实验一 逻辑门电路的基本参数及逻辑功能测试知识分享 下载本文

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门称为可控反相器。

在门电路的应用中,常用到把它们“封锁”的概念。如果把与非门的任一输入端接地,则该与非门被封锁;如果把或非门的任一输入端接高电平,则该或非门被封锁。 由于TTL电路具有比较高的速度,比较强的抗干扰能力和足够大的输出幅度,在加上带负载能力比较强,因此在工业控制中得到了最广泛的应用,但由于TTL电路的功耗较大,目前还不适合作大规模集成电路。

2、CMOS门电路 CMOS门电路是由NMOS和PMOS管组成,初态功耗也只有毫瓦级,电源电压变化范围大+3V~+18V。它的集成度很高,易制成大规模集成电路。 由于CMOS电路输入阻抗很高,容易接受静电感应而造成极间击穿,形成永久性的损坏,因此,在工艺上除了在电路输入端加保护电路外,使用时应注意以下几点:

(1)器件应在导电容器内存放,器件引线可用金属导线、导电泡沫等将其一并短路。 (2)VDD接电源正极,VSS接电源负极(通常接地),不允许反接。同样在装接电路,拔插集成电路时,必须切断电源,严禁带电操作。

(3)多余输入端不允许悬空,应按逻辑要求处理接电源或地,否则将会使电路的逻辑混乱并损坏器件。

(4)器件的输入信号不允许超出电源电压范围,或者说输入端的电流不得超过10mA。 (5)CMOS电路的电源电压应先接通,再接入信号,否则会破坏输入端的结构,工作结束时,应先断输入信号再切断电源。

(6)输出端所接电容负载不能大于500pF,否则输出级功耗过大而损坏电路。 (7)CMOS电路不能以线与方式进行连接。

另外,CMOS门不使用的输入端,不能闲置呈悬空状态,应根据逻辑功能的不同,采用下列方法处理:

① 对于CMOS与门、与非门,多余端的处理方法有两种:多余端与其它有用的输入端并联使用;将多余输入端接高电平。如图所示。

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② 对于CMOS或非门,多余输入端的处理方法也有两种:多余端与其它有用的输入端并联使用;将多余输入端接地。如图所示。

四、实验步骤

在合适的位置选取一个14P插座,按定位标记插好74LS20集成块 1、空载导通电源电流ICCL和空载截止电源电流ICCH的测试

ICCL ICCh PON = ICCL×VCC Poff = ICCh×VCC 。 2、输出高电平VOH和输出低电平VOH的测试 *3、低电平输入电流IIS的测试 *4、扇出系数N0的测试 VOH VOH IOmax IIS N0= IOmax /IIS 5、电压传输特性的测试

利用电位器调节被测输入电压,逐点测出输出电压Vo ,将结果记入表中,再根据实测数据绘出电压传输特性曲线,从曲线上读出VOH、VOL、VON和VOFF。

VO Vi 6、TTL 与非门的逻辑功能及应用 芯片的引脚号查法是面对芯片有字的正面,从缺口处的下方(左下角),逆时针从1 数起。芯片要能工作,必须接电源和地。本实验所用与非门集成芯片为74LS00 四-二输入与非门,其引脚排列如图

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(1)测试74LS00 四-2 输入与非门的逻辑功能 选中74LS00 一个与非门,将其输入端A 和B 分别接至电平输出器插孔,由电平输出控制开关控制所需电平值,扳动开关给出四种组合输入。将输出端接至发光二极管的输入插孔,并通过发光二极管的亮和灭来观察门的输出状态。

(2)用74LS00 实现下表所示的逻辑函数。写出设计函数式,画出标明引脚的逻辑电路图

输入 A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 输出 Y 0 0 0 1 输入 A B C 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 输出 Y 0 0 1 1 *7、TTL 异或门的逻辑功能及应用

(1)测试74LS86 四-2 输入异或门的逻辑功能 接线如图所示,用开关改变输入变量A、B 的状态,通过发光二极管观测输出端Y 的状态, 将观测结果填

入表中。

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(2)用74LS86 设计一个四位二进制取反电路。写出设计函数式,列出功能表,画出标明引脚的逻辑电路图,并通过实验验证之。

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