电工电子技术及应用 作者 全安 第11章 数字电路基本知识.pptVIP

11.1 概述 11.1 概述 1. 常用数制 二进制： 0和1两个数码 运算规律：逢二进一、借一当二 十六进制： 0~9、A、B、C、D、E、F 运算规律：逢十六进一、借一当十六 2. 数制间的转换 （1）其他进位制转换为十进制 方法：按权展开相加法，即将不同数制的数按每位权值的不同展开并相加。 例如：（1101.101）2=1×23+1×22+0×21+1×20 +1×2-1+0×2-2+1×2-2 =（13.625）10 （2）十进制转换为其他进位制 方法：除基取余法，即用基数不断去除该数，直到商为0为止，将每次所得余数从下向上排列即可。 例如：将（17）10转化成二进制数。 （3）二进制与十进制之间的转换 方法：将欲转换的二进制数从低位开始，每四位一组，不足四位时在高位用0补齐，每组都转换为一位对应的十六进制数即可。将十六进制数转换为二进制数时，将每位十六进制数用对应的二进制数写出即可。 例1：将二进制数（100110101）2转换成十六进制数。 3. BCD码 在数字系统中，用4位二进制码表示一位十进制数，称为BCD码。其中8421BCD码与十进制的对应关系如下表。 数字电路的特点： 可以实现信息的无差错传输，便于信息压缩。 由于采用二值电路，具有一定的容错能力。能有效抑制噪声和干扰。提高系统的可靠性。 通用性好、可扩展性好、对部件精度和线性度要求较低，因而成本较低、易于集成化。 具有良好的必威体育官网网址性 数字电路主要研究输出信号状态与输入信号状态之间的对应关系，研究的方法是逻辑分析法。 11.2 逻辑门电路 11.3 集成逻辑门 1. TTL集成与非门 （1）电路组成 它由三部分组成：VT1和R1组成输入级，VT2和R2、R3 组成中间级，VT3、VT4 、 VT5 、R4 、R5组成输出级， （2）工作原理 当VT1输入端有一个或几个为低电平时，VT1发射结正偏，饱和导通，提供给VT2的基极电流很小，所以VT2截止，以致 VT5 也截止，由于VT2 截止，其集电极电位接近VCC,VT3和VT4因而导通，所以输出电位为高电平（约为3.6V）。 当VT1输入端全为高电平时（约为3.6V ），VT1发射结反偏，VT1截止。电源通过R1和VT1的集电结向VT2提供足够的基极电流，使VT2饱和，为 VT5 提供足够的基极电流，使VT5 也饱和，所以输出电位为低电平（约为0.3V）。 综上所述，当输入端有一个或一个以上为0时，输出为1；当输入端全为1时，输出为0。该电路实现了与非逻辑功能。 （3）TTL与非门的主要参数 输出高电平UOH 是TTL与非门的输入端有一个或几个为低电平时的输出电平。产品规范值UOH≥2.4V。 输出低电平UOL 是TTL与非门的输入端全为高电平时的输出电平。产品规范值UOL≤0.4V。 输入开门电平UON 它表示使与非门开通的最小输入高电平。一般 TTL门电路的UON≈1.8V。对应开门电阻 RON≈2.5kΩ。 输入关门电平UOFF 它表示使与非门关断的最大输入低电平。一般 TTL门电路的UOFF≈0.8V。对应关门电阻 ROFF≈0.8kΩ。 扇出系数N0 是指一个门电路能带同类门的最大数目，它表示门电路的负载能力。一般TTL门电路N0≥8，功率驱动门的N0可达25。 平均传输延迟时间t PD 是指信号通过门电路时所需的平均延迟时间。在工作频率较高的数字电路中，信号经过多级传输后造成的时间延迟，会影响电路的逻辑功能。 2. 集电极开路与非门 集电极开路门又叫OC门。OC与非门电路的特点是将TTL与非门电路中的VT5集电极开路，并取消集电极电阻。所以，使用OC门时，为保证电路正常工作，必须外接一个电阻RL和电源UCC,称为上拉电阻。 OC与非门的逻辑功能与普通与非门完全相同。 OC门的输出端可以直接接负载，如继电器、发光二极管等。而普通的TTL与非门不允许直接驱动电压高于5V的负载，否则与非门将被损坏。 几个OC门的输出端可直接相连，然后接电源和负载电阻。右图中三个OC与非门输出端相连，当任一OC门输出低电平时，电路输出Y为低电平。只有所有OC门输出都是高电平时，Y才为高电平，实现了“线与”功能，即将多个输出信号按照与逻辑输出。 普通的与非门输出端不允许直接相连。否则，可能会形成