技能训练

训练项目　TTL集成逻辑门电路（与非门）测试

一、项目概述

集成逻辑门是最基本的数字集成元件，在数字电路中被大量使用，因此它的特性参数选择的合适与否，会在很大程度上影响整个电路工作的可靠性，所以理解和掌握集成逻辑门的参数特性对数字电路设计至关重要。目前使用最普遍的双极性数字集成电路是TTL集成逻辑门电路，它们通常都采用双列直插式封装在集成芯片内。本训练项目就是选用TTL 74LS00二输入端四与非门进行测试的训练。

二、训练目的

通过TTL集成逻辑门电路（与非门）测试的训练项目，加深对TTL与非门主要参数的意义及其特性的理解；掌握TTL与非门主要参数、传输特性与逻辑功能的测量方法，加深对与非门特性的理解；熟悉集成元器件引脚排列特点；学会合理选择、测试和正确使用集成逻辑部件。

三、训练内容与要求

1.训练内容

利用数字电子技术实验装置提供的电路板（或面包板）、集成器件、逻辑开关、连接导线等，组装TTL集成逻辑门电路（与非门）测试电路。根据本训练项目要求，以及给定的集成逻辑器件，完成电路安装的布线图设计，并完成对TTL与非门主要参数及特性的测试，并撰写出项目训练报告。

2.训练要求

①掌握TTL与非门各参数的意义和测量方法。

②学会对于TTL门电路，输入端悬空相当于什么电平？多余的输入端，在实际接线中应如何处理？

③撰写项目训练报告。要求整理测量结果，并与理论计算值比较，分析产生误差的原因。归纳分析TTL与非门的电压传输特性，总结TTL集成逻辑门电路的逻辑功能及使用规则。

四、电路原理分析

用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路统称为门电路。逻辑门电路早期是由分立元件构成的，体积大，性能差。常用的基本门电路在逻辑功能上有与门、非门、与非门、或门、异或门、或非门等几种。随着半导体工艺的不断发展，电路设计也随之改进，使所有元器件连同布线都集成在一小块硅芯片上，形成集成逻辑门。集成逻辑门是最基本的数字集成元件，目前使用较普遍的双极型数字集成电路是TTL集成逻辑门电路，它的品种已超过千种。通过本训练项目，初步掌握数字电路集成芯片的使用方法及基本操作规范。

本训练项目采用TTL双极型数字集成逻辑门器件74LS00，它有4个2输入与非门，封装形式为双列直插式，引脚排列及逻辑符号如图1-71所示，其中A、B为输入端，Y为输出端，输入/输出关系为。与非门的逻辑功能是：“输入信号只要有低电平，输出信号就为高电平；输入信号全为高电平，输出则为低电平”（即有0得1，全1得0）

测试电路连接图如图1-72所示。

常见TTL门电路最佳工作条件见表1-20。

五、内容安排

1.测量TTL与非门的静态特性

为了便于操作和记录，将静态参数名称、测量电路、测量条件和产量数据等项目列于表1-21中，按表1-21完成测量并记录。

2.测量TTL与非门的电压传输特性

TTL与非门的输出电压UO随输入电压UI而变化的曲线UO=f（UI）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UOH、输出低电平UOL、关门电平UOFF、开门电平UON、阈值电平UT及抗干扰容限UNL、UNH等值。

测试电路如图1-73所示，将G1的输出端1Q对地接入直流电压表，用万用表直流电压5V挡。输入端1A悬空，由电位器W2构成分压器产生0～5V输入电压接入输入端1B，同时1B对地接入直流电压5V挡。调节W2使UI=0，此时UO>3.6V。调节W2改变UI值，读出每一点的UI、UO值，填入表1-22中，并确定UOL，UOH，UON，UOFF的值。最后建立UI～UO坐标绘出电压传输特性曲线。

3.测量TTL与非门的逻辑功能

TTL与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平（即有0得1，全1得0）。从74LS00中任选一个与非门，它的两个输入端A、B分别接逻辑开关，由开关提供输入的高、低电平，输出端接指示灯，输出高电平则指示灯亮，输出低电平则指示灯灭，用观察指示灯的变化情况确定输入/输出的逻辑关系。改变开关的状态，观察指示灯的变化，将结果记录在表1-23中。

六、训练所用仪表与器材

①数字实验装置：+5V直流电源、逻辑开关、0-1指示器。

②双踪示波器1台。

③低频信号发生器1台。

④万用表、直流电压表、直流毫安表、直流微安表各1块。

⑤74LS00、1kΩ电位器、10kΩ电位器、200Ω电阻器（0.5W）若干。

七、成绩评定

训练项目成绩评定采取百分制分段评定的方法：

①电路组装工艺，30分。

②电路测试（故障处理），40分。

③总结报告，30分。