TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

实验用四个TTL集成逻辑门的逻辑功能和参数测试一、实验目的1.掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法。2.掌握TTL设备的使用规则。3.进一步熟悉数字电路实验装置的结构、基本功能和使用方法。二、实验原理在这个实验中，使用了四输入双与非门74LS20，即在一个集成块中有两个独立的与非门，每个与非门有四个输入端。其逻辑框图、符号和引脚排列如图2-1(a)、(b)和(c)所示：图2-1 74 ls20逻辑框图、逻辑符号和引脚排列1.与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当一个或多个输入端处于低电平时，输出端处于高电平；只有当所有输入都为高电平时，输出才为低电平(即“0”代表“0”，而“1”代表“1”，而“1”代表“0”)它的逻辑表达式是Y=ABCD2.TTL与非门的主要参数(1)低电平输出电源电流IccL和高电平输出电源电流IccH与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流不同。IccL指的是当所有输入端暂停且输出端空载时，由电源提供给器件的电流。IccH指的是当输出端空载、每个栅极有一个以上的输入端接地，而其他输入端悬空时，电源向器件提供的电流。通常，它们的大小表示设备的静态功耗。该器件的最大功耗为p=vcciccl。手册中提供的电源电流和功耗值是指整个设备的总电源电流和功耗。IIccL和IccH测试电路如图2-2 (a) (b)所示。注：TTL电路对电源电压有严格要求。电源电压Vcc仅允许在105伏土壤的10%范围内运行。如果超过5.5V，设备将被损坏。低于4.5V的设备逻辑功能不正常。图2-2 TTL与非门静态参数测试电路图(2)低电平输入电流II1和高电平输入电流IiH。IiL指的是当被测输入端接地，其它输入端悬空，输出端空载时，从被测输入端流出的电流值。在多级门电路中，当前级门输出低电平时，IiL等于后级注入前级门的电流。因此，它与前级门的当前浇注负载能力相关，即它直接影响前级门电路承载的负载数量。因此，希望IiL会更小。IiH指当被测输入端连接到高电平，其他输入端接地，输出端空载时，流入被测输入端的电流值。在多级门电路中，当前级门输出高电平时，它相当于前级门的拉电流负载。其大小与前级栅极的拉电流负载能力有关。人们希望IiH会变小。因为IiH很小，很难测量，所以通常不需要测试。低电平输入电流IiL和高电平输入电流IiH的测试电路如图2-2 (c)和(d)所示。(3)扇出系数扇出系数“否”指的是门电路可以驱动的相同类型的门的数量。它是测量门电路负载能力的一个参数。TTL与非门有两种不同的负载，即充电电流负载和牵引电流负载。因此，有两个扇出系数，即低水平扇出系数NOL和高水平扇出系数NOH，通常为IIhIIl；NOL，所以NOL经常被用作门的扇出系数。NOL的测试电路如图2-3所示。闸门的输入端全部悬空，输出端连接到灌溉电流负载RL。调整左后轴增加后轴，后轴相应增加。当VOL达到VOLm(手册中规定的低电平规格值小于0.3V)时，IOL是允许注入的最大负载电流，然后NoL=4)电压传输特性作为输入电压Vi的函数的栅极输出电压VO的曲线VO=f (Vi)被称为栅极的电压传输特性，通过该特性可以读取栅极电路的一些重要参数，例如输出高电平VOH；输出低电平VOL、关闭电平VOff、打开电平VON、阈值电平VT等。如图24所示，测试1.5V DC电源2、逻辑电平开关3、逻辑电平显示器4、DC数字电压表5、DC毫安表6、74LS20、1K和10K电位计，以及各一个200电阻(0.5W)。四.实验内容在适当位置选择一个14P插座，根据定位标记插入74LS20集成块。1.验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能：根据图2-6所示的接线，门的四个输入端连接到逻辑开关输出插座，以提供“0”和“1”电平信号。开关接通，输出逻辑“1”降至逻辑“0”。门的输出端连接到由发光二极管组成的逻辑电平显示器(也称为0-1指示器)的显示插座，并且发光二极管作为逻辑“1”点亮，而不作为逻辑“0”点亮。根据表2-2中的真值表，逐一测试集成块中两个与非门的逻辑功能。74LS20有4个输入和16个最小项。在实际测试中，只有输入1111和1112通过。可以检测五个项目0111、1011、1101和1110，以确定它们的逻辑功能是否正常。Y1，以下数据是：0，1，1，1，1，我们检查时Y2不存在。抱歉。2.74LS20主要参数测试(1)分别如图2-2、2-3和2-4所示连接和测试导线，并将测试结果记录在表2-3中。表2-3ICCL妈ICCH妈IiL妈人工晶状体妈否=人工晶状体/人工晶状体1.60.80.411.428(2)连接图2-4所示的接线，调节电位器RW，使Vi从零伏变为高电平，逐点测量Vi和V0的相应值，并记录在表2-4中。表2-4视觉识别系统00.10.20.40.60.81.01.52.02.02.52.53.03.54.0V04.484.464.444.24