实验四 OC门与三态门.ppt
实验四 OC门和TS门,（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。,实验目的,（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。,（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. 实验仪器及器件,（4）掌握三态门的典型应用，用TS门构成总线结构。,（1）集电极开路的门电路(OC门), 输出端不能并联使用。 电源一经确定，输出高电平固定。 不能驱动较大电流、较高电压的负载。,3. 实验原理,TTL与非门的推拉式 输出电路结构局限性：,图示：推拉式输出级并联,实验四 OC门和TS门,OC与非门的电路结构和图形符号,把输出级改成集电极开路的三极管结构 OC (Open Collector)门。,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。,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。,实验四 OC门和TS门,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。,计算OC门负载电阻最大值 的工作状态图：,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。,实验四 OC门和TS门,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。,计算OC门负载电阻最小 值的工作状态图：,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 。,实验四 OC门和TS门,例如：输出管截止时的漏电流为 IOH=200A，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 =40A。给定 V'CC=5V，要求OC门输出的电平VOH30V，低电平VOL04V。,实验四 OC门和TS门,选定的 RL值应在 2.63k与 0.35k之间，考虑标称值 故取,实验四 OC门和TS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。,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,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。,用三态门输出门接成总线结构,用三态门输出门实现数据的双向传输,4. 实验内容及步骤,实验四 OC门和TS门,（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。,负载电阻RL用100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,（2）用OC门实现电平转换,OC门实现TTLCMOS接口电路,实验四 OC门和TS门,（3）用OC门驱动大电流负载,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。,（a）用OC门驱动发光二极管,实验四 OC门和TS门,（3）用OC门驱动大电流负载,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。,（b）用OC门驱动继电器,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）,实验四 OC门和TS门,测试TS门的总线功能, 通过译码器 G 控制，使 Y0Y3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。, 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。, 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”。,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。,实验内容及数据记录：,（3）用OC门驱动继电器， 观察并记录驱动情况。,列出真值表,注：各步骤参照前面给出 的实验图。,实验四 OC门和TS门,5. 实验预习,复习OC门的逻辑功能及其线与功能。 复习TSL门的逻辑功能及其总线功能。 计算实验中RL的理论值RLmax和RLmin。,6.实验报告,写出计算过程及表达式。 画出实验电路，并说明有关元件型号和参数值。 整理，分析实验数据和结果。 思考题：,实验四 OC门和TS门,
