实验二 TTL集成逻辑门的逻辑功能及参数测试

实验二TTL集成逻辑门的逻辑功能

与参数测试信息技术学院物理教研室TH-DD电工实验装置简介TH-DD电工实验装置提供了做电工实验所需的常见电流源、电压源、测电流的电流表、测电压的电压表、做各种电工实验的电路挂件箱等部件，这样可很方便通过使用相应的挂件箱，利用导线搭建相应的电路从而进行相应的电工实验。使用方法：根据实验项目选择实验挂件箱，根据实验电路图搭建实验电路，常见的电路元件均可利用实验装置所提供的元件，搭建电路时注意挂件箱上各电路元件间的关系及连线关系，电流表与电压表注意量程的选择（未知时按先大后小原则），注意连线的正负极性要求，导线颜色按习惯匹配，检查电路无误后通告同组同学，打开电流源或电压源开关通电实验。实验注意事项1）接线前应适当安排好实验面板、仪表和设备的位置，接线必须在断开电源的情况下进行，导线的粗细长短适中，导线间避免交叉，导线间接触应良好。2）经查接线无误后，经实验教师检查（或本组学生自查）后可通电实验。3）按实验内容、步骤操作，适时变换量程时应断开连接仪表导线，变换量程后再接上。4）电工技术实验中有强电，应养成严禁触摸金属裸露部分的良好习惯，拆线时先断开电源，捏住插头部分拔线，以免扯断电线。实验设备实验挂件箱,用来完成各种实验直流电压表与直流电流表直流电压源与直流电流源设备电源开关实验设备的启动（1）插上设备380伏的电源实验设备的启动（2）1）钥匙开2）启动3）三相电网输入直流电压源与电流源恒流源输出指示恒流源输出电流大小调节恒流源电源开关电压源输出指示指示UA电压源还是UB电压源UA电压源输出UB电压源输出设备提供1路电流源，2路电压源电压源开关直流电压源与电流源实验前恒流源电源开关关上，输出调最小，逆时针旋到底检查线路连接无误后，才可打开电源开关实验前恒压源电源开关关上，输出调最小，逆时针旋到底实验前恒压源电源开关关上，输出调最小，逆时针旋到底检查线路连接无误后，才可打开电源开关直流电压源与电流源的使用方法3）检查线路连接无误后，打开电源开关1）实验前恒压源电源开关关上，输出调最小，逆时针旋到底2）连接电路，检查线路连接无误4）调节输出至所需的大小直流电压表与电流表读数显示量程选择及开关黑色接负电流表红色接正极，不同量程插孔不同红色接正极，黑色接负极电表的开关先关上，等测量前再打开1）测支路电流I13）读数I1=8.7mA电源的连接2）电流表串联接入电路的方法测支路电流的方法连接导线的使用（2）电路搭建连接导线：常用于搭建模拟电路。连接导线的使用（3）电路搭建连接高压导线：常用于搭建模拟电路时高压线路的连接，安全性好。连接导线的使用（4）数字电路搭建连接导线：由于数字电路挂件箱的插孔较小，搭建数字电路时应用这种插头较小的连接线。与前面的连接导线相比，插头较小连接导线的使用（5）数字电路搭建电源连接导线：由于数字电路挂件箱的插孔较小，而电源的插孔较大，所以搭建数字电路时应用这种插头不同的连接线来连接电源。两插头大小不同数字电路与模拟电路互连时可用这种导线连接。连接导线的使用（6）搭建电路时可能在同一个插孔上要插多条导线，可采用如下连法：同个插孔插两条导线同个插孔插五条导线一、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用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。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底电平时，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（即有“0”得“1”，全“1”得“0”。）2、TTL与非门的主要参数（1）低电平输入电源电流ICCL和高电平输出电源电流ICCH

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是指输出端空载，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。

（2）低电平输入电流IiLIiL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。IiL与的测试电路如图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（手册中规定低电平规范值0.4V）时的IOL就是允许灌入的最大负载电流，通常NOL≧8（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、74LS202只1K、10K电位器、200Ω电阻器（0.5W）各1只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（又称0—1指示器）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。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以判断其逻辑功能是否正常。四、实验内容验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能2、74LS20主要参数的测试（1）分别按图2—2、2—3接线并进行测试，将测试结果记入表2—3（2）按图2—4接线，调节电位器RW，使Vi从0V向高电平变化，逐点测量Vi和VO的对应值，记入表2—4中。ICCL和ICCH测试电路如图