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实验一 门电路的功能测试
1.实验目的
(1)熟悉数字电路实验装置,能正确使用装置上的资源设计实验方案;
(2)熟悉双列直插式集成电路的引脚排列及使用方法;
(3)熟悉并验证典型集成门电路逻辑功能。
2.实验仪器与材料
(1)数字电路实验装置1台;
(2)万用表1块
(3)双列直插集成电路芯片74LS00、74LS86、74LS125各1片,导线若干。
3.知识要点
(1)数字电路实验装置的正确使用
TPE-D6A电子技术学习机是一种数字电路实验装置,利用装置上提供的电路连线、输入激励、输出显示等资源,我们可以设计合理的实验方案,通过连接电路、输入激励信号、测试输出状态等一系列实验环节,对所设计的逻辑电路进行结果测试。该实验装置功能模块组成如图1.1所示。
图中①为集成电路芯片区,有 15个IC插座及相应的管脚连接端子,其中A13是8管脚插座,A11、A12是14管脚插座,A1、A2、A3、A7、A8是16管脚插座,A4、A5是18管脚插座,A9、A14、A16、A7、A8是20管脚插座,A10、A15是24管脚插座。根据双列直插式集成电路芯片的管脚数可以选择相同管脚数的IC插座,并将集成电路芯片插入IC插座(凹口侧相对应),可以通过导线将管脚引出的接线端相连,实现电路的连接。
图中②为元件区,内有多个不同参数值的电阻、电容以及二极管、三极管、稳压管、蜂鸣器等元件可供连接电路时选择。
图中③为电位器区,内有1k、10k、22k、100k、220k阻值的电位器等元件可供连接电路时选择。
图中④为直流稳压电源区,是装置内部的直流稳压电源提供的+5V、-5V、+15V、-15V电源输出引脚,可以为有源集成芯片提供工作电源电压。
图中⑤为逻辑电平输入区,内有8个开关S0( S7,在测试电路逻辑功能时,可以提供高、低逻辑电平作为激励输入信号。图1.2为其内部原理电路。
图1.2
图中⑥为单脉冲输入区,在测试电路逻辑功能时,可以由按键手动单拍提供一个单脉冲作为激励输入信号,可以由不同端子选择正脉冲或是负脉冲。
图中⑦为可调连续脉冲输入区,在测试电路逻辑功能时,可以由该端子提供连续脉冲作为激励输入信号。连续脉冲的频率可以通过开关Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档位粗调和旋钮精调来确定。
图中⑧为固定脉冲输入区,可以提供1Hz、1kHz、1MHz三组连续脉冲,作为测试电路逻辑功能时的输入激励信号。
图中⑨为电平显示输出区,内有8个发光二极管D0(D7,在测试电路逻辑功能时,可以作为输出部件指示输出信号的逻辑状态是高电平还是低电平。图1.3为其内部原理电路。
图1.3
图中⑩为数码段位显示输出区,内有4个数码管,每个数码管的a、b、c、d、e、f、g、dp端由被测逻辑电路输出的段选信号直接驱动。
图中?为数码管译码显示输出区,有4个数码管,由于装置内部每个数码管连接有显示译码器,所以,每个数码管的显示由被测电路输出的4位二进制代码信号驱动。
图中?为逻辑笔测试输出区,将被测电路的输出接至该区的测试插口,被测电路的三态输出情况可以由红、绿、黄三个发光二极管分别指示出来。
图中?为实验装置交流电源开关。
(2)双列直插式TTL集成电路的正确使用
74LS00、74LS86、74LS125都是具有14个管脚的双列直插式TTL集成电路。其管脚排列顺序如图1.4所示。引脚的识别方法是:将集成芯片正面(有印刷的型号)对准使用者,以凹口侧小标志点“(”为起始脚1,逆时针方向前数 1,2,3-----N脚,其中,7号引脚为接地引脚,14号引脚为+5V电源输入引脚,其余引脚为逻辑电路输入信号、输出信号引脚,使用时根据功能查找IC手册可知各管脚功能。例如,74LS00是四—2输入与非门,图1.5为74LS00管脚示意图。74LS86是四—2输入异或门,图1.6为74LS86管脚示意图。74LS125是四—三态同相输出缓冲器,图1.7为74LS125管脚示意图。
(3)各种常用门电路的逻辑符号如图1.8所示。
图1.8 基本门电路逻辑符号
(4)集成电路使用注意事项.
TTL集成电路
TTL电路(OC门和三态门除外)的输出端不允许并联使用,也不允许直接与+5V电源或地线相连,否则将会使电路的逻辑混乱并损害器件。
TTL电路输入端外接电阻要慎重,要考虑输入端负载特性。针对逻辑门不同外接电阻阻值有特别要求,否则会影响电路的正常工作。
多余输入端的处理:输入端可以串入1只100Ω—10KΩ的电阻或直接接电源来获得高电平输入。直接接地为低电平输入。或门及或非门等TTL电路的多余输入端不能悬空,只能接地。与门,与非门等TTL电路的多余输入端可以悬空(相当高电平),但悬空时对地呈现阻抗很高,容易受到外界干扰,因此可将它们接电源或与其他输入并联使用,但并联时对信号的驱动电流的要
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