与非门参数测试与组合逻辑电路设计.ppt

课程简介,一、课程性质：设计性实验课验证型设计型综合型教材：电子技术基础实验（第三版）陈大钦主编；高等教育出版社；2008.6二、开课方式：开放式教学教学内容开放、元器件开放、实验室和仪器开放学生需自备面包板（三条）及工具：剪刀（剥线钳）、镊子、一字螺丝刀。,课程简介,理论与实践相结合（配合模电、数电课程）以学生独立操作为主，教师进行必要的讲解、辅导；以培养工程实践能力为主，重视基本实验技能和综合应用能力的培养。,三、课程特点：,课程简介,四、课程目标：,能正确使用常用仪器掌握电子电路的基本测试技术能正确处理实验数据、进行误差分析、写出实验报告具有独立分析、寻找和排除实验故障的能力!,课程简介,五、教学时数：32+32（课内：课外=1:1）学生需要另外预约实验时间：7个单元。可登陆电信系开放实验管理系统进行预约。实验预约系统地址：,课程简介,开放预约实验负责人：徐永健老师。他的联系方式：xuyj;13971270249元件领用地点：南一楼中221室。联系电话：87543330-6。六、成绩评定平时成绩：占30%电路设计、安装、测试成绩（以验收记录为准）,课程简介,实验报告成绩（规范化、内容、实验结果、分析结论等）出勤率（1/3实验未做的，不准考试）实验操作考试：占20%（开卷）现场电路安装、测试、实验报告。期末笔试：占30%（闭卷）实验原理、仪器使用、测试方法、小型电路设计等。综合性实验项目：占20%,课程简介,七、实验内容安排与非门参数测试与组合逻辑电路设计（第11周）集成触发器（第12周）ISP器件的设计与应用（第14、15周）计数、译码、显示与简易数字钟（第16、17周）赛课结合班内初赛测试与展示环节（第1418周）操作考试、笔试(闭卷)（第19周）,与非门参数测试与组合逻辑电路设计,一、逻辑门电路的主要参数及使用规则,二、实验目的,三、实验内容,四、实验的具体要求,五、实验注意事项,六、实验报告要求,一、逻辑门电路的主要参数及使用规则,TTL与非门电路的主要参数TTL器件的使用规则CMOS与非门电路的主要参数CMOS器件的使用规则,TTL与非门电路的主要参数,静态功耗PD:PD50mW,输出高电平VOH:VOH3.5V，为逻辑1,输出低电平VOL:VOL0.4V，为逻辑0,扇出系数NO:NO8,NO=IOL/IIS,平均传输延迟时间tpd:,直流噪声容限VNH和VNL:,tpd=(tPLH+tPHL)/2,tpd的数值很小，一般为几纳秒至几十纳秒。,指输入端所允许的输入电压变化的极限范围。,VNH=VSHVON,VNL=VOFFVSL,TTL与非门电路的主要参数,TTL器件的使用规则,电源电压+VCC:只允许在+5V10%范围内，超过该范围可能会损坏器件或使逻辑功能混乱。,电源滤波TTL器件的高速切换，会产生电流跳变，其幅度约4mA5mA。该电流在公共走线上的压降会引起噪声干扰，因此，要尽量缩短地线以减小干扰。可在电源端并接1个100F的电容作为低频滤波及1个0.01F0.1F的电容作为高频滤波。,输出端的连接不允许输出端直接接+5V或接地。除OC门和三态(TS)门外，其它门电路的输出端不允许并联使用，否则，会引起逻辑混乱或损坏器件。,输入端的连接输入端串入1只1k10k电阻与电源连接或直接接电源电压+VCC来获得高电平输入。直接接地为低电平输入。,或门、或非门等TTL电路的多余的输入端不能悬空，只能接地；,与门、与非门等TTL电路的多余输入端可以悬空(相当于接高电平)，但易受到外界干扰，可将它们接+VCC或与其它输入端并联使用，输入端并联时，从信号获取的电流将增加。,TTL器件的使用规则,电源电压+VDD:+VDD一般在+5V+15V范围内均可正常工作，并允许波动10%。,静态功耗PD:约在微瓦量级。,输出高电平VOH:VOHVDD0.5V为逻辑1。,输出低电平VOL:VOLVSS+0.5V为逻辑0(VSS=0V)。,CMOS与非门电路的主要参数,CMOS器件的使用规则,电源电压+VDD:电源电压不能接反，规定+VDD接电源正极，VSS接电源负极(通常接地)。,输出端的连接：输出端不允许直接接+VDD或地，除三态门外，不允许两个器件的输出端连接使用。,输入端的连接：输入信号Vi应为VSSViVDD，超出该范围会损坏器件内部的保护二极管或绝缘栅极，可在输入端串接一只限流电阻(10100)k；,多余的输入端不能悬空，应按逻辑要求直接接+VDD或VSS(地)。,二、实验目的,学会使用TTL逻辑电路芯片；掌握组合逻辑电路的功能测试方法；学会简单组合电路的设计方法。,三、实验内容,测量TTL与非门输出高、低电平;（图5.16.1、图5.16.2）测量门传输延迟时间；（图5.16.5）测量TTL与非门电压传输特性;（图5.16.7）4.设计并组装一个“大小比较器”，测试其逻辑功能（静态、动态）。,1.测量TTL与非门输出高、低电平,四、实验的具体要求,分别测量图a、b、c、d、e五种情况下Y的电压值，其结果说明了什么？,测试电路-图5.16.5测试方法-光标测量法,四、实验的具体要求,2.测量门传输延迟时间,示波器光标测量法,示波器光标测量法,示波器光标测量法,示波器光标测量法,3.测量TTL与非门电压传输特性（图5.16.7）,在示波器上用X-Y显示方式观察曲线，并用坐标纸描绘出特性曲线，在曲线上标出VOH、VOL、VON、VOFF，计算VNH、VNL。,顺时针调节信号发生器面板上的OFFSET旋钮，使之输出正三角波。,四、实验的具体要求,测试要点：,首先：观察CH1、CH2波形（耦合方式为直流）；,然后：按“display”，菜单中选“格式”：“YT”“XY”；,确定坐标原点；,在特性曲线上标出所有参数。,测量TTL与非门电压传输特性,4.设计并组装一个能判断一位二进制数A与B大小的“大小比较器”，测试其功能,实验报告中，要有设计过程;画出逻辑电路图（应标上管脚号）;静态测试：结果记入表5.16.1;动态测试：A为1kHz正方波,B=1,记录输出波形。问题：只有2片74LS00，能否实现？,四、实验的具体要求,五、实验注意事项,1电源（5V）核对无误，再接入！2输出端不能短路、线与；3多余输入端处理方法：TTL与非门、与门：并联、接+5V、悬空TTL或非门、或门：并联、接地、悬空CMOS电路的任何输入端均不能悬空！,芯片管脚图,1.记录实验所测得TTL与非门的主要参数；2.绘制TTL与非门的传输特性曲线，标出有关参数，算出噪声容限；3.写出比较器的设计过程，画出逻辑电路图，记录测试结果；4.记录实验过程中出现的故障或不正常现象，分析原因，说明解决的办法和过程；5.思考题：P135-136-12如何将与非门作为非门使用？TTL或非门（或门）不用的输入端应如何处理？,六、实验报告要求,下次实验,集成触发器及其应用电路设计（实验十九）,验证JK触发器的逻辑功能设计并完成框图如P149图5196所示的同步模4可逆计数器,