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数字逻辑实验报告3  

2010-11-14 10:03:08|  分类: 数字逻辑实验报告 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一:实验目的

1.学习应用实验的方法分析组合逻辑电路功能。

2.熟悉三态门逻辑特性和使用方法。

3.掌握三态门的典型应用, 熟悉三态门输出控制和构成总线的应用。

4.学习数字系统综合实验平台可编辑数字波形发生器使用方法。

二、实验器件、仪器和设备

1. 4双输入与非门74LS00          1片

2. 4三态输出缓冲器74LS125         1片

3. 4异或门74LS86               1片

4. 数字万用表UT56                1台

5. TDS-4数字系统综合实验平台    1台

6. PC机(数字信号显示仪)      1台

7. GOS-6051示波器              1台



 

三、实验步骤和测试分析

1、三态门逻辑特性测试

①74LS125三态门的输出负载为74LS00一个与非门输入端。

74LS00同一个与非门的另一个输入端接低电平,测试74LS125三态门三态输出、高电平输出、低电平输出的电压值。同时测试74LS125三态输出时74LS00输出值。

②74LS125三态门的输出负载为74LS00一个与非门输入端。

74LS00同一个与非门的另一个输入端接高电平,测试74LS125三态门三态输出、高电平输出、低电平输出的电压值。同时测试74LS125三态输出时74LS00输出值。

测量了两组数据,从数据表格中可以看出,当三态门处于低阻态时,门电路工作正常,此时三态门直输直出,Y处电压受A控制;当三态门处于高阻态时,三态门失效,Y处的电压不受A输入端的影响,这时Y处电压受B端影响,B高Y高,反之亦然,在此时双输入与非门就等同于单输入非门。

2、三态缓冲器实现信号单向三路总线传输

画出用74LS125芯片构成如下逻辑电路图的实验接线图,根据实验接线图组装三路输入信号经一根总线传送的单向公共总线逻辑电路,并进行测试分析。

测试分析要求:

①输入信号A和B由数字系统综合实验平台的逻辑电平信号源提供:其中 A=0V,B=5V。输入信号C由综合实验平台的固定频率时钟源提供:C为0.1MHz方波 。

②总线中三态门的三个控制信号ENA~ENC由学生自行编辑,通过TDS-4 型 数字系统综合实验平台上的可编辑数字波形发生器编辑实现 ,将控制信号ENA~ENC按照下图所示的时序进行编辑。

③ 用数字信号显示仪同时观察和记录三态缓冲器实现信号单向三路总线传输电路的输入信号A、B、C,三态门的三个控制信号ENA~ENC和总线输出信号Y。

④根据数字信号显示仪显示出的输入信号、控制信号和输出信号,详细分析总结单向三路总线传输电路的“总线”结构原理、工作特点以及工作注意事项。

实验结果如下所示:(符合逻辑,验证有效)

图一:一个周期以及波形说明

f=50KHz

ENA->

ENB->

 

ENC->

B=5.0V

 

A=0V

C=0.1MHz

Y

图二:①②多个周期

3.组装逻辑电路测试分析电路功能(选做)

电路图如下所示,设输入B3B2B1B0为自然二进制码,用实验的方法分析电路逻辑逻辑功能,可分别采用静态和动态方法进行。
分析逻辑电路以及三态缓冲器在逻辑电路中的作用?

测试数据如下:

B3

B2

B1

B0

G3

G2

G1

G0

G3

G2

G1

G0

0

0

0

0

0.073

0.074

0.073

3.704

0

0

0

1

0

0

0

1

0.073

0.074

0.074

0.076

0

0

0

0

0

0

1

0

0.073

0.073

3.704

3.712

0

0

1

1

0

0

1

1

0.072

0.073

3.707

0.075

0

0

1

0

0

1

0

0

0.072

3.712

3.710

0.075

0

1

1

0

0

1

0

1

0.072

3.713

3.711

3.717

0

1

1

1

0

1

1

0

0.073

3.712

0.073

3.716

0

1

0

1

0

1

1

1

0.072

3.712

0.072

0.074

0

1

0

0

1

0

0

0

3.717

3.710

0.073

0.075

1

1

0

0

1

0

0

1

3.717

3.711

0.073

3.715

1

1

0

1

1

0

1

0

3.718

3.712

3.710

3.716

1

1

1

1

1

0

1

1

3.716

3.711

3.707

0.075

1

1

1

0

1

1

0

0

3.714

0.073

3.704

0.075

1

0

1

0

1

1

0

1

3.713

0.073

3.706

3.712

1

0

1

1

1

1

1

0

3.714

0.073

0.073

3.713

1

0

0

1

1

1

1

1

3.714

0.073

0.073

0.075

1

0

0

0

此实验数据说明,三态门可以控制门电路的输出有无,从此电路不再是只有高低状态,還可以令电路原件在电路中,又不起作用,可以很好的避免数据混乱,也避免了共用总线而不发生干扰的目的。

四、问题回答和实验小结

1.总结三态门的基本特性及使用注意事项。

答:三态门的三态,是指它的输出既可以是一般二值逻辑电路的正常的“0”状态和“1”状态,又可以保持特有的高阻抗状态,第三种状态—高阻状态的门电路(高阻态相当于隔断状态)。处于高阻抗状态时,其输出相当于断开状态,没有任何逻辑控制功能。三态电路的输出逻辑状态的控制,是通过一个输入引脚实现的。当G为低电平输入时,三态电路呈现正常的“0”或“1”的输出;当G为高电平输入时,三态电路给出高阻态输出。三态门处在高阻态时,三态门输出端悬空不对外电路产生任何影响,且三态门处在高阻态时,其输出电压值受外电路影响,但不受TTL芯片输出高低电平值的约束。注意事项:为了保证在同一条路上的三态门工作正常,必须保证在任何时刻最多只有一个三态门出于工作状态,否则,就有可能发生多个门同时工作的状态,从而使输出状态不正常的现象。

2.三态门有哪些应用?三态门为什么能用于总线数据传输?

答:用三态门是为了可以控制线路的通断,因为单片机内部是靠总线传输信息的,为了避免数据混乱,所以要分时传送,而三态门就是实现分时传输的控制器件。

3. 对74LS125器件,其控制使能信号0时,输出Y与A之间的逻辑关系?若1时,则输出Y?

答:74LS125器件,其控制使能信号0时,输出Y与输入A之间的逻辑关系为Y=A(即A高Y高,A低Y低);当势能信号为1时,输出Y不受输入A的影响,呈现高阻态,其电压值与负载有关。

 

4.在实验过程中遇到的问题、现象及是否解决?怎样解决?

答:在使用数字系统综合实验平台可编辑数字波形发生器时,第一次测试时,未将编辑好的波形输出,直接输出了预设波形,经过查看计算机的波形发现了此问题,在将编辑好的波形输出后,得到了正确的实验结果。

实验小结:

通过本次实验,学习了数字系统综合实验平台可编辑数字波形发生器使用方法,熟悉了三态门逻辑特性和使用方法,以及学习了应用实验的方法分析组合逻辑电路功能,并且掌握了三态门的典型应用熟悉三态门输出控制和构成总线的应用,并且不断地在实验中发现问题解决问题,从而提高了自己的查错能力,提高了接线的准确性,最终比较好的完成了此次实验,又一次提高了自己的学习兴趣及动手能力。

 

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