1.电源连接和选择:VDD端接电源正极,VSS端接电源负极(地)。绝对不许接错,否则器件因电流过大而损坏。对于电源电压范围为3V~18V系列器件。如CC4000系列,实验中VDD通常接+5V电源,VDD电压选在电源变化范围的中间值,例如电源电压在8~12V之间变化,则选择VDD=10V较恰当。
CMOS器件在不同的VDD值下工作时,其输出阻抗、工作速度和功耗等参数都有所变化,设计中须考虑。
2.输入端处理:多余输入端不能悬空。应按逻辑要求接VDD或接VSS,以免受干扰造成逻辑混乱,甚至还会损坏器件。对于工作速度要求不高,,而要求增加带负载能力时,可把输入端并联使用。
对于安装在印刷电路板上的CMOS器件,为了避免输入端悬空,在电路板的输入端应接入限流电阻RP和保护电阻R,当VDD=+5V时,RP取5.1KΩ,R一般取100KΩ~1MΩ。
3.输出端处理:输出端不允许直接接VDD或VSS,否则将导致器件损坏,除三态(TS)器件外,不允许两个不同芯片输出端并联使用,但有时为了增加驱动能力,同一芯片上的输出端可以并联。
4.对输入信号VI的要求:VI的高电平VIH<VDD,VIL的低电平VIL小于电路系统允许的低电压;当器件VDD端末接通电源时,不允许信号输入,否则将使输入端保护电路中的二极管损坏。
四、数字逻辑电路的测试方法
(一).组合逻辑电路的测试:
组合逻辑电路测试的目的是验证其逻辑功能是否符合设计要求,也就是验证其输出与输入的关系是否与真值表相符。
1.静态测试
静态测试是在电路静止状态下测试输出与输入的关系将输入端分别接到逻辑开关上。用发光二极管分别显示各输入和输出端的状态。按真值表将输入信号一组一组地依次送入被测电路,测出相应的输出状态,与真值表相比较,借以判断此组合逻辑电路静态工作是否正常。
2.动态测试
动态测试是测量组合逻辑电路的频率响应。在输入端加上周期性信号,用
11
示波器观察输入、输出波形。测出与真值表相符的最高输入脉冲频率。 (二).时序逻辑电路的测试
时序逻辑电路测试的目的是验证其状态的转换是否与状态图相符合。
可用发光二极管、数码管或示波器等观察输出状态的变化。常用的测试方法有两种。一种是单拍工作方式:以单脉冲源作为时钟脉冲,逐拍进行观测。另一是连续工作方式:以连续脉冲源作为时钟脉冲,用示波器观察波形,来判断输出状态的转换是否与状态图相符。
12
第二部分 基础性实验
实验一 集成逻辑门电路逻辑功能的测试
一、实验目的
1、熟悉数字逻辑实验箱的结构、基本功能和使用方法。
2、掌握常用非门、与非门、或非门、与或非门、异或门的逻辑功能及其测试方法。
二、实验仪器及设备
1、数字逻辑实验箱1台 2、万用表 1只
3、元器件: CD4011 74LS04 各一块 导线 若干
三、实验内容
1、测试74LS04(六非门)的逻辑功能
将74LS04正确接入面包板,注意识别1脚位置(集成块正面放置且缺口向左,则左下角为1脚)重点讲解,按表1-1要求输入高、低电平信号,测出相应的输
2、测试CD4011(四2输入端与非门)逻辑功能
13
将CD4011正确接入面包板,注意识别1脚位置,按表1-2要求输入高、低
电
3、测试74LS55(二路四输入与或非门)逻辑功能
将74LS55正确接入面包板,注意识别1脚位置,按表1-3要求输入信号,测出相应的输出逻辑电平,填入表中。(表中仅列出供抽验逻辑功能用的部分数据)
4、测试74LS86(四异或门)逻辑功能
将74LS86正确接入面包板,注意识别1脚位置,按表1-4要求输入信号,测出相应的输出逻辑电平。得表达式为Y=A⊕B
14
四、实验结果分析(回答问题)
若测试74LS55的全部数据,所列测试表应有256种输入取值组合。 用实验箱、万用表作一个实验示范,并强调测试方法及万用表的用法。
实验二 集成逻辑门电路的参数测试
一、实验目的
掌握TTL和CMOS与非门主要参数的意义及测试方法。 进一步熟悉数字逻辑实验箱的基本功能和使用方法。
二、实验仪器及设备
1、数字逻辑实验箱1台 2、万用表 2只
3、元器件:74LS20(T063) CC4012 各一块 2CK11 4只 电阻及导线 若干
三、实验内容(简单实验步骤、实验数据及波形)
1、TTL与非门74LS20静态参数测试
导通电源电流ICCL和截止电源电流ICCH 。测试电路如图2-1。74LS20为双与非门,两个门的输入端作相同处理。测得ICCL=12mA,ICCH=1.6mA
15