门电路基础知识精选PPT.ppt
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1、门电路基础知识第1页,此课件共30页哦2.1.2 2.1.2 与门与门与门与门与门电路:与门电路:与门电路:与门电路:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:与门波形图:与门波形图:与门波形图:与门波形图:A*BL=1)两个输入,一个输出2)分析电路,(围绕导通与否,先看输入,再分析输出)(围绕导通与否,先看输入,再分析输出)3)确定逻辑关系,L=AB第2页,此课件共30页哦2.1.3 2.1.3 或门或门或门或门或门电路:或门电路:或门电路:或门电路:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:或门波形图:或门波形图:或门波形图:或门波形图:1)两个输入,一个输出)两个输入,一个输出2)分析电路
2、,(围绕导通与否,先看输入,再分析输出)分析电路,(围绕导通与否,先看输入,再分析输出)3)确定逻辑关系,)确定逻辑关系,L=A+B第3页,此课件共30页哦2.1.1 2.1.1 非门非门非门非门定义:定义:定义:定义:输入与输出信号状态满足输入与输出信号状态满足输入与输出信号状态满足输入与输出信号状态满足“非非非非”逻辑关系。逻辑关系。逻辑关系。逻辑关系。非门电路:非门电路:非门电路:非门电路:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:波形图:波形图:波形图:波形图:A=1A=1(+5V+5V)时,)时,)时,)时,T T导通,导通,导通,导通,L L输出输出输出输出0.2V0.2V0.3V,
3、0.3V,即:即:即:即:L=0L=0;A=0A=0(0V0V)时,)时,)时,)时,T T截止,截止,截止,截止,L L输出输出输出输出近似近似近似近似+5V,+5V,即:即:即:即:L=1L=1;第4页,此课件共30页哦2.1.4 2.1.4 其他常见门电路其他常见门电路其他常见门电路其他常见门电路1.1.与非门与非门与非门与非门 与非门电路:与非门电路:与非门电路:与非门电路:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:与非门波形图:与非门波形图:与非门波形图:与非门波形图:逻辑关系式:逻辑关系式:逻辑关系式:逻辑关系式:提提 示示 常用门电路也可以由基本门电路常用门电路也可以由基本门电路常
4、用门电路也可以由基本门电路常用门电路也可以由基本门电路“非门非门非门非门”、“与门与门与门与门”、“或门或门或门或门”间间间间接构成。例如:接构成。例如:接构成。例如:接构成。例如:通常我们将由逻辑符号表示的逻辑电路称为通常我们将由逻辑符号表示的逻辑电路称为通常我们将由逻辑符号表示的逻辑电路称为通常我们将由逻辑符号表示的逻辑电路称为“逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图”。第5页,此课件共30页哦2.或非门或非门 或非门电路:或非门电路:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:或非门波形图:或非门波形图:或非门波形图:或非门波形图:能够实现能够实现 “或非或非”逻辑关系的电路均称为逻辑关系的电路均称为“或
5、非门或非门”。在一个或门的输出端连接一个非门就构成。在一个或门的输出端连接一个非门就构成了了“或非门或非门”,如下图所示。,如下图所示。如图蓝色线条如图蓝色线条时刻时刻,L输出为输出为第6页,此课件共30页哦3.异或门异或门 异或门电路:异或门电路:异或门电路:异或门电路:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:双输入端异或门波形图:双输入端异或门波形图:能够实现能够实现 “异或异或”逻辑关系逻辑关系的电路均称为的电路均称为“异或门异或门”。异或门可由非门、与门和或异或门可由非门、与门和或门组合而成门组合而成,如下图所示。,如下图所示。提提 示示 当输入端当输入端当输入端当输入端A A、B B
6、 的电平的电平的电平的电平状态互为相反时,输出端状态互为相反时,输出端状态互为相反时,输出端状态互为相反时,输出端L L一定为高电平;当输入端一定为高电平;当输入端一定为高电平;当输入端一定为高电平;当输入端A A、B B的电平状态相同时输出的电平状态相同时输出的电平状态相同时输出的电平状态相同时输出L L一定为低电平。一定为低电平。一定为低电平。一定为低电平。第7页,此课件共30页哦4.同或门同或门 同或门电路:同或门电路:同或门电路:同或门电路:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:逻辑符号:双输入端同或门波形图:双输入端同或门波形图:双输入端同或门波形图:双输入端同或门波形图:提提提提 示示示示
7、 当输入端当输入端当输入端当输入端A A、B B 的电平状的电平状的电平状的电平状态互为相反时,输出端态互为相反时,输出端态互为相反时,输出端态互为相反时,输出端L L一定为一定为一定为一定为低电平;而当输入端低电平;而当输入端低电平;而当输入端低电平;而当输入端A A、B B 的的的的电平状态相同时,输出端电平状态相同时,输出端电平状态相同时,输出端电平状态相同时,输出端 L L 一一一一定为高电平。定为高电平。定为高电平。定为高电平。能够实现能够实现能够实现能够实现 A A B B “同或同或同或同或”逻辑关系的逻辑关系的逻辑关系的逻辑关系的电路均称为电路均称为电路均称为电路均称为“同或门
8、同或门同或门同或门”。由非门、与门和或门组合而成的同或门及。由非门、与门和或门组合而成的同或门及。由非门、与门和或门组合而成的同或门及。由非门、与门和或门组合而成的同或门及逻辑符号如下图所示。逻辑符号如下图所示。逻辑符号如下图所示。逻辑符号如下图所示。第8页,此课件共30页哦2.2 不同系列门电路不同系列门电路 目前使用的门电路大多为集成门电路,目前使用的门电路大多为集成门电路,最常用的是最常用的是TTL系列和系列和CMOS系列。在两种系列。在两种不同系列的门电路中,他们虽具有相同的不同系列的门电路中,他们虽具有相同的逻辑功能而两者的结构、制造工艺却不同,逻辑功能而两者的结构、制造工艺却不同,
9、其外形尺寸、性能指标也有所差别。其外形尺寸、性能指标也有所差别。因此有必要了解两种不同系列门电路的结因此有必要了解两种不同系列门电路的结构特点、工作原理及主要特性,以便在实际设构特点、工作原理及主要特性,以便在实际设计中合理选择芯片。计中合理选择芯片。第9页,此课件共30页哦2.2.1 TTL系列门电路系列门电路 TTL TTL(晶体管(晶体管(晶体管(晶体管晶体管逻辑)门电路只制成单片集成电路。输入级由晶体管逻辑)门电路只制成单片集成电路。输入级由晶体管逻辑)门电路只制成单片集成电路。输入级由晶体管逻辑)门电路只制成单片集成电路。输入级由多发射极晶体管构成,输出级由推挽电路(功率输出电路)构
10、成。标准多发射极晶体管构成,输出级由推挽电路(功率输出电路)构成。标准多发射极晶体管构成,输出级由推挽电路(功率输出电路)构成。标准多发射极晶体管构成,输出级由推挽电路(功率输出电路)构成。标准TTLTTL与非门如下图所示。与非门如下图所示。与非门如下图所示。与非门如下图所示。标准标准标准标准TTLTTL与非门与非门与非门与非门 电路工作原理电路工作原理电路工作原理电路工作原理1.1.电路组成电路组成电路组成电路组成2.2.逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系3.3.分析负载情况分析负载情况分析负载情况分析负载情况第10页,此课件共30页哦 小小 结结(1 1)输入信号与输出信号符合)输入信号与输
11、出信号符合)输入信号与输出信号符合)输入信号与输出信号符合与非与非与非与非逻辑关系。逻辑关系。逻辑关系。逻辑关系。(2 2)拉电流与灌电流拉电流与灌电流拉电流与灌电流拉电流与灌电流:输出为高电平时,向负载输出的电流称为拉电流;:输出为高电平时,向负载输出的电流称为拉电流;:输出为高电平时,向负载输出的电流称为拉电流;:输出为高电平时,向负载输出的电流称为拉电流;输出端输出端输出端输出端L L为低电平时,负载电流流入输出端为低电平时,负载电流流入输出端为低电平时,负载电流流入输出端为低电平时,负载电流流入输出端L L并经并经并经并经T T4 4流向地端,称为灌电流。流向地端,称为灌电流。流向地端
12、,称为灌电流。流向地端,称为灌电流。(4 4)若某一输入端悬空,无论其他输入端接高电平或是低电平,)若某一输入端悬空,无论其他输入端接高电平或是低电平,)若某一输入端悬空,无论其他输入端接高电平或是低电平,)若某一输入端悬空,无论其他输入端接高电平或是低电平,悬空端的作用相当于悬空端的作用相当于悬空端的作用相当于悬空端的作用相当于接高电平。接高电平。接高电平。接高电平。在实际应用中,为避免引入干扰不用的输入端一般不允许悬空。在实际应用中,为避免引入干扰不用的输入端一般不允许悬空。在实际应用中,为避免引入干扰不用的输入端一般不允许悬空。在实际应用中,为避免引入干扰不用的输入端一般不允许悬空。(3
13、 3)若输出端)若输出端)若输出端)若输出端L L所接的负载较重(即负载从输出端汲取的控制电流较大),输出的高所接的负载较重(即负载从输出端汲取的控制电流较大),输出的高所接的负载较重(即负载从输出端汲取的控制电流较大),输出的高所接的负载较重(即负载从输出端汲取的控制电流较大),输出的高电平经电阻电平经电阻电平经电阻电平经电阻R4R4后会略有下降。后会略有下降。后会略有下降。后会略有下降。第11页,此课件共30页哦(5 5)TTLTTL与非门与非门与非门与非门74LS0074LS00集成电路示意图集成电路示意图集成电路示意图集成电路示意图 4 4个双输入与非门,个双输入与非门,个双输入与非门
14、,个双输入与非门,此类电路多数采用双列直插式封装。此类电路多数采用双列直插式封装。此类电路多数采用双列直插式封装。此类电路多数采用双列直插式封装。第12页,此课件共30页哦2.2.2 MOS系列门电路系列门电路 CMOS门电路举例门电路举例 CMOS CMOS非门电路非门电路非门电路非门电路 CMOS CMOS与非门与非门与非门与非门 CMOS CMOS或非门或非门或非门或非门工作原理工作原理工作原理工作原理 A A为高电平,为高电平,为高电平,为高电平,T T1 1截止截止截止截止T T2 2导通,导通,导通,导通,L L为低电平,符合非为低电平,符合非为低电平,符合非为低电平,符合非逻辑关
15、系。逻辑关系。逻辑关系。逻辑关系。工作原理工作原理工作原理工作原理 A A、B B同为高电平时同为高电平时同为高电平时同为高电平时T T1 1、T T2 2截止,截止,截止,截止,T T3 3、T T4 4导通,导通,导通,导通,L L为为为为低电平,符合与非逻辑关系。反低电平,符合与非逻辑关系。反低电平,符合与非逻辑关系。反低电平,符合与非逻辑关系。反之亦然。之亦然。之亦然。之亦然。工作原理工作原理工作原理工作原理待分析待分析待分析待分析當為高電平時當為高電平時當為高電平時當為高電平時第13页,此课件共30页哦2.3.1 三选二电路三选二电路例例例例1 1:由于检测危险的报警器自身也可能出现
16、差错,因此为提高报警由于检测危险的报警器自身也可能出现差错,因此为提高报警由于检测危险的报警器自身也可能出现差错,因此为提高报警由于检测危险的报警器自身也可能出现差错,因此为提高报警信号的可靠性,在每个关键部位都安置了三个同类型的危险报警器,信号的可靠性,在每个关键部位都安置了三个同类型的危险报警器,信号的可靠性,在每个关键部位都安置了三个同类型的危险报警器,信号的可靠性,在每个关键部位都安置了三个同类型的危险报警器,如下图所示。只有当三个危险报警器中至少有两个指示危险时,才如下图所示。只有当三个危险报警器中至少有两个指示危险时,才如下图所示。只有当三个危险报警器中至少有两个指示危险时,才如下
17、图所示。只有当三个危险报警器中至少有两个指示危险时,才实现关机操作。这就是三选二电路。实现关机操作。这就是三选二电路。实现关机操作。这就是三选二电路。实现关机操作。这就是三选二电路。1 1)根据题意作出真值表根据题意作出真值表根据题意作出真值表根据题意作出真值表报报警信号警信号C B A关机信号关机信号L0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1000101112 2)根据真值表确定标准根据真值表确定标准根据真值表确定标准根据真值表确定标准“与或与或与或与或”表达式表达式表达式表达式 第14页,此课件共30页哦3 3)卡诺图化简为最简卡诺图化简为最简卡诺图
18、化简为最简卡诺图化简为最简“与或与或与或与或”表达式表达式表达式表达式 4 4)画出逻辑图)画出逻辑图)画出逻辑图)画出逻辑图1 11 11 11 1提提 示示 在实际电路设计中常用与非门集成电路芯片。在实际电路设计中常用与非门集成电路芯片。在实际电路设计中常用与非门集成电路芯片。在实际电路设计中常用与非门集成电路芯片。为此,用摩根定理进行如下变换:为此,用摩根定理进行如下变换:为此,用摩根定理进行如下变换:为此,用摩根定理进行如下变换:用与非门构用与非门构成的三选二成的三选二电路电路 第15页,此课件共30页哦2.3.2 2.3.2 产品分类电路产品分类电路产品分类电路产品分类电路例例例例2
19、 2:某产品出厂前,要检查某产品出厂前,要检查某产品出厂前,要检查某产品出厂前,要检查 4 4个重要参数个重要参数个重要参数个重要参数A A、B B、C C、D D 是否在允许的误差范围之内。分别使是否在允许的误差范围之内。分别使是否在允许的误差范围之内。分别使是否在允许的误差范围之内。分别使用用用用4 4种数字测量装置对这种数字测量装置对这种数字测量装置对这种数字测量装置对这4 4个参数进行测量。个参数进行测量。个参数进行测量。个参数进行测量。若所测参数在允许范围内,装置输出高电若所测参数在允许范围内,装置输出高电若所测参数在允许范围内,装置输出高电若所测参数在允许范围内,装置输出高电平平平
20、平1 1;若测得的参数超出了允许范围,装置;若测得的参数超出了允许范围,装置;若测得的参数超出了允许范围,装置;若测得的参数超出了允许范围,装置输出低电平输出低电平输出低电平输出低电平0 0。1 1)列真值表)列真值表)列真值表)列真值表 当所有当所有当所有当所有4 4个参数都在允许范围内时,电路个参数都在允许范围内时,电路个参数都在允许范围内时,电路个参数都在允许范围内时,电路的输出端的输出端的输出端的输出端 L L1 1 为为为为1 1。当只有当只有当只有当只有B B 超出允许范围时,输出端超出允许范围时,输出端超出允许范围时,输出端超出允许范围时,输出端L L2 2为为为为1 1。当只有
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