实验三集电极开路门和三态门教案
实验三_集成逻辑门电路的功能及参数测试(精)
实验四
实验设备
示波器YB4320A 1台
三用表1只
逻辑电路设计实验箱1台
实验材料(在电阻箱上
74LS125 1片
74LS03 1片
电阻
1/8W 1K Ω8只
1/8W 5.1KΩ5只
1/8W 2.7K Ω4只
四、操作方法与实验步骤
实验三
1.验证74LS00“与非”门的逻辑功能
1.将芯片插入实验箱的IC插座中
4.从b端往a端缓慢调节电位器W ,观察Vi ,Vo两电压表的读数,并记录数据填入表格
5.根据表格数据画出曲线图,并求VON和VOFF
图表21开关门电平电路图
实验四
1.验证74LS125三态门的逻辑功能
1.高阻的测试方法:将控制端EN接高电平,输出分别接上拉电阻和下拉电阻,测量输出端Y的电压
图表22测量示意图
4.进一步建立信号传输有时间延时的概念
5.进一步熟悉示波器、函数发生器等仪器的使用
实验四
1.掌握三态门的逻辑功能及工作原理
2.了解三态门在计算机总线中的应用
3.熟悉集电极开路门的电路原理
4.掌握集电路开路门的使用方法
二、实验内容和原理
实验三
实验内容:
1.验证74LS00“与非”门的逻辑功能
2.验证CD4001“或非”门的逻辑功能
实验四1.验证74LS125三态门的逻辑功能图表32 74LS125逻辑功能测量结果EN A L Y上拉电阻Y下拉电阻5.07 5.07 0 0 H H L H实验结果表明接上拉电阻实现了正常的逻辑功能同时提高了驱动负载能力。而接下拉电阻三态门不能实现正常的逻辑功能。2.测量74LS125的四个三态门的输入输出电压图表33 74LS125输入输出电压ENi 0 0 Ai / V 4.99 0 4.97 0 4.97 0 4.98 0 Yi / V 4.04 0 3.99 0 4.02 0 4.03 0 Yi逻辑值1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0数据表明四个三态门都是正常的。2.用74LS125三态门构成1位2选1数据选择器图表34双向数据传送测量结果S0 0 1 D1 139.133HZ 5.10V(示波器139.420HZ 5.06V D0 5.06V Y 139.172HZ 4.19V无频率第16页/共18页
实验六、三态门
实验目的： 一、 实验目的： 1. 掌握三态门的逻辑功能及工作原理。 2. 了解三态门在计算机总线中的应用。 3. 熟悉集电极开路门的电路原理。 4. 掌握集电路开路门的使用方法。
1
二 、实验设备与材料 设备：
1. 示波器 GOS-620FG一台。 2. 三用表一只。
9
五、实验内容: 实验内容 1. 三态门的测量(高阻测量)
10
1. 三态门的测量 (正常传输的测量)
11
将其测试的数据填入下表中，并分析其结果， 是否符合下列逻辑关系。
12
2.实现一位(A0
B0)二进制的双向传送，实现A→B，A
输入续脉冲信号，测试并记录B点的相应信号；正确选择三态 门控制端的逻辑电平(C1,C3=0;C2,C4=1)， 实现B→A，B输入为高电平，或低电平，或连续脉冲信号 时，测试并记录A点相应信号；正确选择三态门控制端的逻辑 电平(C1,C3=1;C2,C4=0)，
材料：
OC门74LS03 一片； 三态门74LS125 一片。
2
三、实验任务: 实验任务
1. 利用74LS125芯片测量三态门高电平、低电平、 高阻抗。 2. 用三态门构成计算机地址总线、数据总线和控制 总线，实现双向数据传送。 3. 利用74LS03芯片测量集电极开路门（OC ）门。 4. 集电极开路门用于“线与”功能，实现逻辑电平 的转换，以驱动发光二极管、继电器、电磁阀等。
3
四、实验原理: 实验原理
1. 三态门的测量 本实验以74LS125为例进行研究。74LS125的 引出线图如下图所示。芯片中含有四个功能相同 的三态输出门，可以独立地被使用。
4
数字逻辑电路实验教案
绪论数字逻辑电路是高等学校计算机科学技术专业中的一门主要的技术基础课程，它是为培养计算机科学技术专业人才的需要而设置的，它为计算机组成原理、微型机与其应用等后续课程打下牢固的硬件基础。
数字逻辑电路是一门理论性和实践性均较强的专业基础课，实验是数字逻辑电路课程中极其重要的实践环节。
通过数字逻辑电路实验可以使学生真正掌握本课程的基本知识和基本理论，加强对课本知识的理解，有利于培养各方面的能力；有利于实践技能的提高；有利于严谨的科学作风的形成。
一、常用电子仪器的使用1、示波器2、THD—4型数字电路实验箱3、万用表二、实验课的程序1．实验预习由于实验课的时间有限，因此，每次实验前要作好预习，写好预习报告。
预习的要求：a．理解实验原理，包括所用元器件的功能。
b．粗略了解实验具体过程。
c．根据实验要求，画好实验线路与数据表格。
2．实验操作每次测量后，应立即将数据记录下来，并由实验老师签字。
实验操作一般步骤：（1）在连接实验线路之前，必须保证“数字电路实验箱”所有电源关闭；（2）按所画的实验线路图连接实验线路，所用短路线必须事先用万用表检查，以减少故障点；（3）实验线路连接完成后，必须仔细检查实验线路，以保证实验线路连接无误；（4）实验线路连接正确后，接通电源，进行具体实验。
（5）如变动实验线路，必须从（1）重新进行。
故障检查方法与处理：（1）检查元器件的接入电源是否正确；（2）使实验线路处于静态，用万用表“直流电压挡”，从输入级向输出级逐级检查逻辑电平，确定故障点；（3）关闭“数字电路实验箱”电源，用万用表“欧姆挡”，检查实验线路连接是否正确，确定故障点；（4）关闭“数字电路实验箱”电源，按实验操作一般步骤（2）（3）（4）将故障排除。
3．实验报告写实验报告应有如下项目：（1）实验目的（2）实验内容（3）实验设备与元器件（4）实验元器件引脚图（5）实验步骤、实验线路与实验记录等（6）实验结果与故障处理分析、讨论和体会等（7）“思考题”要求同学在完成基本实验内容的前提下去做，并将实验内容、实验所用器件、线路、结果与分析等做副页附在实验报告最后，其副页由实验老师签字确认。
集电极开路、漏极开路、推挽、上拉电阻、弱上拉、三态门、准双向口
集电极开路、漏极开路、推挽、上拉电阻、弱上拉、三态门、准双向口集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路；左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”。
对于图 1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止，所以5v电源通过1k电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止。
我们将图1简化成图2的样子，很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。
而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。
这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。
图3中那个1k的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合，则有电流从1k电阻及开关上流过，但由于开关闭和时电阻为0（方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0，另外对于三极管还存在饱和压降），所以在开关上的电压为0，即输出电平为0。
如果开关断开，则由于开关电阻为无穷大（同上，不考虑实际中的漏电流），所以流过的电流为0，因此在1k 电阻上的压降也为0，所以输出端的电压就是5v了，这样就能输出高电平了。
但是这个输出的内阻是比较大的——即1k，如果接一个电阻为r的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为5*r/(r+1000)伏，所以，如果要达到一定的电压的话，r就不能太小。
如果r 真的太小，而导致输出电压不够的话，那我们只有通过减小那个1k的上拉电阻来增加驱动能力。
但是，上拉电阻又不能取得太小，因为当开关闭合时，将产生电流，由于开关能流过的电流是有限的，因此限制了上拉电阻的取值。
另外还需要考虑到，当输出低电平时，负载可能还会给提供一部分电流从开关流过，因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。
如果我们将一个读数据用的输入端接在输出端，这样就是一个IO口了，51的IO口就是这样的结构，其中P0口内部不带上拉，而其它三个口带内部上拉。
TTL集电极开路门和三态输出门测试
实验四 TTL 集电极开路门和三态输出门测试一、实验目的1、掌握TTL 集电极开路门（OC 门）的逻辑功能及应用。
2、了解集电极负载电阻L R 对集电极开路门的影响。
3、掌握TTL 三态输出门（3S 门）的逻辑功能及应用。
二、实验原理数字系统中有时需要把两个或两个以上集成逻辑门的输出端直接并接在一起完成一定的逻辑功能。
对于普通的TTL 电路，由于输出级采用了推拉式输出电路，无论输出是高电平还是低电平，输出阻抗都很低。
因此，通常不允许将它们的输出端并接在一起使用，而集电极开路门和三态输出门是两种特殊的TTL 门电路，它们允许把输出端直接并接在一起使用，也就是说，它们都具有“线与”的功能。
1、TTL 集电极开路门（OC 门）本实验所用OC 门型号为2输入四与非门74LS03，引脚排列见附录。
工作时，输出端必须通过一只外接电阻L R 和电源Ec 相连接，以保证输出电平符合电路要求。
OC 门的应用主要有下述三个方面：（1）电路的“线与”特性方便的完成某些特定的逻辑功能。
图4-1所示，将两个OC 门输出端直接并接在一起，则它们的输出：21212121B B A A B B A A F F F B A +=•=•=图4-1 OC 与非门“线与”电路 图4-2 OC 与非门负载电阻R L 的确定 即把两个（或两个以上）OC 与非门“线与”可完成“与或非”的逻辑功能。
（2）实现多路信息采集，使两路以上的信息共用一个传输通道（总线）。
（3）实现逻辑电平转换，以推动荧光数码管、继电器、MOS 器件等多种数字集成电路。
OC 门输出并联运用时负载电阻L R 的选择：如图4-2所示，电路由n 个OC 与非门“线与”驱动有m 个输入端的N 个TTL 与非门，为保证OC 门输出电平符合逻辑要求，负载电阻L R 阻值的选择范围为：iHOH OH C L mI nI V E R +-=max iL LM OL C L NI I V E R +-=min 式中：OH I ——OC 门输出管截止时（输出高电平V OH ）的漏电流（约为50uA ） LM I ——OC 门输出低电平V OL 时允许最大灌入负载电流（约为20mA ）iH I ——负载门高电平输入电流（<50uA ）iL I ——负载门低电平输入电流（<1.6mA ）c E ——L R 外接电源电压n —— OC 门个数N ——负载门个数M ——接入电路的负载门输入端总个数L R 值须小于m ax L R ，否则V OH 将下降，L R 值须大于min L R ，否则V OL 将上升，又L R 的大小会影响输出波形的边沿时间，在工作速度较高时，L R 应尽量选取接近min L R 。
数字电子技术 第2章 逻辑门
2
2.1
主要内容：
基本逻辑门
与、或、非三种基本逻辑运算
与、或、非三种基本逻辑门的逻辑功能
41
标准TTL门的输入 / 输出逻辑电平 :
42
CMOS门的输入 / 输出逻辑电平(＋5V电源时) :
4.4V
0.33V
43
传输延迟时间tpd
t pd 1 (tPHL tPLH ) 2
tPHL和tPLH的定义（下图为非门的输入和输出波形） :
44
输入/输出电流 （1）“拉电流”工作状态 （2）“灌电流”工作状态
9
2.1.2 或门
实现“或”运算的电路称为或逻辑门，简称或门 。 逻辑或运算可用开关电路中两个开关相并联的例 子来说明
真 值 表
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
F A B
0 1 1 1
10
“或”运算的逻辑表达式为： F = A+B “或”逻辑的运算规律为：
一般形式
000 0 1 1 0 1 11 1
A
一般形式
A A A A 1 A A 0
14
非门的逻辑符号:
74LS04（六非门）
例2-5 : 向非门输入图示的波形，求其输出波形F。 解：
15
2.2 复合逻辑门
主要内容：
与非、或非、异或、同或的复合逻辑运算 与非门、或非门的逻辑功能 异或门、同或门的逻辑功能 各种复合逻辑门的真值表及输出波形
实验三三态门
实验三三态门实验三三态门一､实验目的1.熟悉计三态输出门的逻辑功能和使用方法。
2.掌握用三态门构成公共总线的特点和方法。
二､实验器材1.数字逻辑实验箱2.双踪示波器3.与非门74LS00(1片)､三态门74LS125(1片)三､预习要求1.复习三态门有关知识,了解其逻辑功能及管脚。
2.复习三态门实现总线传输的方法。
四､实验原理1.三态门(TS)三态门有三种输出状态:高电平输出､低电平输出和高阻输出状态。
常见的三态门有控制端高电平有效和低电平有效两种类型。
三态输出门除了有多输入三态与非门,还经常做成单输入､单输出的总线驱动器,并且输入与输出有同相和反相两种类型。
例如:74LS125就是单输入､单输出的控制端低电平有效的同相三态输出门。
即E=0时,Y=A;E=1时为高阻态。
三态门主要用途之一是实现总线传输,各三态门输出端可以并联使用一个传输通道,以选通的方式传送多路信息。
使用时注意输出端并接的三态门只能有一个处于工作状态(E=0)。
其余必须处于高阻状态(E=1)。
三态门驱动能力强,开关速度快,在中大规模集成电路中广泛采用三态门输出电路,作为计算机和外围电路的接口电路。
如图2-1为三态门逻辑符号。
AB图2-1三态门逻辑符号五､实验内容1.三态门逻辑功能测试:查出三态门74LS125的引脚图,验证各三态门逻辑功能。
按图2-1(A)在实验箱上连线,先接上电源和地线,然后用逻辑电平控制输入端A和使能端E,用L显示输出Y的状态,实验结果填入下表:表2-174LS125逻辑功能表:使能输入端E0011数据输入A0101输出Y2.用三态门74LS125构成公共总线:要求:用三个三态门构成一条公共总线,参考图21(B)。
使三个输入端状态分别为“0”､“1”､CP,观测公共总线输出状态。
(1)按上述要求画出公共总线的逻辑图。
(2)在实验箱上连线:A1､0(GND),A2､1(Vcc),A3､CP(1KHz或100KHz信号源输出),三个使能端E1??E3分别由三个逻辑开关控制其电平的高低。
常用逻辑门电路的研究(一)A
实验内容
注意事项
集电极开路门
实验目的
实验原理
实验内容
注意事项
74LS03 引脚图
几种常用逻辑门的逻辑符号比较示例 标准 非门 与门 国标 或门 与非门 异或门
国外
三、实验内容
1、信号波形的测试
用信号源产生2KHZ方波，调整幅度，用示 方波，调整幅度， 用信号源产生
实验目的
波器实测峰峰值为 ，画出此波形。 波器实测峰峰值为4V，画出此波形。再用信号 实测峰峰值 源产生2KHZTTL信号，画出此波形，并与方波 TTL信号 画出此波形， 信号， 源产生 信号比较，得出相应结论。 信号比较，得出相应结论。
实验目的
这两个波形图，标出信号周期、 这两个波形图，标出信号周期、幅度和两信号 的相位关系。 的相位关系。
实验原理
实验内容
注意事项
四、注意事项
若出现故障，检测时因遵循以下步骤： 若出现故障，检测时因遵循以下步骤：
实验目的
1、检查电源及各使能端。 、检查电源及各使能端。 2、检查各集成块输入输出是否正常。 、检查各集成块输入输出是否正常。 （一级一级检查到集成块引脚，注意 一级一级检查到集成块引脚， 不要造成引脚短路。） 不要造成引脚短路。）
注意事项
二、实验原理
CMOS常用门电路 1. CMOS常用门电路
实验目的
四2 输入或非门
实验原理
实验内容
注意事项
CD4001 引脚图 F=A+B
四2 输入与非门
实验目的
实验原理
实验内容
注意事项
CD4011 引脚图
F= AB
六反相器
实验目的
实验原理
实验内容
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验二 组合逻辑电路
一、 实验目的
了解组合电路的设计方法；尝试用与非门组成简单组合电路。
二、 实验原理
根据一定的逻辑功能设计出的逻辑电路，并不是唯一的，有繁有简。
由于生产和使用与非门集成电路较多，所以，把一般函数式变换成只用与非门就能实现的函数式具有重要意义。
这种函数式应包含逻辑乘及逻辑非运算，而且每个逻辑乘法之上必须有逻辑非运算（即与非-与非表达式。
）
逻辑函数可以用真值表、逻辑表达式、卡诺图、逻辑图和波形图表示。
它们之间有一定的换算规律。
三、 实验仪器与器件：
1、 数字实验箱 一台；
2、集成电路与非门74LS00一块。
四、实验内容
（1）利用与非门组成与门电路； （2）利用与非门组成或门电路；（3）利用四个与非门组成异或门电路。
要求：（1）写出各个门电路的与非—与非表达式；
74LS00逻辑图
（2）画出逻辑电路，标出管脚；
（3）自拟实验步骤，设计表格，测试电路的逻辑功能。
五、研究问题：
如何把与非门作为非门使用？
实验三集电极开路门和三态门
一、实验目的
掌握集电极开路门（OC门）和三态门（TSL门）的功能和应用。
二、实验设备与器件
1、数字电路实验箱一台；
2、OC门74LS22、TSL门74LS126各一块。
三、实验原理
在数字系统中，有时需要把两个或两个以上集成逻辑门的输出端直接并接在一起完成一定的逻辑功能，但普通的TTL门电路不允许将它们的输出端直接并联使用。
而OC门和TSL 门是两种特殊的TTL门电路，它们允许将输出端并接在一起使用。
OC门与普通TTL与非门的区别仅是输出管的集电极是开路（悬空）的，使用时必须外接负载电阻Rc至电源。
三态门是在普通门电路的基础上，附加使能控制端和控制电路构成。
除了通常的高、低电平两种低阻输出状态外，还有第三种输出状态（禁止状态），此时电路与负载之间相当开路。
其主要作用是实现总线传输。
四、电路介绍
集电极开路门（OC门）：采用74SL22，集电极开路四输入二与非门。
三态门（TSL门）：采用74LS126，三态输出四总线缓冲器。
A为输入端，Y是输出端，G是工作方式控制端(也称禁止端或使能端)。
G=1时为正常工作状态，实现Y=A的逻辑功能；G=0时为禁止状态，输出端呈现高阻状态。
五、
实验内容与方法：
1、测量OC 门的逻辑功能。
（1）、按图1接线，输入端接逻辑电平，输出端接LED 。
检查无误后接上电源。
（2）、按表1改变四个输入状态，观察输出端电平显示，并用万用表测输出电压，填表1。
Y
A B C D
图1 测量74LS22 OC 门的逻辑功能
2、用OC 门实现电路的“线与”特性。
按图2接线。
输入端1A 、1B 、2A 、2B 接逻辑电平。
输出端接LED 。
负载门为74LS00。
按表2要求进行测试。
表1
图2 用OC 门实现电路的“线与”特性
3、测量三态门的逻辑功能：
按图3接线，1A 、1G 接逻辑电平，1Y 接电平显示。
按表3要求，给控制端和输入端送入高、低电平，将测得结果填入表3。
表3
图3 测量三态门74LS126的逻辑功能
六、研究问题：
写出图2逻辑电路的逻辑函数表达式。