1）实验目的

（1）熟悉OC门和三态门的逻辑功能。

（2）掌握OC门和三态门的典型应用，了解RL对OC门电路的影响。

2）实验原理

OC门即集电极开路门。三态门即除正常的高电平“1”和低电平“0”两种状态外，还有第三种状态输出——高阻态。OC门和三态门均是两种特殊的TTL电路，若干个OC门的输出可以并联接在一起，三态门亦然。而一般普通的TTL门电路，由于它的输出电阻太低，所以，它们的输出不可以并联接在一起构成“线与”。

（1）集电极开路门（OC门）

集电极开路与非门的逻辑符号如图4.19所示，由于输出端内部电路——输出管的集电极是开路的，所以，工作时需外接负载电阻RL。两个与非门（OC门）输出端相连时，其输出即把两个OC与非门的输出相与（称“线与”），完成“与或非”的逻辑功能，如图4.20所示。

图4.19　OC与非门逻辑符号

图4.20　OC与非门“线与”应用

OC门的应用主要有3个：

①组成“线与”电路，完成某些特定的逻辑功能；

②组成信息通道（总线），实现多路信息采集；

③实现逻辑电平的转换，以驱动MOS器件、继电器、三极管等电路。

图4.21　三态门

TTL电路中，除集电极开路与非门外，还有集电极开路或门、或非门等其他各种门，在此不一一叙述。

实验电路中选用74LS01集电极开路输出的二输入端四与非门。

（2）三态门

三态门的输出有0、1、高阻态三种状态。处于高阻态时，电路与负载之间相当于开路。图4.21（a）是三态门的逻辑符号，它有一个控制端（又称禁止端或使能端）为禁止工作状态，Y呈高阻状态；为正常工作状态，Y=A。

三态电路最重要的应用是实现多路信号的采集，即用一个传输通道（或称总线）以选通的方式传送多路信号，如图4.21（b）所示。本实验选用74LS125三态门电路进行实验论证。

3）实验内容

（1）集电极开路门（OC门）实验

选用74LS01与非门（OC门）。其管脚排列如图4.22所示。

①OC门逻辑功能的测试

按图4.23接好线，测试并记录结果，完成表4.6；若不接入RL电阻，测试是否能实现与非逻辑功能？

图4.22　74LS01管脚排列图(www.daowen.com)

图4.23　测与非OC门逻辑功能

表4.6　OC门逻辑功能

②利用OC门实现数据分时传输

图4.24　用OC门实现两组数据传输线路图

按图4.24接线，以表4.7进行测试，当M=0及M=1时，输出是B组数据还是A组数据，分析其原因。

表4.7　OC门数据分时传输

（2）三态门实验

三态门选用74LS125，其管脚排列如图4.25所示。当时，其逻辑关系为Y=A；时，Y为高阻态。

按图4.26接线，其中三态门3个输入端分别接地、“1”电平和脉冲源（f=1 Hz），输出连在一起接LED，3个使能端分别接实验系统逻辑开关K1、K2、K3，并全置“1”。在3个使能端全置“1”时用万用表测量Y端输出。分别使K1、K2、K3为“0”，观察LED输出Y端情况。（K1、K2、K3不能有一个以上同时为“0”，否则会造成与门输出相连，这是不允许的）记录、分析这些结果，完成表4.8。

图4.25　74LS125三态门管脚排列

图4.26　三态门实验电路

表4.8　三态门实验结果

4）实验设备

（1）数字电路实验系统（SDS-Ⅵ）一台

（2）双踪示波器（YB4320C）一台

（3）指针式万用表（MF-47）一只

（4）集成电路：74LS01、74LS125各一片

（5）元器件：电阻200 Ω、1 kΩ、电位器10 kΩ

5）思考题

（1）总线传输时是否可以同时接有OC门和三态门？

（2）怎样利用三态门实现数据的双向传输？