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1、实验一TTL与非门的参数测试一、实验目的1•学会使用数字逻辑实验器2.掌握TTL与非门主要参数的测试方法二、实验原理在系统电路设计时，往往要用到一些门电路，而门电路的一些特性参数的好坏,在很大程度上影响整机工作的可靠性。本实验我们可选用了TTL74LS204输入端二与菲门进行参数的实验测试，以帮助我们掌握门电路的主要参数的意义和测试方法。74LS20集成电路外引线排列图如图1-1所示。141312111098hM叮M,IIIIII■"I)二II74LS20uuuuuuul1234567图1-174LS20集成电路外引线排列图通常参数按时间特性分二种：静态参数和动态
2、参数。静态参数指电路处于稳定的逻辑状态下测得的参数；而动态参数则指逻辑状态转换过程中与时间有关的参数。TTL“与非”门的主要参数有：1•扇入系数N和扇出系数弘：能使电路止常工作的输入端数目称为扇入系数汕。电路正常工作时，能带动的同型号门的数目称为扇岀系数N。。2•输入高电平V°H：一般Vo&2・4V・3•输出低电平V。"一般V°W0・4V。4.电压传输特性曲线、开门电平叽和关门电平Voff:图1-2所示Vi-V。关系曲线称为电压传输特性曲线，使输出电压V。刚刚达到低电平Vm时的最低输入电压称为开门电平％使输入电压V。刚刚达到高电平Voh时的最高输入电压称为关门电平
3、V°ff。5.输入短路电流la—个输入端接地，其它输入端悬空时，流过该接地输入端的电流为输入短路电流hs.6•空载导通功耗5：指输入全部为高电平、输岀为低电平且不带负载时的功率损耗。7.空载截止功耗Poff：指输入有低电平、输岀为高电平且不带负载时的功率损耗。7.抗干扰噪声容限：电路能够保持正确的逻辑关系所允许的最大干扰电压值，称为噪声电压容限，其屮输入低电平时的噪声容限为△()二V°ff-V
4、L(V丄就是前级的V0L),而输入高电平时的噪声容限I=V1H-Von(Vih就是前级的V0H)o8.平均传输延迟时间如如图1-3所示tpd=(tpdl+tpdh)/2,它
5、是衡量开关电路速度的重要指标。一般情况下,低速组件tpd约40~160ns,屮速组件上凶约15〜40ns,高速组件约8~15ns,超高速组件如小于8ns的近似计算方法:tpd=^,T为用三个门电路组成振荡器的周期。10•输入漏电流I汐指一个输入必會接高电平，另一输入端接地时，流过高时平输入端的电流。图1-2电压传输特性曲线图1-3平均传输延迟时间tpdCMOS电路的参数是对它本身特性的一种定量描述。这些参数应包括逻辑功能的正确与否，性能优劣及可靠性水平等。和参数的意义和测试方法大体与TTL差不多,详细请参阅CMOS集成电路手册。三、实验内容：1・测量空载功耗(1)
6、测量空载导通功耗:按图1-4连续，读出毫安表数值I二(mA),计算Pon=I-Ec=(mW).(2)测量空载截止功耗：按图1-5连接，记下I二(mA)，计算FOff=I•E(=(mW)o9+5V-+3Iis图1-4图1-5图1-6图1-72.输入短路电流：按图1-6连接。记下毫安表的数值J二(mA)o3.电平输入电流：按图1-6连接，记下电表的数值「尸(uA)o4.输入、输出电压。按图1-7连接，填在表1-4屮。根据电压数值绘出TTL与非门的电压传输特性曲线。并计算开门电平V°N二(V),高电平噪声容限电压Vnh=(V)。低电平噪声容限电压Vm=(V)。图1-8表
7、1TV：(V)0.31.01.21.251.31.321.351.371.41.52.0Vo(V)A⑷►Vi(V)0TTL与非门电压传输特性曲线2.测量扇出系数。按图1-6连接，调整RL值，使输出电压Uo=0.4V,读出此时的电流值它就是允许灌入的最大负载电流Iol,按下式计算出扇出系数。No=乩.is6•测试结果列出下表屮参数值表12参数risriHVolVoxV()FFVihVxLVm.VshNo测试值规范值四、实验设备与器材1•直流稳压电源一台(+5V)2.通用实验底板一块3.万用表一台4.74LS20一片5.电阻：1KQXI,100QXI电位器：1KQXI
8、导线若干五、思考题(可以用实验的方法验证思考的结果)1・测量扇出系数N。的原理是什么？为什么只计算输出低电平时的负载电流值，而不考虑输出高电平时的负载电流？2.按下图连接时，电表的读数是多少？为什么？+5V+5V+5V+5V(a)(b)(c)(d)六、实验报告要求1.画测试原理图，记录和计算参数2.填表1-1和表1-2,并画出TTL与非门电压传输特性曲线。3.写心得体会。实验二组合逻辑电路一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的逻辑功能测试方法2.用实验验证所设计组合逻辑电路的功能二、实验原理组合逻辑电路设计的一般过程是：（1）根据任务要求列出真值表；（2）通过对卡诺图
9、或逻辑表达
