实验OC门和三态门.ppt

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1、实验二集电极开路门电路及三态门电路的研究集电极开路门电路及三态门电路的研究实验目的实验原理实验参考电路实验预习要求实验内容及步骤实验注意事项实验设备与器材实验思考题实验报告要求1.实验目的熟悉集电极开路（OC）门及三态（TSL）门的逻辑功能和使用方法掌握三态门构成总线的特点及方法掌握集电极负载电阻RL对OC门电路输出的影响。2.实验原理集电极开路门和三态输出门电路是两种特殊的TTL门电路。（1）集电极开路门在数字系统，中有时需要将两个或两个以上集成逻辑门的输出端相连，从而实现输出相与（线与）的功能，这样在使用门电路组合各种逻辑电路时，可以很大程度地简化电路。由于推拉式输出结构的

2、TTL门电路不允许将不同逻辑门的输出端直接并接使用，为使TTL门电路实现“线与”功能，常把电路中的输出级改为集电极开路结构，简称OC（OpenCollector）结构。本实验所用OC与非门型号为四—2输入与非门74LS01，电路结构及引脚排列图，如图1–2–1所示。图1–2–1集电极开路与非门电路结构及74LS01引脚排列从图1–2–1可见集电极开路门电路与推拉式输出结构的TTL门电路区别在于：当输出三极管T4管截止时，OC门的输出端Y处于高阻状态，而推拉式输出结构TTL门的输出为高电平。所以实际应用时，若希望T4管截止时OC门也能输出高电平，必须在输出端外接上拉电阻RL至电源

3、V′cc。电阻RL和电源V′cc的数值选择必须保证OC门输出的高、低电平符合逻辑要求，同时T4的灌电流负载不能过大，以免造成OC门受损。假设将n个OC门的输出端并联“线与”，负载是m个TTL与非门的输入端，为了保证OC门的输出电平符合逻辑要求，OC门外接负载电阻RL的数值应介于与所规定的范围值之间。其中RLmax=RLmin=式中：RL值不能选得过大，否则OC门的输出高电平可能小于UOHmin；RL值也不可太小，否则OC门输出低电平时的灌电流可能超过最大允许的负载电流IOLmax。UOH——OC门输出高电平；UOL――OC门输出低电平；――负载电阻所接的外接电源电压；――接入电

4、路的负载门输入端个数；――“线与”输出的OC门的个数；――负载门的个数；IIH――负载门高电平输入电流；IIL――负载门低电平输入电流；IOLmax――OC门导通时允许的最大负载电流；IOH――OC门输出截止时的漏电流。OC门电路应用范围较广泛，利用电路的“线与”特性，可以方便地实现某些特定的逻辑功能，例如：把两个以上OC结构的与非门“线与”可完成“与或非”的逻辑功能；实现电平的转换等任务。（2）三态输出门三态输出门（简称三态门）的电路结构是在普通门电路的基础上附加控制电路而构成的。图1–2–2为三态门电路结构及引脚排列图。图1–2–2三态门电路结构和74LS125引脚排列图图

5、1–2–2中，为三态使能端，当＝1时，电路输出Y呈现高阻状态;当＝0时，实现Y=A的逻辑功能，即为低电平有效，本实验采用三态门的型号为74LS125三态输出四总线缓冲器。图1–2–2为74LS125的引脚排列图，表1–2–1为其功能表。V表1–2–1三态门的功能表输入输出AY0001011101高阻态从表1–2–1中可看出，在三态使能端的控制下，输出端Y有三种可能出现的状态：高阻态、关态（高电平）、开态（低电平）在数字系统中，为了能在同一条线路上分时传递若干个门电路的输出信号，减少各个单元电路之间连线数目，常采用总线结构，如图1–2–3所示。而三态门电路的主要应用之一是能实现总

6、线传输。。只要在工作时控制各个三态门的端轮流有效、且在任何时刻仅有一个有效，就可以把A1，A2，…，An信号分时轮流通过总线进行传送。实验参考电路OC门实现“线与”逻辑图1–2–4RL确定(2)OC门实现电平转换图1–2–5OC门实现电平转换（3）三态门实现总线传输图1–2–6三态门实现总线传输实验预习要求（1）复习TTL集电极开路门和三态输出门的工作原理及应用。（2）了解所用集成芯片：74LS01，74LS125的功能及外部接线。（3）分析图2-2-4中OC门的上拉负载电阻的阻值范围，确定实验所选电阻值。（4）试用74LS01OC门电路实现下列函数：画出电路原理图。（5）完成

7、各项实验内容的理论计算。实验内容和步骤（1）OC门应用①TTL集电极开路与非门74LS01负载电阻RL的确定。用两个集电极开路与非门“线与”使用驱动一个TTL非门；按图1–2–4连接实验电路，负载电阻RL用一只200Ω电阻和100kΩ电位器串联而成，用实验方法确定和的阻值，并和理论计算值相比较。填入表1–2–2中。②按预习内容（4）连接电路，验证逻辑功能。③用OC门电路作TTL→CMOS电路接口的研究表1–2–2负载电阻RL的测定理论值测量值RLRLmaxRLmini在电路输入端加不同的逻辑