实验01 门电路逻辑功能及参数测试

课 题门电路逻辑功能及参数测试需2课时教 学目 的要 求1掌握门电路集成芯片的引脚排列顺序的识别方法；2掌握门电路逻辑功能测试及芯片好坏检测的方法；3了解门电路的主要参数含义及测试方法。教 学重 点1门电路集成芯片的逻辑功能测试；2门电路集成芯片主要参数测试；教 学难 点门电路电压传输延迟时间tpd测试教案编写日期年 月 日教 学 内 容 与 教 学 过 程 提示与补充教学组织：一、课堂组织考勤，分组。二、实验前言数字电子技术课程是继电路分析和模拟电子技术之后的又一门专业基础课，它是今后学好专业课程的基石，通过数字电子技术实验同学们能够对理论知识进一步加深理解，提高理论联系实际、综合运用所学理论知识的能力。三、新授课内容，逐条指出1门电路集成芯片的引脚排列顺序识别；（掌握）2TTL门电路分类；（了解）3TTL集成电路使用规则及注意事项；（重点）4COMS集成电路分类；（了解）5COMS集成电路使用规则及注意事项；（重点）6TTL门电路逻辑功能测试；（重点）7TTL门电路主要参数测试；（难点）四、实验小结1TTL、COMS集成电路使用规则及注意事项；2TTL基本门电路的逻辑功能；五、学生需要完成实验报告完成讲义“实验报告要求”中的1、2、3、4、5项内容。本次实验基本任务1 门电路集成芯片的引脚排列顺序的识别2TTL集成门电路分类TTL 门电路分74商用系列和54军用系列两大类，每类都有若干个子系列。两者具有完全相同的电路结构和电气参数，差别仅为工作温度范围和电源电压范围。54系列的工作温度范围为-55+125，电源电压范围为5V10%。74系列的工作温度范围为070，电源电压范围为5V5%。374系列集成电路大致可分为7大类：1）74系列；2）74H系列；3）74S系列；4）74AS系列；5）74LS系列；6）74ALS系列；7）74F系列；4TTL集成电路使用规则1）74LS系列的TTL集成电路对电源电压要求严格，正常工作电压为5V10%，超过5.5V将损坏芯片，低于4.5V将不能正常工作，且电源极性不能接反。2）TTL电路的逻辑高电平“1”的电压大于2.4V，低电平“0”的电压小于0.8V。3）对于闲置的输入端处理方法：（1）一般小规模TTL集成电路的输入端，实验时允许悬空处理，但容易受外界干扰导致逻辑功能紊乱，对于输入端有较长连线，中规模以上的TTL电路或元件密度大而复杂的电路，为了提高电路的抗干扰性能，所有闲置的输入端必须按逻辑要求接入电路，不能悬空。（2）将多余的输入端直接接+5V（或通过110K的电阻后再接到+5V）上，或直接接地（也可通过6802K的电阻接地，当所接电阻大于4.7k时，输入端相当于置“1”）。（3）将多余的输入端与使用的输入端并联。以上方法均应按电路的逻辑要求进行选用。4）输出端不允许直接接地或直接接+5V电源，否则损坏芯片，有时为了获得较高的输出电平，允许输出端通过35.1k的电阻接至+5V上。5）输出端不允许并联使用（OC门和三态门除外）。6）LS系列逻辑门电路的高电平驱动能力一般为5mA，低电平为20mA。5CMOS集成门电路分类1）CD40系列（基本系列）：速度慢；2）CD45系列：3）HC/HCT系列：4）AHC/AHCT系列5）LVC/ALVC系列：6CMOS集成电路使用规则1）VDD接电源正极，VSS接电源负极（或地），不允许接反。CD4000系列的电源电压范围为+3V18V内，一般选择+5+15V。2）所有输入端一律不得悬空，闲置输入端的处理方法：（1）按照逻辑要求，直接接VDD或者VSS；（2）工作频率低的电路中，允许输入端并联使用；（3）输出端不允许直接接VDD或VSS，否则损坏芯片；（4）改接电路，拔插连线、芯片时，应断开电源，不允许带电操作；（5）焊接、测试时，设备应有良好的接地，存储容器应有良好的静电屏蔽和导电性能。3）一般CMOS的高低电平均驱动能力为5mA。7TTL门电路的逻辑功能测试1）与门逻辑功能测试 (a)引脚功能及排列 (b) 实验电路连接图图1.2 74LS08四-2输入与门引脚功能及测试电路连接图（1）按照图1.2（b）接线，与门的两个输入端A、B分别接到两个逻辑开关的输出插口，开关向上，输出逻辑“1”，向下为逻辑“0”，与门的输出端Y接逻辑电平指示灯D1；（2）按表1的要求改变任一逻辑单元的输入端电压状态，观察对应输出端的变化，当电平指示亮时记为1，灭时记为0，将测试结果记录在实验表1.1中。表1.1 74LS08逻辑功能表输入状态输出状态结论UAUBY1）与门电路输入端悬空相当于置_电平。2）与门的逻辑功能为：有 _ 出 _，全 _ 出 _。000110110悬空1悬空悬空0悬空1悬空悬空2）或门逻辑功能测试（1）按图1.3接线，或门的两个输入端A、B分别接到两个逻辑开关的输出插口。（2）按表1.2的要求改变任一逻辑单元的输入端电平状态，观察对应输出端的变化，当电平指示亮时记为1，灭时记为0，将测试结果记录在实验表1.2中。表1.2 74LS32或门逻辑功能表输入状态输出状态结论UAUBY1）或门电路输入端悬空相当于置_电平。2）或门的逻辑功能为：有 _ 出 _，全 _ 出 _。000110110悬空1悬空悬空0悬空1悬空悬空3）与非门逻辑功能测试（1）按图1.4接线，或门的两个输入端A、B分别接到两个逻辑开关的输出插口。（2）按实验表1.3的要求改变任一逻辑单元的输入端电平状态，观察对应输出端的变化，当电平指示亮时记为1，灭时记为0，将测试结果记录在实验表1.3中。表1.3 74LS00 与非门逻辑功能表输入状态输出状态结论UAUBY1）与非门电路输入端悬空相当于置_电平。2）与非门的逻辑功能为：有 _ 出 _，全 _ 出 _。3）用与非门实现非门的方法是_。000110110悬空1悬空悬空0悬空1悬空悬空4）异或门逻辑功能测试（1）按图1.5接线，或门的两个输入端A、B分别接到两个逻辑开关的输出插口。（2）按实验表1.4的要求改变任一逻辑单元的输入端电平状态，观察对应输出端的变化，当电平指示亮时记为1，灭时记为0，将测试结果记录在实验表1.4中。表1.4 74LS86 异或门逻辑功能表输入状态输出状态结论UAUBY异或门的逻辑功能为：相异出 _，相同出 _。000110112TTL门电路主要参数测定1）输入短路电流IIS测定按照图1.8所示测试电路接线，电流表选择数字万用表DC20mA挡，测量并记录结果到表1.5中。2）最大负载电流IOL测定按照图1.9所示测试电路接线，电流表选择数字万用表DC20mA当，测量并记录结果到表1.5中。表1.5IIS(mA)IOL(mA)T(ns)NOtpd(ns)3）电压传输特性测定按照图1.10所示测试电路接线，按表1.6要求调节Rp改变Vi值，测出相应的Vo值，并记录到表1.6中。4）平均传输延迟时间测定按照图1.12所示测试电路接线，利用示波器测出振荡方波信号的周期T，记录于表1.5中。表1.6 电压传输特性测定Vi(V)0.30.40.50.80.911.11.21.31.41.51.61.72.