。CMOS集成电路的主要优点是:①功耗低。其静态工作电流在10-9A数量级，是目前所有数字集成电路中最低的，而TTL器件的功耗则大得多。②高输入阻抗。通常大于10'0Ω，远高于TTL器件的输入阻抗。下一页返回实验4.1CMOS集成门电路逻辑功能的测试③接近理想的传输特性，输出高

3、电平可达电源电压的99.9%以上，低电平可达电源电压的0.1%以下，因此输出逻辑电平的摆幅很大，噪声容限很高。④电源电压范围广。可在+3~+18V正常工作。⑤由于有很高的输入阻抗。要求驱动电流很小，约0.1μA，输出电流在+5V电源下约为500μA，远小于TTL电路，以此电流来驱动同类门电路，其扇出系数将非常大。在一般低频率时，无须考虑扇出系数，但在高频时，后级逻辑门的输入电容将成为主要负载，使其扇出能力下降，所以在较高频率工作时，CMOS电路的扇出系数一般取10~20。上一页下一页返回实验4.1CMOS集成门电路逻辑功能的测

4、试(2)CMOS门电路逻辑功能。尽管CMOS与TTL电路内部结构不同，但74HCxx系列芯片与74LSxx系列芯片的逻辑功能完全一样，引脚脚位也完全一样，可直接替换。本实验将测试与门CC4081，或门CC4071，与非门CC4011，或非门CC4001的逻辑功能。(3)CMOS与非门的主要参数(见主教材《数字逻辑电路》)(4)CMOS电路的使用规则:①UDD接电源正极，USS接电源负极(通常接地上)，不得接反。CC4000系列的电源允许电压在+3~+18V选择，实验中一般要求使用+5~+15V。②所有输入端一律不准悬空。闲置输

5、入端的处理方法:上一页下一页返回实验4.1CMOS集成门电路逻辑功能的测试.按照逻辑要求，直接接UDD(与非门)或USS(或非门);·在工作频率不高的电路中，允许输入端并联使用。③输出端不允许直接与UDD或USS连接，否则将导致器件损坏。④在装接电路，改变电路连接或插、拔电路时，均应切断电源，严禁带电操作。⑤焊接、测试和储存时的注意事项:·电路应存放在导电的容器内，有良好的静电屏蔽;·焊接时必须切断电源，电烙铁外壳必须良好接地，或拔下烙铁靠其余热焊接；.所有的测试仪器必须良好接地。上一页下一页返回实验4.1CMOS集成门电路逻

6、辑功能的测试三、实验设备与器件①+5V直流电源。②双踪示波器。③连续脉冲源。④逻辑电平开关。⑤逻辑电平显示器。⑥直流数字电压表。⑦直流毫安表。⑧直流微安表。⑨CC4011,CC4001,CC4071,CC4081、电位器100kΩ、电阻1kΩ四、实验内容1.CMOS与非门CC4011参数测试(1)测试CC4011与非门的ICCL、ICCH、IiL、IiH；(2)测试CC4011或非门的传输特性(两个输入端分别接输入信号和接逻辑高电平);上一页下一页返回实验4.1CMOS集成门电路逻辑功能的测试(3)将CC4011的三个门串接成

7、振荡器，用示波器观测输入、输出波形，并计算出tpd值。2.验证CMOS各门电路的逻辑功能验证与非门CC4011、与门CC4081、或门CC4071及或非门G04001逻辑功能，判断其好坏。如图4-1所示的CC4011为例:测试时，选好某一个14P插座，插入被测芯片，其输入端A,B接逻辑开关的输出插口，其输出端Y接至逻辑电平显示器输入插口，拨动逻辑电平开关，逐个测试各门的逻辑功能，并记入表4-1中。上一页下一页返回实验4.1CMOS集成门电路逻辑功能的测试3.观察与非门、与门、或非门对脉冲的控制作用选用与非门CC4011按图4-

8、2(a),(b)接线，将一个输入端接连续脉冲源(频率为20kHz，用示波器观察两种电路的输出波形，记录之。然后测定“与门”和“或非门”对连续脉冲的控制作用。五、实验报告(1)整理实验结果，用坐标纸画出传输特性曲线。(2)根据实验结果，写出各门电路的逻辑表达式，并判断被测电路的