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文檔簡介

1、實驗一-集成門電路邏輯功能測試實驗實驗一集成門電路邏輯功能測試實驗一、實驗概述更改74LS00、74LS02、 74LS04. 74LS08. 74LS32. 74LS86的輸入引腳引腳狀態(tài),觀察相應的輸出電平, 學習集成門電路邏輯功能。二、實驗目的1、熟悉集成門電路的工作原理和主要參數(shù)。2、熟悉集成門電路的外型引腳排列及應用事項。3、驗證和掌握門電路的邏輯功能。三、實驗預習要求1、復習門電路工作原理及相應邏輯表達式。2、常用TTL門電路和CMOS門電路的功能、特點。3、復習非門、與門.或門、或非門、與非門及三態(tài)門的邏輯功能。4、復習邏輯代數(shù)以及邏輯表達式之間的轉換。5、用Proteus軟件對

2、實驗進行仿真并分析實驗是否成功。四、實驗原理1、TTL門電路和CMOS門電路的工作原理(使用最廣泛的數(shù)字 集成門電路為TTL和CMOS兩種)。A、TTL II電路(l)TTL門電路主要有與非門、集電極開路與非門(0C門)、 三態(tài)輸岀與非門(三態(tài)門)、異或門等。為了正確使用門電路,必須了解它們的 邏輯功能及其測試方法。(2)OCH與線邏輯0C門是指集電極開路TTLI1,這種電路的最大特 點是可以實現(xiàn)線邏輯。即幾個0C門的輸出端可以直接連在一起,通過一只上拉 電阻接到電源V CC上。此外,0C門還可以用來實現(xiàn)電平移位功能。與0C門 相對應,CMOS電路也有漏極開路輸出的電路。其特點也和0C門類似。

3、集電極開路的與非門可以根據(jù)需要來選擇負載電阻和電源電壓,并且能夠實 現(xiàn)多個信號間的相與關系(稱為線與)。使用0C門時必須注意合理選擇負載電阻, 才能實現(xiàn)正確的邏輯關系。(3)三態(tài)輸岀與非門是一種重要的接口電路,在計算機和各種數(shù)字系統(tǒng)中 應用極為廣泛,它具有三種輸出狀態(tài),除了輸出端為高電平和低電平(這兩種狀 態(tài)均為低電阻狀態(tài))外,還有第三種狀態(tài),通常稱為髙阻狀態(tài)或稱為開路狀態(tài)。 改變控制端(或稱選通端)的電平可以改變電路的工作狀態(tài)。三態(tài)門可以同0C 門一樣把若干個門的輸出端并接到同一公用總線上(稱為線或),分時傳送數(shù)據(jù), 成為TTL系統(tǒng)和總線的接口電路。(4)TTL集成電路除了標準形式外,而有其

4、它四種結構形式:高速TTLC74H 系列),低功耗TTL (74L系列)這兩種結構與標準TTL主要區(qū)別是電路中各電阻 阻不同,另兩種起髙速TTL (74S系列)種低功耗肖特基TTL (74LS系列)?;綜MOS 11電路CMOS邏輯門電路是在TTL電路問世之后,所開發(fā)出的 第二種廣泛應用的數(shù)字集成器件,從發(fā)展趨勢來看,CMOS電路的性能將超越TTL 而成為占主導地位的邏輯器件oCMOS電路的功耗和抗干擾能力遠優(yōu)于TTL電路, 工作速度可與TTL電路相比較。CMOS電路產(chǎn)品有4000系列和4500系列。近幾年有與TTL兼容的CMOS器件 如74HCT系列等產(chǎn)品可與TTL器件交換使用。C、使用注

5、意事項(1) TTL集成電路1)通常TTL電路要求電源電壓 VCO5V0. 25VO2)TTL電路輸出端不允許與電源短路,但可以通過提升電阻連到電源級, 以提髙輸出髙電平。3)TTL電路不使用的輸入端,通常有兩種處理方法,一是與其它使用的輸 入端并聯(lián);二是把不用的輸入端按其邏輯功能特點接至相應的邏輯電平上,不宜 懸空。J 4) TTL電路對輸入信號邊沿的要求。通常要求其上升沿或下降沿小于50ns/v100ns/v。當外加輸入信號邊沿變 化很幔時,必須加整形電路(如施密特觸發(fā)器)。(2) CMO S集成電路1)不用的輸入端不允許懸空,應根據(jù)邏輯需要接VDD或VSS端,或將它們 與使用的輸入端并聯(lián)

6、,不允許懸空。2)在工作或測試時,必須先接通電源,再加入信號。工作結束后,應先撤 除信號,再關閉電源。3)不可在接通電源的情況下插入或拔出組件。4)輸入信號不可大于VDD或小于VSSo5)焊接時,電烙鐵接地要可靠,或便電路鐵斷電后,用余熱快速焊接。貯 存,一般用金屬箔或導電泡棉將組件各腳管短路。2、集成門電路外型及引腳排列。(以74LS系列為主)(R74LS00二輸入四 與非門(b) 74LS32二輸入四或門(c) 74LS02二輸入四或非門(d) 74LS86二輸入四 異或門(e)74LS20四輸入二與非門圖1.4-13.本實驗中使用的TTL集成門電路是 雙列直插型的集成電路,其管腳識別方法

7、:將TTL集成門電路正面(印有集成門 電路型號標記)正對自己,有缺口或有圓點的一端置向左方,左下方第一管腳即 為管腳1,按逆時針方向數(shù),依次為1. 2、3、4。如圖3. 2-2所示。具體的各個 管腳的功能可通過查找相關手冊得知。14VCCGND112 1314VCCGND4VCCGND4VCCGND圖1.4-2五、Proteus使用的元器件1. LOGICPROBE/邏輯探頭。2. LOGICPROBE (BIG)/邏輯探頭(大3. LOGICSTATE/邏輯狀態(tài)輸入。4. 74LS00/二輸入四與非門。5. 74LS02/二輸入四或非門6. 74LS04六非門(反相器)。7. 74LS20/

8、四輸入二與非門。8. 74LS32/二輸入與門。9. 74LS86/二輸入四異或門。六、實驗要求操作相應的集成門電路,控制其輸入的髙低髙低電平,驗證和 掌握門電路的邏輯功能。七、硬件連接圖圖1.7-1: Proteus仿真圖八、實驗步驟1測或門的邏輯功 能點擊開始仿真,找到74LS32 (二輸入端四或門),點擊邏輯邏輯狀態(tài)輸入,按 表1.8-1中給出的輸入端不同情況,測輸岀端的邏輯狀態(tài)填入表中。邏輯表達式:F二A+B表1.8-1電平顯示74LS32邏輯電平開關F31A12A2圖1.8-12.測或非門的邏 輯功能點擊開始仿真,找到74LS02(X輸入四或非門),點擊邏輯邏輯狀態(tài)輸入, 按表1.8

9、-2中給出的輸入端不同情況,測輸出端的邏輯狀態(tài)填入表中。表L8-2電平顯示74LS02邏輯電平開關F13A12A2圖1.8-2.邏輯表達式 F二(A+BT3測異或門的邏輯功能輸入端輸出電壓輸出邏輯0 0 00 0 1 51 1 0 511 1 51輸入端輸出電壓輸出邏輯0 0 51 0 1 00 1 0 00 1 1 00點擊開始仿真,找到74LS86 (二輸入四異或門),點擊邏輯邏輯狀態(tài)輸入, 按表1.8-3中給出的輸入端不同情況,測輸出端的邏輯狀態(tài)填入表中。表1.8-3邏輯表達式:F=A,rB+AB,r電平顯示74LS86邏輯電平開關F31A12A2 圖1.8-34.測與非門的邏輯功能點擊

10、開始仿真,找到74LS20C四輸入端二與非門), 點擊邏輯邏輯狀態(tài)輸入,按表1.8-4中給出的輸入端不同情況,測輸出端的邏輯 狀態(tài)填入表中。表1.8-4電平顯示74LS20邏輯電平開關F61A12A2A345A4圖:1.8-4邏輯表 達式:F二(AB)"輸入端輸出電壓輸出邏輯0 0 00 0 1 51 1 1 51 1 1 00輸入端輸 出電壓輸出邏輯 0000 51 0001 51 001 1 51 0 1 1 1 51 1 0 0 0 51 1 01 1 51 1 1 1 1 00動態(tài)圖:九、實驗現(xiàn)象點擊開始仿真后運行,操作相應的集成門電路,控制其輸入電 平的髙低,就可以看到相應

11、的邏輯電平變化。圖1.9-1:實驗現(xiàn)象十.實驗總結1、按照實驗要求填寫真值表,并寫出門 電路的邏輯表達式。2、整理實驗數(shù)據(jù),得出實驗結果并與預習時的結果進行比較。3、自己擬定實驗步驟及表格完成其它門電路(74LS00)邏輯功能的測試。1 測或門的邏輯功能點擊開始仿真,找到74LS00(二輸入四與非門),點擊 邏輯邏輯狀態(tài)輸入,按表1.8-5中給出的輸入端不同情況,測輸出端的邏輯狀態(tài) 填入表中。表1.8-5輸入端輸出電壓輸出邏輯0 0 51 0 1 51 1 0 51 1 1 00邏輯表達式:F=(AB),r2.測或非門的邏輯功能點 擊開始仿真,找到7 4LS04 (六非門(反相器),點擊邏輯邏輯狀態(tài)輸入,按表1.8-6 中給出的輸入端不同情況,測輸出端的邏輯狀態(tài)填入表中。輸入端輸出電壓輸岀邏輯0 51100表1.8-6十一、作業(yè)

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