集成门电路实验

数字电路实验报告

数字电路实验报告

姓 名： 田佳禾 班 级： 09011101 学 号： 2011302068

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数字电路实验报告

实验四：TTL集成门电路逻辑变换

一、实验目的

（1）掌握各种TTL门电路的逻辑功能。 （2）掌握验证逻辑门电路功能的方法。 （3）掌握空闲输入端的处理方法

二、实验设备

（1）数字电路实验箱 （2）数字双踪示波器 （3）函数信号发生器 （4）74SLS00 （5）若干连接线

三、 实验原理

门电路是数字逻辑电路的基本组成单元，门电路按逻辑功能分为：与门、或门、非门及与非门、或非门、异或门等。按电路结构不同，可分为分立元件门电路，COMS集成电路、TTL集成电路等。集成门电路通常封装在集成芯片内，一般有双列直插和表面贴装两种封装形式。实验中通常用的封装形式为双列直插式。每个集成电路都有自己的代号，与代号对应的名称形象的说明了集成电路的用途。如74SL00是二输入端与非门，它说明这个集成电路中包含了四个二输入端的与非门。

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数字电路实验报告

四、实验内容

1、与非门实现与运算

第 3 章

集成逻辑门电路

3.1 概述3.2 半导体二极管门电路 3.3 TTL集成门电路 3.4 CMOS门电路 3.5 各逻辑门的性能比较

作业

3-53-6 3-8 3-11 3-13

3-153-16 3-773

3.1 概述

用来实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路称为门电路。常用的门电路有与门、或门、非门、 与非门、或非门、与或非门、异或门等。

从制造工艺方面来分类，数字集成电路可分为双极 型、单极型和混合型三类。

3.2 半导体二极管门电路 3.2.1正逻辑与负逻辑

在数字电路中，用高、低电平来表示二值逻辑的1和0两种逻辑状态。

获得高、低电平的基本原理电路如图表示。开关S为半导体二极管或 三极管，通过输入信号控制二极管 或三极管工作在截止和导通两个状 态，以输出高低电平。5

3.2.1正逻辑与负逻辑

若用高电平表示逻辑1,低电平表示逻辑0,则称这种表示方法为正逻辑； 反之，若用高电平表示0,低电平表示1,则称这种 表示方法为负逻辑。 若无特别说明，本书中将采用正逻辑。

a) 正逻辑 b) 负逻辑

由于在实际工作时只要能区分出来高、低电平就可 以知道它所表示的逻辑状态了，所以高、低电平都 有一个允许的范围。

正因如此，在数字电路中无

第 3 章

集成逻辑门电路

3.1 概述3.2 半导体二极管门电路 3.3 TTL集成门电路 3.4 CMOS门电路 3.5 各逻辑门的性能比较

作业

3-53-6 3-8 3-11 3-13

3-153-16 3-773

3.1 概述

用来实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路称为门电路。常用的门电路有与门、或门、非门、 与非门、或非门、与或非门、异或门等。

从制造工艺方面来分类，数字集成电路可分为双极 型、单极型和混合型三类。

3.2 半导体二极管门电路 3.2.1正逻辑与负逻辑

在数字电路中，用高、低电平来表示二值逻辑的1和0两种逻辑状态。

获得高、低电平的基本原理电路如图表示。开关S为半导体二极管或 三极管，通过输入信号控制二极管 或三极管工作在截止和导通两个状 态，以输出高低电平。5

3.2.1正逻辑与负逻辑

若用高电平表示逻辑1,低电平表示逻辑0,则称这种表示方法为正逻辑； 反之，若用高电平表示0,低电平表示1,则称这种 表示方法为负逻辑。 若无特别说明，本书中将采用正逻辑。

a) 正逻辑 b) 负逻辑

由于在实际工作时只要能区分出来高、低电平就可 以知道它所表示的逻辑状态了，所以高、低电平都 有一个允许的范围。

正因如此，在数字电路中无

集成门电路习题解答 18

自我检测题

1．CMOS门电路采用推拉式输出的主要优点是 提高速度，改善负载特性 。

2．CMOS与非门多余输入端的处理方法是 接高电平，接电源，与其它信号引脚并在一起。

3．CMOS或非门多余输入端的处理方法是接低电平，接地，与其它信号引脚并接在一起。

4．CMOS门电路的灌电流负载发生在输出 低 电平情况下。负载电流越大，则门电路输出电压越 高 。

5．CMOS门电路的静态功耗 很低 。随着输入信号频率的增加，功耗将会 增加 。 6．OD门在使用时输出端应接 上拉电阻 和电源。 7．三态门有3种输出状态：0态、1态和 高阻态 。

8．当多个三态门的输出端连在一条总线上时，应注意 任何时刻只能有一个门电路处于工作态。

9．在CMOS门电路中，输出端能并联使用的电路有 OD门和 三态门 ； 10．CMOS传输门可以用来传输 数字 信号或 模拟 信号。 11．提高LSTTL门电路工作速度的两项主要措施是采用肖特基三极管和采用有源泄放电路。

12．当CMOS反相器的电源电压VDD＜VTN+VTP（VTN、VTP分别为NMOS管和PMOS管的开

《集成逻辑门电路》练习题及答案

[3.1] 在图P3.1（a）、（b）两个电路中，试计算当输入端分别接0V、5V和悬空时输出电压v0的数值，并指出三极管工作在什么状态。假定三极管导通以后vBE≈0.7V，电路参数如图中所注。

P3.1

[解]

（a）当输入端悬空时，vBE=-10V，三极管处于截止状态，v0=10V。当输入端接vI时，可利用戴维宁定理将接至基极与发射极间的外电路化简为由等效电压vE和等效电阻RE串联的单回路，如图A2.1（a）所示。其中

v1?10?5.120＋5.1， RE?20//5.1?4.1k?

若vI=0V，则vE= -2.03V，故三极管处于截止状态，vO?10V。

vE?vI?若vI=5V，则vE=1.95V，

iB?1.95?0.7mA?0.3mA,4.1而临界饱和基极电流

IBS?10?vCES?0.16mA30?2，可见iB?IBS，三极管处于饱和导通状态，v0?VCES?0.3V。

（b）当输入端悬空时，用戴维宁定理可将接至基极与发射极间的外电路等效地化成由vE和RE串联的单回路，如图A2.1（b）所示。其中

vE?5?5?8?（3?4.7)V?1.1V3?4.7?18，

RE?(3

与门、与非门等门电路实验

广东技术师范学院实验报告

计算机科学与计算机科学与技08计

学院： 专业： 班级： 成绩：

技术 术 本（2）

2008034243135

姓名： 陈振凯 学号： 组别： 组员： 陈振凯 李晓勤

2008034243129 实验地点： 工业中心508 实验日期： 2010-03-17 指导教师签名：

实验 （一） 项目名称：与门、与非门等门电路实验

一：实验项目的名称：

与门、与非门等门电路实验

二：实验目的：

1． 了解STE-3基本模块的供电方式。 2． 熟悉STE-3基本模块的使用。 3． 熟悉并掌握各门电路的逻辑功能。

三：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直流电通过实验板供给各模块。（模块上有一个方向定位杆 ，保证5V供电准确）

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（2：1端口），1路1HZ的脉冲（50：1端口），脉冲信号必须在R端口接0时才有输出。

各种实验模块安置在实验板上，可以横放，可以竖放。

基本门电路有与门、或门和非门：与非门是由与门和非门有机组

实验二 门电路特性、参数测试

说明：实验内容中，红色标注的部分为基本内容，必须完成。其他内容按照实验

老师的要求做。

一、实验目的

1. 了解数字集成电路外形结构及外部引脚的排列规律。 2. 掌握逻辑门电路主要特性、参数的测试方法。 3．学习查阅器件手册。

4．进一步训练实验箱及常用仪器的使用方法。 二、实验资料

1．TTL与非门74LS00

74LS00为四个2输入TTL与非门，为双列直插14脚塑料封装，外部引脚排列如图2.1所示。它共有4个独立的两输入端 “与非”门，各个门的构造和逻辑功能相同，其内部电路结构如图 2.2 所示。

VCC17kR18k12014VCC1312&11109&8A4kB1.5k3kY&&GND1234567

图2.1 74LS00引脚排列 图2.2 74LS00与非门内部电路结构

74LS00特性参数见表2-1、表2-2、表2-3。

表2-1 推荐工作条件

参数 VCC IOH IOL TA 最小 4.75 0 标称 5 最大 5.25 -400* 8 70 单位 V μA mA ℃ *负号表示电流由器件流出

表2-2 直流特性（0

实验1 TTL门电路逻辑功能测试

一. 实验目的

1. 掌握常用TTL集成逻辑门的逻辑功能及其测试方法； 2. 熟悉数字电路实验箱的使用方法。 二. 实验原理

1.门电路是最基本的逻辑元件，它能实现最基本的逻辑功能，即其输入与输出之间存在一定的逻辑关系。本实验中使用的TTL集成门电路是双列直插型的集成电路，TTL集成门电路的工作电压为“5V±10%”。 2．集成电路外引线的识别

使用集成电路前，必须认真查对识别集成电路的引脚，确认电源、地、输入、输出、控制等端的引脚号，以免因接错而损坏器件。引脚排列的一般规律为：

扁平和双列直插型集成电路：识别时，将文字，符号标记正放（一般集成电路上有一圆点或有一缺口，将圆点或缺口置于左方），由顶部俯视，从左下脚起，按逆时针方向数，依次1.2.3……。扁平型多用于数字集成电路。双列直插型广泛用于模拟和数字集成电路。

图 1 集成电路外引线的识别 名 称 数字电路实验箱 双踪示波器 万用表 数字信号发生器 集成芯片 型号与规格 74LS00 数 量 1台 1台 1台 1台 2片 二输入端四与非门 备 注 三. 实验设备与器件 序号 1 2 3 4 5 四. 实验内容与步骤

与门、与非门等门电路实验

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计算机科学与计算机科学与技08计

学院： 专业： 班级： 成绩：

技术 术 本（2）

2008034243135

姓名： 陈振凯 学号： 组别： 组员： 陈振凯 李晓勤

2008034243129 实验地点： 工业中心508 实验日期： 2010-03-17 指导教师签名：

实验 （一） 项目名称：与门、与非门等门电路实验

一：实验项目的名称：

与门、与非门等门电路实验

二：实验目的：

1． 了解STE-3基本模块的供电方式。 2． 熟悉STE-3基本模块的使用。 3． 熟悉并掌握各门电路的逻辑功能。

三：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直流电通过实验板供给各模块。（模块上有一个方向定位杆 ，保证5V供电准确）

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（2：1端口），1路1HZ的脉冲（50：1端口），脉冲信号必须在R端口接0时才有输出。

各种实验模块安置在实验板上，可以横放，可以竖放。

基本门电路有与门、或门和非门：与非门是由与门和非门有机组

实验1 TTL门电路逻辑功能测试

一. 实验目的

1. 掌握常用TTL集成逻辑门的逻辑功能及其测试方法； 2. 熟悉数字电路实验箱的使用方法。 二. 实验原理

1.门电路是最基本的逻辑元件，它能实现最基本的逻辑功能，即其输入与输出之间存在一定的逻辑关系。本实验中使用的TTL集成门电路是双列直插型的集成电路，TTL集成门电路的工作电压为“5V±10%”。 2．集成电路外引线的识别

使用集成电路前，必须认真查对识别集成电路的引脚，确认电源、地、输入、输出、控制等端的引脚号，以免因接错而损坏器件。引脚排列的一般规律为：

扁平和双列直插型集成电路：识别时，将文字，符号标记正放（一般集成电路上有一圆点或有一缺口，将圆点或缺口置于左方），由顶部俯视，从左下脚起，按逆时针方向数，依次1.2.3……。扁平型多用于数字集成电路。双列直插型广泛用于模拟和数字集成电路。

图 1 集成电路外引线的识别 名 称 数字电路实验箱 双踪示波器 万用表 数字信号发生器 集成芯片 型号与规格 74LS00 数 量 1台 1台 1台 1台 2片 二输入端四与非门 备 注 三. 实验设备与器件 序号 1 2 3 4 5 四. 实验内容与步骤