電子技術(shù)數(shù)字學(xué)習(xí)輔導(dǎo)資料

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1、實(shí)驗(yàn)一集成門(mén)電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．學(xué)習(xí)測(cè)試“與非”門(mén)電路的電壓傳輸特性和邏輯功能。2．了解“與非”門(mén)組成的其它邏輯門(mén)。二、實(shí)驗(yàn)原理“與非”門(mén)是門(mén)電路中應(yīng)用較多的一種，它的邏輯功能是：全“1”出“0”，有“0”出“1”。即只有當(dāng)全部輸入端都接高電平“1”時(shí)，輸出端才是低電平“0”，否則，輸出端為高電平“1”。圖1－1是一個(gè)具有3個(gè)輸入端的“與非”門(mén)邏輯圖。根據(jù)手冊(cè)規(guī)定，“與非”門(mén)的高低電平和其他電參數(shù)有一定的規(guī)范值，（見(jiàn)表1－1）。若不符合，則表明該“與非”門(mén)不能使用。圖1－1圖1－2檢驗(yàn)“與非”門(mén)應(yīng)按表1－1規(guī)定的測(cè)試條件進(jìn)行。在實(shí)際使用時(shí)，有時(shí)可用萬(wàn)用表

2、對(duì)“與非”門(mén)進(jìn)行簡(jiǎn)易檢驗(yàn)。以TTL“與非”門(mén)為例，當(dāng)接通5V直流電源后，先讓各個(gè)輸入端接高電平，用萬(wàn)用表測(cè)量其輸出端的電壓。然后把各個(gè)輸入端依次接地，測(cè)量輸出端的電壓，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)是否符合規(guī)范值則可判別這個(gè)“與非”門(mén)好否。集成“與非”門(mén)的電壓傳輸特性，指的是“與非”門(mén)輸出電壓u0隨輸入電壓ui變化的關(guān)系曲線(xiàn)，如圖1－2所示。圖中A點(diǎn)相應(yīng)的輸入電壓稱(chēng)為關(guān)門(mén)電平Uoff，B點(diǎn)相應(yīng)的輸入電壓稱(chēng)為開(kāi)門(mén)電平UON。傳輸特性的測(cè)量方法很多，最簡(jiǎn)單的方法是把直流電壓通過(guò)電位器分壓加在與非門(mén)的輸入端，如圖1－4所示，用萬(wàn)用表逐點(diǎn)測(cè)出對(duì)應(yīng)的輸入，輸出電壓，然后繪制成曲線(xiàn)。

3、為了讀數(shù)容易，在調(diào)節(jié)ui過(guò)程中即可先監(jiān)視輸出電壓的變化，再讀出Ui來(lái)，否則在開(kāi)門(mén)電平和關(guān)門(mén)電平之間變化的電壓不易讀出來(lái)。圖1－3為了在示波器上觀察到電壓傳輸特性，可按圖1－3接線(xiàn)，可把輸出電壓u0接入示波器的y輸入端，輸入電壓Ui可由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出的100Hz正弦波通過(guò)二極管半波整流后得到，同時(shí)把這個(gè)輸入信號(hào)送入示波器的x軸，作為掃描電壓，調(diào)節(jié)ui大小可在示波器顯示屏上觀察到一條完整的電壓傳輸特性曲線(xiàn)。（注意，這時(shí)示波器的x軸選擇開(kāi)放放在“外接x”）“與非”門(mén)可以組成其他基本邏輯電路。圖1－5是由三個(gè)“與非”門(mén)組成的“或”門(mén)電路，它的邏輯表達(dá)式為F=

4、A+B圖1－4圖1－5圖1－6是由四個(gè)“與非”門(mén)組成的“異或”門(mén)電路，它的邏輯表達(dá)式為F=A?B=A本實(shí)驗(yàn)使用的集成“與非”門(mén)的型號(hào)為74LS00，它包含四個(gè)“與非”門(mén)，每個(gè)“與非”門(mén)有2個(gè)輸入端，其外引線(xiàn)及內(nèi)部示意圖如圖1－7。UCC為＋5V。圖1－6圖1－7表1－1參數(shù)名稱(chēng)及符號(hào)規(guī)范值74LS00單位直流參數(shù)高電平輸出電壓低電平輸出電壓高電平輸入電流低電平輸入電流輸出短路電流VoHVoLIiHIiLIOS≥2.5≤0.4<20<–0.420-100VVmAmAmA交流參數(shù)輸出波形上升時(shí)間輸出波形下降時(shí)間trtf9~1510~15nsns用與非門(mén)組成的

5、多諧振蕩器電路如圖1－8所示。它是一個(gè)非對(duì)稱(chēng)微分型多諧振蕩電路。與非門(mén)G1的輸出作為與非門(mén)G2的輸入，與非門(mén)G2的輸出又通過(guò)電容C反饋到與非門(mén)G1的輸入形成正反饋。與非門(mén)G1的輸出電壓對(duì)電容器C反復(fù)充放電，同時(shí)又使與非門(mén)G1不斷翻轉(zhuǎn)，周而復(fù)始，產(chǎn)生了振蕩波形，其振蕩周期式中UOH為高電平值，Uth為門(mén)檻電壓。當(dāng)時(shí)，T=RCln4?1.4RC圖1－8若在圖中接入R'，可使多諧振蕩器易于起振。通常R取1kW，R'取幾千歐至十千歐。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及所選用組件箱名稱(chēng)數(shù)量設(shè)備編號(hào)數(shù)字（模數(shù)綜合）電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱1函數(shù)發(fā)生器及數(shù)字頻率計(jì)1數(shù)字式直流電流、電壓表1集成電路

6、與非門(mén)74LS001雙蹤示波器1數(shù)字萬(wàn)用表1四、實(shí)驗(yàn)步驟1．測(cè)試與非門(mén)的邏輯功能將與非門(mén)輸出端接電平指示，將邏輯電平（由數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)提供）接入與非門(mén)輸入端，接通與非門(mén)的＋5V電源，觀察與非門(mén)的邏輯功能是否符合真值表內(nèi)容。逐一測(cè)試74LS00中四只與非門(mén)，這種方法是判斷與非門(mén)好壞的一種簡(jiǎn)便方法。2．取任一“與非”門(mén)做電壓傳輸特性的－直流法；用74LS00中一只與非門(mén)，電路如圖1－4，用萬(wàn)用表逐點(diǎn)測(cè)試，（正確處理不用的輸入端）。為了讀數(shù)容易，在調(diào)節(jié)Ui時(shí)，可先監(jiān)視輸出電壓的變化，再讀出Ui來(lái)，否則在開(kāi)門(mén)電平和關(guān)門(mén)電平之間變化的電壓不易讀出來(lái)。將讀數(shù)一一記入表1－

7、1中，畫(huà)出電壓傳輸特性曲線(xiàn)，求出關(guān)門(mén)電平Uoff和開(kāi)門(mén)電平Uon，輸出高電平UOH，輸出低電平UOL。表1－1直流法測(cè)與非門(mén)電壓傳輸特性Ui5.04.03.02.52.01.061.040.970.480.160.160.160.160.160.161.32.03.03.463．觀察與非門(mén)控制特性如圖1－9連接電路，將頻率等于1kHz，幅度等于5V的方波，送入與非門(mén)輸入端ui，當(dāng)控制端Y分別加上邏輯0和邏輯1電平（Y接至數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)），用雙蹤示波器同時(shí)觀察ui、u0波形，比較兩者的相位，體會(huì)控制端作用。將結(jié)果記入表1－2。圖1-9表1－2輸入U(xiǎn)00Y10輸出

8、F4．＊觀察與非門(mén)電壓傳輸特性－交流法選用一只與非門(mén)按圖1－3接線(xiàn)，將頻率為1k