一、实验目的
(1)掌握TTL集电极开路门(OC门)的逻辑功能及应用。
(2)了解集电极负载电阻RL对集电极开路门的影响。
(3)掌握TTL三态输出门(3S门)的逻辑功能及应用。
二、实验仪器
(1)数字逻辑电路实验箱
(2)芯片74LS03、74LS125各一片
(3)200Ω电阻(1个)
(4)数字万用表
(5)双踪示波器
三、实验原理
数字系统中有时需要把两个或两个以上集成逻辑门的输出端直接并接在一起完成一定的逻辑功能。对于普通的TTL电路，由于输出级采用了推拉式输出电路，无论输出是高电平还是低电平，输出阻抗都很低。因此，通常不允许将它们的输出端并接在一起使用，而集电极开路门和三态输出门是两种特殊的TTL门电路，它们允许把输出端直接并接在一起使用，也就是说，它们都具有“线与”的功能。
1．TTL集电极开路门(OC门)
本实验所用OC门型号为二输入四与非门74LS03，引脚排列图见附录一。芯片工作时，输出端必须通过一只外接电阻RL和电源EC相连接，以保证输出电平符合电路要求。
(1)OC门的应用
电路的“线与”特性方便完成某些特定的逻辑功能。如图2－3－1所示，将两个OC门输出端直接并接在一起，则它们的输出:
①把两个(或两个以上)OC与非门“线与”可完成“与或非”的逻辑功能。
②实现多路信息采集，使两路以上的信息共用一个传输通道(总线)。
③实现逻辑电平转换，以推动荧光数码管、继电器、MOS等多种器件。
(2)OC门输出并联运用时负载电阻RL的选择
如图2－3－2所示，电路由n个OC与非门“线与”驱动有m个输入端的N个TTL与非门，为保证OC门输出电平符合逻辑要求，负载电阻RL阻值的选择范围为:
式中: ILM——OC门输出低电平VOL时允许最大灌入负载电流(约为20m A);
Ii H——负载门高电平输入电流( ＜50u A);
Ii L——负载门低电平输入电流( ＜1．6m A);
图2－3－1 OC与非门“线与”电路
图2－3－2 OC与非门负载电阻RL的确定
EC——RL外接电源电压;
n——OC门个数;
N——负载门个数;
m——接入电路的负载门输入端总个数。
RL值须小于RLmax，否则VOH将下降; RL值须大于RLmin，否则VOL将上升; 又RL的大小会影响输出波形的边沿时间，在工作速度较高时，RL应尽量选取接近RLmin。
2．TTL三态输出门(3S门)
图2－3－3 三态四总线缓冲器逻辑符号
74LS125的功能表如表2－3－1所示。
表2－3－1 74LS125的功能表
四、实验内容
1．TTL集电极开路与非门74LS03负载电阻RL的确定
(1)对照附录一中的芯片引脚图，把74LS03正确放置到实验箱上的一个DIP14插座中。
(2)按图2－3－4所示进行连线，注意芯片的第7脚接地，第14脚接电源，负载由一个200Ω电阻和一个10kΩ电位器RW串接而成，并取EC=5V。
图2－3－4 74LS03负载电阻的确定
(3)实验箱接通电源后，先调节输入的逻辑电平开关，使两个OC门“线与”输出低电平，调节RW使点O处电压VO=0．3V，此时的负载值即为最小负载值。
(4)改变输入的逻辑电平开关使电路输出高电平，重新调节RW，使VO=3．5V，此时的负载值即为两个OC门可以驱动的最大负载值。
2．测试74LS125三态输出门的逻辑功能
(1)对照附录一中芯片引脚图，把74LS125正确放置到实验箱上的DIP14插座中。
(2)把芯片的第7脚接到实验箱的地“GND”，第14脚接到电源“+5V”。
③使能端E=1，任意改变输入端电平。
观察输出端的逻辑电平显示情况并列表记录结果。
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