实验1-门电路的逻辑功能及测试

注： 1 t pd 2 (tPHL tPLH )
思考题
1. 怎样判断门电路逻辑功能是否正常。 2. 与非门一个输入端接连续脉冲，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？
（3）CMOS非门的关门电平VOFF为0.45VDD，开门电平 VON为0.55VDD。因此，其高、低电平噪声容限均达 0.45VDD。
（4）CMOS电路的功耗很小，一般小于1 mW/门；
（5）因CMOS电路有极高的输入阻抗，故其扇出系数很 大，可达50。
门电路常见符号
与门 F=A•B
或门
非门
F=A+B
4、平均传输时间：
实验原理
1 t pd 2 (tPHL tPLH )
平均延迟时间的大小反映了TTL门的开关特性，主要说明门 电路的工作速度。 导通延迟时间tPHL-从输入波形上升沿的中点到输出波形下降 沿的中点所经历的时间。
截止延迟时间tPLH——从输入波形下降沿的中点到输出波形上 升沿的中点所经历的时间。
B
B
A& B
E
E
E
国家标准
A B &
A B
C
FC
D&
D
+F
单脉冲源 固
连续
定
脉冲
脉
冲
实验箱
数码管
7400 7400 7400 7420 7486
4069 7454 7474 7490 555 74112 74160 74139 74153
实验芯片介绍
实验原理
1、测试门电路逻辑功能
实验操作
选用74LS00一只按图接线， 测量并记录数据：
座位号编排
11
21
31
过 道
12
22
32
13
23
33
14
24
34
15
25
35
16
26
36
17
27
37
18
28
38
19
29
39
20
30
40
数字电路实验说明
❖ 按课表上课，后面有开放时间。 ❖ 提前写好预习报告，老师抽查，做为平时成
绩的一部分 ❖ 最终成绩：平时60%，考试40%，一票否决 ❖ 把报告保存好，考试时全订一起收回 ❖ 可以上BB平台上查阅参考资料 ❖ 实验报告打印电子版
❖ 多余输入端的处理：所有输入端都不允许悬空,不使用的 输入端应按逻辑电平要求直接接VDD或VSS；
❖ 输出端的处理 ：输出端不允许直接与VDD或VSS连接,同 一芯片上的 输出端可以并联使用；
❖ 严禁带电操作。
TTL与非门的特性和技术参数-1
1、电压传输特性：
①输出高电平UOH、输出低电平UOL UOH 2.4V、UOL 0.4V 便认为合格。 典型值UOH=3.4V UOL=0.3V 。 ②阈值电压UT Ui<UT时，认为Ui是低电平。 Ui>UT时，认为Ui是高电平。 UT =1.4V
Fra Baidu bibliotek实验室注意事项
❖ 按学号就座，座位固定 ❖ 禁止带电操作 ❖ 仪器线，芯片不能自己随意插拔，有问题找老师 ❖ 实验箱不能随意搬动 ❖ 做完实验将实验台整理好(此项作为操作成绩的一部
分），关掉万用表电源，关掉仪器、试验箱电源。 ❖ 搭接电路前自己测试短接线，学会自己检测芯片
窗1 户2
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与非门的传输延迟时间tpd是tPHL和tPLH的平均值。一般TTL与
非门传输延迟时间tpd的值为几纳秒～十几个纳秒。
CMOS逻辑门电路主要参数
实验原理
（1）VOH（min）=0.9VDD； VOL（max）=0.01VDD。所以 CMOS门电路的逻辑摆幅（即高低电平之差）较大。
（2）阈值电压Vth约为VDD/2。
② 利用布尔代数用“与非”门实现其它门电路； ③ 熟悉数字电路实验箱的使用方法。
实验原理
TTL集成电路- TTL：晶体管、晶体管逻辑门电路
74系列——为TTL集成电路的早期产品，属中速TTL器件。 74L系列——为低功耗TTL系列，又称LTTL系列。 74H系列——为高速TTL系列。 74S系列——为肖特基TTL系列，进一步提高了速度。 74LS系列——为低功耗肖特基系列。 74AS系列——为先进肖特基系列，它是74S系列的后继产品。 74ALS系列——为先进低功耗肖特基系列，是74LS系列的后继 产品。
实验原理
集成电路使用规则和方法：
TTL： ❖ 工作电压 ：5V+10%； ❖ 多余输入端的处理：悬空为高，但不稳定，需按逻辑要求
接入电路； ❖ 输出端的处理：不允许并联使用，不允许直接接地或接
5V电源； ❖ 严禁带电操作。 CMOS：
❖ 工作电压：CC4000 : +3V--+18V，C000 : +7V+15V;
实验原理
实验原理
TTL与非门的特性和技术参数-2
2、输出扇数：与非门电路输出能驱动同类门的个数，与非门 的扇出系数一般是10。
3、 TTL与非门在使用时多余输入端处理： ① 接+5V。 ② 若悬空，UI=“1”。为了防止干扰，一般将悬空的输入端
接高电平。 • 输入端并联使用。
TTL与非门的特性和技术参数-3
1 2 y 电压(V)
LL
LH
HL
HH
操作说明
实验操作
2、异或门逻辑功能测试
实验操作
选用74LS86一只按图接线，测 量并记录数据：
1
2
y
电压(V)
L
L
LH
HL
HH
3、用与非门控制输出
实验操作
4、用异或门控制输出
实验操作
5、逻辑门传输时间的测试
实验操作
构成以下电路：S输入200KHZ的连续脉冲，用双踪示波 器测量输入输出相位差。计算每个门的平均延迟时间的 TPD值。
实验原理
FA
A&
B
F
A B
FA
1
F
A B
F
A
B
A F
A
F F
A B
A FB
F A
F
门电路常见符号
与非门
或非门
F A•B
F AB
实验原理
OC门 (两输入与非)
A&
B
F
A
B
F
A
B
F
A B
A& FB
F
A
B
A FB
F
A B
F
A
F
B
国标
门电路常见符号
实验原理
三态门 (两输入与非)
与或非门
AB CD
A& A
操作注意事项
❖ 搭接电路前自己测试短接线，不能保证短接 线是好的
❖ 了解芯片的功能，学会自己检测芯片 ❖ 自己检测电路，老师可以指导 ❖ 用示波器检测信号时，小黑夹子一定要接地
数字实验仪器
❖ 示波器 ❖ 万用表 ❖ 数字实验箱
电子技术实验
门电路的逻辑功能及测试
实验目的
① 熟悉门电路的逻辑功能，掌握TTL门电路逻辑 功能的测试方法；