集成电路基础知识与数电实验重点

"这是一份关于数字电子实验的习题集，涵盖了集成电路分类、特定集成电路的功能、数码管检测、逻辑技术、芯片识别、工作电压、扇出系数、输入端处理、输出端并联使用、总线传输、三态门、异或门应用、冒险现象、全加器使用、串行进位与超前进位、多位数比较、计数器设计、编码器、译码器和七段显示器的连接等知识点。" 1. 集成电路分类：集成电路按照功能可以分为逻辑门集成电路、存储器集成电路和接口集成电路三类。逻辑门集成电路包括各种基本逻辑门（如与门、或门、非门等），存储器集成电路用于存储数据，而接口集成电路则用于连接不同系统或设备之间的通信。 2. 特定芯片功能：74LS04是六反相器，用于产生逻辑信号的反相；74LS10是三输入与非门，可以作为多个逻辑功能的组合使用；74LS147是八输入优先编码器，用于将输入信号转换为二进制编码；74LS164是八位二进制串行加载/并行输出移位寄存器，用于数据的串行输入和并行输出。 3. 数码管好坏判断：可以通过观察数码管每个段是否都能正常亮起或熄灭来判断好坏，也可以使用万用表测试每个段的导通情况。 4. 成熟的集成逻辑技术：主要有TTL（晶体管-晶体管逻辑）、CMOS（互补金属氧化物半导体）和ECL（发射极耦合逻辑）。 5. 集成芯片管脚排列：通常按照一定的规则排列，如按功能或按顺序排列，识别时可参考芯片手册或使用管脚识别工具。 6. TTL与非门工作电压：TTL芯片的工作电压通常为5伏，CMOS芯片的工作电压通常在3到15伏之间，具体视型号而定。 7. 与非门扇出系数：在低电平时，与非门的输出电流能力决定了它可以驱动的其他门的数量，因此扇出系数由输出低电平时的电流决定。 8. TTL输入端悬空：TTL门输入端未接任何信号时，相当于接高电平。闲置管脚应接至合适的电平，通常为电源或地。 9. TTL与非门输出端并联：TTL与非门输出端不宜直接并联，因为可能引起竞争-冒险现象，导致输出不稳定。 10. CMOS与非门闲置输入端处理：通常应将其接至电源或地，避免浮空。 11. TTL与CMOS器件差异：TTL速度快但功耗大，CMOS速度较慢但功耗低，适合静态电路。选择时应根据应用场景的需求。 12. 总线传输与OC门和三态门：总线传输时，OC门（集电极开路门）和三态门可以配合使用，但需注意控制信号以确保正确开关。 13. 三态门并联：三态门并联时，工作状态的输出端应关闭其他三态门的输出，保持其他输出为高阻态。 14. 异或门作为可控反向器：异或门两个输入相同为低电平，不同为高电平，因此可通过控制一个输入为固定电平，另一个输入作为控制信号，实现反向器功能。 15. 冒险现象判断与消除：冒险是指输出信号在短暂时间内出现不应有的波动。通过添加适当的延迟网络或使用同步电路设计可以消除冒险。 16. 全加器与码制转换：全加器可以实现二进制加法，同时通过适当设计可以实现如BCD码到余三码的转换。 17. 串行进位与超前进位：串行进位逐位进行，适合小规模计算；超前进位通过预计算进位，提高大规模计算速度。 18. 二十四位数比较：74LS85是四位二进制比较器，通过级联可以实现二十四位数的比较。 19. 多位二进制数比较速度：并联实现通常比串联实现速度快，因为并行处理多个位，减少了延迟。 20. 74LS90计数器：74LS90可以组成二进制、十进制等计数器。 21. 编码器、译码器和七段显示器连接：在没有数据输入时，通过设置译码器的使能端，可以使数码管显示0而不显示。 22. BCD-七段译码/显示器：在译码器和数码管间通常不需要串接电阻，但为了防止过大的驱动电流，某些情况下可能需要。 23. 基本RS触发器约束：基本RS触发器存在不允许的输入组合，即SR=00，否则会引发不定状态。若用与非门构建，约束条件相同；若用或非门构建，约束条件为SR=11，因为此时无法确定输出状态。 以上知识点涉及了数字电子学的基础理论和实际应用，是理解和设计数字电路的重要组成部分。