实验十四TTL、CMOS门电路参数及逻辑特性的测试
TTL集成电路与CMOS集成电路的性能与特点
TTL集成电路与CMOS集成电路的性能与特点TTL集成电路与CMOS集成电路的性能和特点TTL集成电路使用TTL管，也就是PN结。
功耗较大，驱动能力强，一般工作电压+5VCMOS集成电路使用MOS管，功耗小，工作电压范围很大，一般速度也低，但是技术在改进，这已经不是问题。
就TTL与CMOS电平来讲，前者属于双极型数字集成电路，其输入端与输出端均为三极管，因此它的阀值电压是<0.2V为输出低电平；>3.4V为输出高电平。
而CMOS电平就不同了，他的阀值电压比TTL电平大很多。
而串口的传输电压都是以COMS电压传输的。
1、TTL电平：输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。
在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。
最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。
2、CMOS电平：1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。
而且具有很宽的噪声容限。
3、电平转换电路：因为TTL和COMS的高低电平的值不一样（ttl 5v<＝＝>cmos 3.3v），所以互相连接时需要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。
4、OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。
否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱动门电路。
5、TTL和COMS电路比较：1）TTL电路是电流控制器件，而coms电路是电压控制器件。
2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。
COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。
COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常现象。
3）COMS电路的锁定效应：COMS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大，除非切断电源，电流一直在增大。
实验TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的
实验二 TTL集成逻辑门的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、预习要求1．什么叫TTL集成电路？它使用的电源电压是多少？2．说明TTL与非门不使用的输入端应如何处置？3．复习TTL与非门的逻辑功能，主要参数的概念和测量方法；4．TTL与非门的输出特性曲线？从中读取相关的参数值；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四、实验器件1．TH-SZ型数字电路实验箱2．数字万用表UT563．TTL与非门74LS204．若干导线五、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。
实验一-TTL和CMOS集成门电路参数测试
第2章 数字电路与逻辑设计基本实验2.1 TTL 和CMOS 集成门电路参数测试2.1.1 实验目的1.了解TTL 和CMOS 逻辑门电路的主要参数及参数意义。
2.熟悉TTL 和CMOS 逻辑门电路的主要参数的测量方法。
3.掌握TTL 和CMOS 逻辑门电路的逻辑功能及使用规则。
4.掌握数字电路与逻辑设计实验的基本操作规范。
2.1.2 实验仪器及器件2.1.3 实验原理逻辑门电路早期是由分立元件构成，体积大，性能差。
随着半导体工艺的不断发展，电路设计也随之改进，使所有元器件连同布线都集成在一小块硅芯片上，形成集成逻辑门。
集成逻辑门是最基本的数字集成元件，目前使用较普遍的双极型数字集成电路是TTL 逻辑门电路，它的品种已超过千种。
CMOS 逻辑门电路是在TTL 电路问世之后，所开发出的另一种广泛应用的数字集成器件。
从发展趋势来看，由于制造工艺的改进，CMOS 器件的性能有可能超越TTL 而成为占主导地位的逻辑器件。
CMOS 器件的工作速度可以接近TTL 器件，而它的功耗和抗干扰能力则远优于TTL 器件。
早期生产的CMOS 门电路为4000系列，随后发展为4000B 系列。
当前与TTL 兼容的CMOS 器件如74HCT 系列等，可与TTL 器件替换使用。
通过本次实验，希望同学们初步掌握数字电路集成芯片的使用方法及实验的基本操作规范。
GND1A 1B 1Y 2A 2B 2Y 4A4B4Y3A3B3YV CCV SS1A 1B 1Y 2A 2B 2Y 4A4B4Y3A3B3YV DD图2.1.1 74LS00管脚排列及逻辑符号 图2.1.2 CD4011B 管脚排列及逻辑符号（一）TTL与非门的参数本实验采用TTL双极型数字集成逻辑门器件74LS00，它有四个2输入与非门，封装形式为双列直插式，引脚排列及逻辑符号如图2.1.1所示，其中A、B为输入端，Y为输出端，Y 。
TTL逻辑门电路主要参数有：输入输出关系为AB1．电源特性参数I CCL、I CCHI CCL是指输出端为低电平时电源提供给器件的电流，即逻辑门的输入端全部悬空或接高电平时，且该门输出端空载时电源提供器件的电流；I CCH是指输出为高电平时电源提供给器件的电流，即输入端至少有一个接地，输出端空载时电源提供器件的电流。
广州大学数电实验报告TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
广州大学数电实验报告TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试附件2：广州大学学生实验报告开课学院及实验室：年月日年级、专学院机电学院姓名学号业、班实验课程名称数字电子技术实验成绩指导实验项目名称TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试教师一、实验目的二、实验原理三、使用仪器、材料四、实验步骤五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)六、实验结果及分析一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法2、掌握TTL器件的使用规则3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法二、实验原理TTL与非门的主要参数(1)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。
ICCL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是指输出端空截，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。
ICCL和ICCH测试电路如图5－2－2(a)、(b)所示。
[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。
(a) (b) (c) (d)图5－2－2 TTL与非门静态参数测试电路图(2)低电平输入电流IiL和高电平输入电流IiH。
IiL是指被测输入端接地，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。
在多级门电路中，IiL相当于前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流，因此它关系到前级门的灌电流负载能力，即直接影响前级门电路带负载的个数，因此希望IiL小些。
IiH是指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。
ttl逻辑门实验报告
ttl逻辑门实验报告TTL逻辑门实验报告引言：逻辑门是数字电路中最基础的组成部分，它们通过处理和操作逻辑信号来实现各种逻辑功能。
TTL（Transistor-Transistor Logic）逻辑门是一种常见的数字逻辑门家族，它由晶体管和电阻器等离散元件组成。
本文将介绍TTL逻辑门的原理、实验过程和结果，以及对实验结果的分析和讨论。
一、实验目的本次实验的目的是通过搭建TTL逻辑门电路，观察和分析逻辑门的输入输出关系，验证逻辑门的功能和特性。
二、实验材料和设备1. 电源：提供适当的电压和电流给电路。
2. 逻辑门芯片：使用74LS00、74LS02、74LS04等常见的TTL逻辑门芯片。
3. 连接线：用于连接电路中的各个元件和芯片。
4. 电阻器：用于限制电流和调整电压。
5. 开关：用于控制逻辑门的输入信号。
三、实验步骤1. 准备工作：将所需的逻辑门芯片、电源、电阻器、开关等准备好，并确认它们的工作状态良好。
2. 搭建电路：根据实验要求，按照逻辑门的真值表和电路图，将逻辑门芯片、电源、电阻器、开关等连接起来。
3. 测试输入输出：将逻辑门的输入信号设置为不同的状态，观察和记录逻辑门的输出信号。
4. 分析和记录：根据实验结果，整理和分析逻辑门的输入输出关系，记录实验数据和观察现象。
5. 实验总结：根据实验结果和分析，总结逻辑门的功能和特性，思考实验中可能存在的问题和改进方法。
四、实验结果与分析在实验中，我们搭建了几个常见的TTL逻辑门电路，包括与门、或门和非门。
通过设置不同的输入信号，我们观察到了逻辑门的输出信号变化。
实验结果表明，逻辑门能够根据输入信号的逻辑关系产生相应的输出信号。
以与门为例，当输入信号A和B同时为高电平（逻辑1）时，与门的输出信号为高电平（逻辑1）；而当输入信号A和B中任意一个或两个同时为低电平（逻辑0）时，与门的输出信号为低电平（逻辑0）。
这符合与门的逻辑功能定义，即只有当所有输入信号都为高电平时，与门的输出才为高电平。
TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
实验二TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法2、掌握TTL器件的使用规则3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法二、实验原理本实验采用四输入双与非门74LS20，即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。
其逻辑框图、符号及引脚排列如图2－1(a)、(b)、(c)所示。
(b)（a） (c)图2－1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列1、与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：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＝2、TTL与非门的主要参数(1)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。
ICCL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是指输出端空截，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。
ICCL 和ICCH测试电路如图2－2(a)、(b)所示。
[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。
(a) (b) (c) (d)图2－2 TTL与非门静态参数测试电路图(2)低电平输入电流IiL 和高电平输入电流IiH。
IiL是指被测输入端接地，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。
在多级门电路中，IiL相当于前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流，因此它关系到前级门的灌电流负载能力，即直接影响前级门电路带负载的个数，因此希望IiL小些。
实验十四TTLCMOS门电路参数及逻辑特性的测试
实验十四TTLCMOS门电路参数及逻辑特性的测试引言：实验目的：1.了解TTL和CMOS门电路的电气参数和逻辑特性；2.学习如何使用测试仪器测量TTL和CMOS门电路的电气参数；3.分析两种电路的优劣势。
实验器材：1.示例电路板2.功能发生器3.逻辑分析仪4.示波器实验步骤：1.准备TTL和CMOS门电路示例电路板，如AND、OR、NAND、NOR等电路板；2.将功能发生器的输出连接到电路板的输入端口；3.使用示波器测量电路板上门电路的输入和输出信号波形，并记录；4.使用逻辑分析仪测量电路板上门电路的逻辑特性，如延迟时间、上升/下降时间和功耗，记录相关数据；5.将测量结果整理成表格或图表。
实验结果与分析：通过实验测量，可以得出以下结论：1.TTL和CMOS门电路的输入高电平和低电平标准不同，TTL门电路的高电平通常为2.0V至5.0V，低电平为0.8V以下；CMOS门电路的高电平一般为0.7VDD至VDD，低电平为0至0.3VDD。
2.TTL和CMOS门电路的输出高电平和低电平标准也不同，TTL门电路的高电平通常为2.4V至5.0V，低电平为0V至0.5V；CMOS门电路的高电平一般为0.9VDD至VDD，低电平为0至0.1VDD。
3.TTL门电路的输入电容较小，响应速度较快；CMOS门电路的输入电容较大，响应速度较慢。
4.TTL门电路的功耗较大，尤其在高频时更明显；CMOS门电路的功耗较低。
5.TTL门电路的噪声容限较低，抗干扰能力较强；CMOS门电路的噪声容限较高，抗干扰能力较差。
结论：TTL门电路和CMOS门电路各有优劣势，根据实际应用需求选择合适的门电路。
TTL门电路适用于频率较低、抗干扰能力要求较高的应用场景；CMOS门电路适用于功耗要求低、频率较高的应用场景。
实验可以帮助我们理解TTL和CMOS门电路的电气参数和逻辑特性，为应用电子学提供基础知识。
2.陈启元.数字电路与逻辑设计(第三版)[M].高等教育出版社,2024.。
实验十四TTLCMOS门电路参数及逻辑特性的测试
实验十四TTLCMOS门电路参数及逻辑特性的测试一、实验目的1.了解TTL与CMOS门电路的参数及逻辑特性。
2.学习如何测试TTL与CMOS门电路的参数及逻辑特性。
二、实验原理1.TTL门电路TTL（Transistor-Transistor Logic）是一种采用双晶体管作为放大元件的数字集成电路系列。
它采用多级晶体管级联放大来实现逻辑函数。
TTL门电路主要参数和特性如下：1）输入电压范围：0-0.8V（低电平），2-5V（高电平）。
2）输出电压范围：0-0.4V（低电平），2.4-5V（高电平）。
3）输入电流低电平（IIL）：0-0.25mA。
4）输入电流高电平（IIH）：-0.25mA至-0.4mA。
5）输出电流低电平（IOL）：16mA（最大）。
6）输出电流高电平（IOH）：-400uA（最大）。
2.CMOS门电路CMOS门电路主要参数和特性如下：1）输入电压范围：0-1.5V（低电平），3.5-5V（高电平）。
2）输出电压范围：0-0.1V（低电平），4.9-5V（高电平）。
3）输入电流低电平（IIL）：-0.1uA。
4）输入电流高电平（IIH）：0.1uA。
5）输出电流低电平（IOL）：2.5mA（最大）。
6）输出电流高电平（IOH）：-2.5mA（最大）。
三、实验器材1.电源。
2.TTL与CMOS门电路芯片（如7400，7402，7404，7410，4011，4013等）。
3.手持式数字万用表。
4.集成电路实验台。
5.连接导线。
四、实验步骤1.将所需的TTL与CMOS门电路芯片插入集成电路实验台上的插槽中。
2.根据芯片引脚的连接方式，使用连接导线将电路连接起来。
3.根据实验目的，选择相应的测试方法，进行测试。
五、实验内容1.测试输入电压范围。
将输入电压逐渐调整到低电平和高电平的边界值，观察输出电压的变化。
记录输入电压与输出电压的对应关系，判断输入电压范围。
2.测试输入电流范围。
将电源接入到 TTL 或 CMOS 门电路芯片的 Vcc 和 GND 引脚上。
CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告
CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告「篇一」集成门电路功能测试实验报告一、实验预习 1、逻辑值与电压值得关系。
２、常用逻辑门电路逻辑功能及其测试方法。
3、硬件电路基础实验箱得结构、基本功能与使用方法。
二、实验目得测试集成门电路得功能三、实验器件集成电路板、万用表四、实验原理 TTL 与非门７4LS０0 得逻辑符号及逻辑电路:双列直插式集成与非门电路CＴ74LS00：数字电路得测试：常对组合数字电路进行静态与动态测试，静态测试就是在输入端加固定得电平信号，测试输出壮态,验证输入输出得逻辑关系.动态测试就是在输入端加周期性信号,测试输入输出波形,测量电路得频率响应。
常对时序电路进行单拍与连续工作测试,验证其状态得转换就是正确。
本实验验证集成门电路输入输出得逻辑关系，实验在由硬件电路基础实验箱与相关得测试仪器组成得物理平台上进行。
硬件电路基础实验箱广泛地应用于以集成电路为主要器件得数字电路实验中,它得主要组成部分有:（１)直流电源：提供固定直流电源（+5Ｖ,—5Ｖ)与可调电源(+3～１５Ｖ，-3～1５V).(2)信号源：单脉冲源(正负两种脉冲）；连续脉冲。
（３）逻辑电平输出电路:通过改变逻辑电平开关状态输出两个电平信号：高电平“1”与低电平“0”。
（4）逻辑电平显示电路：电平显示电路由发光二极管及其驱动电路组成，用来指示测试点得逻辑电平.（5)数码显示电路：动态数码显示电路与静态数码显示电路，静态数码显示电路由七段LEＤ数码管及其译码器组成。
(6）元件库：元件库装有电位器、电阻、电容、二极管、按键开关等器件.(7)插座区与管座区：可插入集成电路，分立元件.集成门电路功能验证方法：选定器件型号，查阅该器件手册或该器件外部引脚排列图,根据器件得封装，连接好实验电路，以测试 74ＬＳ00 与非门得功能为例:正确连接好器件工作电源：７4LS00 得 1 4 脚与７脚分别接到实验平台得 5 V 直流电源得“＋5 V“与“GNＤ”端处,TＴＬ数字集成电路得工作电压为 5 V（实验允许±5％得误差）。
TTL和CMOS门电路
TTL和CMOS门电路摘要：门电路是构成各种复杂数字电路的基本逻辑单元，TTL和CMOS门电路作为目前应用最广的两种门电路，掌握TTL和CMOS 门电路的逻辑功能和电气特性，对于正确使用数字集成电路是十分必要的。
本文对于TTL和CMOS门电路的初学者有一定的参考作用。
关键词：TTL门电路；CMOS门电路1.引言随着数字集成电路的问世和大规模集成电路工艺水平的不断提高，为数字电路的应用开拓了无限广阔的天地。
从制造工艺上可以将目前使用的数字集成电路分为双极型、单极型和混合型三种。
在数字集成电路发展的历史过程中，首先得到推广应用的是双极型的TTL 电路。
由于其体积小、重量轻、可靠性好，至今仍是最流行的集成电路系列之一。
CMOS集成电路出现于20世纪60年代后期，随着其制造工艺的不断进步，CMOS电路逐渐成为当前集成电路的主流产品。
本文将简要总结TTL和CMOS这两种目前使用最多的数字集成电路。
2.TTL门电路TTL门电路是以双极型三极管作为开关器件的集成电路。
在TTL 门电路的定型产品中有反相器（非门）、与门、或门、与非门、或非门、与或非门和异或门几种常见的类型。
尽管它们逻辑功能各异，但输入端、输出端的电路结构形式基本相同。
2.1 反相器2.1.1 反相器的电路结构与逻辑关系反相器是TTL集成门电路中电路结构最简单的一种。
图1给出了74系列TTL反相器的典型电路。
图1 TTL反相器典型电路图1所示电路由三部分组成：T1、R1和D1组成的输入级，T2、R2和R3组成的倒向级，T4、T5和R4组成的输出级。
反向器输入和输出之间是反向关系，即Y=A'。
2.1.2 反相器的外部特性及参数为了正确地解决门电路与门电路、门电路与其他电路的连接问题，必须了解门电路的输入特性、输出特性、负载特性、传输特性和噪声容限等问题。
2.1.2.1 电压传输特性如果把图1所示反相器电路输出电压随输入电压的变化用曲线描绘出来，就得到了图2所示的电压传输特性。
实验一++TTL、CMOS与非门参数及逻辑特性的测试
课时安排
实验一、TTL、CMOS与非门参
数及逻辑特性的测试（验证型实 验，2学时） 实验二、组合逻辑电路的设计与 测试（设计型实验，4学时） 实验三、译码器及其应用（设计 型实验，2学时）
实验四、触发器及其应用（设计
型实验，2学时） 实验五、计数器及其应用（设计 型实验，2学时）
实验六、交通信号灯电路的设计
/多功能流水灯控制电路的设计 （综合设计型实验，二选一，4 学时）
实验要求
上课前预习实验指导书及相关理论书籍，
熟悉实验内容和相关原理,并写出预习报 告。（未预习取消本次实验资格） 与理论课一样，实验课不得迟到、早退， 有病有事须事先请假。旷课不补做实验。 （迟到10分钟以上者取消本次实验资格， 并且不补做）
实验报告
实验报告必须在做下次实验时统一上交
给学习委员（不得进实验室收，否则追 究学习委员的责任，请各位同学配合其 工作） 。无故迟交者（3天内，包括三 天）实验成绩按及格计算。 实验报告不及格者必须重做。 缺交报告者实验成绩不及格，无故迟交 者（超过3天） 视为缺交报告。
实验一、 TTL、CMOS 与非门参数及逻辑特性的 测试
按照学号对号入座，以后每次实验
座位要相对固定下来。 实验前在《实验设备使用记录本》 上登记实验者信息，在“使用人签 名”栏中写上“班级、学号及姓 名”。实验前要清点工具和器材， 如有缺少或损坏应及时报告。 未经许可不得随意拿走其它组或老 师的工具和器材。
实验中应严格按照实验步骤正确
测电阻和电压：使用红色万用表（4位
半，精度高）实验结束后，请按黄色按 键关闭电源。
测电流：使用绿色万用表（傻瓜表，量
程自动转换。但转换功能档时必须把表 棒取下，表盘黄色按键起功能转换作用。 实验结束后，请按O F F 关闭电源。） 电流方向：（数字表）红笔流出 黑笔流 入
实验一 TTL、CMOS与非门参数及逻辑特性的测试
课程考核方式
实验成绩具有一票否决制，不及格者， 实验成绩具有一票否决制，不及格者， 将取消理论课程的考试资格。 将取消理论课程的考试资格。实验成绩 包含在理论课成绩中， 包含在理论课成绩中，并占整个理论课 程总评成绩的20%。 程总评成绩的 。 实验成绩由实验预习10％、 ％、平时成绩 实验成绩由实验预习 ％、平时成绩 10%，当场验收 ％和实验报告成绩 ，当场验收30％和实验报告成绩50 组成。 ％组成。
课程的内容及要求
该课程12学时，共做5 该课程 学时，共做 学时 个实验，其中验证型实验1 个实验，其中验证型实验 设计型实验4个 个，设计型实验 个。
课时安排
实验一、 实验一、TTL、CMOS与非门参 、 与非门参 数及逻辑特性的测试（ 数及逻辑特性的测试（验证型实 学时） 验，2学时） 学时 实验二、 实验二、组合逻辑电路的设计与 测试（设计型实验， 学时 学时） 测试（设计型实验，4学时） 实验三、译码器及其应用（ 实验三、译码器及其应用（设计 型实验， 学时 学时） 型实验，2学时）
实验报告
实验报告必须在做下次实验时统一上交 给学习委员（不得进实验室收， 给学习委员（不得进实验室收，否则追 究学习委员的责任， 究学习委员的责任，请各位同学配合其 工作） 无故迟交者（ 天内 天内， 工作） 。无故迟交者（3天内，包括三 实验成绩按及格计算。 天）实验成绩按及格计算。 实验报告不及格者必须重做。 实验报告不及格者必须重做。 缺交报告者实验成绩不及格， 缺交报告者实验成绩不及格，无故迟交为缺交报告。
TTL门电路的逻辑功能和特性测试
实训一 TTL门电路的逻辑(luó jí)功能和特性测试一、实训目的(mùdì)1．熟悉TTL与非门逻辑(luó jí)功能的测试方法；2．熟悉(shúxī)TTL与非门特性参数的意义以及传输特性的测试方法；3．掌握(zhǎngwò)TTL门电路的使用方法。
二、实训内容1．测试TTL与非门逻辑功能；2．测试TTL与非门的特性参数。
三、实训主要元件74LS00（四二输入“与非门” ） 74LS32 ( 四二输入或门 )外引线排列图：74LS04（六反相器）外引线(yǐnxiàn)排列图：四、实训原理(yuánlǐ)在系统电路设计时，往往(wǎngwǎng)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。
门电路的参数(cānshù)通常分两种：静态参数和动态参数。
1．TTL逻辑(luó jí)门的主要参数有：(1) 扇入系数N i和扇出系数N O：能使电路正常工作的输入端数目和电路正常工作能带动的同型号门的数目。
(2) 输出高电平V OH：一般为V OH≥2.4V(3) 输出低电平V OL：一般为V OL≤0.4V(4) 电压传输特性曲线、开门电平V On和关门电平V off(5) 输入短路电流I IS：一个输入端接地，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。
(6) 空载(kōnɡ zǎi)导通功耗P on：指输入全部为高电平、输出为低电平且不带负载时的功率(gōnglǜ)损耗。
(7) 空载截止(jiézhǐ)功耗P off；指输入有低电平、输出为高电平且不带负载时的功率(gōnglǜ)损耗。
(8) 抗干扰(gānrǎo)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。
(9) 平均传输延迟时间：t pd = (t pdl + t pdh ) / 2(10) 输入漏电流I IH：指一个输入端接高电平，另一个输入端接地时，流过高电平输入端的电流。
数字电路实验：常用数字逻辑门输入输出特性测试
五、实验任务
1．反相器电压传输特性的测试 1）用示波器实测电源电压VDD 【测试提示】：
用数字示波器测试直流信号电压值时，应选择参数平 均值（Vavg），而不是峰峰值（Vpp）或幅值（Vamp），否则 测到的只是直流的纹波。
示波器垂直因数不宜过大或过小。垂直因数过大可能 影响测试精度，垂直因数过小当电压值变化时波形容易超出 屏幕显示范围，不便观察。一般设置为（1V—2对输出的影响测试
• 按图3.3.7连接电路，输 入加入1KHz TTL信号，
测试输出波形的上升时 间（trise）。在输出和地 之间加入0.01μ电容，
测试此时输出波形的上 升时间（trise）。比较两 次测量结果有何不同并 加以分析。
0.01μF
思考题
• 本实验中你实测的输出逻辑电平的范围是 多少？
辑电平未定义区域。造成电路工 作不正常。
5V电源下 CMOS非门电压传输特性
VTH=VDD/2
• 影响 TTL门电路工作速度的主要因素是电路内部管子的开 关特性、电路结构及内部的各电阻阻数值。电阻数值越大， 工作速度越低。管子的开关时间越长，门的工作速度越低。
• 影响CMOS电路工作速度的主要因素在于电路的外部，即 负载电容CL。CL是主要影响器件工作速度的原因，由CL 所决定的影响CMOS门的传输延时约为几十纳秒。
门的输出电压VO 随输入电压Vi 而变化的曲线VO＝f(Vi)
称为门的电压传输特性。
VOUT
VTH
• 当负载电路所需驱动电流增大时， 5.0 输出特性就不像理论值那样理想
了，逻辑门的输出电压值与规定
值之间有较明显的差异。
• 当负载电路所需驱动电流过大时， 逻辑门的输出电压值就会落在逻
实验十四--TTL、CMOS门电路参数及逻辑特性的测试
实验十四--TTL、CMOST电路参数及逻辑特性的测试实验十四TTL、CMOS】电路参数及逻辑特性的测试厦门大学通信工程系林XX一.实验目的：1、掌握TTL、CMO与非门参数的测量方法；2、掌握TTL、CMO与非门逻辑特性的测量方法；3、掌握TTL与CMOS］电路接口设计方法。
二.实验原理：(一)TTL门电路：TTL门电路是标准的集成数字电路，其输入、输出端均采用双极型三极管结构：凡是TTL器件特性均与TTL门电路具有相同特性，故需了解TTL门电路的主要参数。
7400是TTL型中速二输入端四与非门。
图1 是它的内部电路原理图和管脚排列图。
1、TTL与非门的主要参数：(1)输入短路电流：I IS :与非门某输入端接地时，该输入端接入地的电流。
(2)输入高电平电流I IH :与非门某输入端接Me (5V),其他输入端悬空或接V CC时，流入该输入端的电流。
TTL 与非门特性如图2所示:（3）开门电平V N使输出端维持低电平V OL所需的最小输入高电平，通常以V=0.4V时的Vi定义。
（4）关门电平V）FF：使输出端保持高电平V OH所允许的最大输入低电平，通常以V O=0.9V OH时的Vi定义。
阀值电平V T:V T=（V OFF+V0N）/2（5）开门电阻F0N：某输入端对地接入电阻（其他悬空），使输出端维持低电平（通常以V O=0.4V）所需的最小电阻值。
（6）关门电阻R IFF：某输入端对地接入电阻（其他悬空），使输出端保持高电平V O H（通常以V=0.9V OH所允许的最大电阻值）。
TTL 与非门输入端的电阻负载特性曲线如图3所示。
（7）输出低电平负载电流I OL：输出保持低电平血0.4V时允许的最大灌流（如图4）;（8）输出高电平负载电流I OH：输出保持高电平V O=0.9V OH时允许的最大拉流;(9)平均传输延迟时间tpd :①开通延迟时间t0FF：输入正跳变上升到1.5V相对输出负跳变下降到1.5V的时间间隔；②关闭延迟时间t0N：输入负跳变上升到1.5V相对输出正跳变下降到1.5V的时间间隔；③平均传输延迟时间：开通延迟时间与关闭延迟时间的算术平均值。
TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
实验四TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法。
2、掌握TTL器件的使用规则。
3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法。
二、实验原理本实验采用四输入双与非门74LS20，即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输人端。
其逻辑框图、符号及引脚排列如图2—l（a）、（b）、（c）所示：图2—1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列1、与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端才为高电平；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“l” 全“l”得“0”）其逻辑表达式为Y=ABCD2、TTL与非门的主要参数（1）低电平输出电源电流I ccL和高电平输出电源电流I ccH与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。
I ccL是指所有输入端悬空，输出端空载时，电源供给器件的电流。
I ccH是指输出端空载，个门各有一个以上的输人端接地，其余输入端悬空，电源提供给器件的电流。
通常I ccL＞I ccH，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P＝V cc I ccL。
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。
II ccL和I ccH 测试电路如图2—2(a)(b)所示。
［注意］：TTL电路对电源电压要求较严，电源电压Vcc只允许在十5V土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。
图2—2 TTL与非门静态参数测试电路图②低电平输入电流I iL和高电平输入电流I iH。
I iL是指被测输入端接地，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。
在多级门电路中，I iL相当于前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流，因此它关系到前级门的灌电流负载能力，即直接影响前级门电路带负载的个数，因此希望I iL小些。
广州大学数电实验报告TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
2、掌握TTL器件的使用规则
3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法
2、实验原理
TTL与非门的主要参数
(1)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。ICCL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是指输出端空截，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。ICCL和ICCH测试电路如图5－2－2(a)、(b)所示。
[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。
(a) (b) (c) (d)
图5－2－2 TTL与非门静态参数测试电路图
(2)低电平输入电流IiL和高电平输入电流IiH。IiL是指被测输入端接地，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。在多级门电路中，IiL相当于前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流，因此它关系到前级门的灌电流负载能力，即直接影响前级门电路带负载的个数，因此希望IiL小些。
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。
NOL的测试电路如图5－2－3所示，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，VOL随之增高，当VOL达到VOLm（手册中规定低电平规范值0.4V）时的IOL就是允许灌入的最大负载电流，则
TTL门电路的逻辑功能和特性测试论文设计
TTL门电路的逻辑功能和特性测试（**）（*************************************************************）指导教师：***【摘要】。
通过测试TTL与非门的逻辑逻辑功能和特性参数来了解TTL门电路的逻辑功能和特性【关键词】TTL与非门，逻辑功能，特性参数TTL gate circuit logic Functions and Properties testing*******（Grade09,Class1,Major Electronic Information Engineering，Dept.，Ankang University，Ankang 725000，Shaanxi）Directed by *********Abstract：By testing the TTL NAND logic logic function and characteristic parameter to understand the TTL gate circuit logic function and characteristicKey words：TTL NAND gate, logic function, characteristic parameters0 引言在系统电路设计时，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。
本实验主要研究TTL与非门的传输特性。
通过实验仿真进行测量，对与非门的传输特性的主要参数进行仿真分析。
1．TTL逻辑门的主要参数有：(1) 扇入系数N i和扇出系数N O：能使电路正常工作的输入端数目和电路正常工作能带动的同型号门的数目。
(2) 输出高电平V OH：一般为V OH≥2.4V(3) 输出低电平V OL：一般为V OL≤0.4V(4) 电压传输特性曲线、开门电平V On和关门电平V off(5) 输入短路电流I IS：一个输入端接地，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。
TTL集成逻辑门参数测试
TTL集成逻辑门参数(cānshù)测试TTL集成(jí chénɡ)逻辑门参数测试实验(shíyàn)三 TTL与CM0S集成逻辑门的参数(cānshù)测试一、实验(shíyàn)目的1.掌握(zhǎngwò)TTL“与非门”主要参数的意义(yìyì)及测试方法。
2.掌握CMOS“与非门”主要参数的意义及测试方法。
3.掌握TTL器件、CMOS器件的使用规则。
二、实验原理在数字电路设计时，要使用各种门电路。
门电路的参数的好坏，在很大程度上影响整机的性能和可靠性。
本实验通过测试TTL型 74LS00和CMOS 型CD4011两种四２输入与非门的主要参数，掌握两类常用门电路的主要参数和测试方法。
74LS00和CD4011集成电路外引脚排列图如图3-1(a)、(b)所示。
79门电路的参数按时间特性分为两种：静态参(a)74LS00 (b) CD 4011图3-1 74LS00和CD4011集成电路外引脚排列图数和动态参数。
静态参数指电路处于稳定的逻辑(luó jí)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。
本讲义介绍的门电路参数和测试方法系根据“中国电子技术标准化研究所”出版(chūbǎn)的《标准集成电路数据手册》系列中《TTL电路》、《TTL 电路增补本》、《CMOS4000T》和《高速CMOS电路》材料编写，符合(fúhé)国家标准GB4589.1-84《半导体集成电路总规范》。
（一）TTL与非门主要参数1．推荐(tuījiàn)工作条件80常见(chánɡ jiàn)TTL门电路最佳工作条件如表3.1所示。
表3.1 推荐工作条件型号参数名称7400系列74LS00系列单位最小额定最大最小额定最大电源电压V CC4.555.5 4.55 5.5V 输入高电平电压V IH22V 输入低电平电压V IL0.80.8V输出高电平电流I OH-40-40μA输出低电平电流I OL168mA812．电源(diànyuán)电流包括输出(shūchū)低电平时电源电流I CCL、输出高电平时电源(diànyuán)电流I CCH。
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实验十四 TTL 、CMOS 门电路参数及逻辑特性的测试
厦门大学 通信工程系 林 XX
一. 实验目的：
1、 掌握 TTL 、 CMOS 与非门参数的测量方法；
2、 掌握 TTL 、 CMOS 与非门逻辑特性的测量方法；
3、 掌握TTL 与CMOS 门电路接口设计方法。
二. 实验原理：
(一 )TTL 门电路：
TTL 门电路是标准的集成数字电路， 其输入、 输出端均采用双极型三极管结构： 凡是 TTL 器件特性均与TTL 门电路具有相同特性，故需了解 TTL 门电路的主要参数。
7400是TTL 型中速二输入端四与非门。
图 1是它的内部电路原理图和管脚排列图。
1、TTL 与非门的主要参数：
(1 )输入短路电流： I IS ： 与非门某输入端接地时，该输入端接入地的电流。
(2) 输入高电平电流 I IH ：
与非门某输入端接 V CC ( 5V),其他输入端悬空或接 V cc 时，流入该输入端的电流。
TTL 与非门
特性如图
3 所示。
I OL ：输出保持低电平 V O =0.4V 时允许的最大灌流(如图 4); 1。
比输出保持高电平 V O =0.9V OH 时允许的最大拉流；
2 所示：
(3) 开门电平 V ON : 使输出
端维持低电平 (4) 关门电平 V OFF ： 使输
出端保持高电平 阀值电平
V T :V T =(V OFF +V ON )/2
(5) 开门电阻 R ON ： 某输入端对地接入电阻 最小电阻值。
( 6)关门电阻 R OFF ： 某输入端对地接入电阻 许的最大
V O L 所需的最小输入高电平，通常以 V O =0.4V 时的Vi 定义。
V O H 所允许的最大输入低电平，通常以 Vo=0.9V OH 时的Vi 定义。
其他悬空)
其他悬空) ，使输出端维持低电平(通常以 V O =0.4V )所需的
，使输出端保持高电平 V O H (通常以V=0.9V OH 所允
TTL 与非门输入端的电阻负载特性曲线如图 输
出低电平负载电流 输出高电平负载电流 7) 8)
9) 平均传输延迟时间 tpd ： ①开通延迟时间t 0FF ：输入正跳变上升到 1.5V 相对输出负跳变下降到 1.5V 的时间间隔； ②关闭延迟时间t °N ：输入负跳变上升到
1.5V 相对输出正跳变下降到
1.5V 的时间间隔； ◎平均传输延迟时间：开通延迟时间与关闭延迟时间的算术平均值。
tpd= (t ON +t OFF ) /2
TTL 与非门平均传输延迟时间示意图如图 6 所示。
2、TTL 与非门的电压传输特性：
TTL 与非门的电压传输特性是描述输出电压V O 随输入电压 Vi 变化的曲线，如图 7 所示。
从 Vi~Vo 曲线中，形象地显示出 V OH,V OL,V ON,V OFF,V T 之间的关系。
（二）CMOS门电路：
COMS门电路是另一类常用的标准数字集成电路，其输入、输出结构均采用单极型三极管结构，凡COMS电路特性均具有CMOS门电路形同的特性。
C4011是CMOS二输入端四与非门。
下图是内部电路原理图和管脚排列图。
1、CMOS门电路的主要参数：
（1）由于CMOS门电路输入端具有保护电路和输入缓冲，而输入缓冲为CMOS反相器，为
电压控制器件，故当输入信号介于0~Vdd时，li=0;多余输入端不允许悬空；
（2）输出低电平lol :使输出保持电平 Vo=0.05 V时允许的最大灌流；
（ 3）输出高电平负载电流 loh ：使输出保持高电平 Vo=0.9Voh 时的最大拉流；
（ 4）平均传输延迟时间 Ty ：同 TTl 门电路定义。
2、CMOS门电路的电压传输特性
3、与非门的逻辑特性输入有低，输出就高；输入全高，输出就低。
（三）TTL电路与CMOS电路的接口设计：（图见书上）
Voh（ min ）＞=V1h（min） Vol（max）＜=Vil（max）
lon（max）＞=nlih（max） lol（max）＜=mlil（max）
三、实验仪器
示波器，函数信号发生器，“四位半”数字多用表，多功能电路实验箱
四、实验内容
1、TTL、CMOS与非门主要参数的测量
（ 1 ） l lS、 V OH、 l lH、 V OL：
实验电路如图，将输入端 2串接电流表“ A”到地，此时电流表指示值为l IS。
电压表指
示值为V OH。
实验电路如图13所示，将输入端2串接电流表“ A”到电源，此时电流表指示值为IIH，电压表指示值为 V OL（测量V OH时应接模拟负载电阻 2K,测量V OL时应接入模拟灌流电阻 390 欧姆）。
（2）TTL、CMOS与非门灌流负载能力测试：
实验电路如图13所示。
电流表量程置200mA。
将Rw组建缩小，当输出电压上升到0.4v （CMOS）为0.5V 时，电流表测量值为 I OL。
（3）TTL、CMOS与非门拉流负载能力测试
实验电路如图14所示。
电流表量程 20mA,将Rw组建缩小，当输出电压下降到0.9V OH
时，电流表测量值为I OH。
朋12 图卩力崗国图图口丁TL垃・；上
(4)TTL、CMOS与非门平均传输延迟时间的测量：
测量电路如图15所示。
三个与非门首尾相接便构成环形振荡器，用示波器观测输出震荡波形，并测出振荡周期 T,计算出平均传输延迟时间Ty=T6.
(5)将上述测量参数填入表表一T T L参数
2、TTL与非门传输特性的测量
测量如图16所示。
输入正弦波信号 Vi(f=200Hz, Vip-p : 0-5V)示波器置X-Y扫描。
观测并画出与非门电压性曲线，用示波器测量VOH, VOL
3、CMOS与非门电压传输特性的测量
按上述方法，观测并画出CMOS与非门电压传输特性曲线，并用示波器测量VOH, VOl，
VT。
4、将TTL、CMOS测量参数填入表二：
5、观测CMOS门电路带TTL门电路（当电源电压均为 5V时）的情况：
（1）当CMOS输出带一个TTL门时；当CMOS门输入端分别为高电平（5v）或低电平（0V）时，测量CMOS 与非门输出端电平。
（2 ）当CMOS输出带四个TTL门（四个TTL门输入并接）时如图17所示；在CMOS输入端分别输入高电平（5v）或低电平（0V）时，测量CMOS与非门输出端的相应电平。
6、将测量数据填入表三
测量电路如图18，在A端加入TTL信号（f=10KHz）用示波器观察记录 A B D点的波形, 试说明此电路有何问题？试在 B C之间利用三极管设计一接口电路（ 9011三极管参数：B =100, lcm=30mA）使输出D的波形与输入 A反相。
电路设计：
反相电路设计如下图：（注意串接大小为10K的电阻）
&若要D与A相同，最简电路应如何设计。
实验图像：（ A， B 点的）
设计电路：
同相波形：反相波形：
实验总结：
通过此次实验，我从中复习数字电路中关于TTL、CMO的相关知识。
此次实
验的实验原理都比较简单，属于验证性实验，但需要验证的内容比较多，且我的操作不是很熟练，所以做起来操作时间长，但是总的来说过程还是比较顺利的。
我在连接1个CMO带4个TTL时, 四个TTL并联一开始没接好，导致测得数据错误，后经自己检查发现了问题，电路没能一次性接好说明我的连接电路能力还有待提高。