数字电路实验指导2015解读.doc

《数字电路》 实验指导书 机械工程与自动化学院 机械电子工程系 实验一TTL逻辑门电路的逻辑功能测试 一、实验目的 1．掌握各种TTL集成逻辑门的逻辑功能及测试方法。 2．掌握TTL器件的使用规则。 3．熟悉数字电路实验装置及使用方法。 二、实验预习内容 1．复习TTL集成逻辑门电路的工作原理。 2．熟悉实验用各个集成门引脚的功能。 3．画好实验内容的测试电路及数据记录表格。 4．阅读TTL集成电路的使用规则。 三、实验设备及器件 1．数字电路实验台 2．器件：74LS20、74LS00等 四、实验原理 逻辑门就是实现各种逻辑关系的电路，因其内部组成不同，分为TTL型（晶体管-晶体管逻辑和MOS型（金属氧化物-场效应管集成电路）。这两类门电路中使用中各有特点，但其逻辑符号和完成的逻辑功能是相同的。就TTL逻辑门电路，因其内部结构的特点为输出阻抗低、负载能力强、开关速度高等被广泛使用。 五、实验内容 1．“与非门”逻辑功能测试 在数字电路实验箱上选一块四输入端与非门74LS20，按图1接线。四个输入端分别接逻辑开关的输出插口。以提供“0”和“1”电平信号，开关向上为逻辑“1”，向下为逻辑“0”。门的输出端接LED发光二极管组成的逻辑电平显示器的显示插口。LED亮为逻辑“1”，不亮为逻辑“0”。74LS20是四输入与非门，有16个测试项，只对其中五项1111、0111、1011、1101、1110进行检测，就可判断其逻辑功能是否正常。依照表1分别测试与非门的逻辑功能。 图1 与非门管脚图、符号图 表1 与非门真值表 输入 输出 A B C D Y 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 2．利用与非门组成其他逻辑门电路 选择二输入四与非门74LS00一片组成如下门电路并测试。 组成与门电路 用74LS00中任意两个与非门组成图2所示的与门电路，输入接逻辑开关，输出接指示灯LED。拨动逻辑开关，观察指示灯的亮与灭，测试其逻辑功能，结果填入表2中。 图2 与门电路连接图 表2 与门真值表 A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 组成或门电路 用74LS00中任选三个与非门按照图3连接线路，组成或门电路。输入接逻辑开关，输出接指示灯LED。拨动逻辑开关，观察指示灯的亮与灭，测试其逻辑功能，结果填入表3中。 图3 或门电路连接图 表3 或门真值表 A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 组成异或门电路 用74LS00中四片与非门按照图4连接线路，组成异或门电路。输入接逻辑开关，输出接指示灯LED。拨动逻辑开关，观察指示灯的亮与灭，测试其逻辑功能，结果填入表4中。 图4 异或门电路连接图 表4 异或门真值表 A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 六、实验报告要求 1．整理实验数据并对其进行分析； 2．与非门不用的输入端应如何处理？ 3．TTL逻辑门的主要缺点是什么？ 七、集成电路芯片简介 数字电路实验中所用到的集成芯片都是双列直插式的，其引脚排列规则如图1所示。识别方法是：正对集成电路型号（如74LS20）或看标记（左边的缺口或小圆点标记），从左下角开始逆时针方向以1，2，3……依次排列到最后一脚（在左上角）。在标准形TTL集成电路中，电源端VCC一般排在左上端，接地端GND一般排在右下端。如74LS20为14脚芯片，14脚为VCC，7脚为GND。若集成芯片引脚上的功能标号为NC，则表示该引脚为空脚，与内部电路不连接。 八、TTL集成电路使用规则 1.接插集成块时，要认清定位标记，不得插反。 2.电源电压使用范围为+4.5V～+5.5ΩV之间，实验中要求使用VCC=+5V。电源极性绝对不允许接错。 3.闲置输入端处理方法 （1）悬空，相当于正逻辑“1”，对于一般小规模集成电路的数据输入端，实验时允许悬空处理。但易受外界干扰，导致电路的逻辑功能不正常。因此，对于接有长线的输入端，中规模以上的集成电路和使用电路较多的复杂电路，所有控制输入端必须按逻辑要求接入电路，不允许悬空。 （2）直接接电源电压VCC（也可以串入一只1～10kΩ的固定电阻）或接至某一固定电压（+2.4≤V≤+4.5V）的电源上，或与输入端为接地的多余与非门的输出端相接。 （3）若前级驱动能力允许，可以与使用的输入端并联。 4.输入端通过电阻接地，电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。当R≤680Ω时，输入端相当于逻辑“0”；当R≥4.7kΩ时，输入端相当于逻辑“1”。对于不同系列的器件，要求的阻值不同。 5.输出端不允许并联使用（集电极开路门（OC）和三