数字电路实验-集成门电路的功能测试

一、实验目的

① 学会读集成电路的管脚图。

② 掌握逻辑门电路的符号与实物之间的对应关系。

③ 掌握各种门电路的逻辑符号、逻辑表达式、逻辑功能和逻辑实现，特别是与非门和异或门的逻辑功能。

④ 进一步熟悉数字技术实验装置使用方法。

二、实验器材

① KHD-2数字技术实验装置。

② 二踪示波器DC4322B 20HZ 一台。

③ 器件 74LS00 2输入端四与非门 1片；74LS55 4-4输入与或非门 1片；CD4030 2输入端四异或门 1片。它们的管脚图如图2-1所示。

三、实验说明

选择实验用的集成电路按自己设计的实验接线图接好连线。特别注意Vcc及地线不能接错。线接好后经实验指导教师检查无误后方可通电实验。实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。

四、预习要求

① 复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。

② 熟悉所用集成电路的引脚位置及各引脚功能。

③ 熟悉双踪示波器的使用方法。

五、实验内容及步骤

5.1 与非门逻辑功能测试

① 选用二输入四与非门74LS00中的一个与非门，电源引脚接实验台+5V DC，输入引脚接逻辑开关（16个开关任选2个），输出引脚接发光二极管（16个发光二极管任选1个）。

② 将逻辑开关按表2.1置位，分别测输出电压及逻辑状态。

5.2 异或门逻辑功能测试

① 选二输入四异或门电路CC4030的一个异或门，电源引脚接实验台+5V DC，输入引脚接逻辑开关（16个开关任选2个），输出引脚接发光二极管（16个发光二极管任选1个）。

② 将逻辑开关按表2.2置位，将结果填入表中。

输入	输出
A	B	Y	电压（V）
0	0	1	5
0	1	1	5
1	0	1	5
1	1	0	0
A	B	Y	电压（V）
0	0	0	0
0	1	1	5
1	0	1	5
1	1	0	0

5.3 与或非门逻辑功能测试

① 将4-4输入与或非门74LS55改为2-2输入使用。电源引脚接实验台+5V DC，输入引脚接逻辑开关（16个开关任选4个），输出引脚接发光二极管（16个发光二极管任选1个）。

② 自己设计操作功能表，将结果填入表中。

六、实验报告要求

6.1 判断所测电路性能的好坏

解：74LS55真值表如下，仿真电路如下，所测仿真电路符合所学知识

输入	输出
A	B	C	D	Y	电压（V）
0	0	0	0	1	5
0	0	0	1	1	5
0	0	1	0	1	5
0	0	1	1	0	0
0	1	0	0	1	5
0	1	0	1	1	5
0	1	1	0	1	5
0	1	1	1	0	0
1	0	0	0	1	5
1	0	0	1	1	5
1	0	1	0	1	5
1	0	1	1	0	0
1	1	0	0	0	0
1	1	0	1	0	0
1	1	1	0	0	0
1	1	1	1	0	0

6.2 回答思考题

① TTL与非门输入端悬空为什么可以当作输入为“1”？

解：TTL与非门电路输入端悬空时，输入可看为高电平输入。因为TTL与非门的输入端是NPN三极管从发射极输入结构。基极有电阻接电源VCC，发射极可是多个，每个即是一个输入端，当输入悬空时，VCC电源电压通过电阻连到三极管基极，基极到输入端是PN结构，所以悬空时输入为高电平。不用的输入端可连接到电源电压VCC，这样即抗干扰有不影响与非运算，也可将不用的输入端和用的输入端连在一起当一个输入端用。

② 讨论TTL或非门闲置输入端的处置方法

解：TTL与非门电路多余输入端的处理有四种方法：1、将多余输入端接高电平．即通过限流电阻与电源相连接。2、根据TTL门电路的输入特性可知，当外接电阻为大电阻时．其输入电压为高电平。这样可以把多余的输入端悬空．此时．输入端相当于外接高电平。3、通过大电阻到地，这也相当于输入端外接高电平。4、当TTL门电路的工作速度不高．信号源驱动能力较强．多余输入端也可与使用的输入端并联使用。

③ 上网搜索集成电路的封装形式有哪些？

解：SOP小外形封装、PGA插针网格阵列封装、BGA球栅阵列封装、DIP双列直插式封装

④ 简述TTL门电路和CMOS门电路的区别

解：① CMOS 是场效应管构成(单极性电路)，TTL 为双极[晶体管](https://www.eefocus.com/baike/487301.html)构成(双极性电路)

② COMS 的逻辑电平范围比较大(5～15V)，TTL 只能在 5V 下工作

③ CMOS 的高低电平之间相差比较大、抗干扰性强，TTL 则相差小，抗干扰能力差

④ CMOS 功耗很小，TTL 功耗较大(1～5mA/ 门

⑤ 逻辑电路的逻辑关系及逻辑表达式