《数字电子技术》实验指导书 - 图文

实验一 门电路

本实验为验证性实验 一、实验目的

熟悉门电路的逻辑功能。 二、实验原理

TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种基本逻辑门。使用时，必须对它的逻辑功能、主要参数和特性曲线进行测试，以确定其性能的好坏。与非门逻辑功能测试的基本方法是按真值表逐项进行。但有时按真值表测试显得有些多余。根椐与非门的逻辑功能可知,当输入端全为高电平时，输出是低电平；当有一个或几个输入端为低电平时，输出为高电平。

可以化简逻辑函数或进行逻辑变换。

三、实验内容及步骤

首先检查5V电源是否正常，随后选择好实验用集成块，查清集成块的引脚及功能．然后根据自己的实验图接线， 特别注意Vcc及地的接线不能接错(不能接反且不能短接)，待仔细检查后方可通电进行实验，以后所有实验均依此办理。 (一)、测与非门的逻辑功能

1、选择双4输入正与非门74LS20，按图3_1_1接线；

2、输入端、输出端接LG电平开关、LG电平显示元件盒上；集成块及逻辑电平开关、逻辑电平显示元件盒接上同一路5V电源。

3、拨动电平开关，按表3_1_1中情况分别测出输出电平.

1

14 Vcc

6

7地 图3_1_1

表3_1_1

输入端 1 1 O O 0 O ２ l 1 O 0 0 ４ l 1 1 0 O ５ l 1 l 1 O 输出端 ６ 电位(V) 逻辑状态 (二)、测试与或非门的逻辑功能 l、选两路四输入与或非门电路1个74LS55，按图3_1_2接线： ２、输入端接电平的输出插口，拨动开关当输入端为下表情况时分别测试输出端(8)的电位，将结果填入表3_1_2中： 表3_1_2

输入端 1 l l 0 1 0 0 ２ 1 1 0 O O O 3 ４ 1 1 0 O O O 1 1 O 0 l O 10 0 0 1 1 O O 11 0 0 l l 0 O 12 0 0 l 1 O O 13 O 1 1 1 l 0 输出端 8 电位 (V) 逻辑 状态 图3_1_2

(三)、测逻辑电路的逻辑关系

用74LS00电路组成下列逻辑电路，按图3_1_3、图3_1_4接线，写出下列图

2

的逻辑表达表并化简，将各种输入电压情况下的输出电压分别填入表3_1_3、表3_1_4中，验证化简的表达式。

Z

图3_1_3

表3_1_3

输 入 输 出 A B Z 0 O O 1 l O 1 1 A B

Z

图3_1_4

表3_1_4 输 入 输 出 A B Z 0 O O 1 l O 1 1 (四)、观察与非门对脉冲的控制作用

3

选一块与非门74LS20按下面两组图3_1_5(a)、(b)接线，将一个输入端接连

续脉冲用示波器观察两种电路的输出波形。

（a）

+5V （b）

图3_1_25

在做以上各个实验时,请特别注意集成块的插入位置与接线是否正确，每次必须在接线后经复核确定无误后方可通电实验，并要养成习惯。 四、实验仪器与器材

1、JD-2000通用电学实验台一台 2、CA8120A示波器一台 3、DT930FD数字多用表一块

4、主要器材 74LS00 2片， 74LS55 1片，74LS20 1片， 逻辑开关盒1个 五、实验报告要求

整理实验数据,并对数据及波形进行一一分析，比较实验结果，分析“与非门”的逻辑功能并作讨论! 六：注意事项：

l、接拆线都要在断开电源(5V)的情况下进行。

2、TTL电路电源电压Vcc = +5V；检查电源是否为5V(不要超过+5V)。 七、实验思考题

l、与非门什么情况下输出高电平?什么情况下输出低电平?与非门不用的输入端应如何处理?

2、与或非门在什么情况下输出高电平?什么情况下输出低电平?与或非门中不用的与门输入端应如何处理?不用的与门应如何处理?

3、如果与非门的一个输入端接连续时钟脉冲，那么：(1)其余输入端是什么状态时，允许脉冲通过?脉冲通过时，输出端波形与输入端波形有何差别?(2)其余输入端是什么状态时，不允许脉冲通过?这种情况下与非门输出是什么状态?

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实验二 三态门和OC门的研究

本实验为验证性实验

一、实验目的

(1) 熟悉两种特殊的门电路：三态门和OC门； (2) 了解“总线”结构的工作原理。 二、实验原理

数字系统中，有时需把两个或两个以上集成逻辑门的输出端连接起来，完成一定的逻辑功能。普通TTL门电路的输出端是不允许直接连接的。图2_1示出了两个TTL门输出短接的情况，为简单起见，图中只画出了两个与非门的推拉式输出级。设门A处于截止状态，若不短接，输出应为高电平；设门B处于导通状态，若不短接，输出应为低电平。在把门A和门B的输出端作如图3_2_1所示连接后，从电源Vcc经门A中导通的T4、D3和门B中导通的 T5到地，有了一条通路，其不良后果为：

(1)输出电平既非高电平，也非低电平，而是两者之间的某一值，导致逻辑功能混乱。

(2)上述通路导致输出级电流远大于正常值(正常情况下T4和T5总有一个截止)，导致功耗剧增，发热增大，可能烧坏器件。

集电极开路门和三态门是两种特殊的TTL电路，它们允许把输出端互相连在一起使用。

1．集电极开路门(OC门)

集电极开路门(Open-Collector Gate)，简称OC门。它可以看成是图3_2_1所示的TTL与非门输出级中移去了T4、D3部分。集电极开路与非门的电路结构与逻辑符号如图3_2_2所示。必须指出：OC门只有在外接负载电阻Rc和电源Ec后才能正常工作，如图中虚线所示。

图3_2_1 不正常情况：普通TTL门电路输出端短接

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