《电子技术应用项目式教程配套教学课件王志伟 项目11 门电路认知及应用电路的制作》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子技术应用项目式教程配套教学课件王志伟 项目11 门电路认知及应用电路的制作（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目十一门电路认知及应用电路的制作 11 1基本集成门电路认知及测试 11 2集成组合逻辑门电路认知及测试 11 3常用集成TTL及CMOS门电路认知 11 4数显电容计超量程指示电路的制作 项目目标 认识常见的集成门电路 制作数显电容计超量程指示部分的电路 项目要求 超量程在整个电路过程中的作用是当计数器计数的脉冲超过999时 产生一个指示信号 项目提示 数显电容计超量程指示电路如图11 1所示 项目任务 图11 1数显电容计超量程指示电路实物 11 1基本集成门电路认知及测试 a 74LS154 b 74LS00 c 74LS164 d 74LS02 e CG2260 f SD8272 g
2、 CG2272 h LX4A01 图11 2集成门电路实物图 先来测试一下 测试电路如图11 3所示 a 74LS08测试电路 b 74LS32测试电路 图11 3门电路测试电路 1 SN74LS00及CD4001逻辑功能测试 查得SN74LS00及CD4001的外部引脚分布图 选择A1 B1 Y1引脚 按图11 10 a 和 b 在面包板上正确接线 并按74LS08和74LS32测试步骤进行相同的测试 2 测试结果分析 1 SN74LS00测试结果表明只有当两输入端均为高电平时 Y输出为低电平 其它三种情况均为高电平 其逻辑功能如下表11 6所示 表11 6SN74LS00测试记录表 测试步
3、骤 2 CD4001测试结果表明其逻辑功能是输入端全为低电平时 输出才为高电平 其它三种情况输出均为低电平 其逻辑功能如下表11 7所示 表11 7CD4001测试记录表 其逻辑符号及外部引脚如图11 11所示 a 逻辑符号 b 外部引脚 图11 11与非门SN74LS00逻辑符号及外部引脚 CD4001为四2输入或非门 其特性表达式为 其逻辑符号及外部引脚如图11 12所示 a 逻辑符号 b 外部引脚 图11 12与非门CD4001逻辑符号及外部引脚 与或非门电路相当于两个与门 一个或门和一个非门的组合 可完成与或非运算 与或非门电路用图11 13所示的逻辑符号表示 其逻辑表达式为 11 1
4、3与或非门逻辑符号 二 异或门 异或是一种二变量逻辑运算 当两个变量取值相同时 逻辑函数值为0 当两个变量取值不同时 逻辑函数值为1 异或的逻辑表达式为 其逻辑符号如图11 14所示 11 14异或门逻辑符号 一 与或非门 三 同或门 同或运算符号是 当两个变量取值不同时 逻辑函数值为0 当两个变量取值相同时 逻辑函数值为1 输入相异时为0 同或运算的逻辑表达式为 Y A B 其特性表如表11 9所示 表11 9同或运算列表 其逻辑符号如图11 15所示 11 15同或门逻辑符号 11 3常用集成TTL及CMOS门电路认知 一 TTL集成逻辑门电路 1 TTL反相器 输出和输入之间是反相关系
5、即 2 三态门 1 三态门特性 其输出有0 1和高阻三种状态 如图11 20所示为三态与非门逻辑符号 图11 20三态与非门逻辑符号 2 三态门的应用 图11 21 a 所示为三态与非门组成的单向总线 可实现信号的分时传送 图11 21 b 所示为三态非门组成的双向总线 a 单向总线 b 双向总线 图11 21三态门组成的总线 其输出逻辑函数式为 3 集电极开路与非门 OC门 集电极开路与非门 其逻辑符号如图11 22所示 图11 22集电极开路与非门逻辑符号 1 集电极开路与非门实现线与 图11 23OC门实现线与 此时的逻辑关系为 2 电平转换 把上拉电阻接到10V电源上 这样在OC门输入
6、普通的TTL电平时 其输出高电平都可为10V 图11 24实现电平转换图 3 用做驱动器 图11 25驱动发光二极管 二 常用集成TTL门电路多余输入端的处理 1 TTL与门 与非门的多余输入端的处理 a 并联 b 悬空 c 通过电阻接高电平 2 TTL或门 或非门的多余输入端的处理 a 并联 b 接低电平或接地 图11 27TTL或门 或非门多余输入端的处理 图11 26TTL与门 与非门多余输入端的处理 3 异或门的输入端处理 a 同相 b 反相 图11 28异或门的输入端处理 4 TTL集成电路使用规则 1 接插集成块时 要认清定位标记 不得插反 2 电源电压使用范围为 4 5V 5 5
7、V之间 3 输入端通过电阻接地 电阻值的大小将直接影响电路所处的状态 当R 680 时 输入端相当于逻辑 0 当R 4 7K 时 输入端相当于逻辑 1 4 输出端不允许并联使用 5 输出端不允许直接接地或直接接 5V电源 有时为了使后级电路获得较高的输出电平 允许输出端通过电阻R接至VCC 一般取R 3 5 1K 5 集成TTL电路分类 表11 1174系列集成TTL电路类型 三 CMOS集成逻辑门电路 1 CMOS集成电路特点 CMOS集成电路的特点是功耗极低 输出幅度大噪声容限大 扇出能力强 2 集成CMOS电路特性参数 1 输出高电平VOH与输出低电平VOL 2 阈值电压VTH 3 抗干
8、扰容限 4 传输延迟与功耗 5 扇出系数 3 CMOS电路多余输入端处理方法 1 CMOS与门 与非门 处理方法有两种 多余端与其它有用的输入端并联使用 将多余输入端接高电平 图11 29CMOS与非门多余输入端的处理 2 CMOS或非门 处理方法也有两种 多余端与其它有用的输入端并联使用 将多余输入端接地 图11 30CMOS或非门多余输入端的处理 4 使用注意事项 1 器件应在导电容器内存放 器件引线可用金属导线 导电泡沫等将其一并短路 2 多余输入端不允许悬空 应按逻辑要求处理接电源或地 否则将会使电路的逻辑混乱并损坏器件 3 器件的输入信号不允许超出电源电压范围 或者说输入端的电流不得
9、超过10mA 4 CMOS电路的电源电压应先接通 再接入信号 否则会破坏输入端的结构 工作结束时 应先断输入信号再切断电源 5 输出端所接电容负载不能大于500pF 否则输出级功耗过大而损坏电路 6 CMOS电路不能以线与方式进行连接 5 集成CMOS电路分类 表11 13集成CMOS电路类型 11 4数显电容计超量程指示电路的制作 项目电路如图11 31所示 图11 31超量程指示部分原理图 制作步骤 1 按图正确接线 并将开关S1 S2均拨至接地端 确认无误后通电并观察LED的工作情况 2 将单刀双掷开关S1扳至电源端持续几秒后接地 使CD4001的8脚输入正脉冲 再次观察LED的工作情况
10、 3 将复位开关S2拨至电源端可靠复位 重复 1 和 2 的过程 测试结果分析 1 当CD4001的8脚输入为低电平时 10脚输出为高电平 故发光二极管熄灭 代表所测电容大小未超过最大值 2 当CD4001的8脚输入高电平时 则10脚必输出0 发光二极管亮 表明所测电容超出最大值 3 当复位信号为高电平时 则端被置1 LED熄灭 等待下一次测量 测试完毕 将面包板上所有元件安装于数显电容计PCB板上 1 最基本的逻辑运算有与 或 非运算 2 目前普遍使用的数字集成电路主要有两大类 即TTL集成电路和CMOS集成电路 3 TTL集成逻辑门电路的输入级采用多发射极三级管 输出级采用达林顿结构 这不仅提高了门电路的开关速度 也使电路有较强的带负载能力 4 在TTL系列中OC门能够实现线与 还可用来驱动需要一定功率的负载 三态门可用来实现总线结构 5 CMOS集成电路与TTL门电路相比 优点是功耗低 扇出数大 噪声容限大 开关速度与TTL接近 已成为数字集成电路的发展方向 知识重点小结
