活动二基本逻辑门电路精选文档.ppt

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1、活动二基本逻辑门电路本讲稿第一页，共二十五页 模拟电路是处理模拟信号的电路。所谓模模拟电路是处理模拟信号的电路。所谓模拟信号就是信号数值在时间上连续变化的电信拟信号就是信号数值在时间上连续变化的电信号。例如我们所熟悉的正弦波信号就是一种典号。例如我们所熟悉的正弦波信号就是一种典型的模拟信号。型的模拟信号。关关联联知知识识一、数字电路与模拟电路一、数字电路与模拟电路1.模拟电路模拟电路本讲稿第二页，共二十五页 数数字字电电路路是是处处理理数数字字信信号号的的电电路路。数数字字信信号号是是一一种种信信号号数数值值在在时时间间上上不不连连续续变变化化的的电电信信号号，例例如如现现代代汽汽车车上上的的

2、曲曲轴轴位位置置传传感感器器信信号号和和用用于于故故障障自自诊诊的的故故障障代代码码等等，就就是是一一种种典典型型的的数数字字信号，如图信号，如图7-5b)7-5b)所示。所示。图7-5 模拟信号与数字信号a)模拟信号；b)数字信号2、数字电路、数字电路本讲稿第三页，共二十五页 数数字字信信号号是是不不随随时时间间连连续续变变化化，即即信信号号的的变变化化只只发发生生在在一一系系列列离离散散的的瞬瞬间间，信信号号的的数数值值是是阶阶跃跃变变化化的的。数数字字信信号号只只有有两两种种状状态态：高高电电平平、低低电电平平，或或者者有有信信号号、无信号。无信号。在数字电路中，通常把这两种状态用两个符

3、号在数字电路中，通常把这两种状态用两个符号来表示，即来表示，即“1 1”和和“0 0”，即逻辑，即逻辑1 1和逻辑和逻辑0 0。高电平。高电平或有信号用或有信号用“1 1”表示，低电平或无信号用表示，低电平或无信号用“0 0”表示，表示，这称为正逻辑；相反，低电平或无信号用这称为正逻辑；相反，低电平或无信号用“l l”表示，表示，高电平或有信号用高电平或有信号用“0 0”表示；这称为负逻辑。在数字表示；这称为负逻辑。在数字电路的逻辑设计中，有时用正逻辑，有时用负逻辑，电路的逻辑设计中，有时用正逻辑，有时用负逻辑，一般无特殊声明时，一律采用正逻辑。一般无特殊声明时，一律采用正逻辑。3、特点、特点

4、本讲稿第四页，共二十五页 数数字字电电路路的的输输出出状状态态与与各各输输入入状状态态之之间间的的关关系系称称为为逻逻辑辑关关系系，因因此此数数字字电电路路又又称称为为逻逻辑辑电电路路。基基本本的的逻逻辑辑关系仅有三种，即与、或、非。关系仅有三种，即与、或、非。（1 1）“与与”逻辑逻辑 图图7-67-6“与与”逻辑电路逻辑电路我们先看图我们先看图7-47-4简简单电路，灯泡要亮必须满足两个条件，即是两单电路，灯泡要亮必须满足两个条件，即是两个开关个开关S1S1和和S2S2必须都接通，否则，灯亮的事件必须都接通，否则，灯亮的事件就不会发生，因此我们可以总结出这样一个规就不会发生，因此我们可以总

5、结出这样一个规律：当决定一件事情的各个条件全部具备时，律：当决定一件事情的各个条件全部具备时，这件事情才会发生，这样的因果关系称为这件事情才会发生，这样的因果关系称为“与与”逻辑。逻辑。图7-6“与”逻辑电路二、基本逻辑门电路二、基本逻辑门电路1“与与”逻辑和逻辑和“与与”门电路门电路本讲稿第五页，共二十五页(2(2）“与与”门电路门电路 图图7-77-7所示为二极管与门电路，我们把它的输入端作为条所示为二极管与门电路，我们把它的输入端作为条件，输出端作为结果。输入端和输出端能满足件，输出端作为结果。输入端和输出端能满足“与与”逻辑关逻辑关系的电路称为系的电路称为“与与”门电路门电路 。ABa

6、)b)图7-7二极管与门电路和逻辑符号a)电路；b)符号本讲稿第六页，共二十五页 输输入入端端A A、B B只只有有一一个个处处于于低低电电平平OVOV，这这时时处处于于低低电电平平的的二二极极管管D D优先导通，输出优先导通，输出L L仍为低电平。仍为低电平。它有两个输人端它有两个输人端A、B，一个输出端，一个输出端L。假定输入信号的高电。假定输入信号的高电平为平为+5V，低电平为，低电平为OV，则按输入信号的不同可分为以下情，则按输入信号的不同可分为以下情况：况：分析分析:输入端输入端A A、B B都处于低电平都处于低电平OV(OV(即即A AB B0)0)，这时，这时D1D1、D2D2都

7、处于正向导通都处于正向导通状态。如果忽略二极管的导通压降则输出状态。如果忽略二极管的导通压降则输出L L0 0。输输入入端端A A和和B B全全处处于于高高电电平平，这这时时二二极极管管D1D1、D2D2都都截截止止，则则输出端输出端L L的电位基本上与输入端相等，的电位基本上与输入端相等，L L为高电平。为高电平。本讲稿第七页，共二十五页分析结果分析结果见表见表7-27-2，表，表7-37-3为为“与与”门真值表，只有输入端都是高电位门真值表，只有输入端都是高电位1 1时，输出时，输出L L才是高电位才是高电位1 1，否则为低电平，否则为低电平O O。L=AB或或L=AB可见，上述电路是一个

8、可见，上述电路是一个“与与”门电路。门电路。输入输出VAVBVLOOOO+5O+500+5+5+5输入输出ABL0OO01O100111表7-2“与”门真值表表7-3“与”门真值表逻辑函数表达式为逻辑函数表达式为本讲稿第八页，共二十五页0000O O 01010 0 10100 0 11111 1 式中的式中的“”表示逻辑乘，逻辑乘的基本运算公式是表示逻辑乘，逻辑乘的基本运算公式是本讲稿第九页，共二十五页2“或或”逻逻辑辑和和“或或”门门电电路路（1 1）“或或”逻辑逻辑 图图7-87-8电路特点是：只要电路中有一个或一个以上的开关接通，电路特点是：只要电路中有一个或一个以上的开关接通，灯泡就

9、会发亮。这个电路使我们总结出另一种逻辑关系：灯泡就会发亮。这个电路使我们总结出另一种逻辑关系：“在决定一在决定一件事情的诸条件中，只要具备一个或一个以上的条件，这件事就会件事情的诸条件中，只要具备一个或一个以上的条件，这件事就会发生发生”这种逻辑关系称为这种逻辑关系称为“或或”逻辑。逻辑。图7-8“或逻辑门电路本讲稿第十页，共二十五页 （2 2）“或或”门电路门电路 具具有有“或或”逻逻辑辑的的电电路路，称称为为“或或”门门电电路路，简简称称“或或”门门，如如图图7-9a)7-9a)所所示示。图图7-9b)7-9b)是是“或或”门门的的符符号号。当当一一个个或或一一个个以以上上的的输输入入端端

10、为为高高电电平平(+5V)(+5V)时时，相相应应的的二二极极管管导导通通，如如果果忽忽略略二二极极管管的的导导通通压压降降，则则输输出出端端也也为为高高电电平平(+5V)(+5V)；当当两两个个输输入入端端都都为为低低电电平平(0V)(0V)时时，所所有有二二极极管管截截止止，输输出端出端L L才为低电平才为低电平(OV)(OV)。图7-9“或”门电路和符号a)电路；b)符号本讲稿第十一页，共二十五页式中的“+”号叫“逻辑加”，逻辑加的基本运算公式是：O00 011 101 111 上述分析结果可以用表上述分析结果可以用表7-3表示，表表示，表7-4为为“或或”门真值表。门真值表。输入输出V

11、AVBVLOOO+50+5O+5+5+5+5+5输入输出ABL0O0101O11111表7-4“或”门真值表表7-5“或”门真值表或或”逻辑函数表达式为逻辑函数表达式为：本讲稿第十二页，共二十五页“非非”逻辑关系就是输出的状态与输入的状态相反。逻辑关系就是输出的状态与输入的状态相反。“非非”在逻辑上就是否定的意思。在逻辑上就是否定的意思。3、“非非”逻辑关系和逻辑关系和“非非”门电路门电路具有非逻辑功能的电路叫做具有非逻辑功能的电路叫做“非非”门电路，简称门电路，简称“非非”门。图门。图7-7-10a)10a)与图与图7-10b)7-10b)分别是三极管组成的分别是三极管组成的“非非”门电路和

12、逻辑符号。门电路和逻辑符号。从前一节分析可知，当输人为高电平时，三极管饱和导通，输出从前一节分析可知，当输人为高电平时，三极管饱和导通，输出低电平低电平“O O”。反之，三极管。反之，三极管T T截止，输出为高电平。输出输入相反，截止，输出为高电平。输出输入相反，实现了实现了“非非”的逻辑功能。的逻辑功能。（1）“非非”逻辑关系逻辑关系（2）“非非”门电路门电路本讲稿第十三页，共二十五页图图7-87-8非门电路和逻辑符号非门电路和逻辑符号a)a)电路电路b)b)符号符号 “非非”逻逻辑辑关关系系可可用用表表7-6的的真真值值表表来来表表示示，也也可可用用下下列逻辑函数表达式来表示：列逻辑函数表

13、达式来表示：A L O 1 1 O表7-6“非”门真值表 本讲稿第十四页，共二十五页 上上述述三三种种电电路路是是最最基基本本的的逻逻辑辑门门电电路路。利利用用它它们们可可以以组组合合成成与与非非门门、或或非非门门、与与或或非非门门等等。这这些些复复合合门门电电路路具具有有带带负负载载复复合合门门电电路路能能力力、工工作作速速度度和和可可靠靠性性方方面面都都得得到到了了很很大大提提高高，因因此此成成为为逻逻辑辑电电路路中中最最常用的基本电路。常用的基本电路。4、复合门电路、复合门电路本讲稿第十五页，共二十五页（1 1）与非门与非门 图图7-107-10是是典典型型的的与与非非门门电电路路及及符

14、符号号。它它由由二二极极管管与与门门和和三三极极管管非非门门串串接接而而成成，故故输输入入与与输输出出之之间间的的关关系系是是与与非非关关系系，表表7-77-7是与非门真值表。是与非门真值表。b）符号 a）电路 图7-10与非门电路和符号 ABL其逻辑函数表达式为其逻辑函数表达式为表7-7与非门真值表ABL001O1110111O本讲稿第十六页，共二十五页(2(2）或非门）或非门 图图7-127-12是是一一个个或或非非门门电电路路及及其其符符号号，它它由由一一个个二二极极管管或或门门和和一一个个非非门门组组成成，因因此此输输入入输输出出之之间间是是或或非非关关系系，其其特特点点是是：只只要要

15、输输入入有有“1 1”，输出就为，输出就为“O O”，只有输入全为，只有输入全为“0 0”时，输出才为时，输出才为“1 1”。a)电路；b)符号图7-12或非门电路和符号其逻辑表达式为其逻辑表达式为 本讲稿第十七页，共二十五页 上上面面介介绍绍的的一一些些常常见见门门电电路路，如如果果用用分分立立元元件件构构成成时时，不不但但连连线线和和焊焊点点太太多多，而而且且电电路路的的体体积积很很大大，造造成成电电路路的的可可靠靠性性很很差差。随随着着电电子子技技术术的的飞飞速速发发展展和和集集成成工工艺艺的的规规模模化化生生产产，数数字字集集成成电电路路得得到到了了广广泛泛的的应应用用。数数字字集集成

16、成电电路路只只有有电电源源、输输入入、输输出出和和控控制制等等引引线线，因因此此与与分分立立电电路路相相比比，数数字字集集成成电电路路成成本本低低、可可靠靠性性高高且且便便于于安安装装调调试试。目目前前使使用用的门电路均是集成逻辑门电路。的门电路均是集成逻辑门电路。数字集成门电路按开关元件的不同可分为双极数字集成门电路按开关元件的不同可分为双极型型TTLTTL集成逻辑门电路和单极型集成逻辑门电路和单极型CMOSCMOS集成逻辑门电集成逻辑门电路两大类。路两大类。本讲稿第十八页，共二十五页知道知道“与与”门、门、“或或”门、门、“与非与非”门的工作原理。门的工作原理。认识基本逻辑电路的逻辑功能。

17、认识基本逻辑电路的逻辑功能。掌握掌握TTLTTL集成电路的外观和使用方法集成电路的外观和使用方法操作中注意环境保护和人生安全。操作中注意环境保护和人生安全。操操作作活活动动1、操作名称：、操作名称：基本逻辑门电路基本逻辑门电路2、需用器材：、需用器材：电子线路实验板、直流稳压电源、电子线路实验板、直流稳压电源、万用表、万用表、74LS0074LS00与非门与非门3、学习目标：、学习目标：本讲稿第十九页，共二十五页认识认识74LS0074LS00的管脚排列图和实物（如图的管脚排列图和实物（如图7-137-13所示）所示）4、操作步骤、操作步骤“与与”门门步骤：步骤：图7-13 74LS00的管脚

18、排列图7-14所示的逻辑功能接线按实验图按实验图7-14所示的逻辑功能接线，所示的逻辑功能接线，本讲稿第二十页，共二十五页注注 意意：74LS0074LS00不不用用的的管管脚脚应应作作悬空处理。悬空处理。写出其逻辑表达式。写出其逻辑表达式。分别在分别在A、B端输入端输入5V、0V，测出输出，测出输出端的电压值，填入表端的电压值，填入表7-8输入端输出端A（脚）B（脚）L（脚）00110101表表7-8与门测量值与门测量值本讲稿第二十一页，共二十五页按实验图按实验图7-157-15所示的逻辑功能接线，所示的逻辑功能接线，分别在分别在A A、B B端输入端输入5V5V、0V0V，测出输出端的电压

19、值，填入表，测出输出端的电压值，填入表7-97-9写出其逻辑表达式：写出其逻辑表达式：“或或”门门步骤：步骤：图7-15“或”门实验电路实验表7-9输入端输出端A（脚）B（脚）L（脚）00110101本讲稿第二十二页，共二十五页按实验图按实验图7-167-16所示的逻辑功能接线，所示的逻辑功能接线，分别在分别在A A、B B端输入端输入5V5V、0V0V，测出输出端的电压值，测出输出端的电压值，填入表填入表7-107-10写出其逻辑表达式写出其逻辑表达式：“与非与非”门门步骤：步骤：图7-16与非逻辑输入端输出端A（脚）B（脚）L（脚）00110101表7-10或门测量表本讲稿第二十三页，共二

20、十五页为什么不用的空脚要悬空？为什么不用的空脚要悬空？你你 试试 着着 画画 一一 逻逻 辑辑 为为L=A+ABL=A+AB电路好吗。电路好吗。本讲稿第二十四页，共二十五页活动二活动二 基本逻辑门电路评估表基本逻辑门电路评估表 学生姓名日期：自评互评师评一、学 习 评 价 目 标1能讲出“与”“或”“非”门的概念。2能写“与”“或”“非”门的符号。3会进行“与”“或”“非”门的运算。4会进行“与”“或”“非”门的简单电路连接。5知道“与”“或”“非”门的表示方法。6能看懂“与”“或”“非”门的逻辑图。7会绘制“与”“或”“非”门的逻辑图？8操作过程中同学间协作做的如何？9操作过程中思维有否有新的突破现象。10活动中环保意识及安全工作做的如何。体会1活动中感觉哪个技能最有兴趣？为什么？2活动中哪个技能最有用？为什么？3活动中哪个技能操作可以改进？使操作更方便实用，请写出操作过程。（请同学们大胆创新，共同研讨，不断提高操作能力）4你还有哪些要求与设想？总体评价教师签名本讲稿第二十五页，共二十五页