TTL集成逻辑门电路的测试
一．实验目的
1. 掌握TTL集成与非门逻辑功能的测试方法。
2. 了解TTL与非门主要参数的意义和测试方法。
3. 学习用与非门实现其它逻辑门的逻辑功能。
4. 学习认识电压传输特性。
二．实验原理简要说明
见实验指导书
三．实验内容及步骤
实验前按先检查实验箱电源是否正常，然后选择实验用的集成电路，按自己设计的实验接线图接好连线，特别注意Vcc及地线不能接错。线接好后检查无误方可通电实验。实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。
与非门的逻辑功能测试（任选一种测试方案）
测试方案1
实验测试电路，如图1-1-8所示。按表1中输入变量A,B的电平组合顺序，进行实验，测量输出电压,填入表1。
输入 | 输出 | |
A | B | Y |
0 | 0 | |
0 | 1 | |
1 | 0 | |
1 | 1 | |
测试方案2
测试原理如图1-1-9所示。在Vi端接入1KHz方波信号，利用示波器观察在开关S1接通及断开的情况下输出Vo的波形，并将Vi和Vo的波形绘制在实验报告中，判定是否正确。
2. 逻辑功能转换（用与非门组成其他逻辑门）
1）组成非门
用一片74LS00组成一个非门，画出电路图，测试并填表1-1-1。
表1-1-1与非门组成非门
输入 | 输出Y | |
A | 理论值 | 观测值 |
0 | ||
1 | ||
2 组成或非门
用一片74LS00组成一个与非门组成或非门，写出或非门转化为与非门表达式，画出电路图，测试并填表1-1-2。
表1-1-2与非门组成或非门
输入 | 输出Y | ||
A | B | 理论值 | 观测值 |
0 | 0 | ||
0 | 1 | ||
1 | 0 | ||
1 | 1 | ||
3）组成异或门
用74LS00组成一个异或门，写出异或门转化为与非门表达式，画出电路图，测试并填表1-1-3。
提示：输入信号由实验箱上的数据开关提供，输出信号由实验箱上的逻辑电平指示灯监示。
表1-1-3 与非门组成异或门
输入 | 输出Y | ||
A | B | 理论值 | 观测值 |
0 | 0 | ||
0 | 1 | ||
1 | 0 | ||
1 | 1 | ||
3．TTL非门逻辑的电压传输特性
电压传输特性测量电路如图1-1-10所示，根据图1-1-10组装电路。调节输入电压VI从0V开始，按表1-1-4中所列VI值逐步升高实验，并把对应的VO值，记录写入表3-1。然后绘出电压传输特性VO=f (Vi )图形。
表1-1-4 TTL器件电压传输特性
74LS00 | |||
序号 | VI（V） | VO（V） | 电压传输特性曲线 |
1 | 0 | ||
2 | 0.2 | ||
3 | 0.4 | ||
4 | 0.7 | ||
5 | 0.9 | ||
6 | 1.0 | ||
7 | 1.1 | ||
8 | 1.2 | ||
9 | 1.3 | ||
10 | 1.4 | ||
11 | 1.5 | ||
12 | 2.0 | ||
13 | 2.4 | ||
14 | 3.0 | ||
15 | 4.5 | ||
按表3-1的记录数据,完成下列填空：
(1) 当VI<0.4V时，输出高电平: VOH= V (VO曲线比较“平坦、水平”部分的电压值)；
(2) 当VI >2.0V时, 输出低电平: VOL= V (VO曲线比较“平坦、水平”部分的电压值)；
(3) 阈值电压:VTH=1.4V（放大区的输出电压VO急剧下降的转折区中点对应的输入VI值)；
(4) 当VO刚刚为低电平VOL上限值0.4V时，对应的VI值为开门电平VON= V，
因此，使用芯片时：输入高电平VIH必须满足：VIH > VON;
注:输入高电平的下限值VIH (min)等于开门电平VON ，即VIH (min)=VON。
(5) 当VO刚为高电平VOH下限值2.4V(或2.7V)时，对应的VI值为关门电平VOFF= V，
因此，使用芯片时：输入低电平VIL必须满足：VIL < VOFF。
注:输入低电平的上限值VIL (max)等于关门电平VOFF ，即VIL (max)=VOFF。
提示：调节VI的过程中，应同时优先监视VO的变化，并对应读出VI、VO的值，记录。否则在开门电平VON和关门电平VOFF之间变化的电压很难读出来。
说明: TTL通常规定(不唯一)电平的取值，如下：
输出VOH(min)=2.4V, VOL(max)=0.4V;输入VIH(min)=2.0V, VIL(max)=0.8V。
4. 输出VO为低电平的扇出系数N测量
已知IIS ≈1mA，测量扇出系数N的电路如图1-1-11所示。调节RW电位器，使V0L=0.4V时，测量此时的IL= mA。 按式 取整数,计算N= 。
四．注意事项
1．TTL门电路的电源VCC=5V，只允许在VCC=+5V±10%范围内工作，否则可能会损坏器件或使逻辑功能混乱。实验时，芯片的VCC和GND(地)端不能接错。
2．与非门的多余输入端应妥善处理：将多余输入端接高电平，或者与使用的输入端并联，或者悬空，但是悬空容易受到外界干扰，故最好采用前两种处理方法。
3．电流表串接在电路中，极性不可接反,不可超出量程,更不能用电流表测量电压。
4．74LS00逻辑门的输出端不能直接并联使用，更不能直接与地或电源连接。
五．预习要求
1．了解所用实验仪器的使用方法及注意事项。
2．复习TTL与非门的工作原理及其主要参数。
3．预习设计画出可选做的与非门组成其它逻辑门的逻辑电路图。
4．写好预习报告。
六．实验仪器及元器件
1．数字电子技术实验箱
2．数字万用表
3．元器件
芯片：74LS00×1；
电位器：1KΩ×1（实验箱上有）；
电阻：470Ω×1。
七．思考题
1．与非门的多余输入端应如何处理？为什么不能接低电平（或接地）？
2．本次实验逻辑门的输出端能否直接并联使用？为什么？
八．器件简介
