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实验四 OC 门和 TS 门

实验四 OC 门和 TS 门. 实验目的. （ 1 ）熟悉 OC 门和 TSL 门的逻辑功能。. （ 2 ）掌握 OC 门的典型应用，用 OC 门构成 “ 线与 ” ， 了解 R L 对 OC 电路的影响。. （ 3 ）掌握 OC 门实现电平转换原理， 实现 TTL 与 CMOS 电路的接口转换电路。. （ 4 ）掌握三态门的典型应用，用 TS 门构成总线结构。. 2. 实验仪器及器件. （ 1 ）实验设备：数字电子技术实验箱、示波器、 万用表各一台。.

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实验四 OC 门和 TS 门

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  1. 实验四OC门和TS门 • 实验目的 （1）熟悉 OC 门和TSL门的逻辑功能。 （2）掌握OC门的典型应用，用OC门构成“线与”， 了解 RL对OC电路的影响。 （3）掌握OC门实现电平转换原理， 实现TTL与CMOS电路的接口转换电路。 （4）掌握三态门的典型应用，用TS门构成总线结构。 2. 实验仪器及器件 （1）实验设备：数字电子技术实验箱、示波器、 万用表各一台。 （2）实验器件：TTL芯片 74LS03、74LS00、 74LS125(74LS126)、CD4069 各1片。 电阻200欧、20千欧和电位器10千欧各一只。

  2. 实验四OC门和TS门 3. 实验原理 （1）集电极开路的门电路(OC门) TTL与非门的推拉式 输出电路结构局限性： ① 输出端不能并联使用。 ② 电源一经确定，输出高电平固定。 ③ 不能驱动较大电流、较高电压的负载。 图示：推拉式输出级并联

  3. 实验四OC门和TS门 把输出级改成集电极开路的三极管结构—— OC (Open Collector)门。 OC与非门的电路结构和图形符号 该电路工作时需外接负载电阻和电源。 通过改变电阻的阻值和电源电压的数值来 调节输出高、低电平和输出端三极管的负载电流大小。

  4. 实验四OC门和TS门 两个 OC结构与非门输出并联，如图所示。 Y和 Y1、Y2之间的连接方式称为“线与”。 T5 和 T5’同时截止时，输出高电平为VOH=VCC’， 因此通过改变 VCC’，就可以得到所需的 VOH。

  5. 实验四OC门和TS门 当所有OC门同时截止时，输出为高电平。 为保证高电平不低于规定的 VOH 值，RL 不能选得过大。 计算OC门负载电阻最大值 的工作状态图： 式中VCC’ 是外接电源电压， IOH是每个OC门输出三极管截止时的漏电流，IIH 是负载门每个输入端的高电平输入电流。

  6. 实验四OC门和TS门 当所有OC门只有一个导通时，RL 值不可太小， 以确保流入导通OC门的电流不至超过最大允许的负载电流 ILM 。 计算OC门负载电阻最小 值的工作状态图： 式中VOL是规定的输出低电平， m’是负载门的数目，IIL 是负载门的低电平输入电流。

  7. 实验四OC门和TS门 选定的 RL值应在 2.63kΩ与 0.35kΩ之间，考虑标称值 故取 例如：输出管截止时的漏电流为 IOH=200μA，输出管导通时允许的 最大负载电流为 ILM=16mA。G3、G4和G5均为74系列与非门，它们的低电平输入电流为IIL=l mA，高电平输入电流为IIH=40μA。给定 V'CC=5V，要求OC门输出的电平VOH≥3．0V，低电平VOL≤0．4V。

  8. 实验四OC门和TS门 三态门的电路结构图及图形符号 (a)高电平控制的三态门 (b)低电平控制的三态门 （2）三态输出门电路(TSL门)：输出端有三种可能出现的状态 即：高阻、高电平、低电平。

  9. 实验四OC门和TS门 总线结构的分时复用： 任何时候，要求只有一个控制门的EN为有效电平。 用三态门输出门实现数据的双向传输 用三态门输出门接成总线结构

  10. 实验四OC门和TS门 4. 实验内容及步骤 （1）用OC门实现“线与” (a)四2输入与非门(oc)74LS03(b)六非门74LS04 电源电压VCC为+5V。

  11. Y = A + A + A + A 1 2 3 4 负载电阻RL用100Ω电阻和10K电位器串联代替， 用实验方法确定RLmax和RLmin的值， 并与理论计算值相比。 计算时取 VOH=2.8V， VOL=0.35V， n=4，VCC=+5V， IOH=0.05mA，ILM=20mA， IIL=1.6mA, IIH=0.05mA。 OC“线与”实验电路

  12. 电平转换实测数据表 输入 A B （2）用OC门实现电平转换 OC门实现TTL～CMOS接口电路

  13. 实验四OC门和TS门 （3）用OC门驱动大电流负载 （a）用OC门驱动发光二极管 当电路在输入A、B都为高电平时输出低电平， 这时发光二极管发光， 否则，输出高电平，发光二极管熄灭。 注意：驱动电流要小于OC门输出管Ts所能承受的最大值。

  14. 实验四OC门和TS门 （3）用OC门驱动大电流负载 （b）用OC门驱动继电器 当电路在输入A、B都为高电平时输出低电平，此时继电器动作， 常开触点8、9端分别与4、13端连接； 当电路在输入A、B都为低电平时输出高电平，此时继电器断开， 常闭触点6、11端分别与4、13端连接。 注意：驱动电流要小于OC门输出管Ts所能承受的最大值。

  15. 实验四OC门和TS门 （4）三态（TS）门逻辑功能测试 四总线缓冲器74LSl25 （低电平使能有效） 电源电压为＋5V 74LSl26（高电平使能有效）

  16. 实验四OC门和TS门 测试TS门的总线功能 ① 通过译码器 G 控制，使 Y0～Y3全部为“1”， 用万用表测量总线输出端 Y的电平，并观察LED状态。 ② 通过A1A0控制，使四个使能端 交替为“0”，观察LED 显示情况，测出Y电平。 ③ 记录、分析，整理以上结果。 三态门实验电路 注意：使能端不能同时有两个或两个以上同时为“0”。

  17. 实验四OC门和TS门 （5）三态TS门应用（提高部分） 设计一个四信号输出的总线接口电路。参考电路见图所示。

  18. （2）电平转换实测数据表 输入 A B Y = A + A + A + A 1 2 3 4 实验内容及数据记录： 列出真值表 （3）用OC门驱动继电器， 观察并记录驱动情况。 注：各步骤参照前面给出 的实验图。

  19. 实验四OC门和TS门 5. 实验预习 １．复习OC门的逻辑功能及其线与功能。 ２．复习TSL门的逻辑功能及其总线功能。 ３．计算实验中RL的理论值RLmax和RLmin。

  20. 实验四OC门和TS门 6.实验报告 １．写出计算过程及表达式。 ２．画出实验电路，并说明有关元件型号和参数值。 ３．整理，分析实验数据和结果。 思考题：

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