与非门参数测试与组合逻辑电路设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,2005-6-4,*,课程简介,一、课程性质：,设计性实验课,验证型,设计型 综合型,教材：,电子技术基础实验（第三版）陈大钦主编；高等教育出版社；,2008.6,二、开课方式：,开放式教学,教学内容开放、元器件开放、实验室和仪器开放,学生需自备,面包板（三条）及工具：剪刀（剥线钳）、镊子、一字螺丝刀。,课程简介,理论与实践相结合（配合模电、数电课程）,以学生,独立操作为主,，教师进行必要的讲解、辅导；,以培养工程实践能力为主，重视基本实验技能和综合应用能力的培养。,三、课程特点：,课程简介,四、课程目标：,能正确使用常用仪器,掌握电子电路的基本测试技术,能正确处理实验数据、进行误差分析、写出实验报告,具有,独立,分析、寻找和排除实验故障的能力,!,课程简介,五、教学时数：,32+32,（课内：课外,=1:1,）,学生需要另外预约实验时间：,7,个单元。可登陆电信系开放实验管理系统进行预约。,实验预约系统地址：,50 mW,输出高电平,V,OH,:,V,OH,3.5 V,，为逻辑,1,输出低电平,V,OL,:,V,OL,0.4 V,，为逻辑,0,扇出系数,N,O,:N,O,8,N,O,=,I,OL,/,I,IS,平均传输延迟时间,t,pd,:,直流噪声容限,V,NH,和,V,NL,:,t,PLH,50%,50%,50%,50%,t,PHL,输入,同相输出,t,pd,=(t,PLH,+t,PHL,)/2,t,pd,的数值很小，一般为几纳秒至几十纳秒。,指输入端所允许的输入电压变化的极限范围。,V,NH,=,V,SH,V,ON,V,NL,=,V,OFF,V,SL,TTL,与非门电路的主要参数,TTL,器件的使用规则,电源电压,+,V,CC,:,只允许在,+5V,10%,范围内，超过该范围可能会损坏器件或使逻辑功能混乱。,电源滤波,TTL,器件的高速切换，会产生电流跳变，其幅度约,4mA,5mA,。该电流在公共走线上的压降会引起噪声干扰，因此，要尽量缩短地线以减小干扰。可在电源端并接,1,个,100,F,的电容作为低频滤波及,1,个,0.01,F,0.1,F,的电容作为高频滤波。,输出端的连接,不允许输出端直接接,+5V,或接地。除,OC,门和三态,(TS),门外，其它门电路的输出端不允许并联使用，否则，会引起逻辑混乱或损坏器件。,输入端的连接,输入端串入,1,只,1k,10k,电阻与电源连接或直接接电源电压,+,V,CC,来获得高电平输入。直接接地为低电平输入。,或门、或非门等,TTL,电路的,多余的输入端不能悬空，只能接地,；,与门、与非门等,TTL,电路的多余输入端可以悬空,(,相当于接高电平,),，但易受到外界干扰，可将它们接,+,V,CC,或与其它输入端并联使用，输入端,并联,时，从信号获取的,电流将增加,。,TTL,器件的使用规则,电源电压,+,V,DD,:,+,V,DD,一般在,+5V,+15V,范围内均可正常工作，并允许波动,10%,。,静态功耗,P,D,:,约在微瓦量级。,输出高电平,V,OH,:,V,OH,V,DD,0.5V,为逻辑,1,。,输出低电平,V,OL,:,V,OL,V,SS,+0.5V,为逻辑,0(,V,SS,=0V),。,CMOS,与非门电路的主要参数,CMOS,器件的使用规则,电源电压,+V,DD,:,电源电压不能接反，规定,+V,DD,接电源正极，,V,SS,接电源负极,(,通常接地,),。,输出端的连接：,输出端不允许直接接,+V,DD,或地，除三态门外，不允许两个器件的输出端连接使用。,输入端的连接：,输入信号,V,i,应为,V,SS,V,i,V,DD,，超出该范围会损坏器件内部的保护二极管或绝缘栅极，可在输入端串接一只限流电阻,(10,100)k,；,多余的输入端不能悬空，应按逻辑要求直接接,+V,DD,或,V,SS,(,地,),。,二、实验目的,学会使用TTL逻辑电路芯片；,掌握组合逻辑电路的功能测试方法；,学会简单组合电路的设计方法。,三、实验内容,测量,TTL,与非门输出高、低电平,;,（图,5.16.1,、图,5.16.2,）,测量门传输延迟时间；（图,5.16.5,）,测量,TTL,与非门电压传输特性,;,（图,5.16.7,）,4.,设计并组装一个,“,大小比较器,”,，测试其逻辑功能（静态、动态）。,1.,测量,TTL,与非门输出高、低电平,74LS00,空载,下拉负载,(,拉电流,),5.1k,下拉负载,(,拉电流,),510,上拉负载,(,灌电流,),510,V,OH,V,OL,四、实验的具体要求,分别测量图,a,、,b,、,c,、,d,、,e,五种情况下,Y,的电压值，其结果说明了什么？,测试电路,-,图,5.16.5,测试方法,-,光标测量法,四、实验的具体要求,2.,测量,门传输延迟时间,示波器光标测量法,示波器光标测量法,示波器光标测量法,示波器光标测量法,3.,测量,TTL,与非门电压传输特性（图,5.16.7,）,在示波器上用,X-Y,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,V,OH,、,V,OL,、,V,ON,、,V,OFF,，计算,V,NH,、,V,NL,。,顺时针调节信号发生器面板上的,OFFSET,旋钮，使之输出正三角波。,四、实验的具体要求,测试要点：,首先：观察,CH1,、,CH2,波形,（耦合方式为直流）,；,然后：按,“,display,”,，菜单中选,“,格式,”,：,“,YT,”,“,XY,”,；,确定坐标原点；,在特性曲线上标出所有参数,。,测量,TTL,与非门电压传输特性,4,.,设计并组装一个能判断一位二进制数,A,与,B,大小的,“,大小比较器,”,，测试其功能,实验报告中，要有设计过程,;,画出逻辑电路图（应标上管脚号）,;,静态测试：结果记入表,5.16.1;,动态测试：,A,为,1kHz,正方波,B=1,记录输出波形。,问题：只有,2,片,74LS00,，能否实现？,四、实验的具体要求,五、实验注意事项,1,电源（,5V,）,核对无误，再接入！,2,输出端不能短路、线与；,3,多余输入端处理方法：,TTL,与非门、与门：并联、接,+5V,、悬空,TTL,或非门、或门：并联、接地、悬空,CMOS,电路的任何输入端均不能悬空,！,芯片管脚图,1.,记录实验所测得,TTL,与非门的主要参数；,2.,绘制,TTL,与非门的传输特性曲线，标出有关参数，算出噪声容限；,3.,写出比较器的设计过程，画出逻辑电路图，记录测试结果；,4.,记录实验过程中出现的故障或不正常现象，分析原因，说明解决的办法和过程；,5.,思考题：,P135-136-,12,如何将与非门作为非门使用？,TTL,或非门（或门）不用的输入端应如何处理？,六、实验报告要求,下次实验,集成触发器及其应用电路设计（实验十九）,验证,JK,触发器的逻辑功能,设计并完成框图如,P149,图,5,19,6,所示的同步模,4,可逆计数器,