电工电子技术与技能 教学课件 作者 温风燕 课题九-1.pptVIP

电工电子技术与技能;任务一 学习数字电路基本知识;一、数字电路概述;1.数字电路的特点;2.数制与码制;2.数制与码制;二、逻辑门电路基础数字电路的基本部分是各种开关电路。这些电路像门一样依一定的条件“开”或“关”，所以又称为“门”电路。一般门电路有一个输出端，有多个输入端，输出端的状态是由输入端状态决定的。如果把门电路的输入端状态称为“因”，输出端的状态称为“果”，则输入端和输出端状态间有一定的逻辑关系，我们把能够实现一定逻辑功能的电路称为逻辑门电路。若规定高电平(3～5V)为逻辑1，低电平(0～0.4V)为逻辑0，则这种逻辑称为正逻辑；反之称为负逻辑。基本逻辑门电路有：与门、或门和非门；复合逻辑门电路有：与非门、或非门、与或非门、异或门等。;1.分立元件门电路由分立元件组成的门电路称为分立元件门电路。 (1)与门电路与逻辑关系。当决定某一事件的所有条件都具备时，该事件才会发生，这种逻辑关系称为与逻辑，如图9-2所示。只有当两个开关A、B都闭合时，灯泡才亮；只要有一个开关断开，灯泡就不亮了。即当决定一件事情(灯亮)发生的几个条件(开关A、B闭合)全部具备之后，这件事情(灯亮)才能发生;否则不发生。与门。图9-2b所示为二极管组成的与门电路，分析时可以把二极管看成理想二极管，即正向导通时的管压降看成0V。图9-2c所示为与门在电路中的逻辑符号，图中A、B表示输入逻辑变量，Y表示输出逻辑变量。多输入逻辑变量的逻辑符号可类推。图9-2d所示为波形图。;真值表是用来表明逻辑门电路的输入端状态和输出端状态逻辑对应关系的表格。 表9-2为与门真值表，符号0和1分别表示低电平和高电平。可以看出：只有A和B都是1时，输出Y才为1；只要A或B中有一个是0，输出Y就是0。与门逻辑功能可概括为：“有0出0，全1出1”。 与逻辑表达式为Y=A·B或Y=AB;;真值表。由表9-3可看出：或门电路的逻辑功能可以概括为“有1出1，全0出0”。 逻辑表达式。或逻辑表达式为Y=A+B;(3)非门电路非逻辑关系。当条件不成立时，结果就会发生，条件成立时结果则不会发生，这种逻辑关系称为非逻辑，如图9-4所示。图中开关A断开，灯泡就亮；开关A闭合，灯泡不亮。即灯泡的亮灭与开关状态之间符合非逻辑关系。非门。晶体管非门电路又称为反相器，如图9-4b所示。当输入端A为低电平时，晶体管截止，输出端Y为高电平；当输入端A为高电平时，晶体管饱和导通。图9-4c为非门电路的逻辑符号。;非门真值表。由表9-4可见，非门电路的逻辑功能可以概括为：“入1出0，入0出1”。 逻辑表达式。非逻辑表达式为Ｙ＝Ａ ;2.组合门电路可将前面三种门电路组合成组合门电路，这里主要介绍与非门、或非门、与或非门及异或门电路。(1)与非门电路 在一个与门后串联一个非门，便组成一个与非门电路，如图9-5所示。;(2)或非门电路 在一个或门后面串联一个非门，便组成一个或非门电路，如图9-6所示。 或非门的逻辑函数式为;图9-7所示与或非门的逻辑函数式为;(4)异或门电路 异或门的逻辑结构与逻辑符号如图9-8所示，其逻辑函数表达式为;3.集成门电路集成逻辑门电路是将逻辑电路的元器件和连线都制作在一块半导体基片上。集成门电路若是由晶体管为主要元件，输入端和输出端都是晶体管结构，这种电路称为晶体管-晶体管逻辑电路，简称TTL电路。TTL电路与分立元件电路相比，具有体积小、耗电少、工作可靠、性能好、速度高等优点。此外，还有一种由场效应晶体管组成的集成电路——MOS集成电路，根据电路中MOS管的不同可分为PMOS电路、NMOS电路和CMOS电路。其中CMOS是PMOS管与NMOS管组成的互补型集成电路，具有功耗低、抗干扰性强、开关速度快等优点，是目前应用较广且有发展前途的一种集成电路。;(1)TTL集成门电路 TTL集成门电路通常是双列直插式外形。根据功能不同，有8～24个引脚，引脚编号判读方法是把凹槽标志置于左方，引脚向下，逆时针自下而上顺序排列，如图9-9所示。图9-10所示为74LS00四2输入与非门集成电路。该集成电路内含4个与非门，每个与非门均有两个输入端外引线和一个输出端外引线，图中A、B为各与非门的输入端，Y为输出端，A1、B1、Y1、A2、B2、Y2等均以下标的数字区分不同的与非门。图9-11所示为74LS86四2输入异或门集成电路，内含4个异或门，每个异或门有两个输入端和一个输出端。;(2)CMOS集成门电路 反相器是CMOS集成电路的基本单元，常用的CMOS反相器型号有CC4069、CC4007等，它们都是六反相器，图9-12所示为CC4069的引脚排列图。常用的CMOS与非门有CC4012、CC4023、CC4011等，图9-13所示为CC4023与非