电工电子技术 作者 王国伟 第11章.pptVIP

学 习 要 求 1．了解数字电路的特点。 2．掌握二、十、八、十六进制计数体制及其相互转换。 3．掌握几种常用的编码方法。 4．掌握基本逻辑运算及几种常用逻辑运算，掌握逻辑代数的基本定律及化简方法。 5．掌握基本逻辑门电路和复合逻辑门电路的逻辑功能。 （1） 输入全为高电平3.6V时  V2 、V3饱和导通，UB1=0.7×3=2.1V ，从而使V1的发射结因反偏而截止。此时V1的发射结反偏，而集电结正偏，称为倒置工作状态。由于V3饱和导通，输出电压为：UO=UCES3≈0.3V。这时UE2=UB3=0.7V，而UCE2=0.3V，故有UC2=UE2+ UCE2=1V。1V的电压作用于V4的基极，使V4和二极管VD都截止。 （2） 输入有低电平0.3V时 输入低电平的发射结导通，V1的基极电位被钳位到UB1=1V。U2、U3都截止。由于U2截止，流过RC2的电流仅为V4的基极电流，这个电流较小，在RC2上产生的压降也较小，可以忽略，所以UB4≈UCC=5V ，使V4和VD导通，则有： UO≈UCC-UBE4-UD=5-0.7-0.7=3.6（V） 综合上述两种情况，该电路实现了与非门的逻辑功能：“输入有低，输出为高；输入全高，输出为低”。即有： （2） 几个重要参数 1） 输出高电平UOH 。 2）输出低电平UOL 。 3）关门电平UOFF。 4）开门电平UON 。 5）阈值电压Uth 。 （3） TTL与非门举例 —74LS00 11.6.2 TTL门电路的其他类型 1．非门 下图是TTL非门电路和逻辑符号。a）电路 b）符号 输出与输入之间的逻辑关系为 2．或非门 下图是TTL或非门电路和逻辑符号。 输出与输入之间的逻辑关系为： 3．与或非门 4．集电极开路门(OC门) 在工程实践中，有时需要将几个门的输出端并联使用，以实现与逻辑，称为线与。TTL门电路的输出结构决定了它不能进行线与。 为满足实际应用中实现线与的要求，专门生产了一种可以进行线与的门电路—集电极开路门，简称OC门（Open Collector）。如图11-26所示。2个OC门实现线与时的电路如下图所示。  此时的逻辑关系为： 即在输出线上实现了与运算，通过逻辑变换可转换为与 或非运算。 5．三态输出门（TSL门） 三态门简称TSL（Tree-State Logic）门，它是在普通门的基础上，加上使能控制信号和控制电路构成的。三态输出门电路如图11-28a所示，当EN=0时，G输出为1，VD1截止，与P端相连的V1的发射结也截止。三态门相当于一个正常的二输入端与非门，输出，称为正常工作状态。当EN=1时，G输出为0，即UP=0.3V，这一方面使VD1导通，UC2=1V，V4、VD截止；另一方面使UB1=1V，V2、V3也截止。这时从输出端L看进去，对地和对电源都相当于开路，呈现高阻。所以称这种状态为高阻态，或禁止态。 这种EN=0时为正常工作状态的三态门称为低电平有效的三态门。如果将图11-28a中的非门G去掉，则使能端EN=1时为正常工作状态，EN=0时为高阻状态，这种三态门称为高电平有效的三态门，逻辑符号如图c。 图11-28 三态输出门 a）电路图 b）EN=0有效的逻辑符号 c）EN=1有效的逻辑符号 三态门在计算机总线结构中有着广泛的应用。图11-29a所示为三态门组成的单向总线，可实现信号的分时传送。图11-29b所示为三态门组成的双向总线。 11.6.3 TTL集成逻辑门电路系列简介 (1) 74系列。又称标准TTL系列，属中速TTL器件，其平均传输延迟时 间约为10ns，平均功耗约为10mW／每门。 (2) 74L系列。为低功耗TTL系列，又称LTTL系列。用增加电阻阻值 的方法将电路的平均功耗降低为1 mW／每门，但平均传输延迟时间较长， 约为33ns。 (3) 74H系列。为高速TTL系列，又称HTTL系列。与74标准系列相 比，电路结构上主要作了两点改进：一是输出级采用了达林顿结 构；二是大幅度地降低了电路中的电阻的阻值。从而提高了工作速 度和负载能力，但电路的平均功耗增加了。该系列的平均传输延迟 时间为6ns，平均功耗约为22mW／每门。 (4) 74S系列。为肖特基TTL系列，又称STTL系列。