为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划基本门电路实验报告 实验一：TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试 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器件的使用规则 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 本实验采用四输入双与非门74LS20，即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端其逻辑框图、符号及引脚排列如图2－1(a)、(b)、(c)所示 (b) (c) 图2－174LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列 1、与非门的逻辑功能 与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平 其逻辑表达式为Y＝2、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，电源提供的电流是不同的 ICCL是指所有输入端悬空，输出端空载时，电源提供器件的电流ICCH是指输出端空截，每个门各 有一个以上的输入端接地，其余输入端悬空，电源提供给器件的电流。
通常ICCL＞ICCH，它们的大小标志着器件静态功耗的大小器件的最大功耗为PCCL＝VCCICCL手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗ICCL和ICCH测试电路如图2－2(a)、(b)所示 [注意]：TTL电路对电源电压要求较严，电源电压VCC只允许在＋5V±10％的范围内工作，超过将损坏器件；低于器件的逻辑功能将不正常 (a)(b)(c)(d) 图2－2TTL与非门静态参数测试电路图 (2)低电平输入电流IiL和高电平输入电流IiHIiL是指被测输入端接地，其余输入端悬空，输出端空载时，由被测输入端流出的电流值在多级门电路中，IiL相当于前级门输出低电平时，后级向前级门灌入的电流，因此它关系到前级门的灌电流负载能力，即直接影响前级门电路带负载的个数，因此希望IiL小些IiH是指被测输入端接高电平，其余输入端接地，输出端空载时，流入被测输入端的电流值在多级门电路中，它相当于前级门输出高电平时，前级门的拉电流负载，其大小关系到前级门的拉电流负载能力，希望IiH小些由于IiH较小，难以测量，一般免于测试 IiL与IiH的测试电路如图2－2(c)、(d)所示。
3)扇出系数NO 扇出系数NO是指门电路能驱动同类门的个数，它是衡量门电路负载能力的一个参数，TTL与非门有两种不同性质的负载，即灌电流负载和拉电流负载，因此有两种扇出系数，即低电平扇出系数NOL和高电平扇出系数NOH通常IiH＜IiL，则NOH＞NOL，故常以NOL作为门的扇出系数 NOL的测试电路如图2－3所示，门的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载RL，调节RL使IOL增大，VOL随之增高，当VOL达到VOLm 时的IOL就是允许灌入的最大负载电流，则 IOL 通常NOL≥8N OL? IiL (4)电压传输特性 门的输出电压vO随输入电压vi而变化的曲线vo＝f(vi)称为门的电压传输特性，通过它可读得门电路的一些重要参数，如输出高电平VOH、输出低电平VOL、关门电平VOff、开门电平VON、阈值电平VT及抗干扰容限VNL、VNH等值测试电路如图2－4所示，采用逐点测试法，即调节RW，逐点测得Vi及VO，然后绘成曲线 图2－3扇出系数试测电路图2－4传输特性测试电路(5)平均传输延迟时间tpd tpd是衡量门电路开关速度的参数，它是指输出波形边沿的至输入波形对应边沿点的时间间隔，如图2－5所示。
(a)传输延迟特性(b)tpd的测试电路 图2－5 图2－5(a)中的tpdL为导通延迟时间，tpdH为截止延迟时间，平均传输延迟时 tpd? 12 (tpdL?tpdH) 间为 tpd的测试电路如图2－5(b)所示，由于TTL门电路的延迟时间较小，直接测量时对信号发生器和示波器的性能要求较高，故实验采用测量由奇数个与非门组成的环形振荡器的振荡周期T来求得其工作原理是：假设电路在接通电源后某一瞬间，电路中的A点为逻辑“1”，经过三级门的延迟后，使A点由原来的逻辑“1”变为逻辑“0”；再经过三级门的延迟后，A点电平又重新回到逻辑“1”电路中其它各点电平也跟随变化说明使A点发生一个周期的振荡，必须经过6级门的延迟时间因此平均传输延迟时间为 tpd? T6 TTL电路的tpd一般在10nS～40nS之间74LS20主要电参数规范如表2－1所示 三、实验设备与器件 1、+5V直流电源2、逻辑电平开关3、逻辑电平显示器4、直流数字电压表5、直流毫安表6、直流微安表 7、74LS20×2、1K、10K电位器，200Ω电阻器()四、实验内容 在合适的位置选取一个14P插座，按定位标记插好74LS20集成块。
1、验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能 按图2－6接线，门的四个输入端接逻辑开关输出插口，以提供“0”与“1”电平信号，开关向上，输出逻辑“1”，向下为逻辑“0”门的输出端接由LED发光二极管组成的逻辑电平显示器的显示插口，LED亮为逻辑“1”，不亮为逻辑“0”按表2－2的真值表逐个测试集成块中两个与非门的逻辑功能74LS20有4个输入端，有16个最小项，在实际测试时，只要通过对输入1111、0111、1011、1101、1110五项进行检测就可判断其逻辑功能是否正常 2、74LS20主要参数的测试 (1)分别按图2－2、2－3、2－5(b)接线并进行测试，将测试结果记入表2－3中 表 2－3 实验报告 课程名称：数字电子技术基础 实验项目：与门，与非门等门电路实验实验时间：实验班级：总份数：48指导教师： 学院 二〇一三年九月十一日 广东技术师范学院实验报告 学院：姓名：实验地点： 专业：学号： 班级： 成绩： 组别：组员： 指导教师签名： 实验日期： 实验一与门，与非门等门电路实验 1.实验项目名称：与门，与非门等电路实验 2.实验目的和要求： 了解STE-3基本模块的供电方式。
熟悉STE-3基本模块的使用熟悉并掌握各门电路的逻 辑功能 3.实验原理： STE-3模块使用时，实验板、电源、适配器是必须配备的单元插上电源，连接适配器的 连接插头，把适配器安置在实验板，此时，实验板上已通上了5V直流电，其它模块安置在实验板，5V直流电通过实(转载于:写论文网:基本门电路实验报告)验板供给各模块适配器除了供给5V电源功能外，还带有一个按钮开关，1路25Hz的脉冲，1路1HZ的脉冲，脉冲信号必须在R端口接0时才有输出 4.主要仪器设备： 名称1．适配器2．四位输入器3．4与门4．4或门5．4异或门6．4与非门7．4或非门8．电源9．实验板10．电子导线 数量1只1只1只1只1只1只1只1只1块若干 型号SD128SD101SD103SD109SD122SD108SD1215V5孔 5.实验内容及步骤： 1.用4与门进行的与门实验 像这样由四个部分组成的元件，包含四个完全独立的逻辑门，每个门都有两个输入端和 一个输出端通过改变输入器上的转换开关来得到想要的变量，观察输出端上LED指示灯的变化输出信号为1时，LED灯亮，输出信号为0时，LED灯不亮。
根据实验电路图1-1，在实验板上插上适配器，四位输入器和4与门进行连线将结果填入表1-1，比较与输入变量之间的联系 图1-1 表1-1 2.用4与非门进行的与非门实验 根据实验电路图1-2，在实验板上插上适配器，四位输入器和4与非门进行连线实验步骤同与门，将结果填入表1-1，比较与输入变量之间的联系 图1-2 3.用4或门进行的或门实验 根据实验电路图1-3，在实验板上插上适配器，四位输入器和4或门进行连线实验步骤同上，将结果填入表1-1，比较与输入变量之间的联系 图1-3 4.用4或非门进行的或非门实验 根据实验电路图1-4，在实验板上插上适配器，四位输入器和4或非门进行连线实验步骤同上，将结果填入表1-1，比较与输入变量之间的联系 图1-4 5.用4异或门进行的异或门实验 根据实验电路图1-5，在实验板上插上适配器，四位输入器和4异或门进行连线实验步骤同上，将结果填入表1-1，比较与输入变量之间的联系 6.问题与讨论： 根据实验结果，分析各个门在什么情况下输出信号为1，在什么情况下输出信号为0 根据表1—1可知，各个门电路中的灯亮情况如下： 1、与门：在与门电路中，要在两个输入端同时处于连通状态时，输出信号为1；若是两个输入端有任意一个或两个均处于断开状态，则输出信号为0。
2、与非门：在与非门电路中则与与门电路相反，即当若是两个输入端有任意一个或两个均处于断开状态，输出信号为1；若两个输入端同时处于连通状态时，则输出信号为0 3、或门：在或门电路中，两个输入端有任意一个或两个均处于连通状态时，输出信号为1；若两个输入端同时处于断开状态，则输出信号为04、或非门：在或非门电路中则与或门电路相反，两个输入端有任意一个或两个均处于连通状态时，输出信号为0；若两个输入端同时处于断开状态，则输出信号为1 5、异或门：在异或门电路中，两个输入端同时处于同一状态，即同时为连通状态或断开状态，则输出信号为0；若两个输入端同时处于不同状态，即其中一个输入端为断开状态，另一个为输入状态，则输出信号为1 实验一基本门电路的逻辑功能及逻辑变换 姓名：陈佳敏洪会珍 学号：229XXXX学院：信息科学与技术学院系别：计算机专业：计算机试验日期： 一、实验目的 熟悉各种门电路的逻辑功能，掌握数字逻辑实验电路的基本连接方法和检测手段，学会识别各种集成逻辑门的管脚排列序号和门电路多余引脚的处理方法，学会将某些逻辑门实现的逻辑功能变换为用其它逻辑门来实现 二、实验设备和器材 数字逻辑实验箱1台万用表1块输入四与非门1片六非门1片输入四或非门1片输入四与门1片输入四或门1片输入四异或门1片三态门1片 三、实验内容和步骤 按实验目的和内容要求，在完成实验预习报告的基础上，根据实验实际情况如实填写实验数据。
对实验中出现的问题及时总结和请教指导教师 1．按图分别将被测门电路插在实验仪的面包板上，缺口标记朝左边，然后将电源线、地线、输入线和输出线接到相应的引脚输入端的低电平“0”和高电平“1”由实验仪的逻辑电平开关提供，输出端电平高低用LED指示灯或万用表来测试实验仪的LED指示灯亮表示输出为高电平“1”，不亮则为输出低电平“0”用万用表测试时，电压4V左右表示输出为“1”，电压左右表示输出为“0” 图 输入端分别输入各种电平，按表，记录其相应的输出，列出真值表由真值表判断其逻辑功能，并写出逻辑表达式 2．对F5、F7、F9的逻辑表达式进行逻辑变换，采用与非门电路实现填写真值表，检查逻辑功能是否一致 F9本身就是由与非门电路组成，F9=A+B 3．按图和分别进行三态门实验，用万用表测试输出信号，列出真值表图(b)为用三态门来构成系统总线的基本方法，注意1E、2E最多仅能一个为“0” 图图 四。