数字电路实验平台讲解

简易数字实验平台的设计与制作一、基本功能要求1简易数字实验平台的工作电压DC5V/1A（由直流稳压电源提供）。2设计8组逻辑电平开关要求可输出“1”电平和“0”电平。3设计8位逻辑电平显示用于指示“0”、“1”电平。要求由LED及驱动电路组成，当正逻辑“1”电平送入时LED亮，反之则不亮。二、原理1TTL电平TTL输出高电平24V，输出低电平20V，输入低电平08V，噪声容限是04V。2逻辑电平开关参考电路如下图所示。3逻辑电平显示发光二极管简称LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。当在发光二极管PN结上加正向电压时，PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现，因此而发光。发光二极管在制作时，使用的材料有所不同，那么就可以发出不同颜色的光。发光二极管的发光颜色有红色光、黄色光、绿色光、红外光等。发光二极管的外形有圆形、长方形、三角形、正方形、组合形、特殊形等。常用的发光二极管应用电路有四种，即直流驱动电路、交流驱动电路、脉冲驱动电路、变色发光驱动电路。使用LED作指示电路时，应该串接限流电阻，该电阻的阻值大小应根据不同的使用电压和LED所需工作电流来选择。普通发光二极管的正向饱和压降为1621，正向工作电流为20MA。逻辑电平显示参考电路如下图所示，由LED及驱动电路组成。三、设备及器件1、设备电烙铁、万用表、直流稳压电源2、器件名称规格数量备注拨码开关8位1特别注意不要将拨码开关直接焊在板子上，而是焊16座芯片插座，再将它插在插座上。排阻9脚直插1K，标示为1021特别注意排阻是有方向的，排阻上一个白点标出来的是公共引脚，该脚接电源，千万别焊反了。具体请参见HTTP/WWWCQUPTEDUCN/SFZX/ARTICLEPHPWHERELAB1ID38芯片插座16座1特别注意将此芯片插座焊在万能板上，用于插拨码开关。圆孔插座2条8孔或者1条16孔圆孔插座，用于插导线。色环电阻220（1/4W）8色环电阻的识别方法请参见HTTP/WWWCQUPTEDUCN/SFZX/ARTICLEPHPWHERELAB1ID7LED普通、红色、绿色5共8个特别注意LED具有极性，且两根管脚的长度不同，长的管脚为阳极（极），短的管脚为阴极（极）。四、自制设备测试1测试仪器直流稳压电源、万用表2测试方法及测试结果（1）不上电，用万用表测试电路是否有电源短路。若有电源短路，则应先排除该故障后方可上电。（2）8组逻辑电平开关的测试测试方法给简易数字实验平台加DC5V工作电压，拨动拨码开关S1S8，依次用万用表测出它们的高、低电平值。测试结果记录项目要求实测结果高电平50VS1输出电压低电平0V高电平50VS2输出电压低电平0V高电平50VS3输出电压低电平0V高电平50VS4输出电压低电平0V高电平50VS5输出电压低电平0VS6输出电压高电平50V低电平0V高电平50VS7输出电压低电平0V高电平50VS8输出电压低电平0V（2）8组逻辑电平显示的测试测试方法给简易数字实验平台加DC5V工作电压，连接逻辑电平开关和逻辑电平显示，拨动开关送高、低电平到逻辑电平显示，依次测试逻辑电平显示D1D8的显示状态。测试结果记录项目要求实测结果输入高电平亮D1输入低电平灭输入高电平亮D2输入低电平灭输入高电平亮D3输入低电平灭输入高电平亮D4输入低电平灭输入高电平亮D5输入低电平灭输入高电平亮D6输入低电平灭输入高电平亮D7输入低电平灭输入高电平亮D8输入低电平灭五、TTL电路的使用规则1电源电压VCC5V10。超过这个范围将损坏器件或功能不正常。2不使用的输入端处理办法以与非门电路为例若电源电压不超过55V，可以直接接入VCC，也可以串入一只110K的电阻，或者接245V的固定电压。若前级驱动器能力允许，可以与使用的输入端并联使用，但应当注意，对于74LS系列器件，应避免这样使用。悬空，相当于逻辑“1”，但是输入端容易受干扰，影响电路功能。3对于不使用的与非门，为了降低整个电路功耗，应把其中1个输入端接地。4或非门、或门，不使用的输入端应接地。对于与或非门中不使用的与门，至少应有1个输入端接地。5TTL电路输入端通过电阻接地，电阻R值的大小直接影响电路所处的状态。当R680时，输入端相当于逻辑“0”；当R10K时，输入端相当于逻辑“L”。对于不同系列的器