器件集电极开路门与三态输出门的应用实验报告

集电极开路门与三态输出门的应用实验报告

一、 实验目的

掌握TTL 集电极开路(OC)门和三态(3S)输出门的逻辑功能及应用。

二、 实验器件

试验箱、万用表

三、 实验内容及数据

1. OC 门的特性及其应用

(1) 参考图1.4.2，用OC 门74LS03验证 OC 门的“线与”功能。R L 为1k Ω时，写出输出F 的表达式，观测输出与输入信号的逻辑关系，将数据填入自制表格中。

电路接线：5V ：14

GND ：7 十六位逻辑电平输出：4、5、13、12

十六位逻辑电平显示：电阻（1K ） 电阻（1K ）：6（6与11相连）

A B C D F 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1

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1

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原理：两个与非门相连，逻辑公式为：逻辑公式：F=(AB)’(CD)’ (2) 参考图1.4.7, 验证OC 门74LS03的特性,输入A 、B 接逻辑电平输出信号，输出端Y 接直流电压表。V L 接+5V,电阻R L 为4.7k, 观测输出与输入信号的逻辑关系，如果去掉R L , 观测输出信号的变化。V L 改接+15V ， 检

测输出信号的高电平和低电平电压。

电路接线：5V ：14 GND ：7 十六位逻辑电平输出：4、5 十六位逻辑电平显示：电阻（1K ） 电阻（1K ）：6 原理：两个与非门相连，逻辑公式为：逻辑公式：Y=(AB)’ 逻辑关系表： A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1

1

(3) 参考图1.4-8，用OC 门74LS03驱动COMS 电路与非门CD4011,V L 接+5V ，调节电位器R w ，观察上拉电阻的取值对输出端Y 的电平的影响。要求输出信号Y 的高电平不小于3.5V, 低电平不大于0.3V,实验求出上拉电阻的取值范围。

去掉R L ，信号灯亮度增加，逻辑关系不变。 V L 改接+15V ，高电平电压：3.05

低电平电压：0.22

V L 改接+15V ，高电平电压：9.60

低电平电压：0.10

电路接线：5V ：R L 、R W 、14（74LS03） GND ：7（74LS03） 十六位逻辑电平输出：4（74LS03）、5（74LS03）

十六位逻辑电平显示：6（74LS03） 6（74LS03）：4（CD4011）、5（CD4011）

原理：根据调节电位器，观测上拉电阻取值对Y 电平的影响 2. 三态门的特性及其应用

⑴ 参考图1.4.9，验证三态门74LS125的逻辑功能。控制端E 、三态门的输入A 接逻辑电平输出信号，输出端Y 接逻辑电平显示电路，通过开关K 可使电阻接+5V 或地，当E 无效为高电平，三态门输出为高阻态时，输出Y 对应开关K 的状态（接+5V 或地）为高电平或低电平；当E 有效为低电平时，Y=A 。

随着上拉电阻接入电路中阻值发生变化Y 端灯的亮度发生变化 低电平：0.27V 1.095K Ω 高电平：3.58V 80.52K Ω

E=0：Y=A

E=1：Y=K

现象：当E 为低电平时，Y 端输出与A 端输入一致；当E 为高电平时，K 接通5V 电源，Y 输出高电平，K 接地，Y 输出低电平。

原理：三态门的使能端为E ，当E 为低电平时三态门功能有效，Y 端输出A 端输入的值，当E 为高电平时三态门功

能无效，Y 端输出即为电源接通状态，K 接电源时即输出高电平，K 接地时即输出低电平。

四、 实验心得

这次实验明显比上次难些，做了好久才写出来，以后实验前要做一下预习。

五、 思考题

（1） 对74LS03，若上拉电阻的电源为+15V 时，输出能否接到实验箱的指

示灯上？

答：不能，电压太高可能会损坏试验箱。

（2） 如何利用三态门实现双向传输，画图说明。

用三态门实现数据的双向传输的电路如下图所示，其中门G 1和G 2为三态反相器，门G 1高电平有效，门G 2低电平有效。当三态使能端EN ＝1时，数据D 0经门G 1反相变为 送到数据总线，这时门G 2呈高阻态；当三态使能端EN ＝0时，门G 1呈高阻态，门G 2呈工作态，数据总线中的D 1由门G 2反相后再将数据D 0输出。

EN

EN D 1

D 0

EN

G 1 G 2