實(shí)驗(yàn)二 TTL集成邏輯門的邏輯功能及參數(shù)測(cè)試

實(shí)驗(yàn)二TTL集成邏輯門的邏輯功能

與參數(shù)測(cè)試信息技術(shù)學(xué)院物理教研室TH-DD電工實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介TH-DD電工實(shí)驗(yàn)裝置提供了做電工實(shí)驗(yàn)所需的常見(jiàn)電流源、電壓源、測(cè)電流的電流表、測(cè)電壓的電壓表、做各種電工實(shí)驗(yàn)的電路掛件箱等部件，這樣可很方便通過(guò)使用相應(yīng)的掛件箱，利用導(dǎo)線搭建相應(yīng)的電路從而進(jìn)行相應(yīng)的電工實(shí)驗(yàn)。使用方法：根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇實(shí)驗(yàn)掛件箱，根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖搭建實(shí)驗(yàn)電路，常見(jiàn)的電路元件均可利用實(shí)驗(yàn)裝置所提供的元件，搭建電路時(shí)注意掛件箱上各電路元件間的關(guān)系及連線關(guān)系，電流表與電壓表注意量程的選擇（未知時(shí)按先大后小原則），注意連線的正負(fù)極性要求，導(dǎo)線顏色按習(xí)慣匹配，檢查電路無(wú)誤后通告同組同學(xué)，打開(kāi)電流源或電壓源開(kāi)關(guān)通電實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1）接線前應(yīng)適當(dāng)安排好實(shí)驗(yàn)面板、儀表和設(shè)備的位置，接線必須在斷開(kāi)電源的情況下進(jìn)行，導(dǎo)線的粗細(xì)長(zhǎng)短適中，導(dǎo)線間避免交叉，導(dǎo)線間接觸應(yīng)良好。2）經(jīng)查接線無(wú)誤后，經(jīng)實(shí)驗(yàn)教師檢查（或本組學(xué)生自查）后可通電實(shí)驗(yàn)。3）按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟操作，適時(shí)變換量程時(shí)應(yīng)斷開(kāi)連接儀表導(dǎo)線，變換量程后再接上。4）電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)中有強(qiáng)電，應(yīng)養(yǎng)成嚴(yán)禁觸摸金屬裸露部分的良好習(xí)慣，拆線時(shí)先斷開(kāi)電源，捏住插頭部分拔線，以免扯斷電線。實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)掛件箱,用來(lái)完成各種實(shí)驗(yàn)直流電壓表與直流電流表直流電壓源與直流電流源設(shè)備電源開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的啟動(dòng)（1）插上設(shè)備380伏的電源實(shí)驗(yàn)設(shè)備的啟動(dòng)（2）1）鑰匙開(kāi)2）啟動(dòng)3）三相電網(wǎng)輸入直流電壓源與電流源恒流源輸出指示恒流源輸出電流大小調(diào)節(jié)恒流源電源開(kāi)關(guān)電壓源輸出指示指示UA電壓源還是UB電壓源UA電壓源輸出UB電壓源輸出設(shè)備提供1路電流源，2路電壓源電壓源開(kāi)關(guān)直流電壓源與電流源實(shí)驗(yàn)前恒流源電源開(kāi)關(guān)關(guān)上，輸出調(diào)最小，逆時(shí)針旋到底檢查線路連接無(wú)誤后，才可打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)前恒壓源電源開(kāi)關(guān)關(guān)上，輸出調(diào)最小，逆時(shí)針旋到底實(shí)驗(yàn)前恒壓源電源開(kāi)關(guān)關(guān)上，輸出調(diào)最小，逆時(shí)針旋到底檢查線路連接無(wú)誤后，才可打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)直流電壓源與電流源的使用方法3）檢查線路連接無(wú)誤后，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)1）實(shí)驗(yàn)前恒壓源電源開(kāi)關(guān)關(guān)上，輸出調(diào)最小，逆時(shí)針旋到底2）連接電路，檢查線路連接無(wú)誤4）調(diào)節(jié)輸出至所需的大小直流電壓表與電流表讀數(shù)顯示量程選擇及開(kāi)關(guān)黑色接負(fù)電流表紅色接正極，不同量程插孔不同紅色接正極，黑色接負(fù)極電表的開(kāi)關(guān)先關(guān)上，等測(cè)量前再打開(kāi)1）測(cè)支路電流I13）讀數(shù)I1=8.7mA電源的連接2）電流表串聯(lián)接入電路的方法測(cè)支路電流的方法連接導(dǎo)線的使用（2）電路搭建連接導(dǎo)線：常用于搭建模擬電路。連接導(dǎo)線的使用（3）電路搭建連接高壓導(dǎo)線：常用于搭建模擬電路時(shí)高壓線路的連接，安全性好。連接導(dǎo)線的使用（4）數(shù)字電路搭建連接導(dǎo)線：由于數(shù)字電路掛件箱的插孔較小，搭建數(shù)字電路時(shí)應(yīng)用這種插頭較小的連接線。與前面的連接導(dǎo)線相比，插頭較小連接導(dǎo)線的使用（5）數(shù)字電路搭建電源連接導(dǎo)線：由于數(shù)字電路掛件箱的插孔較小，而電源的插孔較大，所以搭建數(shù)字電路時(shí)應(yīng)用這種插頭不同的連接線來(lái)連接電源。兩插頭大小不同數(shù)字電路與模擬電路互連時(shí)可用這種導(dǎo)線連接。連接導(dǎo)線的使用（6）搭建電路時(shí)可能在同一個(gè)插孔上要插多條導(dǎo)線，可采用如下連法：同個(gè)插孔插兩條導(dǎo)線同個(gè)插孔插五條導(dǎo)線一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

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)含用兩個(gè)互相獨(dú)立的與非門，每個(gè)與非門有四個(gè)輸入端。其邏輯框圖、符號(hào)及引腳排列如圖2—1（a）、(b)、(c)所示。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)以上是底電平時(shí)，輸出端為高電平；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“1”，全“1”得“0”。）2、TTL與非門的主要參數(shù)（1）低電平輸入電源電流ICCL和高電平輸出電源電流ICCH

ICCL是指所有輸入端懸空，輸出端空載時(shí)，電源提供器件的電流。ICCH是指輸出端空載，每個(gè)門各有一個(gè)以上的輸入端接地，其余輸入端懸空，電源提供給器件的電流。

（2）低電平輸入電流IiLIiL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。IiL與的測(cè)試電路如圖2—2（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IiH<IiL，則NOH>NOL，故常以NOL作為門的扇出系數(shù)。NOL的測(cè)試電路如圖2—3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0.4V）時(shí)的IOL就是允許灌入的最大負(fù)載電流，通常NOL≧8（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vO=f（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(kāi)門電平vON、閾值電平vT及抗干擾容限vNL、vNH等值。測(cè)試電路如圖2—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，然后繪成曲線三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1、+5V直流電源2、邏輯電平開(kāi)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、直流微安表7、74LS202只1K、10K電位器、200Ω電阻器（0.5W）各1只1、驗(yàn)證TTL集成與非門74LS20的邏輯功能按圖2—6接線，門的四個(gè)輸入端接邏輯開(kāi)關(guān)輸出插口，以提供“0”與“1”電平信號(hào)，開(kāi)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0—1指示器）的顯示插口，LED亮為邏輯“1”，不亮為邏輯“0”。按表2—2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。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)就可以判斷其邏輯功能是否正常。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容驗(yàn)證TTL集成與非門74LS20的邏輯功能2、74LS20主要參數(shù)的測(cè)試（1）分別按圖2—2、2—3接線并進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試結(jié)果記入表2—3（2）按圖2—4接線，調(diào)節(jié)電位器RW，使Vi從0V向高電平變化，逐點(diǎn)測(cè)量Vi和VO的對(duì)應(yīng)值，記入表2—4中。ICCL和ICCH測(cè)試電路如圖