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1、1实验一逻辑门电路的逻辑功能与性能参数测试实验一逻辑门电路的逻辑功能与性能参数测试实验一逻辑门电路的逻辑功能与性能参数测试实验一逻辑门电路的逻辑功能与性能参数测试 一、实验目的一、实验目的 1熟悉数字万用表、示波器和数字电路基础实验箱的使用；2掌握TTL和CMOS与门主要参数的测试方法；3了解门电路的电压传输特性的测试方法；4掌握74LS00与非门、74LS02或非门、74136异或门、74LS125三态门和CC4011门电路的逻辑功能；5掌握三态门的逻辑功能。 2012-3-202实验一实验一 与非门测试与非门测试二、预习要求二、预习要求 1了解TTL和CMOS与非门主要参数的定义和意义。2
2、熟悉各测试电路，了解测试原理及测试方法。3熟悉74LS00、74LS02、74136、74LS125和CC4011的外引线排列。4画实验电路和实验数据表格。2012-3-203三、实验内容与要求1、测量、测量TTL与非门的主要参数与非门的主要参数 （1）输出高电平）输出高电平VOH测试（图测试（图1.1）（2）输出低电平）输出低电平VOL测试（图测试（图1.2） 图图1.12012-3-204空载 带载 (5.1K)带载 (510)VOH VOL TTL与非门的电源电压与非门的电源电压只能只能是是+5VTTL与非门多余输入端处理：与非门多余输入端处理：接接+5V、并联、并联 、悬空。、悬空。（
3、3）输入短路）输入短路IIS测试（图测试（图1.3） mAIIS图图1.32012-3-205（4）扇出系数）扇出系数N的测试（图的测试（图1.4）VmARP510100+ +- -Vo0.4V为合格为合格图图1.41.4NIOL/ /IIS8为合格。为合格。2012-3-2062 .测量测量TTL与非门的电压传输特性与非门的电压传输特性(选做）选做）在示波器上用在示波器上用X-Y显示方式观察曲线，并用坐标显示方式观察曲线，并用坐标纸描绘出特性曲线，在曲线上标出纸描绘出特性曲线，在曲线上标出VOH、VOL、VON、VOFF，计算，计算VNH、VNL。如图如图1.5 所示。所示。如图如图1.52
4、012-3-207测试要点：测试要点：1、首先：观察、首先：观察Vi、VO波形波形（直流耦合方式）。（直流耦合方式）。2、 示波器作为示波器作为“X/Y”显示显示方式。方式。3、找到电压传输特性的、找到电压传输特性的坐坐标原点。标原点。 4、画出特性曲线并标上、画出特性曲线并标上出所有参数。出所有参数。如何找如何找“X、Y”轴坐标原点？轴坐标原点？2012-3-2083. 3. 与非门的逻辑功能要求：与非门的逻辑功能要求：按与非门真值表逐项验证即可按与非门真值表逐项验证即可4. CMOSCMOS与非门的测试与非门的测试表1.1 TTL与非门功能表(1)输出高电平输出高电平VOH输出高电平输出高
5、电平VOH是指在规定的电源电压是指在规定的电源电压(例如例如5V)下，输出端开路时的下，输出端开路时的输出高电平通常输出高电平通常VOHVDD。(2)输出低电平输出低电平VOL输出低电平输出低电平VO是指在规定的电源电压是指在规定的电源电压(例如例如5V)下，输出端下，输出端开路时的输出低电平通常开路时的输出低电平通常VO。(3)验证验证CC4011的逻辑功能（表格自列）的逻辑功能（表格自列） 2012-3-209将其中任一输入端接地，其余输入端接高电平时测将其中任一输入端接地，其余输入端接高电平时测VOH；输入端全部接高电平时测；输入端全部接高电平时测VO。如图。如图1.6所示。所示。V+-
6、VOVSSCMOS图图1.62012-3-20106 6、CMOSCMOS与非门的电压传输特性（选做）与非门的电压传输特性（选做）CMOS与非门的电压传输特性是指与非门输出电与非门的电压传输特性是指与非门输出电压随输入电压而变化的曲线。这个特性曲线很接近压随输入电压而变化的曲线。这个特性曲线很接近理想的电压传输特性，是目前其它任何逻辑电路都比不理想的电压传输特性，是目前其它任何逻辑电路都比不上的，电压传输特性曲线如图上的，电压传输特性曲线如图1. 7所示。所示。 CMOS与非门的电压传输特性曲线测试方法与与非门的电压传输特性曲线测试方法与TTL 与非门的电压传输特性曲线测试方法基本一样只是将与
7、非门的电压传输特性曲线测试方法基本一样只是将不用的输入端接到电源不用的输入端接到电源VDD上即可，不得悬空。测试上即可，不得悬空。测试电路如图电路如图1. 8所示。所示。2012-3-2011从特性曲线上可知，从特性曲线上可知，CMOS与非门输出的高电接近电与非门输出的高电接近电源电压源电压VDD，输出低电平接近，输出低电平接近V。VT为为CMOS与非门与非门的转换电压，也称阈值电压，即当输入电压超过的转换电压，也称阈值电压，即当输入电压超过VT时，输出为低电平；当输入电压低于时，输出为低电平；当输入电压低于VT时，输出为时，输出为高电平如果的参数完全对称，阈值电压高电平如果的参数完全对称，阈
8、值电压VT图1.8 CMOS与非门电压传输特性曲线测试电路图1.7 CMOS与非门电压传输特性曲线2012-3-20127 7、验证验证74LS02或非门和或非门和74136四异或门的逻辑功能（表格四异或门的逻辑功能（表格自列）自列） 8、验证74LS125的的逻辑功能。功能。2012-3-2013五、实验注意事项五、实验注意事项1、 TTL与非门不用的输入端不能接低电平。与非门不用的输入端不能接低电平。2、 TTL与非门的输出端不能直接接与非门的输出端不能直接接+5V或地，也不或地，也不能与其它输出端并联。能与其它输出端并联。3、CMOS门的电源电压为门的电源电压为318V，4、CMOS与非门不用的输入端不能悬空，应按逻辑与非门不用的输入端不能悬空，应按逻辑功能接高电平功能接高电平VDD或低电平或低电平VSS。四、实验报告要求四、实验报告要求2012-3-2014六、思考题六、思考题1、TTL与非门和与非门和CMOS与非门有何异同点？与非门有何异同点？2、如何将与非门作为非门使用？、如何将与非门作为非门使用？3、TTL或非门（或门）不用的输入端应如何处理？或非门（或门）不用的输入端应如何处理？2012-3-20
