数字电子技术实验指导书 新
《数字电子技术》实验指导
『数字电路实验指导书』实验一 基本门电路实验一、 目的1、掌握门电路逻辑功能;2、熟悉集成电路芯片;二、实验原理门电路的逻辑功能。
三、实验设备与器件设备1、数电实验箱 一台器件1、74LS00 一片(四2输入与非门)2、74LS32 一片(四二输入或门)3、 74LS86 一片(四二输入异或门)4、74LS04 一片(六非门)四、实验内容和步骤1、或门:B A Y +=按下图所示的电路连接,输入引脚分别接实验台上的数据开关,输出引脚接试验台上的显示灯,改变拨动开关,观察输出的状态,并将结果填入下表中。
如没有74LS32芯片,自行设计用74LS00和74LS04来实现。
2、异或门:B A Y ⊕=按下图所示的电路连线,实验步骤同或门。
3、逻辑函数的“与非”门的实现。
将逻辑函数B A B A F +=用与非门实现,画出电路图,将实验结果填入真值表。
五、预习要求1、阅读实验指导书,了解实验箱的结构;2、了解所有器件(74LS00,74LS04,74LS32、74LS86)的引脚结构;实验二用小规模芯片设计组合电路一、实验目的1、学习并掌握小规模芯片(SSI)实现各种组合逻辑电路的方法;2、学习用仪器检测故障,排除故障。
二、实验原理用门电路设计组合逻辑电路的方法。
三、实验内容及要求1、用所给集成电路组件设计一个多输出逻辑电路。
该电路的输入是一个8421BCD码,当电路检测到输入的代码大于或等于(3)10时,电路的输出F1=1,其它情况F1=0;当输入的代码小于(7)10时,电路的另一个输出F2=1,其它情况F2=02、用与非门实现“判断输入者与受血者的血型符合规定的电路”,测试其功能。
要求如下:人类由四种基本血型— A、B、AB、O型。
输血者与受血者的血型必须符合下述原则;O 型血可以输给任意血型的人,但O型血的人只能接受O型血;AB型血只能输给AB型血的人,但AB血型的人能够接受所有血型的血;A型血能给A型与AB型血的人;而A型血的人能够接受A型与O型血;B型血能给B型与AB型血的人,而B型血的人能够接受B型与O型血。
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实验一:测量集成门电路的传输延迟时间( 2学时) (1)实验二:组合逻辑电路设计—译码显示电路设计(2学时) (3)实验三:触发器及键盘消抖电路设计(2学时) (5)实验四: 现代数字电路设计——熟悉开发环境和基本语法训练(2学时) (8)实验五: 基于Verilog HDL及FPGA的组合逻辑电路设计——显示译码(2学时) (15)实验六:基于Verilog HDL及FPGA的时序逻辑电路设计——十进制计数器设计(4学时) (20)实验七: 基于Verilog HDL及FPGA的时序逻辑电路设计——移位寄存器设计(4学时) 29实验一:测量集成门电路的传输延迟时间( 2学时)一、实验目的了解集成门电路的传输延时的基本概念,掌握示波器的使用,学会使用示波器测量电路参数的基本方法。
二、实验仪器设备面包板、芯片(74LS00)、导线、示波器、直流电源、信号源三、实验要求1.熟悉数字示波器的使用2.熟悉面包板的使用3.熟悉集成门电路器件手册的查找及使用方法4.测量74LS00芯片的四级集成门传输延时5.根据测量得到的延迟计算一级门传输延迟时间6.多测量几次计算平均延迟时间7.实验前写出预习报告,画出实验必须的原理图和连线图。
四、实验原理TTL门电路的主要参数涉及电路的工作速度、功耗、抗干扰能力和驱动能力等。
这些参数对我们合理、安全地应用器件是很重要的。
本次实验基本要求是集成门电路传输延迟时间的测量。
传输延时t pd是指与非门输出波形相对于输入波形的延时,见下图。
可以看出:对应输入,输出波形不仅反了一个相,而且还发生了延时。
我们把输入波形上升沿的50%起至输出波形反相至下降沿的50%止的这段时间叫导通延时,用t pHL表示;把输入波形下降沿的50%起至输出波形反相至上升沿的50%止的这段时间叫关闭延时,用t pLH表示。
导通延时和关闭延时的平均值叫做平均传输延时,简称传输延时,用t pd表示t pd =(t pHL+t pLH)/2影响传输延时的主要因素是晶体管的开关特性、电路结构和电路中各电阻的阻值,tpd 的大小反映了电路的工作速度。
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数字电子技术实验指导书数字实验部分实验一 TTL、CMOS门电路逻辑功能测试一、实验目的1、熟悉TTL、CMOS门电路的外型和管脚排列。
2、了解TTL、CMOS门电路的原理、性能和使用方法。
3、学习逻辑门电路功能测试方法,并测“与非”、“或非”、“与或非”门及传输门电路的逻辑功能,验证门电路逻辑功能。
4、初步学会DLB-6型数字逻辑实验箱的结构和使用方法。
二、实验内容说明组成数字逻辑电路的基本单元有两大部分,一部分是门电路,另一部分是触发器。
门电路实际上是一种条件开关电路,只有在输入信号满足一定的逻辑条件时,开关电路才允许信号通过,否则信号就不能通过,即门电路的输出信号与输入信号之间存在着一定的逻辑关系,故又称之为逻辑门电路。
最基本的逻辑门路有“与”门、“或”门及“非”门电路,但常用的则是“与非”门、“或非”门、“与或非”门以及“异或”门等具有复合逻辑功能的门电路。
以前逻辑电路都是用分立元件组成,现在大量使用的则是集成门电路,若按电路中晶体管导电类型分,集成门电路可分为双极型和单极型两大类。
双极型中应用最多的是晶体管——晶体管逻辑门电路,即TTL门电路。
单极型的有金属——氧化物——半导体互补对称逻辑门电路,即CMOS门电路。
图图1-1 图1-21、TTL“与非”门电路。
图1-1a所示为TTL集成“与非”门的典型电路,图b为其逻辑符号。
电路中V1称为多发射极晶体管,其等效电路如图1-2所示,相当于一个“与门”电路;V2起放大及电平转移作用;V5起反相作用,用于实现逻辑“非”运算;V3和V4组成两级射极输出器,用以改善门电路的输出特性。
其逻辑表达为:F=C·A·B2、TTL“或非”门电路。
图1-3所示为其典型电路及逻辑符号。
电路中V3和V4采用并接方式,只要其中有一只管子饱和导通,都将使饱和导通,V5和VD截止。
其逻辑表达为:F=BA+图1-3 图1-43、TTL“与或非”门电路。
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实验一 晶体管开关特性、限幅器与钳位器一、实验目的1、观察晶体二极管、三极管的开关特性,了解外电路参数变化对晶体管开关特性的影响。
2、掌握限幅器和钳位器的基本工作原理。
二、实验原理1、晶体二极管的开关特性由于晶体二极管具有单向导电性,故其开关特性表现在正向导通与反向截止两种不同状态的转换过程。
如图1-1电路,输入端施加一方波激励信号v i ,由于二极管结电容的存在,因而有充电、放电和存贮电荷的建立与消散的过程。
因此当加在二极管上的电压突然由正向偏置(+V 1)变为反向偏置(-V 2)时,二极管并不立即截止,而是出现一个较大的反向电流RV 2,并维持一段时间t s (称为存贮时间)后,电流才开始减小,再经t f (称为下降时间)后,反向电流才等于静态特性上的反向电流I 0,将t rr =t s +t f 叫做反向恢复时间,t rr 与二极管的结构有关,PN 结面积小,结电容小,存贮电荷就少,t s 就短,同时也与正向导通电流和反向电流有关。
当管子选定后,减小正向导通电流和增大反向驱动电流,可加速电路的转换过程。
2、晶体三极管的开关特性晶体三极管的开关特性是指它从截止到饱和导通,或从饱和导通到截止的转换过程,而且这种转换都需要一定的时间才能完成。
如图1-2电路的输入端,施加一个足够幅度(在-V 2和+V 1之间变化)的矩形脉冲电压v i 激励信号,就能使晶体管从截止状态进入饱和导通,再从饱和进入截止。
可见晶体管T 的集电极电流 i c 和输出电压v o 的波形已不是一个理想的矩形波,其起始部分和平顶部分都延迟了一段时间,其上升沿和下降沿都变得缓慢了,如图1-2 波形所示,从v i 开始跃升到i C 上升到0.1I CS ,所需时间定义为延迟时间t d ,而i C 从0.1I C S 增长到0.9I C S 的时间为上升时间t r ,从v i 开始跃降到i C 下降到0.9I C S 的时间为存贮时间 t S ,而i C 从0.9I C S 下降到0.1I CS 的时间为下降时间t f ,通常称t on =t d +t r 为三极管开关的“接通时间”,t of f =t S +t f 称为“断开时间”,形成上述开关特性的主要原因乃是晶体管结电容之故。
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数字电子技术根底实验指导书实验一、认识实验一、实验目的:1、熟悉面包板的结构2、进一步掌握与非门、或非门、异或门的功能3、初步尝试在面包板上连接逻辑电路二、实验用仪器:面包板一块74LS00一块74LS20一块74LS02〔四二输入或非门〕一块、74LS86〔四二输入异或门〕一块万用表一块导线假设干稳压电源一台三、面包板和4LS00、74LS20、74LS02、74LS86的介绍:1面包板上的小孔每5个为一组,其内部有导线相连。
横排小孔是4、3、4〔3、4、3〕的结构,即每5*4〔5*3〕、5*3〔5*4〕、5*4〔5*3〕组横排小孔内部有导线相连。
用到的双列直插式集成块跨接在凹槽两边,管脚插入小孔。
通常用面包板的上横排小孔接电源,用下横排小孔接地。
2、74LS00的内部结构示意图:74LS00的管脚排列如上图所示,为双列直插式14管脚集成块,是四集成二输入与非门。
74LS20是二四输入与非门。
1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 1A 1B NC 1C 1D 1Y GND74LS00 74LS201Y 1A 1B 2Y 2A 2B GND 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND四、实验内容与步骤:1、测试面包板的内部结构情况:用两根导线插入小孔,用万用表的电阻挡分别测试小孔组与组之间的导通情况,并记录下来。
2、验证与非门的逻辑功能:1〕将4LS00插入面包板,并接通电源和地。
2〕选择其中的一个与非门,进行功能验证。
3〕、将验证结果填入表1: 表1其中,A 、B 1”时,输入端接电源;Y 是输出端,用万用表〔或发光二极管〕测得在不同输入取值组合情况下的输出,并将结果填入表中。
5〕分析测得的结果是否符合“与非〞的关系。
*3、以同样的方法验证四输入“与非门〞、“或非〞门、“异或〞门的功能。
4、用TTL 与非门实现“或〞逻辑Y=A+B 1〕将Y=A+B 变成与非表达式2〕利用“与非〞门实现逻辑电路,并验证逻辑功能是否正确,将验证结果填入表2。
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实验一 门电路本实验为验证性实验 一、实验目的熟悉门电路的逻辑功能。
二、实验原理TTL 集成与非门是数字电路中广泛使用的一种基本逻辑门。
使用时,必须对它的逻辑功能、主要参数和特性曲线进行测试,以确定其性能的好坏。
与非门逻辑功能测试的基本方法是按真值表逐项进行。
但有时按真值表测试显得有些多余。
根椐与非门的逻辑功能可知,当输入端全为高电平时,输出是低电平;当有一个或几个输入端为低电平时,输出为高电平。
可以化简逻辑函数或进行逻辑变换。
三、实验内容及步骤首先检查5V 电源是否正常,随后选择好实验用集成块,查清集成块的引脚及功能.然后根据自己的实验图接线, 特别注意Vcc 及地的接线不能接错(不能接反且不能短接),待仔细检查后方可通电进行实验,以后所有实验均依此办理。
(一)、测与非门的逻辑功能1、选择双4输入正与非门74LS20,按图3_1_1接线;2、输入端、输出端接LG 电平开关、LG 电平显示元件盒上;集成块及逻辑电平开关、逻辑电平显示元件盒接上同一路5V 电源。
3、拨动电平开关,按表3_1_1中情况分别测出输出电平.(二)、测试与或非门的逻辑功能 l 、选两路四输入与或非门电路1个74LS55,按图3_1_2接线: 2、输入端接电平的输出插口,拨动开关当输入端为下表情614 Vcc图3_1_1图3_1_2况时分别测试输出端(8)的电位,将结果填入表3_1_2中: 表3_1_2(三)、测逻辑电路的逻辑关系用74LS00电路组成下列逻辑电路,按图3_1_3、图3_1_4接线,写出下列图的逻辑表达表并化简,将各种输入电压情况下的输出电压分别填入表3_1_3、表3_1_4中,验证化简的表达式。
表输 入 AB表3_1_4图3_1_4A BZ(四)、观察与非门对脉冲的控制作用选一块与非门74LS20按下面两组图3_1_5(a)、(b)接线,将一个输入端接连续脉冲用示波器观察两种电路的输出波形。
在做以上各个实验时,请特别注意集成块的插入位置与接线是否正确,每次必须在接线后经复核确定无误后方可通电实验,并要养成习惯。
学生数字电子技术—实验指导书-新实验箱.
数字电子技术实验指导书天津农学院机电工程系目录实验一门电路逻辑功能的测试 (1)实验二组合逻辑电路实验 (4)实验三组合逻辑电路的设计 (6)实验四译码器功能的测试 (8)实验五计数器测试与设计 (11)实验六四位双向移位寄存器的功能测试 (13)实验七555定时器及其应用 (15)常用TTL集成电路引出端功能图 (18)实验一门电路逻辑功能的测试1.实验的目的和要求1) 了解与熟悉基本门电路逻辑功能;2) 掌握门电路逻辑功能的测试方法,验证与加深对门电路逻辑功能的认识;3) 熟悉门电路的外形和管脚排列,以及其使用方法。
2.实验仪器、设备、元器件1)数字逻辑电路实验仪1台2)四2输入与门74LS08芯片1片3) 反向器74LS04芯片1片4) 四2输入与非门74LS00芯片1片5) 四2输入或非门74LS02芯片1片6) 四2输入异或门74LS86芯片1片7) 示波器或万用表8) 导线若干3.实验内容与步骤实验前按实验仪使用说明检查实验仪是否正常。
然后选择实验用的IC,按设计的实验接线图接好线,特别注意Vcc及地线不能接错。
线接好后仔细检查无误后方可通电实验。
实验中需要改动接线时,必须先断开电源,接好后再通电实验。
1)测试非门的逻辑功能(1)任意选择其中一个非门进行实验。
用逻辑开关给门输入端输入信号,当开关拨向二进制“1”时,输入高电平,即“H”;当开关拨向二进制“0”时,输入低电平,即“L”。
(2)用发光二极管(即LED)显示门的输出状态。
当LED亮时,门输出状态为“1”,或称高电平,用“H”表示;当LED暗时,门输出状态为“0”,或称低电平,用“L”表示。
门的输出状态也可用电压表或逻辑笔测试。
(3) 按图1-1所示要求连接电路,输入端接逻辑开关A,输出端接指示器。
改变输入状态的高低电平,将A输入端依次接成0,1状态,进行电路仿真,观察输出端电平指示器的显示状态(亮为“1”,灭为“0”),并填写实验结果。
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数字电子技术实验指导书电气与电子工程学院实验一门电路逻辑功能及测试一、实验目的1. 熟悉门电路逻辑功能2. 熟悉数字电路实验仪及示波器使用方法二、实验仪器及材料1. 双踪示波器2. 器件74LS00 二输入端四与非门 2片74LS20 四输入端双与非门 1片74LS86 二输入端四异或门 1 片三、实验内容1.测试门电路逻辑功能(1).选用双四输入与非门74LS20一只,插入14P锁& 紧插座上按图1.1接线、输入端接K1-K16(电平开关输出插口),输出端接电平显示发光二极管(L1-L16任意一个)(2).将电平开关按表1.1置位,分别测输出电压及逻辑状态。
表 1.1输出输出1 2 4 5 Y 电压(V)H H H HL H H HL L H HL L L HL L L L2.异或门逻辑功能测试(1).选二输入四异或门电路74LS86,按图1.2接线,输入端1、2、4、5接电平开关,输出端A、B、Y接电平显示发光二极管。
(2).将电平开关按表1.2置位拨动,将输出结果填入表中。
表 1.2输入输出A B Y Y电压L L L LH L L LH H L LH H H LH H H HL H L H3、逻辑电路的逻辑关系(1).用74LS00、按图1.3,1.4接线,将输入输出逻辑关系分别填入表1.3、表1.4中,表1.3输入输出A B YL LL HH LH H表1.4输入输出A B Y ZL LL HH LH H(2).写出上面两个电路逻辑表达式。
五、实验报告1.按各步骤要求填表并画逻辑图。
2.回答问题:(1)怎样判断门电路逻辑功能是否正常?(2)与非门一个输入接连续脉冲,其余端什么状态时允许脉冲通过?什么状态时禁止脉冲通过?(3)异或门又称可控反相门,为什么?实验二组合逻辑电路(半加器、全加器)一、实验目的1.掌握组合逻辑电路的功能测试。
2.验证半加器和全加器的逻辑功能。
3.学会二进制数的运算规律。
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《数字电子技术》实验指导书目录第一部分实验基础知识一.实验的基本过程二.实验操作规范和故障检查方法三.数字集成电路概述、特点及使用须知四.数字逻辑电路的测试方法第二部分基础性实验实验一集成逻辑门电路逻辑功能的测试实验二集成逻辑门电路的参数测试实验三组合逻辑电路的实验分析实验四数据选择器实验五触发器实验六计数器实验七中规模集成电路计数器的应用实验八计数、译码、显示综合实验实验九利用TTL集成逻辑门构成脉冲电路实验十555时基电路第三部分设计性实验实验一简易数字控制电路实验二简易数字计时电路实验三电梯楼层显示电路实验四循环灯电路实验五数字电子技术课程设计-数字钟的设计第一部分实验基础知识随着科学技术的发展,脉冲与数字技术在各个科学领域中都得到了广泛的应用,它是一门实践性很强的技术基础课,在学习中不仅要掌握基本原理和基本方法,更重要的是学会灵活应用。
因此,需要配有一定数量的实验,才能掌握这门课程的基本内容,熟悉各单元电路的工作原理,各集成器件的逻辑功能和使用方法,从而有效地培养学生理论联系实际和解决实际问题的能力,树立科学的工作作风。
一.实验的基本过程实验的基本过程,应包括确定实验内容,选定最佳的实验方法和实验线路,拟出较好的实验步骤,合理选择仪器设备和元器件,进行连接安装和调试,最后写出完整的实验报告。
在进行数字电路实验时,充分掌握和正确利用集成元件及其构成的数字电路独有的特点和规律,可以收到事半功倍的效果,对于完成每一个实验,应做好实验预习,实验记录和实验报告等环节。
(一)实验预习认真预习是做好实验的关键,预习好坏,不仅关系到实验能否顺利进行,而且直接影响实验效果,预习应按本教材的实验预习要求进行,在每次实验前首先要认真复习有关实验的基本原理,掌握有关器件使用方法,对如何着手实验做到心中有数,通过预习还应做好实验前的准备,写出一份预习报告,其内容包括:1.绘出设计好的实验电路图,该图应该是逻辑图和连线图的混合,既便于连接线,又反映电路原理,并在图上标出器件型号、使用的引脚号及元件数值,必要时还须用文字说明。
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数字电子技术实验指导书数字电子技术实验教学实验一门电路实验一、实验目的:1、掌握与非门的逻辑功能。
2.熟悉集成块销的排列特点和使用方法。
2、实验仪器和设备:1、thd-1型数字电路实验箱2.数字万用表1块3,集成四个2输入与非门74001块4,集成两个4输入与非门74201块3,实验原理集成与非门是数字电路中广泛使用的一种基本逻辑门,使用时必须对它的逻辑功能、主要参数进行测试,以确定其性能好坏。
本实验采用ttl集成元件74ls00、74ls20与非门进行测试。
74ls00是一个2输入4与非门。
它的形状是双线的,逻辑表达式是f?ab.销布置图如图1.1所示。
74ls00的真值表如表1.1所示。
输a0011入输b0101f1110出图1.174ls00引脚排列表1.174ls00真值表b?c?d。
74ls20是一个双4输入端与非门,形状为双列直插式,逻辑表达式为f?a其引脚排列图如图1.2所示。
图1.27420销布置四、实验步骤实验前准备:当没有连接设备时,先关闭电源开关,检查5V电源是否正常,然后断开电源。
然后选择集成芯片进行实验,找出集成芯片的引线和功能,然后根据实验图连接接线。
特别注意VCC和接地的错误连接。
1、验证74ls00的逻辑功能选择一个与非门74ls00集成芯片,按图连接线路,输入端连接电平开关的输出插座,输出端连接LED显示插座。
转动液位开关,根据表中的情况测量输出液位,并将测量值填入表1.2。
表1.274ls00逻辑功能表输入端子12001130101电压(V)输出端子11逻辑状态2。
验证74ls20的逻辑功能选双4输入正与非门74ls20集成芯片一只,按图接好线。
输入端接电平开关输出插口,输出端接发光二极管显示插口。
拨动电平开关,按表中情况分别测出输出端电平,测得数值填入表1.3中。
表1.374ls20逻辑功能表输入端110000211000411100511110输出端6电压(v)逻辑状态3、根据真值表1.5,自己设计电路,用一片74ls00完成设计要求。
数字电子技术实验指导书(10学时)
数字电子技术实验指导书河北科技师范学院电基础教研室常用集成器件外形管脚示意图74LS00V CC74LS2074LS8674LS731Q CC 74LS74V CC 74LS755G 555 SS74LS55实验一 门电路一、实验目的:熟悉、掌握门电路的逻辑功能 二、实验仪器和设备:1、SXJ-3C型数字电路学习机 2、数字万用表 三、实验步骤及内容实验前的准备:在学习机上未接任何器件的情况下(指实验用插座部分),先合上交流电源,检查5V 电源是否正常,再合直流电源测V CC处电压是否正常,测两排插口中间V CC 插口处电压是否正常,全正常后断开全部电源。
随后选择好实验用集成片,查清集成片的引腿及功能,然后根据实验图接线,特别注意V CC 及地的接线不能接错,待老师检查后方可接通电源进行实验,以后所有实验依办理。
(一) 测与非门的逻辑功能 1、选双4输入正与非门74LS20集成芯片一只;选择一个组件插座(片子先不要插入)按图接好线。
2、输入端接电平开关输出插口,输出端接发光二极管显示插口。
3、拨动电平开关,按表中情况分别测出输出端电平。
(二)、测与或非门的逻辑功能1、选两路四输入与或非门电路74LS55集成芯片一只;选择一个组件插座(片子先不要插入)按图接好线。
2、输入端接电平输出插口,拨动开关当输入端为下表情况时分析测试输出端的电位,将结果填入表中:8 四输入与或非门电路74LS55 双4输入正与非门74LS20四、报告要求整理实验数据,并对数据进行分析,根据实验观察到的现象,回答下列问题。
1、与非门在什么情况下输出高电平?什么情况下输出低电平?TTL与非门不用的输入端应如何处理?2、与或非门在什么情况下输出高电平?什么情况下输出低电平?TTL与或非门不用的与门应如何处理?五、预习要求1、复习电路的工作原理和逻辑代数2、熟悉进行实验过程中,所用门电路的引脚位置,各引脚的用途。
3、预习实验内容,画出测试电路实验二 组合逻辑电路实验一、实验目的(一) 掌握组合逻辑电路的分析方法 (二) 验证半加器的逻辑功能 (三) 了解二进制数的运算规律 二、实验仪器及设备(一) SXJ-3C型数字电路学习机 (二) 数字万用表 三、实验内容及步骤组合逻辑电路的分析是根据所给的逻辑电路,写出其输入与输出之间的逻辑关系(逻辑函数表达式或真值表)。
数字电子技术实验指导书教案
数字电子技术实验指导书目录第一章数字电子技术实验的概述 (2)1.1 实验的基本知识和安全规定 (2)1.2 集成块使用注意事项及检测 (6)1-3 布线和故障排除 (9)第二章实验部分 (11)实验一门电路参数测试 (11)实验二数据选择器应用 (16)实验三全加器应用 (18)实验四组合逻辑电路的设计 (22)实验五触发器计数器应用 (24)实验六移位寄存器应用 (29)实验七 555定时器应用 (32)实验八 A/D和D/A转换器 (36)实验九智力竞赛抢答电路设计 (40)实验十电子秒表 (42)附录:部分TTL及CMOS集成电路引出端功能图 (46)第一章数字电子技术实验的概述1.1 实验的基本知识和安全规定1.1.1实验的基本知识《数字电子技术实验》主要包括验证性实验和设计性实验,与理论课内容基本同步。
实验主要是为了验证、巩固和拓宽课内所学的理论知识,把理论知识和实际操作相结合,使学生在分析问题和解决问题的能力方面有所提高.通过实验进一步掌握常用仪器的使用方法,熟悉基本的集成电路的功能和应用,提高实验技能.虽然每个实验的目的、步骤有所不同,但基本过程却是类似的。
为了达到每个实验的预期效果,要求参加实验者做到:实验前认真预习,实验中遵守实验操作规则,实验结束后认真总结。
一、实验前要认真预习,写出预习报告为了避免盲目性,使实验过程有条不紊地进行,在每个实验前都要仔细阅读实验指导书,复习理论教材中有关章节的内容,理解实验原理,明确实验目的和要求,对实验步骤作到心中有数。
在充分预习的基础上,写出实验预习报告。
预习报告的内容包括:(1)实验题目、目的、要求和实验原理图;(2)实验的基本原理、实验步骤和有关注意事项;(3)实验元器件、仪器设备的型号名称和规格;(4)与实验有关的计算公式及预期结果,有关的数据记录表格;(5)回答有关的思考题;(6)对于设计性实验,还必须写出设计过程。
二、认真上好实验课,遵守实验操作规定上好实验课并遵守实验操作规则,是提高实验效果,保证实验质量的重要前提。
数字电子技术实验指导书(答案)课件
输入
输出
引脚1 L L H H
引脚2 L H L H
引脚3 L H H L
表1.3 74LS86真值表
PPT学习交流
6
二 、 TTL、HC和HCT器件的电压传输特性
(一)、实验目的
•
1.掌握TTL、HCT和 HC器件的传输特性。
•
2.掌握万用表的使用方法。
(二)、实验所用器件
•
1.六反相器74LS04片
(二)简单逻辑电路设计 根据题目要求,利用EDA工具MAX-PlusII
的原理图输入法,输入设计的电路图;建立 相应仿真波形文件,并进行波形仿真,记录 波形和输入与输出的时延差;分析设计电路 的正确性。
PPT学习交流
17
1. 设计一个2-4译码器
2-4译码器功能表如下
输入
输出
E
A1 A2 Q0
Q1
图表示一条主干公路 (东一面)与一条二级道路 的交叉点。车辆探测器沿着 A、B、C和D线放置。当没有 发现车辆时,这些敏感组件 的输出为低电平‘0”。当发 现有车辆时,输出为高电平 “1”。交叉口通行灯根据下 列逻辑关系控制:
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交叉口通行灯逻辑问题的实现
(a)东一西灯任何时候都是绿的条件 (1)C和D线均被占用; (2)没有发现车辆; (3)当A、B线没同的占用时,C或D任一条线被占用;
从实验台上的时钟脉冲输出端口选择两个 不同频率(约 7khz和 14khz)的脉冲信号分别加 到X0和X1端。对应 B和 S 端数字信号的所有 可能组合,观察并画出输出端的波形,并由此得出 S和B(及/B)的功能。
选通选择线
SB B
X0 数据输入
数据输出
数字电子技术实验指导书(学生版)
《数字电子技术》实验指导书一、实验目的数字逻辑是一门实践性、工程性很强的技术基础课。
因此,不仅要重视理论教学,更要注重实践技能的培养和训练。
实验是本课程的重要组成部分,通过实验,使学生学会查阅产品手册、拟定实验方案、选择与配置实验设备、查明与排除故障和分析实验现象等。
从而巩固、加深和拓宽学生对课程内容的理解,培养分析、设计和调试数字系统的能力。
二、实验程序通过逻辑设计实验,可验证设计思想,测试和调整电路的输入、输出关系,进一步完善电路的逻辑功能。
实验的一般程序是:1.实验准备实践证明,实验前的准备工作做得越充分,则实验成功的可能性就越大。
因此,不可忽视实验前的准备,实验前应做好如下工作。
①实验者应根据实验目的、要求及内容,认真复习有关的理论知识,并写出满足实验内容要求的逻辑函数表达式。
②根据实验所提供的集成电路组件,将输出函数表达式转换成适当的形式。
③写实验预习报告。
实验预习报告是实验操作的依据,要求报告尽可能写得简洁,思路清楚,一目了然。
实验预习报告以实验逻辑图为主,附以简要的文字说明,并拟定好实验步骤以及记录实验结果的有关表格。
2.布线实验准备工作完毕后,就要动手将逻辑电路图变为实际电路。
在布线前,必须校准集成电路组件两排引脚的距离,使之与实验台的通用逻辑测试板上的插孔行距相等。
将集成电路组件插入测试板时,用力要轻、均匀,开始不要插得太紧,待确定集成电路组件的引脚和插孔位置一致后,再用力将其插牢。
这样可避免集成电路组件引脚弯曲或折断。
布线所用导线最好选用不同颜色,以便区别不同用途。
例如,接地导线用黑色,电源线用红色,输入信号线统一用黄色,输出信号线统一用白色等。
布线最好有顺序地进行,不要随意接线,以免漏接。
布线时应首先将电源、地线及实验过程中始终不改变电平的输入端接好,然后按信号流向顺序依次布线。
布线用的导线不宜太长,并且应尽量避免导线相互重叠、跨越集成电路组件的上空及无规则的交错连接在空中搭成网状等现象。
《数字电子技术》实验指导书
《数字电子技术》实验指导书《数字电子技术》实验指导书主编黑龙江农业工程职业学院《数字电子技术》实验指导书主编专业班级姓名实验一:楼梯照明电路的设计设计一个楼梯照明电路,装在一、二、三楼上的开关都能对楼梯上的同一个电灯进行开关控制。
合理选择器件完成设计。
1.实验目的(1)学会组合逻辑电路的设计方法。
(2)熟悉74系列通用逻辑芯片的功能。
(3)学会数字电路的调试方法。
(4)学会数字实验箱的使用。
2.实验前准备(1)复习组合逻辑电路的设计方法。
(2)熟悉逻辑门电路的种类和功能。
(3)实验器材准备:数字电路实验箱、导线若干。
3.实验内容1)分析设计要求,列出真值表。
设A、B、C分别代表装在一、二、三楼的三个开关,规定开关向上为1,开关向下为0;照明灯用Y 代表,灯亮为1,灯暗为0。
根据题意列出真值表如表1所示。
表1照明电路真值表输入输出 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 2)根据真值表,写出逻辑函数表达式。
3)将输出逻辑函数表达式化简或转化形式。
4)根据输出逻辑函数画出逻辑图。
如图1所示。
图1照明电路逻辑图5)实验箱上搭建电路。
将输入变量A、B、C分别接到数字逻辑开关k1(对应信号灯LED1)、k2(对应信号灯LED2)、k3(对应信号灯LED3)接线端上,输出端Y接到“电位显示”接线端上。
将面包板的Ucc和“地”分别接到实验箱的+5V与“地”的接线柱上。
检查无误后接通电源。
6)将输入变量A、B、C的状态按表2-19所示的要求变化,观察“电位显示”输出端的变化,并将结果记录到表2中。
表2照明电路实验结果输入输出 LED1 LED2 LED3 电位输出暗暗暗暗暗亮暗亮暗暗亮亮亮暗暗亮暗亮亮亮暗亮亮亮 4.实验报告(1)写出设计过程(2)整理实验记录表,分析实验结果(3)画出用与非门、或非门和非门实现该电路的逻辑图实验二:三人表决器的设计设计一个三人(用A、B、C代表)表决电路。
数字电子技术实验指导书
实验一: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>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 CCL =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。
I 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V CC 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。
新版数字电路实验指导书
数字电子技术实验指导书适用专业:电子信息工程、应用电子浙江师范大学电工电子实验教学中心冯根良张长江目录实验项目实验一门电路逻辑功能的测试……………………………………验证型(1)实验二组合逻辑电路Ⅰ(半加器全加器及逻辑运算)…………验证型(7)实验三组合逻辑电路Ⅱ(译码器和数据选择器)………………验证型(13)实验四触发器………………………………………………………验证型(17)实验五时序电路(计数器、移位寄存器)………………………验证型(22)实验六组合逻辑电路的设计和逻辑功能验证……………………设计型(27)实验七D/A-A/D转换器……………………………………………设计型(34)实验八555定时的应用……………………………………………设计型(41)实验九集成电路多种计数器综合应用……………………………综合型(46)实验一门电路逻辑功能及测试一、实验目的1. 熟悉门电路的逻辑功能、逻辑表达式、逻辑符号、等效逻辑图。
2. 掌握数字电路实验箱及示波器的使用方法。
3、学会检测基本门电路的方法。
二、实验仪器及材料1、仪器设备:双踪示波器、数字万用表、数字电路实验箱2. 器件:74LS00 二输入端四与非门2片74LS20 四输入端双与非门1片74LS86 二输入端四异或门1片三、预习要求1. 预习门电路相应的逻辑表达式。
2. 熟悉所用集成电路的引脚排列及用途。
四、实验内容及步骤实验前按数字电路实验箱使用说明书先检查电源是否正常,然后选择实验用的集成块芯片插入实验箱中对应的IC 座,按自己设计的实验接线图接好连线。
注意集成块芯片不能插反。
线接好后经实验指导教师检查无误方可通电实验。
实验中改动接线须先断开电源,接好线后再通电实验。
1.与非门电路逻辑功能的测试(1)选用双四输入与非门74LS20一片,插入数字电路实验箱中对应的IC 座,按图1.1接线、输入端1、2、4、5、分别接到K 1~K 4的逻辑开关输出插口,输出端接电平显示发光二极管D 1~D 4任意一个。
数字电子技术实验指导书WORD
《数字电子技术》实验指导书实验一 TTL集成逻辑门的参数测试实验二译码器及其应用实验三触发器实验四时序电路测试与研究实验五555时基电路实验一一、实验名称: TTL集成逻辑门的参数测试二、所需设备:(1)示波器(2)四输入双与非门74LS20芯片(实际使用74HC20芯片,管脚功能与74LS20一致)(3)万用表(4)导线若干三、实验要求:①熟悉TTL与非门逻辑功能的测试方法。
②熟悉TTL与非门特性参数的意义以及传输特性的测试方法。
③进一步掌握TTL门电路的使用方法。
四、实验步骤:1.掌握芯片74LS20管脚功能74LS20管脚图2.准备所需的实验器材,按照电路原理图连接硬件实物,需仔细查看电路中的器件连接到的引脚,防止连接错误,注意芯片的插入方向。
3.观察结果,记录数据。
4.分析验证得到的结果,总结并得出心得。
五、报告模板:1.验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能取任一个与非门按图1—1连接实验电路,用逻辑开关改变输入端A、B、C、D逻辑电平,输出端接电平指标器及数字电压表。
逐个测试集成块中两个门,测试结果记入表1—1中。
图1—1输入输出A nB nC nD n Y1 1 1 10 1 1 11 0 1 11 1 0 11 1 1 0表1-12.74LS20主要参数的测试(1)导通电源电流I CDL按图1—2(a)接线,测试结果记入表1—2中。
图1-2(2)截止电源电流I CDH按图1—2(b)接线,此时应将两个与非门的所有输入端都接地,测试结果记入表1—2中。
(3)低电平输入电流I iL按图1—2(c)接线,测试结果记入表1—2中。
I CDL(mA)I CDH(mA)I iL( A)表1—2(4)电压传输特性按图1—3接线,调节电位器R W,使U i从0V向高电平变化,逐点测量U i 和U o的对应值,记入表1—5中。
图1-3U i(V)0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.9 1.0 1.2 1.6 2.0 2.4 3.0U o(V)表1—5结果要求:1..整理实验数据,分析实验结果与理论计算结果的差异,并进行分析讨论。
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数字电子技术基础实验指导书(适用于数字逻辑、数字电子技术基础、数字电子技术等课程)北京印刷学院1北京印刷学院信息与机电工程学院信息工程系《数字电子技术基础实验》指导书(适用于数字逻辑、数字电子技术基础、数字电子技术等课程)电路教研室编23实验一 示波器的实验研究一、实验目的与要求1.掌握COS5020型或V —212E 型双踪示波器的使用方法 2.掌握用示波器测量脉冲波形主要参数的方法 3.熟悉TPE —D6数字电路学习机的使用 二、实验设备与器材1.双踪示波器 2.数字电路学习机 三、实验内容与步骤1.双线显示示波器内的CAL 信号通过检验该信号的周期与幅度,熟悉示波器各旋钮的作用,并测量该信号的周期与幅度。
=CAL V =C A L T2.示波器测量用示波器测量数字电路学习机中CP 脉冲的周期(开关放在可调连续脉冲Ⅰ、Ⅱ位置,电位器顺逆时针旋转到底位置),以及该脉冲的逻辑高电平。
=I ax m V =I min T = ax m V = min T3.观察与测量RC 网络对矩形波信号的响应本实验所用的电路形式如图1-1所示。
图1-1 RC 实验电路v I 为输入方波信号,其周期为T =0.1ms 。
(1)RC 微分电路 实验电路中的Z 1和Z 2分别是电容C 和电阻R ,元件参数按表1-1选取,观察与测量输出信号v O 的波形,并测量其脉冲宽度。
(2)RC 积分电路 实验电路中的Z 1和Z 2分别是电阻R 和电容C ,元件参数按表1-2选取,观察与测量输出信号v O 的波形,并测量其脉冲上升时间。
四、预习要求预习RC微分电路和RC积分电路的原理五、实验报告要求记录实验中所观察到的波形及其参数,把输入、输出波形按时间的对应关系画在坐标纸上。
定量和定性分析图1-1电路,输出与输入波形的关系。
表1-1RC微分电路测试纪录表1-2 RC积分电路测试纪录45实验二 晶体管开关特性的研究一、实验目的与要求1.了解晶体管的开关特性2.了解电路参数对晶体管开关时间的影响 二、实验设备与器材1.双踪示波器 2.数字电路学习机 3.数字万用表 三、实验内容与要求1.晶体二极管开关特性的观察与测试 (1)连接电路连接电路如图2-1(a )所示,输入ƒ = 100kHz 、V =3~5V 的方波信号,用双踪示波器直流档(DC )观察并画下V i 与V o 的对应时间关系波形于图2-1(b ),标明各点电压值。
(2)测试与比较 将R C 改为1kΩ,画输出波形于图2-1(b )。
将R C 改为10kΩ,画输出波形于图2-1(b )。
R C 为不同值时的输出波形进行比较。
iV图2-1 二极管开关特性测量Dv ivv vo R C =1kΩ R C =5.1kΩ R C =10kΩ2.晶体三极管开关特性研究(1)连接电路如图2-2所示,图中T 采用开关管3DK ,输入ƒ = 20kHz 、V =3~5V 的方波,用双踪示波器直流档(DC )观察并画下V i 与V o 的波形,标明电压值。
V o+5V图2-2 三极管开关特性测量V iV V f =20kHz f =100kHz(b ) 三极管为开关管时的波形图6改变输入频率为ƒ = 100kHz 、V =3~5V 的方波,用双踪示波器直流档(DC )观察并画下V i 与V o 的波形,标明电平值。
(2)将图中T 改用低频管3BX ,输入ƒ = 20kHz 、V =3~5V 的方波时,记录输出波形。
改变输入频率ƒ = 100kHz 、V =3~5V 的方波,记录输出波形,如图2-3。
图2-3 三极管为低频管时的输出波形V iV V tttf =20kHz f =100kHz(3)加速电容作用观察在图2-2电路基极电阻R 两端并接加速电容C (100pF 或200 pF ),改变电容值观察输出波形V O 的变化,与未接加速电容时进行比较。
并记录当三极管为低频管(3BX )时的波形于图2-4。
图2-4 三极管为低频管时并接加速电容时的输出波形V iV V t ttf =20kHz f =100kHz(4)对于图2-2电路,若图中T 改用PNP 管的开关管(3CK )和低频管(3AX ),输入、输出波形如何?四、预习要求预习二极管、三极管的开关特性 五、实验报告要求1.总结二极管、三极管的开关特性 2.加速电容对输出波形的影响7实验三 集成与非门电路的测试一、实验目的与要求1.熟悉与非门主要技术指标的实际测量方法 2.认识与非门的逻辑功能3.进一步熟悉电路学习机的使用方法 二、实验设备与器材 1.双踪示波器 2.数字电路学习机 3.数字万用表 三、实验内容和步骤 1.认识元件及管脚 认识与非门74LS10芯片的逻辑符号,如图3-1。
2.主要指标的测量(1)空载导通电源电流I E1及空载导通功耗P ON ,电路如图3-2。
P ON = V CC •I E1 < 120 mw (典型值50 mw )即I E1< 14 mA 实测I E1 = ( mA )(2)空载截止电源电流I E2及空载截止功耗P OFF ,电路如图3-3。
P OFF = V CC •I E2 < P ON 实测I E2 = ( mA ) (3)输入短路电流I I S将“与非门”任一输入端经mA 表接地,其余悬空测出的I I S 应小于2 mA ,电路如图3-4。
实测I IS = ( mA )图3-2 P ON 的测量1 2 4Z 图3-1 “与非门”逻辑符号 (a ) 3输入正与非门 74LS101A 1B 2A 2B 2C 2Y GND图3-1(b )图3-3 P OFF 的测量48(4)开门电平V OH 及输出低电平V OL 的测量按图3-5接线,用数字万用表直流电压2.5V 量程档测量V I ,先V I = 0然后逐渐增加。
用数字万用表的电压档测量V O (用直流20V 量程),当V O 达到低电平(0.35V )时的输入电平即为V ON (应<1.8V )。
V I 的获取如图3-6。
实测V ON =( V )将V I 调到1.8V 测量,然后逐渐减小,此时的输出电压即为V OL (应小于0.35V )。
实测V OL =( V )(5)关门电平V OFF 及输出高电平V OH 的测量电路如图3-5,先通过调节V I 使V O 为低电平,然后逐渐减小V I ,当输出端刚刚达到高电平2.7V 时的输入电平即为V OFF (应大于0.8V )。
实测V OFF =( V )将V I 调到0.8V ,然后逐渐增大V I ,测量此时的输出电压即应为V OH (应大于3.2V ) 实测V OH =( V )3.验证与非门输入端负载特性 (1)与非门三输入端接一可调电阻R ,调整R=200Ω,测量输出电压V O =( V );调整R=10kΩ,测量输出电压V O =( V )。
电路如图3-7所示。
(2)与非门输入端全部悬空,测量输出电压 V O =( V )(3)与非门输入端全部为高电平(V I =5V ),测量输出电压V O =( V )四、预习要求1.预习TTL 与非门工作原理,主要指标的定义 2.认真阅读实验指导书 五、实验报告要求1.根据所测的主要指标说明其含义,并说明是否符合要求 2.与非门不用的输入端应如何处理才好图3-4 I I S 的测量2 I S图3-5 V ON 和V OL 的测量Ω OE I1kΩ图3-6 获取电压V图3-7 输入端负载特性测试O R实验四逻辑门电路的研究一、实验目的与要求1.掌握常用集成逻辑门的逻辑功能,熟悉其外形和外引线排列2.了解控制门的控制作用3.学习查阅手册二、使用仪器和器件1.双踪示波器2.数字电路学习机3.数字万用表三、实验内容和步骤1.TTL集成门电路逻辑功能的测试(1)“与非门”逻辑功能的测试在学习机上任选一个三输入端“与非门”(TTL:74LS10或CMOS:CD4012)。
按表4-1完成逻辑功能的测试(输入接逻辑电平开关)。
表4-1 “与非门”逻辑功能的测试(2)用“与或非”门实现C=的逻辑功能Z+AB在学习机上任选一个“与或非”门(TTL:74LS64或CMOS:CD4085),按C=ABZ+的逻辑功能接线,并完成表4-2的功能测试和记录。
“与或非门”逻辑符号如图4-1所示。
表4-2 “与或非”逻辑功能注:测试前应将“与或非”门不用的与门组及多余的输入端,作适当处理。
910图 4-1 “与或非门”逻辑符号Z图4-2 “与非门”控制功能测试电路2.“门”控制功能的测试 (1)“与非”门控制功能的静态测试设A 为信号输入端,B 为控制端。
A 端输入单脉冲,B 端接逻辑电平“0”或“1”。
输出端Z 接发光二极管(LED )进行状态显示,或称“0-1”显示,高电平亮。
按表4-3进行测试,总结“封门”、“开门”的规律。
接线如图4-2所示。
表4-3 “与非门”门控功能(2)与非门控制门动态测试 A 端输入CP 脉冲T =0.2ms ,B 端输入“1”、“0”信号,观察记录输入输出波形。
(3)用“与非门”组成下列电路,并测试它们功能。
“或”门 B A Z += “与”门 B A Z ⋅= “或非”门 B A Z += “异或”门 CD AB Z ⊕=要求画出电路图和测试记录表格,并完成逻辑功能的测试,总结控制功能的规律。
四、预习要求要求认真阅读实验指导书,并完成要求自拟的实验电路和测试记录表格,本实验属于一般验证性实验,学生应对所有测试表的结果预先填好,实验时只做验证,要做到胸中有数,防止盲目性,增加自觉性。
五、实验报告要求 总结“与非”、“与”、“或非”、“或”门的控制功能实验五 三态输出(TS )门和集电极开路(OC )门一、实验目的与要求1.掌握TTL TS 门、OC 门的功能测试方法 2.了解三态门(TS )的用途3.了解集电极开路(OC )门的特性 二、使用仪器和器件1.双踪示波器2.数字电路学习机 3.数字万用表三、实验内容与步骤1. TTL TS 门的功能(1)三态输出缓冲器74LS125的逻辑符号如图5-1所示。
图中EN 端为缓冲器的控制端。
令EN 为高电平(3.6V ),V I 分别取0V ,3.6V ,用数字万用表的直流电压档测出相应的V O 值。
再令EN 为低电平(0V ),V I 分别取0V ,3.6V ,测出V O 端相应的值。
其中,3.6V 电压由图5-2电路分压取得。
将实验的结果填入下表5-1中。
表5-1(2)若将TS 门和与非门连接使用,如图5-3所示电路。
EN 取不同的逻辑电平,改变V I 和B 端的输入电平值,测出TS 门的输出电压V O 的值,将结果填入下表5-2中。