第五章电子电路知识数字精选文档.ppt

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1、第五章电子电路知识数字1本讲稿第一页，共三十一页一、一、概述概述1.数字信号和模拟信号数字信号和模拟信号电电子子电电路路中中的的信信号号模拟信号模拟信号数字信号数字信号随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号时间和幅度都是离散的时间和幅度都是离散的2本讲稿第二页，共三十一页模拟信号：模拟信号：tu正弦波信号正弦波信号t锯齿波信号锯齿波信号u3本讲稿第三页，共三十一页 研究模拟信号时，我们注重电路输研究模拟信号时，我们注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。相入、输出信号间的大小、相位关系。相应的电子电路就是模拟电路，包括交直应的电子电路就是模拟电路，包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。流

2、放大器、滤波器、信号发生器等。在模拟电路中，晶体管一般工作在放在模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态。大状态。4本讲稿第四页，共三十一页数字信号：数字信号：数字信号数字信号产品数量的统计。产品数量的统计。数字表盘的读数。数字表盘的读数。数字电路信号：数字电路信号：t矩形脉冲信号矩形脉冲信号Ttp5本讲稿第五页，共三十一页研究数字电路时注重电路输出、输入间研究数字电路时注重电路输出、输入间的逻辑关系，因此不能采用模拟电路的的逻辑关系，因此不能采用模拟电路的分析方法。主要的分析工具是逻辑代数，分析方法。主要的分析工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式或波电路的功能用真值表、逻辑表达式或波形

3、图表示。形图表示。在数字电路中，在数字电路中，三极管工作在开关三极管工作在开关状态下状态下，即工作在，即工作在饱和状态饱和状态或或截止截止状态。状态。6本讲稿第六页，共三十一页2.数制数制（1）十进制十进制：以十为基数的记数体制以十为基数的记数体制表示数的十个数码：表示数的十个数码：1,2,3,4,5,6,7,8,9,0遵循遵循逢十进一逢十进一的规律的规律157=7本讲稿第七页，共三十一页一个十进制数数一个十进制数数 N可以表示成：可以表示成：若在数字电路中采用十进制，必须要若在数字电路中采用十进制，必须要有十个电路状态与十个记数码相对应。这有十个电路状态与十个记数码相对应。这样将在技术上带来

4、许多困难，而且很不经样将在技术上带来许多困难，而且很不经济。济。8本讲稿第八页，共三十一页（2）二进制二进制：以二为基数的记数体制以二为基数的记数体制表示数的两个数码：表示数的两个数码：0,1遵循遵循逢二进一逢二进一的规律的规律（1001)B =(9)D9本讲稿第九页，共三十一页用电路的两个状态用电路的两个状态-开关来表示二开关来表示二进制数，数码的存储和传输简单、进制数，数码的存储和传输简单、可靠。可靠。位数较多，使用不便；不合人们的习位数较多，使用不便；不合人们的习惯，输入时将十进制转换成二进制，惯，输入时将十进制转换成二进制，运算结果输出时再转换成十进制数。运算结果输出时再转换成十进制数

5、。10本讲稿第十页，共三十一页逻辑代数与基本逻辑关系逻辑代数与基本逻辑关系在数字电路中，我们要研究的是电路的输在数字电路中，我们要研究的是电路的输入输出之间的逻辑关系，所以数字电路又称入输出之间的逻辑关系，所以数字电路又称逻逻辑电路辑电路，相应的研究工具是，相应的研究工具是逻辑代数（布尔逻辑代数（布尔代数）代数）。在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能取在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能取两个值（两个值（二值变量二值变量），即），即0和和1，中间值没有，中间值没有意义，这里的意义，这里的0和和1只表示两个对立的逻辑状只表示两个对立的逻辑状态，如电位的低高（态，如电位的低高（0表示低电位，表示低电位，1

6、表示高表示高电位）、开关的开合等。电位）、开关的开合等。3.1.2 基本逻辑运算和逻辑门基本逻辑运算和逻辑门11本讲稿第十一页，共三十一页1.“与与”逻辑运算和与门逻辑运算和与门A、B条件都具备时，事件条件都具备时，事件F才发生。才发生。(2)逻辑符号逻辑符号基本逻辑关系：基本逻辑关系：EFAB&ABCFA&FB(1)电路电路12本讲稿第十二页，共三十一页(3)逻辑式逻辑式F=AB逻辑乘法逻辑乘法逻辑与逻辑与真值表真值表ABF0 0 00 1 01 0 01 1 1(4)真值表真值表结论结论:全全1出出1,有有0出出013本讲稿第十三页，共三十一页(1)逻辑式逻辑式F=ABC逻辑乘法逻辑乘法逻

7、辑与逻辑与AFBC00001000010011000010101001101111真值表真值表(2)真值表真值表结论结论:全全1出出1,有有0出出0A、B、C条件都具备时，事件条件都具备时，事件F才发生。才发生。14本讲稿第十四页，共三十一页二极管与门电路二极管与门电路FD1D2AB +5V设二极管的饱和压降设二极管的饱和压降为为0.3伏。伏。与逻辑实现与逻辑实现15本讲稿第十五页，共三十一页2.“或或”逻辑运算和或门逻辑运算和或门A、B、C 只要有一个条件具备时，事件只要有一个条件具备时，事件F就就发生。发生。1ABCF(2)逻辑符号逻辑符号AEFBC(1)电路电路A 1FB16本讲稿第十六

8、页，共三十一页F=A+B+C(3)逻辑式逻辑式逻辑加法逻辑加法逻辑或逻辑或AFBC00001001010111010011101101111111真值表真值表(4)真值表真值表结论结论:全全0出出0,有有1出出117本讲稿第十七页，共三十一页二极管或门二极管或门FD1D2AB-12V或逻辑实现或逻辑实现18本讲稿第十八页，共三十一页3.“非非”逻辑运算和非门逻辑运算和非门A条件具备时条件具备时，事件，事件F不发生；不发生；A不具备时，不具备时，事件事件F发生。发生。(2)逻辑符号逻辑符号AEFRAF(1)电路电路19本讲稿第十九页，共三十一页(3)逻辑式逻辑式真值表真值表逻辑非逻辑非逻辑反逻辑

9、反AF0110(4)真值表真值表20本讲稿第二十页，共三十一页R1DR2AF+12V+3V三极管非门三极管非门嵌位二极管（三极管的饱和压降（三极管的饱和压降假设为假设为0.3V）非逻辑实现非逻辑实现21本讲稿第二十一页，共三十一页4.复合逻辑运算和复合门复合逻辑运算和复合门“与与”、“或或”、“非非”是三种基本的逻辑是三种基本的逻辑关系，任何其它的逻辑关系都可以以它们为基关系，任何其它的逻辑关系都可以以它们为基础表示。础表示。与非：与非：条件条件A、B、C都具备，都具备，则则F 不发生。不发生。&ABCF22本讲稿第二十二页，共三十一页(1)逻辑式逻辑式00111101AFBC00011001

10、0101101101111110真值表真值表(2)真值表真值表结论结论:全全1出出0,有有0出出1与非与非逻辑逻辑23本讲稿第二十三页，共三十一页R1DR2F+12V+3V三极管非门三极管非门D1D2AB+12V二极管与门二极管与门与非门与非门与非逻辑实现与非逻辑实现24本讲稿第二十四页，共三十一页或非：或非：条件条件A、B、C任一具备，任一具备，则则F不不 发生。发生。1ABCF异或：异或：条件条件A、B有一个具备，有一个具备，另一个不具备则另一个不具备则F 发生。发生。=1ABF25本讲稿第二十五页，共三十一页(1)逻辑式逻辑式AFBC000110000100110000101010011

11、01110真值表真值表(2)真值表真值表结论结论:全全0出出1,有有1出出0或非逻辑或非逻辑26本讲稿第二十六页，共三十一页5.几种基本的逻辑运算几种基本的逻辑运算 从三种基本的逻辑关系出发，我们可以从三种基本的逻辑关系出发，我们可以得到以下逻辑运算结果：得到以下逻辑运算结果：0 0=0 1=1 0=01 1=10+0=00+1=1+0=1+1=127本讲稿第二十七页，共三十一页1.体积大、工作不可靠。体积大、工作不可靠。2.需要不同电源。需要不同电源。3.各种门的输入、输出电平不匹配。各种门的输入、输出电平不匹配。分立元件门电路的缺点分立元件门电路的缺点二、二、集成逻辑门集成逻辑门28本讲稿

12、第二十八页，共三十一页与分立元件电路相比，集成电路具有体与分立元件电路相比，集成电路具有体积小、可靠性高、速度快的特点，而且输入、积小、可靠性高、速度快的特点，而且输入、输出电平匹配，所以早已广泛采用。根据电输出电平匹配，所以早已广泛采用。根据电路内部的结构，可分为路内部的结构，可分为DTL、TTL、HTL、MOS管集成门电路等。管集成门电路等。29本讲稿第二十九页，共三十一页门的输出电压随输入电压变化的特性称为门的输出电压随输入电压变化的特性称为电压传输特性电压传输特性 电压传输特性：电压传输特性：TTL与非门电路与非门电路30本讲稿第三十页，共三十一页1.悬空的输入端相当于接高电平。悬空的输入端相当于接高电平。2.为了防止干扰，可将悬空的输入端接为了防止干扰，可将悬空的输入端接VCC或通过电阻接或通过电阻接VCC。使用集成门注意事项使用集成门注意事项 3.除三态门、除三态门、OC门以外，门电路的输出门以外，门电路的输出端不允许并联；输出端不允许直接接电端不允许并联；输出端不允许直接接电源或地端；每个门输出所带负载不允许源或地端；每个门输出所带负载不允许超过它的负载能力。超过它的负载能力。31本讲稿第三十一页，共三十一页