TTL集成邏輯門的邏輯功能與參數(shù)測(cè)試

1、實(shí)驗(yàn)四 TTL集成邏輯門的邏輯功能與參數(shù)測(cè)試 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握TTL集成與非門的邏輯功能和主要參數(shù)的測(cè)試方法。 2、掌握TTL器件的使用規(guī)則。 3、進(jìn)一步熟悉數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)，基本功能和使用方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)采用四輸入雙與非門74LS20，即在一塊集成塊內(nèi)含有兩個(gè)互相獨(dú)立的與非門，每個(gè)與非門有四個(gè)輸人端。其邏輯框圖、符號(hào)及引腳排列如圖 2l（a）、（b）、（c）所示： 圖21 74LS20邏輯框圖、邏輯符號(hào)及引腳排列 1、與非門的邏輯功能 與非門的邏輯功能是：當(dāng)輸入端中有一個(gè)或一個(gè)以上是低電平時(shí)，輸出端才為高電平；只有當(dāng)輸入端全部為高電平時(shí)，輸出端才是低電平（即有“0”得“

2、l” 全“l(fā)”得“0”）其邏輯表達(dá)式為Y=ABCD2、TTL與非門的主要參數(shù)（1）低電平輸出電源電流IccL和高電平輸出電源電流IccH 與非門處于不同的工作狀態(tài)，電源提供的電流是不同的。IccL是指所有輸入端懸空，輸出端空載時(shí)，電源供給器件的電流。IccH是指輸出端空載，個(gè)門各有一個(gè)以上的輸人端接地，其余輸入端懸空，電源提供給器件的電流。通常IccLIccH，它們的大小標(biāo)志著器件靜態(tài)功耗的大小。器件的最大功耗為PVccIccL。手冊(cè)中提供的電源電流和功耗值是指整個(gè)器件總的電源電流和總的功耗。IIccL和IccH 測(cè)試電路如圖22(a)(b)所示。 注意：TTL電路對(duì)電源電壓要求較嚴(yán)，電源電壓

3、Vcc只允許在十 5V土10的范圍內(nèi)工作，超過(guò)55V將損壞器件；低于45V器件的邏輯功能將不正常。 圖22 TTL與非門靜態(tài)參數(shù)測(cè)試電路圖 低電平輸入電流IiL和高電平輸入電流IiH 。IiL是指被測(cè)輸入端接地，其余輸入端懸空，輸出端空載時(shí)，由被測(cè)輸入端流出的電流值。在多級(jí)門電路中，IiL相當(dāng)于前級(jí)門輸出低電平時(shí)，后級(jí)向前級(jí)門灌入的電流，因此它關(guān)系到前級(jí)門的灌電流負(fù)載能力，即直接影響前級(jí)門電路帶負(fù)載的個(gè)數(shù)，因此希望IiL小些。IiH是指被測(cè)輸入端接高電平，其余輸入端接地，輸出端空載時(shí)，流入被測(cè)輸入端的電流值。在多級(jí)門電路中，它相當(dāng)于前級(jí)門輸出高電平時(shí)，前級(jí)門的拉電流負(fù)載，其大小關(guān)系到前級(jí)門的拉

4、電流負(fù)載能力，希望IiH小些。由于IiH較小，難以測(cè)量，一般免于測(cè)試。低電平輸入電流IiL和高電平輸入電流IiH的測(cè)試電路如圖22（c）、(d）所示。 （3）扇出系數(shù)No 扇出系數(shù)No是指門電路能驅(qū)動(dòng)同類門的個(gè)數(shù)，它是衡量門電路負(fù)載能力的一個(gè)參數(shù)，TTL與非門有兩種不同性質(zhì)的負(fù)載，即灌電流負(fù)載和拉電流負(fù)載，因此有兩種扇出系數(shù)，即低電平扇出系數(shù)NOL和高電平扇出系數(shù)NOH，通常IiHIiL；則NOHNOL，故常以NOL此作為門的扇出系數(shù)。NOL的測(cè)試電路如圖23所示，門的輸入端全部懸空，輸出端接灌電流負(fù)載RL，調(diào)節(jié)RL使IOL增大，VOL隨之增高，當(dāng)VOL達(dá)到VOLm（手冊(cè)中規(guī)定低電平規(guī)范值小于

5、03V）時(shí)的IOL就是允許灌入的最大負(fù)載電流，則 NoL= 4）電壓傳輸特性門的輸出電壓VO隨輸入電壓Vi而變化的曲線VOf(Vi)稱為門的電壓傳輸特性，通過(guò)它可讀得門電路的一些重要參數(shù)，如輸出高電平VOH；、輸出低電平VOL、關(guān)門電平VOff、開門電平VON、 閾值電平VT等值。測(cè)試電路如圖2一4所示，采用逐點(diǎn)測(cè)試法，即調(diào)節(jié)RW，逐點(diǎn)測(cè)得Vi及Vo，然后繪成曲線。圖23 圖2一4三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1、+5V直流電源 2、邏輯電平開關(guān) 3、邏輯電平顯示器 4、直流數(shù)字電壓表 5、直流毫安表 6、74LS20 兩個(gè)、1K、10K電位器，200電阻（05W）各1個(gè)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 在合適的位置選取

6、一個(gè)14P插座，按定位標(biāo)記插好74LS20集成塊。 1、驗(yàn)證TTL集成與非門74LS20的邏輯功能：按圖26接線，門的四個(gè)輸入端接邏輯開關(guān)輸出插口，以提供“0”與“1”電平信號(hào)，開關(guān)向上，輸出邏輯“1”，向下為邏輯“0”。門的輸出端接由LED發(fā)光二極管組成的邏輯電平顯示器（又稱01指示器）”的顯示插口， LED亮為邏輯“1”、 不亮為邏輯“0”。按表 22的真值表逐個(gè)測(cè)試集成塊中兩個(gè)與非門的邏輯功能。74LS20有4個(gè)輸入端，有16個(gè)最小項(xiàng)，在實(shí)際測(cè)試時(shí)，只要通過(guò)對(duì)輸入1111、。0111、1011、1101、1110五項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè)就可判斷其邏輯功能是否正常。 Y1，下面的數(shù)據(jù)是：0 ，1,1,1,1，我們驗(yàn)時(shí)Y2不存在，抱歉！ 2、74LS20主要參數(shù)的測(cè)試 （1）分別按圖22、23、2-4接線并進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果記入表 23中。 表23ICCLmAICCHmAIiLmAIOLmANO= IOL/IiL1.60.80.411.428(2)接圖24接線，調(diào)節(jié)電位器RW，使Vi從零伏向高電平變化，逐點(diǎn)測(cè)量Vi和V0的對(duì)應(yīng)值，記入表24中。表24Vi001020406081.01.52.02.02.52.53.03.54.0V04.484.464.444.244.004.3