《数字电子技术实验》讲义.docVIP

实验一 一、实验目的 1．熟悉数字万用表、示波器和数字电路实验箱的使用2．掌握TTL和CMOS门主要参数的测试方法 3．门电压传输特性的测试方法．74LS00与非门、74LS02或非门、74LS86异或门、74LS125三态门和CC4011门电路的逻辑功能； 5．．二、预习要求 ．了解TTL和CMOS与非门主要参数的定义和意义。 ．熟悉各测试电路，了解测试原理及测试方法。 ．熟悉74LS00CC4011的外引线排列。 ．。 三、实验原理与参考电路 1、TTL与非的主要参数 TTL与非门具有较高的工作速度、较强的抗干扰能力、较大的输出幅度和负载能力等优点烟而得到了广泛的应用。 （1）输出高电平：输出高电平是指与非门有一个以上输入端接地或接低电平时的输出电平值。空载时，必须大于标准高电平（），接有拉电流负载时，将下降。测试的电路如图1.1所示。 （2）输出低电平： 输出低电平是指与非门的所有输入端都接高电平时的输出电平值。空载时，必须低于标准电平（），接有灌电流负载时，将上升。测试的电路如图1.2所示。 （3）输入短路电流：输入短路电流是指被测输入端接地，其余输入端悬空时，由被测输入端流出的电流。前级输出低电平时，后级门的就是前级的灌电流负载。一般＜1.6mA。测试的电路见图1.3。 （4）扇出系数N：扇出系数N是指能驱动同类门电路的数目，用以衡量带负载的能力。图.4所示电路能测试输出为低电平时，最大允许负载电流，然后求得。一般N8的与非门才被认为是合格的。 、CMOS与非门的主要参数 （1）输出高电平 输出高电平是指在规定的电源电压下（例如12V）下，输出端开路时的输出高电平。通常VOH≈VDD。 （2）输出低电平 输出低电平是指在规定的电源电压下（例如12V）下，输出端开路时的输出电平。通常VOＬ≈0V。 和的测试电路如图1.所示。输入端全部接高电平时测；将其中任一输入端接地，其余输入端接高电平时测。 本实验选用的TTL与非门为74LS00，选用的CMOS与非门为CC4011。它们的外引线排列如图1. 和图1.所示。 3、三态门 逻辑门的输出有高、低电平、高阻三种状态的门电路。 （1）三态门种类 按逻辑功能分：三态与非门、三态缓冲门、三态非门、三态与门。 按控制模式分：低电平有效的三态门和高电平有效的三态门。 （2）三态门逻辑符号 本实验选用的外引线排列如图1.所示。四、实验内容 1．用数字万用表分别测量TTL与非门74LS00在带负载和开路两种情况下的输出高电平和输出低电平。测试电路如图1.1及图1.2所示。 2．测试TTL与非门的输入短路电流，测试电路如图1.3所示。 3．测试与非门为低电平时，允许灌入的最大负载电流，然后利用公式求出该与非门的扇出系数N。测试电路见图1.4，用万用表直流电压挡测量，若，则产品合格。然后再用万用表电流挡测出，通过公式计算出扇出系数。 5．按TTL与非门的真值表逐项验证其逻辑功能。 6．验证逻辑功能。．验证逻辑功能。．用数字万用表分别测量CMOS与非门CC4011在开路情况下的输出高电平和输出低电平。测试电路如图1.所示。验证CC4011逻辑功能．五、实验报告要求 1．．．74LS00、74LS02、74LS86、74LS125和CC4011的外引线排列外引线排列．．．六、思考题 1．．74LS00是否合格。 3．如何将与非门作为非门使用？ ．TTL或非门（或门）不用的输入端应如何处理？ ．TTL与非门和CMOS与非门有何异同点？七、实验注意事项 TTL和CMOS与非门在使用时有很多不同之处。必须严格遵循： 1．TTL与非门对电源电压的稳定性要求较严，只允许在5V上有±10%的波动。电源电压超过5.5V，易使器件损坏；低于4.5V又易导致器件的逻辑功能不能正常。 2．TTL与非门不用的输入端不能接低电平。 3．TTL与非门的输出端不能直接接+5V或地，也不能与其它输出端并联。 4．CMOS门的电源电压为3～18V， 5．CMOS与非门不用的输入端不能悬空，应按逻辑功能接高电平VDD或低电平VSS。 6．CMOS与非门的输出端不允许直接接VDD或VSS。实验二、预习要求 1．预习74LS48译码器和共阴极七段显示器的工作原理及使用方法。 ．熟悉74LS148、74LS04、74LS48、七段显示器的外引线排列。 ．。编码、译码、显示原理电路图.1所示。该电路由8线-3线优先编码器74LS148、4线-七线译码器/驱动器74LS48、反相器74LS04和共阴极七段显示器等组成。显示器： 显示器采用七段发光二极管显示器，它可直接显示出译码输出的十进制数。七段发光显示器有共阳接法和共阴接法两种如图。共阳接法就是把发光二极管的阳极都连在一起接到高电平上，与其配套的译码器为74LS46，74