数电实验报告Word文档格式.docx

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2、掌握TTL普通门电路的使用方法。

3、掌握分析普通门电路逻辑功能的一般方法。

4、理解TTL普通门电路参数的一般分析方法。

二．实验原理

TTL门电路

TTL门电路是由双极型晶体管构成的数字集成电路。

电压传输特性

（1）输出逻辑高电平VOH和输出逻辑低电平VOL

（2）开门电平Von、关门电平Voff和阈值电压Vth

（3）低电平噪声容限VNL和高电平噪声容限VNH

TTL与非门输入特性

TTL与非门的输入特性是指输入电压和输入电流之间的关系曲线。

TTL与非门输出特性

TTL与非门的输出特性反映了输出电压vO和输出电流iO的关系。

（1）在与非门输出为低电平时

当灌入电流增加时，输出低电平随灌入电流增加而略有增大。

随着灌入电流的增大，使输出低电平增加较大。

在正常工作时，不允许工作于此状态。

（2）在与非门输出为高电平时

当拉电流增加时，输出高电平将减小。

由输出特性可以计算出在保证TTL与非门输出处于低电平和高电平时允许最大拉电流和灌电流的大小。

4.平均延迟时间

5.扇入系数与扇出系数

扇入系数Ni：

一般指输入端的个数。

扇出系数No：

指灌电流负载情况下，输出端最多能带同类逻辑门的个数。

三.实验任务及步骤

1、TTL四2输入与非门74LS00逻辑功能分析（参考实验教材P303）

（1）选用一个与非逻辑门，进行2输入与非逻辑功能分析。

（2）参考图6.1.6连接电路，在实验板创建2输入与非逻辑功能分析电路，改变开关A、B状态，用数字万用表测量电路输出，将测试结果记入表6.1.7中。

（3）仪器仪表：

直流稳压电源＋5V、数字万用表。

（4）元器件：

74LS00（四2输入与非门）。

注：

实验表格见纸质实验报告。

2、TTL四2输入与非门74LS00电压传输特性分析（参考实验教材P304）

（1）参考上图6.1.2，在实验板创建TTL四2输入与非门74LS00电压传输特性分析电路。

（2）调整输入直流电压在0～5V之间变化，利用数字万用表测量输出电压值，将结果记入自拟的表格中。

（3）画与非门74LS00电压传输特性曲线。

（4）在电压传输特性曲线上标注与非门与直流电压有关的参数，并将结果填入表6.1.4中。

（5）仪器仪表：

（6）元器件：

3、TTL六反相器（非逻辑）74LS04动态参数分析（参考实验教材P305）

（1）参考图6.1.5，在实验板创建TTL六反相器（非逻辑）74LS04动态参数分析电路。

（2）利用双踪示波器测量74LS04反相器输入信号和输出信号波形。

（3）用示波器测试电路输出电压从低电平突变为高电平和从高电平突变为低电平所需的传输时间，并记录测量结果。

（4）仪器仪表：

直流稳压电源＋5V、脉冲信号发生器、双踪示波器。

（5）元器件：

74LS04（TTL六反相器）。

4、2输入与非门逻辑特性分析（参考实验教材P305思考问题）

（1）2输入与非门的一个输入端接入20kHz连续脉冲，另一个输入端接入低电平，利用双踪示波器测量并记录电路输出波形。

（2）若2输入与非门的一个输入端接入20kHz连续脉冲，另一个输入端接入的是高电平，利用双踪示波器测量并记录电路输出波形。

（3）2输入与非门的一个输入端接入20kHz连续脉冲，另一个输入端接入40kHz连续脉冲，利用双踪示波器测量并记录电路输出波形（至少一个周期以上）。

5、TTLOC门功能分析

（1）参考上图，在实验板创建TTLOC与非门74LS03功能分析电路。

（2）改变开关J1，J2，J3，J4状态，用数字万用表测量电路输出，将测试结果记入表中。

输入

输出

J1

J2

J3

J4

U/V

6

1

1.235

1.246

1.261

（3）选用器件：

74LS03（四2输入与非OC门）。

（4）选用仪器仪表：

6、TTL三态门功能分析（参考实验教材P311）

（1）参考上图，在实验板创建总线分时传输信号分析电路。

（2）当三态门选通信号E为高电平

（1）时，记录输出电压波形。

（3）当三态门选通信号E为低电平（0）时，记录输出电压波形。

（4）选用器件：

74LS04（六反相器）、74LS126（四同相三态缓冲器）。

（5）选用仪器仪表：

实验2组合逻辑电路分析与设计

一．实验目的

1、掌握小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本分析方法。

2、掌握小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本设计方法。

3、了解小规模数字集成电路组成组合逻辑电路的基本调试方法。

1.组合逻辑电路的分析，就是找出给定逻辑电路输出和输入之间的逻辑关系，从而了解给定逻辑电路的逻辑功能。

步骤1：

根据给定组合逻辑电路的逻辑图，从输入端开始，根据器件的基本功能逐级推导出输出端的逻辑函数表达式。

步骤2：

由已写出的输出函数表达式，列出它的真值表。

步骤3：

从逻辑函数表达式或真值表，概括出给定组合逻辑电路的逻辑功能。

在实际应用中，为了设计电路方便，一般把这些常用组合逻辑电路制成标准数字逻辑器件，即中规模数字集成电路。

2.组合逻辑电路的设计，就是如何根据逻辑功能的要求及器件资源情况，设计出实现该功能的最佳电路。

电路设计的任务就是根据功能设计电路，一般按如下的步骤进行：

（1）把逻辑命题换为真值表，这一步我们要从以下几方面考虑：

用英文字母代表输入或输出；

分清几个输入、输出；

分清输入和输出之间的关系。

（2）把逻辑函数进行化简，化简的形式则是根据所选用的逻辑门来决定；

（3）根据化简结果和所选定的门电路，画出逻辑电路图。

三．实验任务及步骤

1、分析“三个开关控制一盏灯”电路（参考实验教材P318）

（1）参考图6.2.5，在实验板创建“三个开关控制一盏灯”电路。

（2）转换开关A、B、C位置，检测发光二极管输出状态，将测试结果记录到自拟的表格中。

（3）根据检测结果，分析电路逻辑功能。

74LS86（四异或门）、300Ω、发光二极管。

实验电路图及表格见纸质实验报告。

2、设计多数表决电路–“与非”逻辑门实现（参考实验教材P318）

（1）采用“与非”逻辑门，设计三人表决电路。

要求：

当三人中多数对表决事件表示同意时，多数表决电路指示灯亮。

（2）在实验板创建三人多数表决电路。

（3）检测发光二极管输出状态，将测试结果记录到自拟表格中，验证设计的正确性。

74LS00（四2输入与非门）、74LS10（三3输入与非门）。

直流稳压电源＋5V、数字万用表或发光二极管。

3、设计多数表决电路–“与或非”逻辑门实现（参考实验教材P318）

（1）采用“与或非”逻辑门，设计三人表决电路。

74LS54（3–2–2–3输入与或非门）、74LS04（六反相器）。

4、设计多数表决电路–“或非”逻辑门实现（参考实验教材P318）

（1）采用“或非”逻辑门，设计三人表决电路。

A

B

C

二极管亮灭

灭

5

亮

74LS02（四2输入或非门）、74LS27（三3输入或非门）。

实验4典型中规模数字集成器件在组合逻辑电路的应用

（2）

1、掌握3线–8线译码器基本功能。

2、掌握3线–8线译码器基本分析方法。

3、掌握3线–8线译码器基本使用方法。

4、掌握七段显示译码器基本功能。

5、掌握七段显示译码器基本分析方法。

6、掌握七段显示译码器基本使用方法。

7、掌握3线–8线译码器和七段显示译码器基本调试方法。

地址译码器的输入信号是一组n位二进制代码，而在n路输出信号中，仅有唯一的一路与该时刻输入代码相对应的输出信号处于有效状态。

常用的地址译码器有2线-4线，3线-8线，4线-16线，4线-10线等多种，他们的逻辑功能和使用方法大同小异。

本次实验使用的是3线-8线译码器。

1、3线–8线译码器74LS138功能分析（参考实验教材P334）

（1）参考图6.4.3，在实验板创建3线–8线译码器74LS138功能分析电路。

（2）用发光二极管检测电路逻辑功能，实验结果记入自拟表格中。

（3）仪器仪表：

直流稳压电源＋5V、数字万用表、发光二极管。

（4）元器件：

74LS138（3线–8线译码器）。

注：

2、3线–8线译码器的应用1（参考实验教材P335）

（1）参考图6.4.5，在实验板创建脉冲分配电路。

（2）变动开关A、B、C位置，用双踪示波器观察脉冲分配情况，记录实验现象。

直流稳压电源＋5V、数字万用表、脉冲信号发生器、双踪示波器。

（4））元器件：

3、3线–8线译码器的应用2（参考实验教材P335）

（1）利用3线–8线译码器74LS138，实现逻辑函数

。

（2）在实验板创建上设计函数电路。

（3）检测电路逻辑功能，实验结果记入自拟表格中，并验证设计的正确性。

（4）仪器仪表：

直流稳压电源、数字万用表、发光二极管。

（5）元器件：

74LS138（3线–8线译码器）、74LS20（双4输入与非门）。

4、七段显示译码器74LS47功能分析（参考实验教材P338）

（1）参考图6.4.9，在实验板创建七段显示译码器74LS47功能分析电路。

（2）变动开关位置，检测七段数码管显