实验四 三态门
三态门实验实验启发收获
三态门实验实验启发收获近年来，随着科技的飞速发展，人们对于物质的认知也在不断提高。
然而，对于电子学中的一些概念和原理，很多人可能并不了解。
今天，我们将通过讨论三态门实验的实验启发和收获，来帮助大家更好地理解这个概念。
三态门实验是一种基于逻辑电路的实验，它可以帮助我们理解三态门的工作原理和应用。
三态门是一种特殊的逻辑门，它除了具有逻辑高和逻辑低的输出状态，还有一个特殊的状态，即高阻态。
在这个状态下，三态门的输出端与输入端之间是断开的，相当于一个开关断开的状态。
这种特殊的输出状态使得三态门在电子系统中具有广泛的应用，特别是在总线系统中。
通过进行三态门实验，我们可以更直观地感受到三态门的工作原理。
首先，我们需要准备一个三态门芯片和一些外围电路。
接着，我们将输入信号接入到三态门的输入端，然后将输出信号连接到示波器或其他显示设备上。
当我们输入高电平信号时，三态门的输出将变为逻辑高；当我们输入低电平信号时，三态门的输出将变为逻辑低。
但是，当我们输入一个特定的控制信号时，三态门将进入高阻态，输出将断开。
通过这个实验，我们可以清楚地看到三态门的输出状态是如何变化的。
同时，我们还可以通过改变输入信号和控制信号的状态，来观察三态门的不同工作模式。
这样一来，我们就可以更好地理解三态门的原理和应用。
通过三态门实验，我们不仅可以获得对三态门的直观认识，还可以从中获得一些实验启发和收获。
首先，我们可以深入了解逻辑电路的原理和运作方式。
逻辑电路是现代电子系统的基础，了解它的原理对于我们理解和设计电子系统非常重要。
其次，通过实验，我们可以培养工程实践能力和动手能力。
实验是理论知识的实践应用，通过亲自进行实验，我们可以更好地掌握知识，并培养解决问题的能力。
此外，通过实验我们还可以培养观察力和分析能力。
在实验过程中，我们需要观察和分析实验现象，从中总结规律和结论，这对于我们的科学素养和思维能力有很大的帮助。
在进行三态门实验时，我们还可以进一步拓展实验内容，加深对逻辑电路的理解。
三态门及其应用
G
A
Y
0
0/1
1
0/1
2、三态门的应用 （1）利用三态门构成数据总线分时传输信息。
G1 G2 A1
1 G1
A
Y
EN1 1 1
1 G2
011
EN
A2 Y
1 G1 B
EN0
1 G2
0
EN
11
01
E
10
多路开关
(b) 双向传输
总线
逻辑笔
G1 1
EN
E1 A1
G2 1
EN
E2 A2
Gn 1
… EN
分别接逻 辑En开An关
4G 12
4A 4Y 11
3G 10 3A 9
3Y
8
74LS125
1 1A 2 1Y 3 2A 4 2Y 5 3A 6 3Y 7 GND
Vcc
14
6A
13
6Y
12
5A
11
5Y
10
4A
9
4Y
8
74LS04
四、实验内容
1、74LS125三态门逻辑功能测试 将三态门的输入端、控制端分别接逻辑开关，输 出端接逻辑笔的输入插口。按下表测试三态门的 逻辑功能。
实验一 三态门及其应用
一、实验目的 1、学习中规模集成门电路的使用。 2、掌握三态门的逻辑功能。 3、学会三态门的应用。 二、预习要求 1、复习三态门的功能。
三、实验器材
1、数字电路实验箱 2、集成电路芯片：74LS125、74LS04
1 1G
2 1A
3 1Y
集成门电路功能测试(三态门)
集成门电路功能测试实验报告一实验内容1 三态门的静态逻辑功能测试。
2 动态测试三台门。
并画出三态门的输出特性曲线。
输入为CP矩形波。
3 测试三态门的传输延迟时间。
4 动态测试三态门的电压传输特性曲线。
输入为三角波。
二实验条件硬件基础实验箱，函数信号发生器，双踪示波器，数字万用表，74LS125。
三实验原理1 首先测试实验箱上提供的频率电源参数是否正确。
打开实验箱电源，把分别把5MHz的脉冲接入红表笔上，黑表笔接地。
观察示波器显示波形的频率是否为5MHz，经过观察计算，波形频率接近5M。
误差很小，从下图可以看出,ch1为输入波形一个周期占四个格子，可计算得到f=5MHz。
2 三态门的静态逻辑功能测试。
(后面四个实验都是通过示波器在同一时刻测试3动态测试三台门。
并画出三态门的输出特性曲线。
输入为CP矩形波。
使能端无效是波形：使能端有效时输出波形4 测试三态门的传输延迟时间。
通过测量同一时刻的输入输出波形，可以观察到三态门的输出延迟。
得到波形图为CH1，CH2分别为输入输出波形，可以看出在上升沿的输出延迟为10ns然而下降沿的时候的截图已经丢失了，依稀记得在实验时候，测得是数据下降沿的输出延迟与上升沿的不一致，并且比上升沿的短。
为9.6ns，其传输延迟为两个延迟的平均值9.8ns。
5 测试三态门的电压传输特性曲线。
输入为三角波。
得到输入输出波形为：CH1为输入，CH2为输出。
得到阀值电压为0.92V。
四总结这次实验基本上和上次实验的方法一样，没遇到什么大的问题。
就是还是粗心。
五评价实验效果挺好。
巩固了对逻辑器件的功能测试的方法和操作。
三态门实验报告
三态门实验报告三态门实验报告引言：在科学研究中，实验是获取真实数据和验证理论的重要方法之一。
本次实验旨在研究三态门的工作原理和应用。
通过实验，我们能够深入了解三态门的特性，并进一步探究其在现实生活中的应用。
一、实验目的本次实验的目的是通过搭建三态门电路，观察和分析三态门的工作原理，探究其在数字电路中的应用。
二、实验材料和仪器本次实验所需材料和仪器如下：1. 电路板2. 三态门芯片3. 连接线4. 电源5. 开关6. LED灯三、实验步骤1. 将三态门芯片插入电路板中，并用连接线连接芯片和其他元件。
2. 将电源接入电路板，确保电路板正常供电。
3. 通过开关控制输入信号，观察LED灯的亮灭情况。
四、实验结果和分析通过实验观察和数据记录，我们得出以下实验结果和分析：1. 当输入信号为低电平时，LED灯熄灭。
2. 当输入信号为高电平时，LED灯点亮。
3. 当输入信号为无效电平时，LED灯保持上一状态。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：三态门是一种数字逻辑门，具有三个输入端和一个输出端。
它的工作原理是根据输入信号的不同状态，输出相应的电平。
当输入信号为低电平时，输出为低电平；当输入信号为高电平时，输出为高电平；当输入信号为无效电平时，输出保持上一状态。
五、三态门的应用三态门在数字电路中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 数据总线控制：在计算机系统中，三态门常用于数据总线的控制，实现数据的传输和共享。
2. 内存芯片：三态门可以用于内存芯片的控制线路，实现数据的读取和写入。
3. 多路选择器：三态门可以用于多路选择器的实现，根据输入信号的不同状态，选择不同的输入通路。
4. 缓冲器：三态门可以用作缓冲器，将信号从一个电路传递到另一个电路，保持信号的强度和波形。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了三态门的工作原理和应用。
三态门作为一种重要的数字逻辑门，在现代电子技术中起着重要的作用。
通过进一步研究和实践，我们可以更好地应用三态门，推动数字电路技术的发展。
实验四集电极开路门与三态门输出的应用
集电极开路门与三态门输出的应用一．实验内容与目的实验目的：进一步了解逻辑门的结构，熟悉OC 门和三态门的逻辑功能和用途，特别是集电极负载电阻R L 对OC 门的影响。
实验内容：1.用OC门74LS03验证OC门的“线与”功能。
2.测试输出电平的转换得出结论3.验证三态门74LS125的逻辑功能。
当E拔无效为高电平，三态门输出为高阻态时，输出Y对应开关K的状态（接+5V或地）为高电平或低电平；当E 拔有效为低电平时，Y=A。
4.测试上拉电阻的取值范围。
实验仪器：HBE硬件基础电路实验箱，数字万用表元器件：74LS00，74LS03,74LS06,74LS125二．实验过程与数据分析1.用OC门74LS03验证OC门的“线与”功能步骤：了解74LS03的引脚排列图：定位标志下的引脚1，然后逆时针开始引脚2,3…13,14共十四的引脚，其中下行为引脚1到引脚7，上行为引脚8到引脚14，引脚7接地，引脚14接点语言正极，引脚1引脚2为逻辑与非门的输入端，引脚3为其逻辑输出端，依次引脚4,5,6，引脚13,12,11，引脚10,9,8为一个独立的逻辑与非门，其中引脚6,11,8为各自的输出端。
然后按照引脚内部排列的各自功能接线：打开实验箱电源，找到实验箱上已经固定好的74LS03（这里在实验箱的IC15 DIP14），用导线把引脚7 接实验箱的接地插孔，引脚14用导线接实验箱的直流5V电源插孔。
然后在实验箱的十六位逻辑电平输出中选择两位用导线各自连接74LS03的引脚1，引脚2作为与非门的输入端，把74LS03的引脚3输出端用导线连接到十六位逻辑电平显示中的一个插孔中。
然后按下5V直流电源的开关。
开始测试。
实验连接的电路图如下：OC门74LS03的测量结果如下：分析：2.输出电平的转换测试OC门74LS03的输出电压，参考下图，输入A、B接逻辑电平输出信号，输出端Y接直流电压表。
VL接+5V，电阻RL为4.7千欧，观测输出与输入信号的逻辑关系，如果去掉RL，观测输出信号的变化。
三态门和集电极开路(OC)门实验报告
4、验证 74LS03 集成电机开路门的逻辑功能
接上拉电阻
不接上拉电阻
A/V
B/V
Y/V
A/V
B/V
Y/V
4.93
4.93
0.17
4.93
4.93
0
4.93
0
12.15
0
0
0
0
4.93
12.15
0
4.93
0
0
0
12.15
4.93
0
0
由上表可得，当不接上拉电阻时，Y 端始终为 0；当接上拉电阻时，Y 当且仅
ENi
Ai/V
Yi/V
0
4.92
3.65
0
0
0.12
当 EN=0V 时，Y 端的逻2、用 74LS125 三态门构成 1 位 2 选 1 数据选择器
S0
D0
D1
Y
0
1KHZ
1
3V
1KHZ, 2.8V
5V
4.2V
由上表可知，当 S0=0 时，Y=D0；当 S0=1 时，Y=D1。
• 分别在输出端接上拉电阻和不接上拉电阻的情况下，测量 74LS03的一个逻辑门的逻辑关系，并填入下表
• 注意：芯片电源电压必须是 5V！若接 12V 将导致器件烧毁！
5、74LS03 实现线与、电平转换功能
• 按右图VCC接5V，测量输入端A,B及 输出端Y 的电压值，填入下表
• 若将多个相同集电极开路门的输出连在 一起接上拉电阻，则只要有输出门为低 电平，输出端就为低电平，逻辑功能上 是与的关系，称为线与
2、用 74LS125 三态门构成 1 位 2 选 1 数据选择器
1. 用74LS125按右图连接电路
三态门、OC门的设计与仿真实验报告
三态门的设计与仿真实验报告一、实验内容1、用逻辑图和VHDL语言设计三态门，三态门的使能端对低电平有效。
2、应用MaxplusII软件对三态门和OC门进行编译、仿真和模拟。
3、在“MaxplusII软件的基本操作”实验的基础上，能更加熟练的掌握应用MaxplusII软件，从而更形象更深层次的理解三态门和OC门。
二、实验平台及实验方法用VHDL语言编写三态门和OC门的程序，运用Maxplus软件进行仿真，再结合FPGA（即对实验箱的芯片进行编译）进行验证。
也可以用原理图进行文本设计，波形设计。
逻辑符号图：真值表：EN A OUT0 0 HI-Z0 1 HI-Z1 0 01 1 0电路图：三、实验过程1．启动MaxplusII软件；2．新建一个文本编辑文件，输入三态门的VHDL语言；3．编译。
点击file→save as,保存文件名为tri-s名称，扩展名为vhd，选择芯片类型为EPF10K20TI144-4，保存并进行编译，若编译结果出现0 error，0 warnings则说明编译通过。
4．仿真波形。
点Max+plus II→Waveform editor,出现波形图的设置界面，然后点Node→Enter Nodes from SNF→list,将输入输出端添加到界面，并设置其周期和输入波形，保存后，点Max+plus II→Simulator，即可仿真出输出的波形。
5．设计芯片。
点Max+plus II→Floorplan editor，将Unassigned Nodes & 栏中，电路的输入输出节点标号直接用鼠标“拖到” 想分配的引脚上(enabel:88,datain:89,dataout:12),点Max+plus II→programmer→configuer,然后就可以操作试验箱，观察三态门的工作情况。
四、实验结果实验步骤：1、用VHDL语言来编写程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY tri_s ISPORT(enable,datain:IN STD_LOGIC;dataout:OUT STD_LOGIC);END tri_s;ARCHITECTURE bhv OF tri_s ISBEGINPROCESS (enable,datain)BEGINIF enable='1' THEN dataout<=datain;ELSE dataout<='Z';END IF;END PROCESS;END bhv;2、将上述程序保存为文件名为tri_s.vhd的文件，点击Maxplus里的compiler进行编译，出现如下图，编译成功。
三态门实验
题目：4.3三态门实验目录1. 数字逻辑和数字系统实验 (3)1.1.三态门实验 (3)1.1.1.实验目的 (3)1.1.2.实验内容 (3)1.1.3.实验方法 (3)1.2.实验结果....................................................................... 错误！未定义书签。
2.实验图片 (5)1. 数字逻辑和数字系统实验三态门实验实验目的：1.掌握三态门逻辑功能和使用方法。
2.掌握用三态门构成总线的特点和方法。
3.初步学会用示波器测量简单的数字波形。
实验内容：1.74LS125三台们的输出负载为74LS00一个与非门输入端。
74LS00同一个与非门的另一个输入端接低电平，测试74LS125三态门三态输出、高电平输出、低电平输出的电压值。
同时测试74LS125三态输出时74LS00输出值。
2. 74LS125三台们的输出负载为74LS00一个与非门输入端。
74LS00同一个与非门的另一个输入端接高电平，测试74LS125三态门三态输出、高电平输出、低电平输出的电压值。
同时测试74LS125三态输出时74LS00输出值。
3.用74LS125两个三态门输出构成一条总线。
使两个控制端一个为低电平，另一个为高电平，一个三态门的输入接50KHz信号，另一个三态门的输入接500KHz信号，用示波器观察三态门的输出。
实验方法1.实验所用仪器和仪表：四2输入正与非门74LS00 1片三态输出的四总线缓冲门74LS125 1片万用表示波器2.实验接线图：实验结果1.当74LS00引脚2为低电平时，测试74LS125引脚3和74LS00引脚3，结果如下：三态门输出高电平 4.58V三态门输出低电平0.11V三态门三态输出 2.30V74LS00引脚3输出 4.53V2.当74LS00引脚2为低电平时，测试74LS125引脚3和74LS00引脚3，结果如下：三态门输出高电平 4.26V三态门输出低电平0.11V三态门三态输出 1.68V74LS00引脚3输出0.18V3.用三态门74LS125构成总线时，只要将三态门输出并联即可，在任何时刻，构成总线的三态门中只允许一个控制端为低电平其余控制端应为高电平。
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第四次实验报告
实验内容：
1、TTL三态门的逻辑功能
2、TTL三态门的电压输出时间
3、74LS125的电压传输特性曲线
实验仪器与元器件：
自制硬件基础电路实验箱、双踪示波器、数字万用表、74LS125
实验预习：
1、三态门(TS)
所谓三态是指输出端而言，普通的TTL与非门其输出极的两个晶体管T4、T5始终保持一个导通，另一个截止的推拉状态。
T4导通，T5截止，输出高电平Y=1；T4截止，T5导通，输出低电平，Y=0。
三态门除了上述两种状态外，又出现了T4、T5同时截止的第三种状态。
因为晶体管截止时c、e之间是无穷大阻抗，输出端Y对地、对电源（v cc）阻抗无穷大。
因此这第三种状态也称高阻状态。
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。
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。
如图为三态门的电路图：
2、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。
控制信号可在E N处加入，也可在处加入：
E N＝0，＝1，则C=0，v B1=0.9V，v c2＝0.9V
v B4＝v c2＝0.9V，T4截止（T4导通的电位v B4>1.4V）
v B1=0.9V，T5截止，输出端Y为高阻状态。
E N＝1，＝0，C=1，对与非门另两个A、B输入端无影响，为正常的与非门电路。
当A＝B＝1，则T2、T5导通，v c2＝1.0V（前已分析）。
二极管D处于反相截止状态（因为其阳极电压v c2＝1.0V，小于阴极C点电位v IH=3.4V），在电路中不起作用。
若A、B中有一个为0，则T2、T5截止，由于v c2＝v IH＋0.7＝4.1V，
足够保证T4导通。
即当E N＝1（＝0），二极管D在电路中不起作用，电路保持完整的与非门逻辑功能。
实验电路：
1、测试逻辑功能的电路
静态测试：
动态测试：
2、测试电压传输特性曲线的电路
实验过程及数据：
1、验证三态门74LS125逻辑功能的静态测试
（1）连接测试电路：将74LS125的14脚和7脚分别接到实验平台的5V直流电源的“+5V”和“GND”端处，TTL数字集成电路的工作电压为5V；将1脚和2脚连接到“十六位逻辑电平输出”；将3脚连接到“十六位逻辑电平显示”；
（2）通过控制开关可使电阻接+5v或地，当使能端无效为高电平，三态门输出为高阻态时，输出Y对应开关K的状态为高电平或低电平；当使能端有效为低电平时，Y=A；
（3）同时测出电压值并记录数据。
逻辑功能表：
使能输入端E数据输入A 输出Y
0 0.00 0 0.00 0.16 绿灯
0 0.00 1 4.00 2.50 红灯
1 4.00 0 0.00 3.54 灯灭
1 4.00 1 4.00 2.50 灯灭
2、验证三态门74LS125逻辑功能的动态测试
输入输出图像：
3、74LS125电压传输特性曲线：
4、测试三态门的电压传输时间
时间延迟由图像得出为20ns
实验总结与分析：
1、本次试验了解了三态门的特性，更加熟悉了使能端的特点；
2、实验过程出现严重误差，主要是由于对三态门的原理没有掌握。