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数电仿真1:门电路及其参数测量

2023-03-25 20:58 作者:_Ottava  | 我要投稿

之前开关的选择有问题,已修正

实验内容

1、用实验箱检测7400中每个与非门的逻辑功能是否正常。

2、用7400实现非、或、或非和异或逻辑功能,写出逻辑表达式并给出化简过程;在实验箱上连接电路并验证逻辑功能,将结果填入真值表。

非:

Y%3D%5Coverline%7BA%7D%20

或:

Y%3DA%2BB%3D%5Coverline%7B%5Coverline%7BA%2BB%7D%7D%3D%5Coverline%7B%5Coverline%7BA%7D%5Ccdot%5Coverline%7BB%7D%7D

或非:

Y%3D%5Coverline%7BA%2BB%7D%3D%5Coverline%7B%5Coverline%7B%5Coverline%7BA%7D%5Ccdot%5Coverline%7BB%7D%7D%7D

异或:

XOR(A, B) = (A NAND B) NAND (A NAND (A NAND B)) NAND (B NAND (A NAND B))

通过逻辑变换器验证

3、传输延迟时间是衡量门电路开关速度的一个重要指标,如图1-1所示,tpd = (tpHL+tpLH) / 2,其中tpHL和tpLH分别为导通延迟时间和截止延迟时间。用环形振荡器测量7400的平均传输延迟时间,实验电路如下图所示。电路输出波形的周期 T = 6tpd,则tpd = T/6,tpd即为7400平均传输延迟时间。(需记录输出波形,波形频率10MHz以上幅度1V以上)

T=114.4ns
tpd=T/6=19.067ns

4、用示波器的XY模式测量7400的电压传输曲线,画出曲线,记录并在曲线上标注VOH、VOL、Voff、Von。测试电路如图1-2所示。其中VOH、VOL分别为与非门的输出高电平和低电平;Voff是关门电平,指保持输出为高电平的最大输入低电平;Von是开门电平,指保持输出为低电平的最小输入高电平。 (在时基模式下观察与非门的输出随输入的变化更直观)

仿真无可用结果

5、(选作)用与非门7400构成半加器,实现不考虑进位输入的一位二进制加法。

半加器具有两个输入(A,B)和两个输出(和S,进位C)。在这里,我们不考虑进位输入,只关心一位加法的结果。半加器的逻辑是:

S = A ⊕ B (异或) C = A * B (与)

分别实现

思考题:

对于TTL电路,输入端悬空相当于什么电平?在实际接线中应当如何处理,为什么?

相当于高电平。在实际接线中,应将未使用的TTL输入连接到确定的逻辑电平,避免让输入悬空。
悬空输入可能会接收到杂散的电磁噪声,导致输入在高电平和低电平之间随机波动,可能导致电路行为异常、功耗增加甚至损坏电路。


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