大学课程数字电路实验2

1、常用数字逻辑门电路的研究常用数字逻辑门电路的研究 实验目的实验目的实验原理实验原理注意事项注意事项实验内容实验内容 一、实验目的一、实验目的 1 熟悉数字电路实验系统的正确使熟悉数字电路实验系统的正确使用方法；用方法；2. 熟悉熟悉CMOS各种常用门电路的逻各种常用门电路的逻辑符号及逻辑功能；辑符号及逻辑功能；3. 测量逻辑门电路的时延参数；测量逻辑门电路的时延参数； 数字电路实验系统数字电路实验系统逻辑电平开关逻辑电平开关LED显示灯显示灯直流源直流源LED数码管数码管实验板实验板实验原理实验原理 怎么检测开关、怎么检测开关、LED灯、导线的好坏？灯、导线的好坏？示波器探头的检查示波器探头的

2、检查 通过示波器的校准信号检查通过示波器的校准信号检查探针探针的好坏，的好坏，通过将探针与接地线短接检查通过将探针与接地线短接检查地线地线的好坏，的好坏，将将示波器探头的输入端和地短路，用手触摸输入示波器探头的输入端和地短路，用手触摸输入端，如示波器显示有变化，说明地线开路。端，如示波器显示有变化，说明地线开路。 注意：注意：一些示波器的探头一些示波器的探头帽帽与探针接触不良会造与探针接触不良会造成信号测量错误，应在成信号测量错误，应在测试时注意测试时注意拉紧探头帽拉紧探头帽，如探头上没有探头帽或探头帽与探针不匹配可如探头上没有探头帽或探头帽与探针不匹配可不用探头帽，不用探头帽，直接用探针测试

3、直接用探针测试！开路电缆线的好坏检查开路电缆线的好坏检查 通过将已测试正确的示波器直接测量通过将已测试正确的示波器直接测量信号源输出，如有正确输出则信号源输出，如有正确输出则开路电缆开路电缆线好，线好，如无正确输出则可初步判断开路如无正确输出则可初步判断开路电缆线坏或信号源坏。电缆线坏或信号源坏。注意：注意：如有信号输出，但信号无公共地电如有信号输出，但信号无公共地电平则开路电缆线的平则开路电缆线的地线断地线断！逻辑开关逻辑开关状态状态平均值平均值（Vavg）峰 峰 值峰 峰 值（Vpp）幅度值幅度值（Vamp）高电平高电平对应逻辑开关的高低电平，用数字示波对应逻辑开关的高低电平，用数字示波器

4、的自动测量功能测试各参数。器的自动测量功能测试各参数。示波器的垂直耦合方式应设为示波器的垂直耦合方式应设为 ? 用光标测量高电平的值为用光标测量高电平的值为？光标测量光标测量光标测量光标测量二、实验原理二、实验原理1. CMOS常用门电路常用门电路 CD4001（四2输入或非门）引脚图 1 1 11 CD4011（四2输入与非门）引脚图& & CD4069（六反相器）引脚图 1 1 1 1 1 1 CD4070（四异或门）引脚图 =1 =11=1= 74LS125（三态门）引脚图 1 EN EN EN EN 111 74LS03（集电极开路门）引脚图 &标准 非门与门或门与非门异或门国标国外几

5、种常用逻辑门的逻辑符号比较示例几种常用逻辑门的逻辑符号比较示例 六反相器六反相器CD4069时延参数时延参数逻辑门电路的时延参数。逻辑门电路的时延参数。 时延参数包括：上升时间、下降时间、传播延迟等。时延参数包括：上升时间、下降时间、传播延迟等。传播延迟是指从输入信号变化到产生输出信号变传播延迟是指从输入信号变化到产生输出信号变化所需要的时间。为了消除上升和下降时间的影响，通化所需要的时间。为了消除上升和下降时间的影响，通常取输入输出常取输入输出转换的中点转换的中点来确定传输延迟。来确定传输延迟。测量时，波形应以上升沿或下降沿为中心测量时，波形应以上升沿或下降沿为中心尽量展尽量展开开，以便在显

6、示屏上清晰观察到延迟。，以便在显示屏上清晰观察到延迟。VINVOUTtpHLtpLH非门传播延迟示意图非门传播延迟示意图1用示波器实测用示波器实测CD4070电源脚（电源脚（14脚）脚）电压为电压为 V，接地脚（，接地脚（7脚）电压为脚）电压为 V。你所选用的逻辑电平开关输出高电平。你所选用的逻辑电平开关输出高电平为为 V，输出低电平为，输出低电平为 V。实验内容实验内容2、异或门、异或门CD4070逻辑功能的测试逻辑功能的测试（1）用逻辑箱观测）用逻辑箱观测CD4070的逻辑功能并完成的逻辑功能并完成表表3.2.2 逻辑开关 指示灯 输 入 输 出引脚（ ） 引脚（ ） 引脚 （ ） 0 0

7、 0 1 1 0 1 1CD4069引脚图3、利用六反相器利用六反相器CD4069CD4069测量逻辑门电路的测量逻辑门电路的时延参数。将时延参数。将CD4069CD4069中的六个反相器依次串中的六个反相器依次串联连接，在输入端输入联连接，在输入端输入250KHz250KHz的的TTLTTL信号，信号，用双踪示波器测总的延时，计算每个门的平用双踪示波器测总的延时，计算每个门的平均传输延迟时间的均传输延迟时间的t tpdpd的值。的值。输入输入 输出输出 测量逻辑门电路的时延参数测量逻辑门电路的时延参数 n（选作）（选作）CD4070处于工作状态，并且使处于工作状态，并且使4070的的1脚接高

8、电平，脚接高电平，2脚接频率为脚接频率为2kHz的的TTL信号。信号。 请用双踪示波器同时观察请用双踪示波器同时观察4070的的2脚和脚和3脚信号。画出这两个波形，标出信号周脚信号。画出这两个波形，标出信号周期，幅度。注意两信号的相位关系。期，幅度。注意两信号的相位关系。u对集成块先加电源，再加信号。对集成块先加电源，再加信号。u信号源、示波器和逻辑箱应共地信号源、示波器和逻辑箱应共地u探头衰减比的设置探头衰减比的设置uY Y通道输入耦合方式的设置通道输入耦合方式的设置四、注意事项四、注意事项若出现故障，检测时因遵循以下步骤：若出现故障，检测时因遵循以下步骤：1、检查电源及各使能端。、检查电源及各使能端。2、检查各集成块输入输出是否正常。、检查各集成块输入输出是否正常。（一级一级检查到集成块引脚，注意一级一级检查到集成块引脚，注意不要造成引脚短路。不要造成引脚短路。）四、注意事项四、注意事项完成实验报告（P.203P.207）课后作业下次实验 实验三实验三 常用数字逻辑门输入输出特性测试常用数字逻辑门输入输出特性测试回答预习思考题（回答预习思