数字电子技术实验讲义

实验一示波器与数字电路实验箱的使用及门电路

逻辑功能测试、变换（验证）

一、实验目的：

1、熟悉示波器及数字电路实验箱的使用

2、验证门电路的逻辑功能

3、掌握门电路的逻辑变换

二、实验仪器及器材

1、Vp—5225A—1

2、数字电路实验箱

3、器件：74LS00（二输入与非门）、74LS02（或非门）、74LS86（异或门）

说明：1）以上三个门电路中的V CC接电源电压，GND接地。

2）A、B为输入端，Y为输出端，指示灯亮为高电平，灯灭为低电平。

3）实验时，检查导线是否折断，方法：一端接电源，一端接指示灯。

三、实验内容：

1、熟悉示波器各旋钮的功能作用并学会正确使用。

2、熟悉数字电路实验箱并正确使用。

3、时钟波形参数的测量

1）测量脉冲波形的低电平和高电平。（取f=1KHZ）

2）测量脉冲的幅度（V OM），脉宽（T P），周期（T）。（取f=1KHZ）

3）用示波器调出频率f=2KHZ的波形图，并画出波形图。

4、门电路逻辑功能测试

74LS00（二输入与非门）、74LS02（或非门）、74LS86（异或门）

5、用与非门（74LS00）实现其它门电路的逻辑功能

1）实现或门逻辑功能：写出转换表达式，画出电路图并验证功能。

2）实现异或门逻辑功能：写出转换表达式，画出电路图并验证功能

四、数据记录及处理：

1、脉冲波形参数的测量

1）V H=？V L=？

2）V OM=？T P=？T=？

3）画出频率f=2KHZ的波形图

2、门电路逻辑功能测试

74LS00 与非门74LS02 或非门74LS86 异或门

1）写出逻辑表达式的变换

A+B=

2）画出电路图

3）功能测试

4、用与非门74LS00实现异或门的逻辑功能

1）写出逻辑表达式的变换

A B=

2）画出电路图

3）功能测试

五、注意事项：

1、示波器的辉度不要太亮。

2、V/DIN衰减开关档应打得合适。

3、插入芯片时，应注意缺口相对，否则就错了。

4、接线时，注意检查电源、地线是否接正确。

六、思考题：

在给定的器件中，自己选择一个器件并设计电路，使输入波形与输出波形反相，用示波器观察。

七、小结

实验二 TTL与非门逻辑功能与参数测试

一、实验目的

1．掌握TTL与非门逻辑功能的测试方法；

2．熟悉TTL与非门主要参数的测量方法；

3．熟悉TH-SZ型数字电路实验箱的结构和使用方法；

二、实验器件

1．数字电路实验箱

2．万用表

3．TTL与非门74LS20

4．若干导线

三、实验原理

1．与非门的逻辑功能

当输入端中有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时，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．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，每个与非门有4个输入端。其逻辑符号及引脚排列如图2-1 (a) (b)所示：

Y=ABCD 1 2 3 4 5 6 7

(a)国家标准逻辑符号(b) 74LS20引脚排列

图2-1 74LS20国家标准逻辑符号及引脚排列

五、实验内容

1．验证TTL与非门74LS20的逻辑功能

在合适的位置选取一个14脚的集成块插座，按图2—2接好线。

每个门的4个输入端（假设为A, B, C, D）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“1”；向下为“0”）。门的输出端（假设为Y）接LED发光二极管，LED亮为输出“1”，灭为输出“0”。按表2-1的真值表逐个测试集成块中2个与非门的逻辑功能。

表2-1 74LS20真值表

图2-2 74LS20逻辑功能测试电路

2．74LS20主要参数的测试（将测试值填入表2-2）

低电平输出电源电流I CCL、高电平输出电源电流I CCH、74LS20总的静态功耗、低电平输入电流I iL ,高电平输入电流I iH (I iH很小，可不测)扇出系数No（先测出允许灌入的最大负载电流I OL）

（a）（b）（c）（d）

图2-3 74LS20主要参数测试电路

(1)低电平输出电源电流I CCL

指所有输入端悬空，输出端空载，74LS20输出低电平时，电源提供给器件的电流。测试电路如图2-3 (a)所示。

(2)高电平输出电源电流I CCH

指每个门各有一个以上的输入端接地（最好全部接地），输出端空载，74LS20输出高电平时，电源提供的电流。测试电路如图2-3 (b)示。

(3)计算74LS20总的静态功耗

I CCL和I CCH标志着器件静态功耗的大小,通常I CCL＞I CCH，所以静态功耗为P CCL=V CC I CCH。

(4)低电平输入电流I iL

指被测输入端接地，其余输入端悬空时，由被测输入端流出的电流值。希望I iL越小越好。测试电路如图2-3 (c)示。

(5)高电平输入电流I iH

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。希望I iH越小越好。测试电路如图2-3 (d)示（因为I iH很小，微安级，一般免于测试。本实验也不测）。

(6)扇出系数N0

指门电路能驱动同类门的个数，它是衡量门电路带负载能力的一个参数。

N0= I0L/I iL 一般N0>8

其中：I oL是指当V OL达到规定输出的低电平的规范值（一般为0.4V）时，门电路允许灌入的最大负载电流。I OL测试电路如图2-4示：

图2-4 扇出系数测试电路图2-5 电压传输特性测试电路

3．电压传输特性

门的输出电压U0随输入电压Ui而变化的曲线称为门的电压传输特性，通过它可以读得门电路的一些重要参数，如输出高电平U OH、输出低电平U OL、关门电平U OFF、开门电平U ON、门限电平U TH等值。测试电路如图2-5所示：

(1)采用逐点测试法，即调节Rw,按表2-3逐点测得Ui及U0的值，然后绘制曲线。

(2)绘制电压传输特性曲线，并读出输出高电平U OH、输出低电平U OL、关门电平U OFF、开门电平U ON、门限电平U T的值，填入表2-4。

表2-4 门电路有关的重要参数