數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)講解

簡(jiǎn)易數(shù)字實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與制作一、基本功能要求1簡(jiǎn)易數(shù)字實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的工作電壓DC5V/1A（由直流穩(wěn)壓電源提供）。2設(shè)計(jì)8組邏輯電平開(kāi)關(guān)要求可輸出“1”電平和“0”電平。3設(shè)計(jì)8位邏輯電平顯示用于指示“0”、“1”電平。要求由LED及驅(qū)動(dòng)電路組成，當(dāng)正邏輯“1”電平送入時(shí)LED亮，反之則不亮。二、原理1TTL電平TTL輸出高電平24V，輸出低電平20V，輸入低電平08V，噪聲容限是04V。2邏輯電平開(kāi)關(guān)參考電路如下圖所示。3邏輯電平顯示發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱LED，采用砷化鎵、鎵鋁砷、和磷化鎵等材料制成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個(gè)PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?。?dāng)在發(fā)光二極管PN結(jié)上加正向電壓時(shí)，PN結(jié)勢(shì)壘降低，載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)大于漂移運(yùn)動(dòng)，致使P區(qū)的空穴注入到N區(qū)，N區(qū)的電子注入到P區(qū)，這樣相互注入的空穴與電子相遇后會(huì)產(chǎn)生復(fù)合，復(fù)合時(shí)產(chǎn)生的能量大部分以光的形式出現(xiàn)，因此而發(fā)光。發(fā)光二極管在制作時(shí)，使用的材料有所不同，那么就可以發(fā)出不同顏色的光。發(fā)光二極管的發(fā)光顏色有紅色光、黃色光、綠色光、紅外光等。發(fā)光二極管的外形有圓形、長(zhǎng)方形、三角形、正方形、組合形、特殊形等。常用的發(fā)光二極管應(yīng)用電路有四種，即直流驅(qū)動(dòng)電路、交流驅(qū)動(dòng)電路、脈沖驅(qū)動(dòng)電路、變色發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路。使用LED作指示電路時(shí)，應(yīng)該串接限流電阻，該電阻的阻值大小應(yīng)根據(jù)不同的使用電壓和LED所需工作電流來(lái)選擇。普通發(fā)光二極管的正向飽和壓降為1621，正向工作電流為20MA。邏輯電平顯示參考電路如下圖所示，由LED及驅(qū)動(dòng)電路組成。三、設(shè)備及器件1、設(shè)備電烙鐵、萬(wàn)用表、直流穩(wěn)壓電源2、器件名稱規(guī)格數(shù)量備注撥碼開(kāi)關(guān)8位1特別注意不要將撥碼開(kāi)關(guān)直接焊在板子上，而是焊16座芯片插座，再將它插在插座上。排阻9腳直插1K，標(biāo)示為1021特別注意排阻是有方向的，排阻上一個(gè)白點(diǎn)標(biāo)出來(lái)的是公共引腳，該腳接電源，千萬(wàn)別焊反了。具體請(qǐng)參見(jiàn)HTTP/WWWCQUPTEDUCN/SFZX/ARTICLEPHPWHERELAB1ID38芯片插座16座1特別注意將此芯片插座焊在萬(wàn)能板上，用于插撥碼開(kāi)關(guān)。圓孔插座2條8孔或者1條16孔圓孔插座，用于插導(dǎo)線。色環(huán)電阻220（1/4W）8色環(huán)電阻的識(shí)別方法請(qǐng)參見(jiàn)HTTP/WWWCQUPTEDUCN/SFZX/ARTICLEPHPWHERELAB1ID7LED普通、紅色、綠色5共8個(gè)特別注意LED具有極性，且兩根管腳的長(zhǎng)度不同，長(zhǎng)的管腳為陽(yáng)極（極），短的管腳為陰極（極）。四、自制設(shè)備測(cè)試1測(cè)試儀器直流穩(wěn)壓電源、萬(wàn)用表2測(cè)試方法及測(cè)試結(jié)果（1）不上電，用萬(wàn)用表測(cè)試電路是否有電源短路。若有電源短路，則應(yīng)先排除該故障后方可上電。（2）8組邏輯電平開(kāi)關(guān)的測(cè)試測(cè)試方法給簡(jiǎn)易數(shù)字實(shí)驗(yàn)平臺(tái)加DC5V工作電壓，撥動(dòng)撥碼開(kāi)關(guān)S1S8，依次用萬(wàn)用表測(cè)出它們的高、低電平值。測(cè)試結(jié)果記錄項(xiàng)目要求實(shí)測(cè)結(jié)果高電平50VS1輸出電壓低電平0V高電平50VS2輸出電壓低電平0V高電平50VS3輸出電壓低電平0V高電平50VS4輸出電壓低電平0V高電平50VS5輸出電壓低電平0VS6輸出電壓高電平50V低電平0V高電平50VS7輸出電壓低電平0V高電平50VS8輸出電壓低電平0V（2）8組邏輯電平顯示的測(cè)試測(cè)試方法給簡(jiǎn)易數(shù)字實(shí)驗(yàn)平臺(tái)加DC5V工作電壓，連接邏輯電平開(kāi)關(guān)和邏輯電平顯示，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)送高、低電平到邏輯電平顯示，依次測(cè)試邏輯電平顯示D1D8的顯示狀態(tài)。測(cè)試結(jié)果記錄項(xiàng)目要求實(shí)測(cè)結(jié)果輸入高電平亮D1輸入低電平滅輸入高電平亮D2輸入低電平滅輸入高電平亮D3輸入低電平滅輸入高電平亮D4輸入低電平滅輸入高電平亮D5輸入低電平滅輸入高電平亮D6輸入低電平滅輸入高電平亮D7輸入低電平滅輸入高電平亮D8輸入低電平滅五、TTL電路的使用規(guī)則1電源電壓VCC5V10。超過(guò)這個(gè)范圍將損壞器件或功能不正常。2不使用的輸入端處理辦法以與非門電路為例若電源電壓不超過(guò)55V，可以直接接入VCC，也可以串入一只110K的電阻，或者接245V的固定電壓。若前級(jí)驅(qū)動(dòng)器能力允許，可以與使用的輸入端并聯(lián)使用，但應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于74LS系列器件，應(yīng)避免這樣使用。懸空，相當(dāng)于邏輯“1”，但是輸入端容易受干擾，影響電路功能。3對(duì)于不使用的與非門，為了降低整個(gè)電路功耗，應(yīng)把其中1個(gè)輸入端接地。4或非門、或門，不使用的輸入端應(yīng)接地。對(duì)于與或非門中不使用的與門，至少應(yīng)有1個(gè)輸入端接地。5TTL電路輸入端通過(guò)電阻接地，電阻R值的大小直接影響電路所處的狀態(tài)。當(dāng)R680時(shí)，輸入端相當(dāng)于邏輯“0”；當(dāng)R10K時(shí)，輸入端相當(dāng)于邏輯“L”。對(duì)于不同系列的器