整合閘電路功能測試實驗報告

2021-03-04 09:27:05 字數 2406 閱讀 9478

一、 實驗預習

1. 邏輯值與電壓值的關係。

2. 常用邏輯閘電路邏輯功能及其測試方法。

3. 硬體電路基礎實驗箱的結構、基本功能和使用方法。

二、 實驗目的

測試整合閘電路的功能

三、 實驗器件

積體電路板、萬用表

四、 實驗原理

ttl與非門74ls00的邏輯符號及邏輯電路:

雙列直插式整合與非門電路ct74ls00:

數位電路的測試:

常對組合數位電路進行靜態和動態測試,靜態測試是在輸入端加固定的電平訊號,測試輸出壯態,驗證輸入輸出的邏輯關係。動態測試是在輸入端加週期性訊號,測試輸入輸出波形,測量電路的頻率響應。常對時序電路進行單拍和連續工作測試,驗證其狀態的轉換是正確。

本實驗驗證整合閘電路輸入輸出的邏輯關係,實驗在由硬體電路基礎實驗箱和相關的測試儀器組成的物理平台上進行。

硬體電路基礎實驗箱廣泛地應用於以積體電路為主要器件的數位電路實驗中,它的主要組成部分有:

(1) 直流電源:提供固定直流電源(+5v,-5v)和可調電源(+3~15v,-3~15v)。

(2) 訊號源:單脈衝源(正負兩種脈衝);連續脈衝。

(3) 邏輯電平輸出電路:通過改變邏輯電平開關狀態輸出兩個電平訊號:高電平「1」和低電平「0」。

(4) 邏輯電平顯示電路:電平顯示電路由發光二極體及其驅動電路組成,用來指示測試點的邏輯電平。

(5) 數碼顯示電路:動態數碼顯示電路和靜態數碼顯示電路,靜態數碼顯示電路由七段led數碼管及其解碼器組成。

(6) 元件庫:元件庫裝有電位器、電阻、電容、二極體、按鍵開關等器件。

(7) 插座區與管座區:可插入積體電路,分立元件。

整合閘電路功能驗證方法:

選定器件型號,查閱該器件手冊或該器件外部引腳排列圖,根據器件的封裝,連線好實驗電路,以測試74ls00與非門的功能為例:

正確連線好器件工作電源:74ls00的1 4腳和7腳分別接到實驗平台的5 v直流電源的「+5 v"和「gnd」端處,ttl數字積體電路的工作電壓為5 v(實驗允許±5%的誤差)。

連線被測閘電路的輸入訊號:74ls00有四個二輸入與非門,可選擇其中乙個二輸入與非門進行實驗,將輸入端a,b分別連線到實驗平台的「十六位邏輯電平輸出」 電路的其中兩個輸出端(如k1、k 2對應的輸出端)。

連線被測閘電路的出端:將與非門的輸出端y連線到「十六位邏輯電平顯示」電路的其中乙個輸入端。

確定連線無誤後,可以上電實驗,並記錄實驗資料,分析結果。

通過開關改變被測與非門輸入端a,b的邏輯值,對應輸入端的led指示燈亮時為1,不亮時為0。

觀測輸出端的邏輯值,對應輸出端的指示燈led亮紅色時為1,亮綠色時為0。不亮表示輸出端不是標準的ttl電平。

k1、k 2共有4種開關位置的組合,對應被測電路的四種輸入邏輯狀態00,01,10,11,可以改變k1、k 2開關的位置,觀察電平顯示led的亮滅情況,以真值表的形式記錄被測閘電路的輸入和輸出邏輯狀態。

觀測邏輯值時,用萬用表測量出對應的電壓值,驗正ttl電路邏輯值與電壓值的關係。

比較實測值與理論值,比較結果一致,說明被測門的功能是正確的,閘電路完好。如果實測值與理論值不一致,應檢查積體電路的工作電壓是否正常,實驗連線是否正確,判斷閘電路是否損壞。

五、 實驗內容

1. 基本閘電路邏輯電路測試:

測試 74ls08(與門)、74ls32(或門)、74ls04(非門)、74ls00(與非門) 、74ls86(異或門)的功能。將被測晶元插入實驗區的空插座,連線好測試線路,撥動開關,改變輸入訊號,觀測輸入輸出端的邏輯值時,並用萬用表測量出輸出端對應的電壓值,驗正 ttl 電路的邏輯功能, 記錄實驗資料。

2. 邏輯門的轉換

利用 74s00與非門組成非門,2 輸入與門,2 輸入或閘電路,畫出實驗電路圖,並測試其邏輯功能,驗證結果。

非門:電路圖:

測試結果:

與門:電路圖:

測試結果:

或門:電路圖:

測試結果:

3. 閘電路的基本應用

測試用「 異或門」和「與非門」組成的半加器邏輯功能。

根據半加器的邏輯表示式可知,半加器的輸出的和數 s 是輸入 a、b(二進位制數)的「異或」,而進製數 c 是 a、b的相「與」,故半加器可用乙個整合「異或門」和兩個「與非門」組成,如圖1.3.3所示。

(1)在實驗箱上用「異 (74ls86)和「與非」門連 1.3.3所示邏輯電路。輸入端a、 b接「邏輯電平」開關,輸出端s、c接「電平顯示」發光二極體。

通過電平開關改變輸入a、b的邏輯狀態置位,觀測輸出端的邏輯狀態,列表記錄。

(2)通過電平開關改變輸入a、b的邏輯狀態置位,觀測輸出端的邏輯狀態,列表記錄。

六、 實驗心得

此次實驗原理不是很複雜,但是線路比較難連,實驗所用到的關鍵器件也不太好找。理論知識挺容易的,但實際實行起來的確蠻糾結的,做了好多次總是有問題,後來發現電線有一根是壞掉的,做電路實驗,還是需要多些經驗吶。

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