实验三0C门和三态门的应用1．熟悉OC门和三态门的逻辑功能。2．掌握OC门的典型应用，了解RL对OC电路的影响。掌握三态门的典型应用。一、实验目的:实验三0C门和三态门的应用OC门即集电极开路门。三态门即除正常的高电平“1”和低电平“0”两种状态外，还有第三种状态输出——高阻态。OC门和三态门均是两种特殊的TTL电路，若干个OC门的输出可以并接在一起，三态门亦然。而一般普通的TTL门电路，由于它的输出电阻太低，所以，它们的输出不可以并联接在一起构成“线与”。二、实验原理和电路实验三0C门和三态门的应用二、实验原理和电路集电极开路“与非”门的逻辑符号如图4.19所示，由于输出端内部电路——输出管的集电极是开路的，所以，工作时需外接负载电阻RL。两个“与非”门(OC)输出端相连时，其输出为即把两个OC“与非”门的输出相与(称“线与”)，完成“与或非”的逻辑功能，如图4.20所示。1．集电极开路门(OC门)实验三0C门和三态门的应用二、实验原理和电路1．集电极开路门(OC门)图4.200C与非门“线与”应用图4.190C与非门逻辑符号实验三0C门和三态门的应用二、实验原理和电路1．集电极开路门(OC门)RL的计算方法可通过图4.21来说明。如果n个OC门“线与”驱动N个TTL“与非”门，则负载电阻RL可以根据“线与”的“与非”门(OC)数目n和负载门的数目N来进行选择。为保证输出电平符合逻辑关系，RL的数值范围为：上式中:IOH—OC门输出管的截止漏电流。ILM—OC门输出管允许的最大负载电流。IIL—负载门的低电平输入电流。EC—负载电阻RL所接的外接电源电压。IIH—负载门的高电平输入电流。n—“线与”输出OC门的个数。N—负载门的个数。m—接入电路的负载门输入端个数。RL的大小会影响输出波形的边沿时间，在工作速度较高时，RL的值应尽量小，接近RLmin。实验三0C门和三态门的应用二、实验原理和电路1．集电极开路门(OC门)图4.21OC门RL值的确定OC门的应用主要有三个：(1)组成“线与”电路，完成某些特定的逻辑功能。(2)组成信息通道(总线)，实现多路信息采集。(3)实现逻辑电平的转换，以驱动MOS器件、继电器三极管等电路。TTL电路中，除集电极开路“与非”门外，还有集电极开路“或”门、“或非”门等其它各种门，在此不一一叙述。实验电路中选用74H01集电极开路输出的2输入端四与非门。实验三0C门和三态门的应用二、实验原理和电路2．三态门三态门有三种状态0、1、高阻态。处于高阻态时，电路与负载之间相当于开路。图4.22(a)是三态门的逻辑符号，它有一个控制端(又称禁止端或使能端),=1为禁止工作状态，Q呈高阻状态；三态电路最重要的应用是实现多路信号的采集，即用一个传输通道（或称总线）以选通的方式传送多路信号，如图4.22(b)所示。本实验选用74LS125三态门电路进行实验论证。=0为正常工作状态，Q=A。实验三0C门和三态门的应用二、实验原理和电路2．三态门(a)逻辑符号(b)应用举例图4.22三态门实验三0C门和三态门的应用三、实验内容及步骤1．集电极开路(OC)门实验选用74H01与非门(OC门)。其外引线排列如图4.23所示。(1)OC门逻辑功能的测试：按图4.24接好线，测试并记录结果，完成表4.6；若不接入RL电阻，测试是否能实现与非逻辑功能。图4.2374H01外引线排列图图4.24测与非OC门逻辑功能实验三0C门和三态门的应用三、实验内容及步骤1．集电极开路(OC)门实验11100100YAB输出输入表4.6OC门逻辑功能实验三0C门和三态门的应用三、实验内容及步骤1．集电极开路(OC)门实验(2)负载电阻RL的确定将74H01插入实验箱。按图4.25接线，插入反相器集成电路，负载电阻RL用一只200Ω电阻和10KΩ电位器串联来代替，用实验方法确定RLmax和RLmin，并和理论计算值相比较，填入表4.7。取OH=2.8V,VOL=0.35V,n=4，m=4,EC=5V,IOH=0.05mA,ILM=20mA,IIL=1.6mA,IIH=0.05mA。图4.25OC门”线与”实验电路实验三0C门和三态门的应用三、实验内容及步骤1．集电极开路(OC)门实验RLminRLmax实测值理论值RL表4.7负载电阻RL的测定将“线与”Q端接LED，拔动逻辑开关K1～K8，观察输出端Q是否符合“与或非”逻辑功能。图4.26用OC门实现两组数据传输线路图实验三0C门和三态门的应用三、实验内容及步骤1．集电极开路(OC)门实验10110000101001110010L1L2L3L4B1B2B3B4A1A2A3A4M表4.8OC门数据分时传输实验三0C门和三态门的应用三、实验内容及步骤2．三态门实验三态门选用74LS125，其外引线排列如图4.27所示。图4.2774LS125三态门外引脚排列=0时，其逻辑关系为Q=A；=1时，为高阻态。实验三0C门和三态门的应用三、实验内容及步骤2．三态门实验按图4.28接线，其中三态门三个输入端分别接地、“1”电平和脉冲源(f=1Hz)，输出连在一起接LED，三个使能端分别接实验箱逻辑开关K1、K2、K3并全置“1”。在三个使能端全置“1”时用万用表测量Q端输出。分别使K1、K2、K3为“0”，观察LED输出Q端情况。Kl、K2、K3不能有一个以上同时为“0”，否则造成与门输出相连，这是不允许的。记录、分析这些结果。完成表4.9。图4.28三态门实验实验三0C门和三态门的应用三、实验内容及步骤2．三态门实验111011101110QK3K2K1表4.9三态门实验结果实验三0C门和三态门的应用四、预习
要求
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1．复习集电极开路门（OC）、三态门的工作原理和方法。2．计算实验中的理论值RLmax和RLmin。实验三0C门和三态门的应用五、实验报告1．画出实验电路，并注明有关元件型号。2．整理、分析实验数据和结果。实验三0C门和三态门的应用1．数字逻辑实验箱一台2．YB4320型示波器一台3．万用表MF—47一只4．集成电路：74H01、74LS04、74LS125各一片5．元器件：电阻200Ω、1KΩ、电位器10KΩ六、实验设备
浙公网安备 33021202002483