实验十二集成与非门和其应用.docVIP

实验十二 集成与非门及其应用 一、实验目的 1. 验证与非门的逻辑功能; 2. 掌握基本门电路的逻辑功能; 3. 熟悉与非门的应用。 二、实验说明 1. 目前数字集成电路主要有TTL、ECL及CMOS（包括高速CMOS）三类产品。ECL速度快，但功耗较大；CMOS功耗低，但速度较慢；TTL的速度与功耗介于两者之间。它们各有优缺点，在构成具体数字电路时，可以通过接口电路相互补充，发挥各自所长，获得最佳效果。 2. COMS器件的使用规则 ⑴ 电源： C4000系列：VDD=3～18V 74HC××系列：VDD=2～6V ⑵ 未使用输入端的处理：COMS集成电路中未使用的输入端不能悬空, 应根据要求接电源或地, 工作速度不高时，可与使用端并联。 ⑶ 输出端的处理：输出端不允许直接与电源正、负极相连, 也不能接入输入信号。 3. TTL器件的使用规则 ⑴ 电源：VCC=+5V±10% ⑵ 多余输入端的处理：对于输入端接有长线、触发器和中、大规模集成器件以及使用集成块较多的复杂电路，多余输入端必须按逻辑要求接电源或地，不得悬空处理，否则易受干扰。 ⑶ 输出端的处理：输出端不允许直接与电源正、负极相连, 也不能接入输入信号。 4．本实验选用CC4011、74HC20集成块, 引脚功能如图2.12.1所示。 图2.12.1 三、实验设备 1. 电子技术实验箱 1台 2. 双踪示波器 1台 四、预习要求 1. 复习教材中关于门电路和组合逻辑电路的内容。 2. 完成表2.12.1中要求的逻辑电路图。 3. 按实验内容4的要求，画出三人表决电路的逻辑图。 4. 了解附录二介绍的数字电路实验箱的功能和使用方法。 五、思考题 把一个COMS多输入端与非门作非门使用时，输入端有哪些连接方法？ 六、注意事项 1．使用集成电路时，电源端必须接入相应数值的直流电压。电源电压极性不能接反，否则无论是保护电路或是内部电路都可能因电流过大而损坏。 2．输入端的信号电压不能超过电源电压。未接通电源前，不得输入信号，否则将损坏输入端保护电路中的二极管。 3．关机时应先切断输入信号，后断开电源电压。插拔集成块时务必关闭电源。 表 2.12.1 电路名称 逻辑图(标出管脚号) 真 值 表 与非表达式 与非门 A B F 0 0 0 1 1 0 1 1 与 门 A B F 0 0 0 1 1 0 1 1 或 门 A B F 0 0 0 1 1 0 1 1 异或门 A B F 0 0 0 1 1 0 1 1 七、实验内容及步骤 1. 与非门逻辑功能测试 任选CC4011中一个与非门，按图2.12.2接线，当输 入端A、B分别为表2.12.1中各值时，观察发光二极管显 示的状态: 亮表示输出为高电平“1”；不亮表示输出为低 电平“0”，结果记入表2.12.1中。 2. 用与非门构成其它逻辑门 用与非门分别构成与门、或门和异或门, 改变输入电 图2.12.2与非门逻辑功能测试 平, 根据发光二极管显示状态, 记录输出端对应电平。 3. 观察与非门的门控作用 按图2.12.3(a)接线, 信号输入端ui接1KHZ 连续脉冲, 控制端Q接电平开关, 当电平开关分别置 H 和 L 时，用示波器观察相应输入、输出端波形并记入图2.12.3 (b) 中。 (a) 电路图 (b) 波形图 图2.12.3 与非门的门控作用 4. 双稳态电路 图2.12.4为与非门组成的双稳态电路。R (复位端)和S (置位端)分别输入高、低电平时, 观察输出端对应电平, 结果记入表2.12.2中。 表2.12.2 S R Q Q 状态说明 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 图2.12.4 双稳态电路图 5．三人表决器电路设计 A B C F 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 ⑴ 设计一个逻辑电路供三人（A、B、C）