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实验一 TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试
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
本实验采用双四输入与非门74LS20，即在一块集成块内含有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1(a)、(b)、(c)所示。

（a） (c)
图1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列
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低电平时，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”。）其逻辑表达式为 Y＝
2、 TTL与非门的主要参数
(1) 输出低电平VOL：输出低电平是指与非门的所有输入端都接高电平时的输出电平值。测试电路如图2（a）所示。
（2）输出高电平 VOH：输出高电平是指与非门有一个以上输入端接低电平时的输出电平值。测试电路如图2（b）所示。

﹠

+5
V

V
OH

﹠

V
+5

V
OL

（a） （b）
图2 VOH、VOL测试电路图

图5 传输特性测试电路

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、74LS20×2、1K、10K电位器，200Ω电阻器(0.5W)
四、实验内容 在合适的位置选取一个14P插座，按定位标记插好74LS20集成块。
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1、74LS20主要参数的测试
(1)分别按图2、3、4、6(b)接线并进行测试，将测试结果记入表2中。
表2

VOH(V)
VOL(V)
4.39
0.12
(2)接图5接线，调节电位器RW，使vi从OV向高电平变化，逐点测量vi和vO的对应值，记入表3中。

表3
Vi(V)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
…
VO(V)
4.39
4.39
4.39
4.37
4.11
2.08
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12

2． 验证TTL集成与非门74LS20的逻辑功能
（1） 通过测试与非门输出电压进行验证。按图7接线，与非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”。用万用表测量与非门的输出端电压。按表4的五种情况逐个验证集成块中两个与非门的逻辑功能。将所测电压填入表4右端。74LS20有4个输入端，有16个最小项，在实际测试时，只要通过对输入1111、0111、1011、1101、1110五项进行
检测就可判断其逻辑功能是否正常。
表4
输 入

输 出
An
Bn
Cn
Dn
Y1（V）

1
1
1
1
0.12
0
1
1
1
4.39
1
0
1
1
4.36
1
1
0
1
4.39
1
1
1
0
4.39

﹠

接
逻
辑
开
关

+5
V

图7 测电压验证与非门逻辑功能逻辑图

(2) 通过观察与非门输入输出电压波形进行验证。
+5V +5V

&

Vi

Vo

&

Vi

Vo

(a) （b)
图8 测波形验证与非门逻辑功能图 分别按图8(a)、(b)接线，将其中一个输入端接信号发生器TTL方波（频率为1kHz），用示波器观察两种电路的输入输出波形，记录于图9(a)、(b)。

(a)

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6

(0.000000,4.400000)

4
Vo/v

2

0
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
t/ms

(b)
图9 波形图

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