《数字逻辑》实验指导书(BB2013)技术分析.doc

福建农林大学 计算机与信息学院 《数 字 逻 辑》 实 验 指 导 书 2012年3月 编 电子技术实验室实验守则 一、实验课前：每个学生必须认真预习实验指导书和与本实验有关的教材内容，写出实验预习报告。明确实验目的和实验原理，了解实验内容与步骤，掌握仪器、仪表的使用方法，作好实验准备工作。 二、上实验课：学生必须认真听讲，接好线路后，需经指导教师复查批准，才准接通电源。 三、实验时，每个学生都应严肃认真，勤于动手、独立思考、细心操作，注意观察、如实作好记录。教师根据每个学生的实验技能，动手能力评定平时成绩。 四、实验过程中，如发现仪器设备有冒烟、焦味、异响、漏电等异 常现象，应立即切断电源，保持现场，请指导教师检查处理。 五、实验完成后，需请指导教师检查预习报告和实验数据以及所使 用的仪器设备，经教师检查签字后方可离开实验室。 六、学生因请假而需要补做实验者，应本人申请，经指导教师同意， 并安排好时间补做。 七、每个学生必须爱护实验室的仪器设备，使用前，若发现故障及 时请指导教师检查。与本实验无关的仪器设备不准动用，凡不听教师讲解，进行错误操作以致损坏设备者，按赔偿条例酌情处理。 八、实验室是教学场所，应保持整洁，安静，不得喧哗打闹，不准 吸烟，不准随地吐痰，不准乱抛纸屑，不准在实验室内吃东西，不准在仪器设备上或桌面上涂写，穿拖鞋者一律不准进入实验室。 九、对违反上述规则又不听劝阻者，教师有权令其退出实验室 实验 TTL与非门参数测试 1. 了解 TTL 与非门电路的主要参数。 2. 掌握 TTL 与非门电路的主要参数和传输特性的测试方法。 3. 熟悉 TTL 门电路的逻辑功能的测试方法。二、实验仪器与器件 1. 数字电路实验箱 1个. 万用表 1只 3. 示波器 1台 . 元器件 TTL与非门74LS00 片 电阻、电容 若干 TTL 门电路是最简单、最基本的数字集成电路元件，利用其通过适当的组合连接便可以构成任何复杂的组合电路。因此，掌握 TTL 门电路的工作原理，熟练、灵活地使用它们是数字技术工作者必备的基本功之一。 本实验采用四“与非门” 74LS00，其引脚排列如图 1-1 所示，它共有四组独立的“与非”门，每组有两个输入端，一个输出端。各组的构造和逻辑功能相同，现以其中的一组加以说明：TTL 与非门的电路结构如图 1-2 所示，Ａ 和Ｂ为输入端，Ｚ为输出端。与非门的逻辑表达式为 Ｚ=ＡＢ’。当Ａ、Ｂ 均为高电平时，Ｚ 为低电平“0”；Ａ、Ｂ 中有一个为低电平或二者均为低电平时，Ｚ为高电平1。四与非门 74LS00 的主要参数有： 1扇出系数ＮO：电路正常工作时能带动的同类门的数目称为扇出系数ＮO 。 2输出高电平ＶOH ：一般ＶOH ≥2.4V. 3输出低电平ＶOL ：一般ＶOL≤ 0.4V. 4高电平输入电流ＩIH ：指当一个输入端接高电平，而其它输入端接地时从电源流过高电平输入端的电流。 5低电平输入电流ＩIL（或输入短路电流 ＩRD )：指当一个输入端接地，而其它输入端悬空时低电平输入端流向地的电流。 6 电压传输特性曲线和关门电平ＶOFF： 图 1-3 所表示的Ｖi~ＶO 关系曲线称为电压传输特性曲线。使输出电压刚刚达到低电平时的最低输入电压称为开门电平ＶON 。使输出电压刚刚达到规定高电平时的最高输入电压称为关门电平ＶOFF 。 7空载导通功耗ＰON ：指输入全部为高电平、输出为低电平且不带负载时的功率损耗。 8空载截止功耗ＰOFF ：指输入有低电平、输出为高电平且不带负载时的功率损耗。 9噪声容限：电路能够保持正确的逻辑关系所允许的最大抗干扰电压值，称为噪声电压容限。输入低电平时的噪声容限为ＶOFF - ＶIL ，输入高电平时的噪声容限为ＶIH -ＶON 。通常 TTL 门电路的ＶIH 取其最小值 2.0V，ＶIL 取其最大值 0.8V。 10平均传输延迟时间 tpd ：它是与非门的输出波形相对于输入波形的时间延迟，是衡量开关电路速度的重要指标。一般情况下，低速组件的 tpd 约为 40~60ns，中速组件的约为 15~40ns，高速组件的为 8~15ns，超高速组件的 tpd 小于 8ns。一个与非门的平均传输延迟时间可以通过下式近似计算：tpd =Ｔ/ 6，Ｔ 为用三个门电路组成振荡器的周期。 1. TTL 与非门参数的测试 (1) 输出高电平ＶOH 的测试 TTL 与非门的输出高电平ＶOH 的测试电路如图1-4 所示，把与非门两输入端中的一个或两者全部接地，用万用表测出的输出端电压为ＶOH，在测量中如果电压值 ≥2.4V，记作“1”；若测量值 ≤0.4，记作“0”。测出四组数据，将其填入表 1-1。 (2) 输出低电平ＶOL 测试 TTL 与非门