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简易数字实验平台的设计与制作 基本功能要求 简易数字实验平台的工作电压：DC 5V/1A （由直流稳压电源提供） 设计8组逻辑电平开关：要求可输出 “1”电平和 “0”电平 设计8位逻辑电平显示：指示“0”、“1”电平LED及驱动电路组成，当正逻辑“1”电平送入时LED亮，反之则不亮。 原理 TTL电平 TTL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。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。 逻辑电平开关逻辑电平显示发光二极管简称LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。 当在发光二极管PN结上加正向电压时，PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现，因此而发光。 发光二极管在制作时，使用的材料有所不同，那么就可以发出不同颜色的光。发光二极管的发光颜色有：红色光、黄色光、绿色光、红外光等。 发光二极管的外形有：圆形、长方形、三角形、正方形、组合形、特殊形等。 常用的发光二极管应用电路有四种，即直流驱动电路、交流驱动电路、脉冲驱动电路、变色发光驱动电路。 使用LED作指示电路时，应该串接限流电阻，该电阻的阻值大小应根据不同的使用电压和LED所需工作电流来选择。普通发光二极管的正向饱和压降为Ｖ～Ｖ正向工作电流为５～逻辑电平显示设备及器件 1、设备：电烙铁、万用表、直流稳压电源 2、器件： 名称 规格 数量 备注 拨码开关 8位 1 特别注意：不要将拨码开关直接焊在板子上，而是焊16座芯片插座，再将它插在插座上。 排阻 9脚直插 1K，标示为102 1 特别注意：排阻一个点标出来公共引脚/sfzx/article.php?where=lab1id=38 芯片插座 16座 1 特别注意：将此芯片插座焊在万能板上，用于插拨码开关。 圆孔插座 2条8孔或者1条16孔 圆孔插座，用于插导线。 色环电阻 220Ω（1/4W） 8 色环电阻的识别方法请参见： /sfzx/article.php?where=lab1id=7 LED 普通、红色、绿色φ5 共8个 特别注意：LED具有极性，且两根管脚的长度不同，长的管脚为阳极（+极），短的管脚为阴极（-极）。 自制设备测试 测试仪器 直流稳压电源、万用表 测试方法及测试结果 （1）不上电，用万用表测试电路是否有电源短路。若有电源短路，则应先排除该故障后方可上电。 （2）8组逻辑电平开关的测试 测试方法：给简易数字实验平台加DC+5V工作电压，拨动拨码开关S1~S8，依次用万用表测出它们的高、低电平值。 测试结果记录： 项目 要求 实测结果 S1输出电压 高电平 5.0V 低电平 0V S2输出电压 高电平 5.0V 低电平 0V S3输出电压 高电平 5.0V 低电平 0V S4输出电压 高电平 5.0V 低电平 0V S5输出电压 高电平 5.0V 低电平 0V S6输出电压 高电平 5.0V 低电平 0V S7输出电压 高电平 5.0V 低电平 0V S8输出电压 高电平 5.0V 低电平 0V （2）8组逻辑电平显示的测试 测试方法：给简易数字实验平台加DC+5V工作电压，连接逻辑电平开关和逻辑电平显示，拨动开关送高、低电平到逻辑电平显示，依次测试逻辑电平显示D1~D8的显示状态。 测试结果记录： 项目 要求 实测结果 D1 输入高电平 亮 输入低电平 灭 D2 输入高电平 亮 输入低电平 灭 D3 输入高电平 亮 输入低电平 灭 D4 输入高电平 亮 输入低电平 灭 D5 输入高电平 亮 输入低电平 灭 D6 输入高电平 亮 输入低电平 灭 D7 输入高电平 亮 输入低电平 灭 D8 输入高电平 亮 输入低电平 灭 五、TTL电路的使用规则 电源电压VCC＝+5 V±10％。超过这个范围将损坏器件或功能不正常。不使用的输入端处理办法(以与非门电路为例)若电源电压不超过5.5 V，可以直接接入VCC，也可以串入一只(1～10)KΩ的电阻，或者接(2.4～5)V的固定电压。若前级驱动器能力允许，可以与使用的输入端并联使用，但应当注意，对于74LS系列器件，应避免这样使用。 悬空，相当于逻辑“1”，但是输入端容易受干扰，电路功能。对于不使用的与非门，为了降低整个电路功耗，应把其中1个输入端接地。或非门、或门，不使用的