实验报告模板新.docx

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实验报告模板新

计算机科学与工程学院

数字逻辑实验报告

专业___计算机科学与技术____班级_20121411__姓名_____卢文清______学号_____20121411378___________

实验一

一、实验目的

1．

2.

3.

…

二、实验仪器和器材

1．

2．

3．

。

。

。

三、实验原理

四、实验内容

五、实验体会

注：

实验报告以“学号+实验？

.doc”

multisim实验仿真文件以“实验？

（？

）.ms10”编号保存，

如实验一的第一个实验仿真文件命名为“实验一

（1）.ms10”,最后每个同学把实验报告、所有仿真文件保存到文件夹“学号+（实验序号）”文件夹内，如“2012141101”同学的实验一的文件夹为“20121411

（1）”，压缩打包发至下列邮箱，邮件主题注明学号和实验序号:

20121411班发送到邮箱：

DL20121411@

20121412班发送到邮箱：

DL20121412@

20121431班发送到邮箱：

DL20121431@

范例：

计算机科学与工程学院

数字逻辑实验报告

专业__计算机科学与技术_班级20121411姓名___张三____学号___01___

实验一

实验目的

1.掌握TTL集成与非门的主要性能参数及测试方法。

2.掌握TTL器件的使用规则。

3.熟悉数字电路测试中常用电子仪器的使用方法。

一、实验仪器和器材

1、数字逻辑电路实验箱。

2、数字逻辑电路实验箱扩展板。

3、芯片74LS00。

4、5.1K，100Ω，200Ω，500Ω，1K电阻；1K，10K可调电阻，导线若干。

5、数字万用表。

6、示波器

7、multisim仿真实验系统

二、实验原理

本实验采用二输入四与非门74LS00（管脚图见图6），即一块集成块内含有四个相

互独立的与非门，每个与非门有两个输入端。

其逻辑框图如下：

图1-174LS00的逻辑图图1-2Iis的测试电路图

TTL集成与非门的主要参数有输出高电平VOH、输出低电平VOL、扇出系数N0、电压传输特性和平均传输延迟时间tpd等。

（1）TTL门电路的输出高电平VOH

VOH是与非门有一个或多个输入端接地或接低电平时的输出电压值，此时与非工作管

处于截止状态。

空载时，VOH的典型值为3.4~3.6V，接有拉电流负载时，VOH下降。

（2）TTL门电路的输出低电平VOL

VOL是与非门所有输入端都接高电平时的输出电压值，此时与非工作管处于饱和导通

状态。

空载时，它的典型值约为0.2V，接有灌电流负载时，VOL将上升。

（3）TTL门电路的输入短路电流Iis

它是指当被测输入端接地，其余端悬空，输出端空载时，由被测输入端输出的电流

值，测试电路图如图1-2。

（4）TTL门电路的扇出系数N0

扇出系数N0指门电路能驱动同类门的个数，它是衡量门电路负载能力的一个参数，

TTL集成与非门有两种不同性质的负载，即灌电流负载和拉电流负载。

因此，它有两

种扇出系数，即低电平扇出系数N0L和高电平扇出系数N0H。

通常有IiHN0L，

故常以N0L作为门的扇出系数。

N0L的测试电路如图1-3所示，门的输入端全部悬空，输出端接灌电流负载RL，调节RL使

IOL增大，VOL随之增高，当VOL达到VOlm（手册中规定低电平规范值为0.4V）时的IOL就是允许灌入的最大负载电流，则

N0L＝IOL÷Iis，通常N0L>8

（5）TTL门电路的电压传输特性

门的输出电压Vo随输入电压Vi而变化的曲线Vo=f（Vi）称为门的电压传输特性，通过

它可读得门电路的一些重要参数，如输出高电平VOH、输出低电平VOL、关门电平Voff、开

门电平VON等值。

测试电路如图1-4所示，采用逐点测试法，即调节Rw，逐点测得Vi及

Vo，然后绘成曲线。

（6）TTL门电路的平均传输延迟时间tpd

tpd是衡量门电路开关速度的参数，它意味着门电路在输入脉冲波形的作用下，其输出

波形相对于输入波形延迟了多少时间。

具体的说，是指输出波形边沿的0.5Um至输入波形

对应边沿0.5Um点的时间间隔，如图1-5所示。

由于传输延迟时间很短，一般为ns数量级。

图1-5（a）传输延迟特性图1-5（b）tpd的测试电路

图1-5（a）中的tpdL为导通延迟时间，tpdH为延迟截止时间，平均传输时间为：

tpd=（tpdL+tpdH）/2

tpd的测试电路如图1-5（b）所示，由于门电路的延迟时间较小，直接测量时对信号发

生器和示波器的性能要求较高，故实验采用测量有奇数个与非门组成的环形振荡器的振荡

周期T来求得。

其工作原理是：

假设电路在接通电源后某一瞬间，电路中的A点为逻辑“1”，

经过三级门的延时后，使A点由原来的逻辑“1”变为逻辑“0”；再经过三级门的延时后，

A点重新回到逻辑“1”。

电路的其它各点电平也随着变化。

说明使A点发生一个周期的振

荡，必须经过6级门的延迟时间。

因此平均传输延迟时间为：

tpd=T/6

三、实验内容及实验步骤

1、将数字逻辑电路实验箱扩展板插在实验箱相应位置，并固定好，找一个14PIN的插座插上芯片，并在14PIN插座的第7脚接上实验箱的地（GND），第14脚接上电源（VCC）。

其它脚的连线参考具体的线路图，实验所需要的电阻和可调使用实验箱主电路板中的元件库。

2、按照实验原理第一、二部分用万用表测出TTL门电路的输出高电平VOH，输出低电平VOL。

实际测试得：

VOH=5V,VOL=0V

3、按图1-2所示连线，测出TTL门电路的输入短路电流Iis=0.25ma（毫安）。

4、按图1-3所示连线，测出IOL=18ma，求得扇出系数N0=70。

5、按图1-4所示连线，调节电位器RW，使Vi从0V向高电平变化，逐点测量Vi和Vo,

将结果记入下表中。

Vi（V）

0

0.5

0.8

1.2

1.4

2.5

3.0

3.5

4.0

Vo（V）

5.0

5.0

4.0

3.0

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

6、按图1-5所示连线，测得tpd=40ns。