實訓一??? TTL門電路的邏輯功能和特性測試
一、?實訓目的
1．熟悉TTL與非門邏輯功能的測試方法；
2．熟悉TTL與非門特性參數的意義以及傳輸特性的測試方法；
3．掌握TTL門電路的使用方法。
二、?實訓內容
1．測試TTL與非門邏輯功能；
2．測試TTL與非門的特性參數。
三、?實訓主要元件
74LS00（四二輸入“與非門” ）?????????????????? 74LS32 ( 四二輸入或門 )
外引線排列圖：
?
?? 74LS04（六反相器 ）??
外引線排列圖：

四、?實訓原理
在系統電路設計時，往往要用到一些門電路，而門電路的一些特性參數的好壞，在很大程度上影響整機工作的可靠性。
門電路的參數通常分兩種：靜態參數和動態參數。
1．TTL邏輯門的主要參數有：
(1) 扇入系數Ni和扇出系數NO：能使電路正常工作的輸入端數目和電路正常工作能帶動的同型號門的數目。
(2) 輸出高電平VOH：一般為VOH≥2.4V
(3) 輸出低電平VOL：一般為VOL≤0.4V
(4) 電壓傳輸特性曲線、開門電平VOn和關門電平Voff
(5) 輸入短路電流IIS：一個輸入端接地，其它輸入端懸空時，流過該接地輸入端的電流為輸入短路電流。
(6) 空載導通功耗Pon：指輸入全部為高電平、輸出為低電平且不帶負載時的功率損耗。
(7) 空載截止功耗Poff；指輸入有低電平、輸出為高電平且不帶負載時的功率損耗。
(8) 抗干擾噪聲容限：電路能夠保持正確的邏輯關系所允許的最大干擾電壓值。
(9) 平均傳輸延遲時間：t pd = (t pdl + t pdh ) / 2
(10) 輸入漏電流IIH：指一個輸入端接高電平，另一個輸入端接地時，流過高電平輸入端的電流。
.?? 2．“與非”門特性參數的測量方法
（1）空載導通功耗PccL
是指輸入全為高電平、輸出為低電平且不接負載時的功率損耗。
? PCCL=VCC ICCL?????? 式中: VCC——電源電壓；? ICCL——導通電源電流。
測試電路如圖1.1所示，給輸入端全高平，測量電源電流值，將計算結果填入表4中。
（2）空載截止功耗PCCH
是指輸出端空載，所有輸入端全接地時的功率損耗。PCCH= ICCHUCC。
測試電路如圖1.1所示，給輸入端全低平，測量電源電流值，將計算結果填入表4中。
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圖1.1? 功耗測試電路?????????????????????? 　圖1.2 　輸入低電平電流測試電路
（3）輸入低電平電流IIL
IIL也稱短路電流，是被測輸入端接地，其它輸入端懸空，從被測輸入端流出的電流。在多級門電路中它相當于前級門輸出低電平時，本級向前級灌入的電流，它決定前級門的扇出系數。測試電路如圖1.2所示，將測試結果填入表4中。
(4) 輸入高電平電流IIH
IIH是指被測輸入端接高電平，其它輸入端接地時，流入被測輸入端的電流。在多級門電路中它相當于前級門的拉電流負載。測試電路如圖1.3所示，將測試結果填入表4中。
????????????????????????????
圖1.3? 輸入高電平電流測試電路????????????????? 圖1.4??? 輸出高電平測試電路
（5）輸出高電平
是指輸出不接負載．當有一輸入為低電平時電路的輸出電壓值。測試電路如圖1.4所示。
給任意一輸入端低電平，測量輸出電壓，填入表4中。
（6）輸出低電平
是指輸出不接負載．當輸入端全為高電平時電路的輸出電壓值。測試電路如圖1.5所示。給輸入端全高電平，測量輸出電壓，填入表4中。
（7）扇出系數NO
??????????????????
圖1.5? 扇出系數測試電路???????????????????????? 圖1.6? 電壓傳輸特性測試電路
扇出系數是指門電路能驅動同類門的最大個數，是衡量門電路帶負載能力的一個參數。
輸出低電平時的扇出系數測試：（注：此時輸出端接灌電流負載）按圖1.5接好線路，調節RP，使IOL增大，當UOL=0.3V時，IOL達到最大值（IOL=IOL(max)——最大允許灌電流）。
低電平扇出系數： 。通常IIH≤IIL，所以NOH≥NOL，故一般以NOL作為門電路的扇出系數。將計算結果填入表4中。
五、實訓步驟和要求
1．TTL集成邏輯門電路功能的測試
（1）74LS00(四二輸入“與非”門) 電路功能的測試
A：如圖1.7所示。任選74LS00其中一個“二輸入與非門”，將其兩個輸入端分別與邏輯開關聯接，可實現輸入高電平“1”或低電平“0”，再將對應的輸出端與輸出狀態顯示電路（LED管）聯接。
B：按表1給定的1、2輸入端不同狀態組合，給“與非”門輸入邏輯電平，觀察LED管的狀態，燈亮輸入出為高電平“1”，燈滅輸出為低電平“0”。將觀察結果填入表1中。
表1?????????? TTL與非門真值表
輸????? 入?輸 出
1端?2端?Y
0?0?
0?1?
1?0?
1?1?

邏輯函數表達式：?
器件功能結論：?
LED亮，Y=1；LED滅，Y=0。?????????????????
?????????????????????????????????????????????????? 圖1.7? TTL與非門邏輯功能測試電路圖
（2）74LS32(四二輸入“或”門) 電路功能的測試
A：如圖1.7所示。任選74LS32其中一個“二輸入或門”，將其兩個輸入端分別與邏輯開關聯接，可實現輸入高電平“1”或低電平“0”，再將對應的輸出端與輸出狀態顯示電路（LED管）聯接。
B：按表2給定的1、2輸入端不同狀態組合，給“或”門輸入邏輯電平，觀察LED管的狀態，燈亮輸入出為高電平“1”，燈滅輸出為低電平“0”。將觀察結果填入表1中。
表2?????????? TTL與非門真值表
輸????? 入?輸 出
1端?2端?Y
0?0?
0?1?
1?0?
1?1?

邏輯函數表達式：?
器件功能結論：?
LED亮，Y=1；LED滅，Y=0。?????????????????
?????????????????????????????????????????????????? 圖1.8? TTL或門邏輯功能測試電路圖
（3）74LS04六反向器) 電路功能的測試
A：任選74LS04其中一個“非門”，將其一個輸入端與邏輯開關聯接，可實現輸入高電平“1”或低電平“0”，再將對應的輸出端與輸出狀態顯示電路（LED管）聯接。
B：按表3給定的1輸入端不同狀態，給“非”門輸入邏輯電平，觀察LED管的狀態，燈亮輸入出為高電平“1”，燈滅輸出為低電平“0”。將觀察結果填入表1中。
表2?????????? TTL與非門真值表
輸????? 入?輸 出
1?Y
0?
1?
邏輯函數表達式：?
器件功能結論：?
LED亮，Y=1；LED滅，Y=0。????????????????????????????????????????????????????????????????????
2．觀察“與非”門對信號的控制作用
根據“與非”邏輯關系“有0出1，全1出0”的特點，可將其中一個輸入端作為另一輸入端信號的控制端。
（1）按圖1.9接好線路。輸入端1接頻率為1Hz、幅度為4V的脈沖信號，另一輸入端2接邏輯開關，作為控制端，輸出端Y接輸出狀態顯示（LED管）。
（2）按表4中要求，使控制端2分別處于1或0兩種狀態，觀察輸出狀態顯示（LDE管）的發光情況，確定輸出端的狀態，將結果填入表2中。
表4????????? 與非門對信號的控制作用
輸入端1波形?邏輯開關（控制端的）狀態?Y的
狀態?LED管
狀態
?1??
?0??

圖1.9?? TTL與非門控制作用電路圖
3．TTL邏輯門特性參數物測量
以74LS10為測試器件，按實驗原理中介紹的方法，對各參數進行測量，將測量結果填入表5中。
表5????????????????????????? TTL與非門主要性能參數
參 數 名 稱?符? 號?規 范 值?單? 位?測 試 值
空載導通功耗?PccL??mW?
空載截止功耗?PCCH??mW?
低電平輸入電流?IIL?＜1.8?mA?
高電平輸入電流?IIH?＜50?μA?
扇出系數?NO?＞8??
輸出低電平?UOL?＜0.4通常0.3?V?
輸出高電平?NOH?＞2.4通常3.3?V?
開門電平?UON?＜2?V?
關門電平?UOFF?＞0.8?V?