数字电路实验报告3.docx

暨南大学本科实验报告专用纸课程名称 数字逻辑电路实验 成绩评定 实验项目名称 三态门特性研究和典型应用 指导教师 实验项目编号 0806003803实验项目类型 验证型 实验地点 B406 学生姓名 学号 学院 电气信息学院 系 专业 电子信息科学与技术 实验时间 2013 年5 月27日 上午 月 日 午 温度 湿度 三态门特性研究和典型应用一、实验目的1.学习应用实验的方法分析组合逻辑电路功能。2.熟悉三态门逻辑特性和使用方法。 3.掌握三态门的典型应用， 熟悉三态门输出控制和构成总线的应用。 4.学习数字系统综合实验平台可编辑数字波形发生器使用方法。二、实验器件、仪器和设备1. 4双输入与非门74LS00 1片2. 4三态输出缓冲器74LS125 1片3. 4异或门74LS86 1片 4. 数字万用表UT56 1台5. TDS4数字系统综合实验平台 1台6. PC机（数字信号显示仪）1台7. GOS6051示波器 1台芯片引脚图 三、实验步骤和测试分析1、三态门逻辑特性测试（用表格记录测试数据） 74LS125三态门的输出负载为74LS00一个与非门输入端。74LS00同一个与非门的另一个输入端接低电平，测试74LS125三态门三态输出、高电平输出、低电平输出的电压值。同时测试74LS125三态输出时74LS00输出值。测试电路图及数据表格如下页所示。74LS125三态门的输出负载为74LS00一个与非门输入端。 74LS00同一个与非门的另一个输入端接高电平，测试74LS125三态门三态输出、高电平输出、低电平输出的电压值。同时测试74LS125三态输出时74LS00输出值。测试电路图及数据表格如下页所示。CBAY(V)F(V)LLLL0.120H4.170LLHH4.815H4.639LHLL0.116H4.633LHHH4.790L0.146HLLZ2.202H4.643HLHZ2.211H4.641HHLZ2.731L0.116HHHZ2.756L0.119三态门负载测试电路图 负载测试数据表格分析： 当三态门处于高阻态时，输出值F不受输入电平值A影响，而受与非门输入端B点电压值的影响，当B为高电平时，F较高，当B为低电平时，F较低。 当三态门的输出使能端输入的电平有效时，三态门正常工作；当三态门的输出使能端输入的电平无效时，三态门将呈现高阻抗状态（Z状态），这时输出的不是一个有效的逻辑电平，没有一个确定的输出电压值，输出电压值受到以三态门输出端为其一输入端的下一级芯片的其他输入端的电压影响。2三态缓冲器实现信号单向三路总线传输 画出用74LS125芯片构成如右逻辑电路图的实验接线图，根据实验接线图组装三路输入信号经一根总线传送的单向公共总线逻辑电路，并进行测试分析。用74LS125芯片构成的逻辑电路图 测试分析要求： 输入信号A和B由数字系统综合实验平台的逻辑电平信号源提供：其中 A0V，B5V。输入信号C由综合实验平台的固定频率时钟源提供：C为0.1MHz方波 。 总线中三态门的三个控制信号ENAENC由学生自行编辑，通过TDS-4 型 数字系统综合实验平台上的可编辑数字波形发生器编辑实现 ，将控制信号ENAENC按照下图所示的时序进行编辑。选择频率为50KHz。 用数字信号显示仪同时观察和记录三态缓冲器实现信号单向三路总线传输电路的输入信号A、B、C，三态门的三个控制信号ENAENC和总线输出信号Y。 根据数字信号显示仪显示出的输入信号、控制信号和输出信号，详细分析总结单向三路总线传输电路的“总线”结构原理、工作特点以及工作注意事项。 电路的输入信号、控制信号和输出信号波形分析： 从图中可看出：当ENA、ENB、ENC分别为0、1、1时，即当输出使能端中只有ENA为低电平有效时，输出信号Y与输入信号A相同，则输出的信号就是信号A；相同的，当输出使能端中只有ENB为低电平有效时，输出的信号就是信号B；当输出使能端中只有ENC为低电平有效时，输出的信号就是信号C； 单向三路总线传输电路的“总线”结构原理：将三个三态输出端接在一起就构成了单向三路三态总线，当某个三态缓冲器被使能时，其输出信号与输入信号相同。工作特点及工作注意事项：在三态总线中，“输出使能”控制电路必须保证任何时刻最多只能有一个三态缓冲器被使能，其他三态输出端都工作于高阻抗状态。四、问题回答和实验小结（1）问题回答：1.总结三态门的基本特性及使用注意事项。答：三态门的三态输出，就是逻辑电路的输出端不仅可以输出0和1，还可以呈现高阻抗状态。呈现高阻抗的输出的只有很小的漏电流（可以忽略），就好像没有和外部电路连接一样。注意事项：当多个三态输出端接在一起时，“输出使能”控制电路必须保证任何时刻最多只能有一个三态缓冲器被使能，其他三态输出端都工作于高阻抗状态。多于一个三态输出端同时有效，将导致总线逻辑混乱，甚至造成逻辑电路因输出电流过大而损坏。2. 三态门有哪些应用？三态门为什么能用于总线数据传输？答：应用：1、将多个三态输出端接在一起就构成了单向三态总线。2、利用三态门还能用于实现数据的双向传输。三态门之所以能用于总线数据传输，是因为当当某个三态缓冲器被使能时，其输出信号与输入信号相同，且“输出使能”控制电路必须保证任何时刻最多只能有一个三态缓冲器被使能，其他三态输出端都工作于高阻抗状态。3. 对74LS125器件，其控制使能信号0时，输出Y与A之间的逻辑关系？若1时，则输出Y？答：对于74LS125器件，其控制使能信号为0时，输出Y与输入A的电平相同；若控制使能信号为1时，输出Y不受A的影响，为高阻抗状态，输出的不是一个有效的逻辑电平，没有一个确定的输出电压值，输出电压值受到以三态门输出端为其一输入端的下一级芯片的其他输入端的电压影响。4. 实验过程遇到的问题、现象及是否解决？怎样解决？答：刚开始时，利用数据显示仪得到图像后，对图象进行压缩，然而压缩多次后，信号C都为低电平，而不是0.1MHz的方波。重新采样，压缩后，信号C都不是0.1MHz的方波，而是高电平或者低电平。我们检查电路后，又发现没有出错。最后我们发现应该是采样频率选错，我们将采样频率将原来的100KHz改为500KHz后，终于得到了正确的信号C，解决了问题。（2）实验小结通过这次实验，我学会了数字系统综合实验平台可编辑数字波形发生器使用方法。了解了三态门逻辑特性和使用方法。了解了三态门输出控制和构成总线的应用。