第16章数学集成电路应用举例精选PPT.ppt

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1、第16章数学集成电路应用举例第1页，此课件共26页哦本章学习目标本章学习目标1.了解数据选择器、比较器的基本工作原理。了解数据选择器、比较器的基本工作原理。2.了了解解 555 集集成成电电路路引引脚脚及及其其组组成成的的单单稳稳态态电电路路和和施施密密特特电电路路的的工工作原理。作原理。3.了解常用的集成电路接口电路。了解常用的集成电路接口电路。第2页，此课件共26页哦16.1比较器与选择器比较器与选择器16.1.1数码比较器数码比较器16.1.2多路选择器多路选择器第3页，此课件共26页哦16.1.1数码比较器数码比较器能够比较两个数码的逻辑电路。能够比较两个数码的逻辑电路。同比较器同比较

2、器：只能比较两个数码是否相同的比较器。：只能比较两个数码是否相同的比较器。大小比较器大小比较器：可以比较两个数码的大小的比较器。：可以比较两个数码的大小的比较器。第4页，此课件共26页哦一、同比较器一、同比较器3.工工作作原原理理：Y=1 时时，两两个个数数相相等等；Y=0 时时，两数不等。两数不等。1.电路构成：电路构成：由四个由四个异或异或门和一个门和一个或非或非门组成。门组成。2.逻辑函数式：逻辑函数式：第5页，此课件共26页哦二、大小比较器二、大小比较器 1电电路路构构成成：(1 位位二二进进制制数数的比较的比较)两个两个非非门和两个门和两个与与门构成。门构成。2逻辑功能逻辑功能第6页

3、，此课件共26页哦3真值表真值表一位大小比较器真值表一位大小比较器真值表0010Y1(AiBi)输输 出出1100Ai 输输 入入 4多位数码的比较多位数码的比较可采用逐位比较法，首先从最高位开始，依次比出结果。可采用逐位比较法，首先从最高位开始，依次比出结果。第7页，此课件共26页哦16.1.2多路选择器多路选择器多路选择器多路选择器：从多个输入信号中，选择一个并且单个输出的电路。：从多个输入信号中，选择一个并且单个输出的电路。14 选选 1 选择器选择器A1、A2、A3、A4 及及 B1、B2、B3、B4 为输入的多个信号，为输入的多个信号，S为旋转开为旋转开关，关，P 为控制信号为控制信

4、号输入选通脉冲。输入选通脉冲。功能：与一个单刀多掷开关相似。功能：与一个单刀多掷开关相似。适适用用场场合合：广广泛泛运运用用于于多多输输入入、单单输输出出的的数数据据传传输输网网络络。也也叫叫数数据据选择器。选择器。第8页，此课件共26页哦2集成多路选择器集成多路选择器数据选择集成电路数据选择集成电路 74LS157 的管脚排列图：的管脚排列图：动画数据选择器动画数据选择器第9页，此课件共26页哦功能表：功能表：输入输入输出输出YGSAB1x xx xx x0000000011101x x0001x x11当当 G 为低电平时，选中该电路。为低电平时，选中该电路。若若 S 为低电平，为低电平，

5、A 被选中，输出被选中，输出 Y 的状态与的状态与 A 同，同，若若 S 为高电平，为高电平，B 被选中，输出被选中，输出 Y 的状态与的状态与 B 同。同。G 是是选选通通信信号号端端，低低电电平平有有效效；S 是是选选择择信信号号端端，用用来来选选择择哪哪一路信号输出。一路信号输出。第10页，此课件共26页哦16.2时基集成电路的应用时基集成电路的应用16.2.1555 时基集成电路简介时基集成电路简介16.2.2555 时基集成电路应用举例时基集成电路应用举例第11页，此课件共26页哦16.2.1555 时基集成电路简介时基集成电路简介555 时基电路开始出现时，通常作为定时器应用，所以

6、称为时基电路开始出现时，通常作为定时器应用，所以称为 555 定时定时器或器或 555 时基电路。时基电路。优点：优点：工作可靠，使用方便、价格低廉。工作可靠，使用方便、价格低廉。用用途途：可可用用作作定定时时控控制制；用用于于调调光光、调调温温、调调压压、调调速速等等多多种种控控制；组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路等。制；组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路等。第12页，此课件共26页哦1555 集成电路为集成电路为 8 脚双列直插型封装脚双列直插型封装555 时基集成电路外引线排列时基集成电路外引线排列 通通常常，555 集集成成电电路路采采用用单单电电源源，在在+5 +15 V

7、电电压压范范围围内内均均能能工工作作，最最大大输输出出电电流流达达 200 mA，可可与与 TTL、MOS 逻逻辑辑电电路路或或模模拟拟电电路相配合使用。路相配合使用。第13页，此课件共26页哦2功能功能555 电路可看成一个带放电开关的电路可看成一个带放电开关的 RS 触发器。触发器。当当 VTR=VTH=0 V，VO=1 V；当当 VTH 23VCC，VTR 23VCC，VTR VCC 3，VO=0 V；当当 VTH 23VCC，VTR VCC 3，VO 维持原态；维持原态；当当 VTH 23VCC，VTR VCC 3，VO 维持原态。维持原态。3类型类型双双极极型型，输输出出功功率率大大

8、，驱驱动动电电流流达达 200 mA，其其他他指指标标不不如如 CMOS 型；型；CMOS 型型，功功耗耗低低，电电源源电电压压低低，输输入入阻阻抗抗高高，但但输输出出功功率率小，驱动电流几毫安。小，驱动电流几毫安。第14页，此课件共26页哦16.2.2555 时基集成电路应用举例时基集成电路应用举例555 构构成成的的单单稳稳电电路路是是利利用用电电容容的的充充放放电电形形成成暂暂稳稳态态的的，因因此此它它的的输输入入端端都都带带有有定定时时电电阻阻和和定时电容。定时电容。1人工启动型单稳人工启动型单稳电电路路特特点点：将将 555 电电路路的的 6、2 端端并并接接起起来接在来接在 RC

9、定时电路上。定时电路上。等效电路等效电路工作原理：工作原理：接接上上电电源源后后，R=1，vO=0，电电路路进进入入稳稳态态；按按下下开开关关 S，R=0，vO=1，暂暂稳稳态态开开始始；开开关关放放开开后后，电电容容开开始始充充电电，当当电电容容 C 上上的的电电压压升升到到大大于于 2/3 VCC 时时，输输出出又又翻转成翻转成 vO=0，暂稳态结束。，暂稳态结束。应用：用作定时、延时控制。应用：用作定时、延时控制。第15页，此课件共26页哦2脉冲启动型单稳脉冲启动型单稳 电路特点：把电路特点：把 555 电路的电路的 6、7端端并接起来接到定时电容并接起来接到定时电容 C 上，用上，用

10、2 端端作为输入端。作为输入端。等效电路等效电路工作原理：工作原理：通通电电后后，R=1，输输出出 vO=0，这这是是电电路路的的稳稳态态；输输入入负负脉脉冲冲后后，输输出出翻翻转转成成 vO=1，暂暂稳稳态态开开始始；经经过过 tp 后后，电电容容 C 上上电电压压升升到到大大于于 2/3 VCC，R=1，输输出出 vO=0，暂稳态结束。，暂稳态结束。应用：用作定时、延时控制。应用：用作定时、延时控制。第16页，此课件共26页哦 例例 16.1 把把 555 电电路路的的 6、2 端端并并接接起起来来，成成为为只只有有一一个个输输入入端端的的触触发发器器。这这个个触触发发器器因因为为输输出出

11、电电压压和和输输入入电电压压的的关关系系是是一一个个长长方方形形的的回回线，称为施密特触发器，试对其工作原理作简要的说明。线，称为施密特触发器，试对其工作原理作简要的说明。解解：从从图图(b)的的曲曲线线看看到到，当当输输入入 v=0 时时，输输出出 vO=1；当当输输入入电电压压从从 0 上上升升时时，要要升升到到大大于于 23VCC 以以后后，vO 才才翻翻转转成成 0；而而当当输输入入电电压压从从最最高高值值下下降降时时，要要降降到到小小于于 13VCC以以后后，vO 才才又又翻翻转转成成 1。所所以以输输出出电电压压 vO 和和输输入入电电压压 vI 之之间间是是一一个个回回线线形形曲

12、曲线线。由由于于这这种种电电路路有有两两个个不不同同的的阈阈值值电电压压，所所以以这这种种电电路路常常被被用用于于电电子子开开关关、控控制制电电路路、波形变换和整形电路等。波形变换和整形电路等。第17页，此课件共26页哦16.3集成电路的接口电路集成电路的接口电路16.3.1TTL 电路驱动电路驱动 CMOS 电路电路16.3.2CMOS 电路驱动电路驱动 TTL 电路电路16.3.3集成门电路与其他负载连接集成门电路与其他负载连接第18页，此课件共26页哦16.3.1TTL 电路驱动电路驱动 CMOS 电路电路接口电路接口电路：在：在 TTL 与与 CMOS 两类门电路连接处加入的附加电路。

13、两类门电路连接处加入的附加电路。功功能能：使使驱驱动动门门的的输输出出逻逻辑辑电电平平与与负负载载门门的的输输入入逻逻辑辑电电平平合合理理配配合合；使使驱驱动动门门输输出出的的最最大大电电流流满满足足负负载载门门所所需需的的输输入入电电流流；隔隔离离前前级级电电路路和和后后级电路，互不干扰。级电路，互不干扰。1接口主要解决的问题：接口主要解决的问题：电平匹配电平匹配2采取措施：采取措施：插入相互连接的接口电路插入相互连接的接口电路第19页，此课件共26页哦接口电路：接口电路：OC 门门接接口口电电路路：将将 OC 门门 输输出出端端电电阻阻 R 接接到到+VDD 处处，使使 OC 门门的输出电

14、平与的输出电平与 CMOS 电路输入电平一致；电路输入电平一致；反反相相器器作作接接口口电电路路：使使 TTL 电电路路输输出出电电平平转转换换为为与与CMOS 电电路相匹配的电平；路相匹配的电平；采用提升电阻采用提升电阻(上拉电阻上拉电阻)：将：将 TTL 的输出电平提高到的输出电平提高到 5 V 左右。左右。第20页，此课件共26页哦16.3.2CMOS 电路驱动电路驱动 TTL 电路电路1.接接口口主主要要解解决决的的问问题题：降降低低 CMOS 电电路路的的输输出出电电平平 但但又又要要保证有足够的驱动保证有足够的驱动 TTL 电路的能力。电路的能力。2.采取措施：采取措施：采用反相器

15、作缓冲器，实现电平变换及驱动功能。采用反相器作缓冲器，实现电平变换及驱动功能。采用专用缓冲器作接口电路。采用专用缓冲器作接口电路。第21页，此课件共26页哦16.3.3集成门电路与其他负载连接集成门电路与其他负载连接1.主主要要考考虑虑的的问问题题：集集成成门门电电路路的的驱驱动动能力及负载的工作电流。能力及负载的工作电流。2.采取措施：采取措施：用用 TTL 门电路直接驱动。门电路直接驱动。TTL 门经驱动器与负载连接。门经驱动器与负载连接。CMOS 门经驱动器与负载连接。门经驱动器与负载连接。总总之之，集集成成电电路路在在应应用用时时，接接口口电电路路相相当当重重要要，应应认认真真选选用用

16、合合适适的的接接口口电电路路，保证电路能长期正常工作。保证电路能长期正常工作。第22页，此课件共26页哦本章小结本章小结一、数码比较器一、数码比较器同同比比较较器器是是比比较较两两个个数数是是否否相相同同；大大小小比比较较器器是是比比较较两两个个数数码的大小。码的大小。二、多路选择器二、多路选择器从从多多个个输输入入信信号号种种选选择择一一个个并并且且单单路路输输出出的的电电路路。它它的的功功能能相相当当于于一一个单刀多掷开关。个单刀多掷开关。三、三、“555”时基集成电路应用时基集成电路应用利用利用“555”时基集成电路可以组成单稳态、双稳态和无稳态电路。时基集成电路可以组成单稳态、双稳态和

17、无稳态电路。四、集成电路接口电路四、集成电路接口电路集集成成门门电电路路驱驱动动不不同同类类型型负负载载时时，为为保保证证电电路路的的正正常常使使用用，需需选选用用合合适的接口电路。适的接口电路。第23页，此课件共26页哦本章重点本章重点1掌握比较器的工作原理。掌握比较器的工作原理。2了解数据选择器工作原理。了解数据选择器工作原理。3.掌握掌握 555 时基电路的功能，了解时基电路的功能，了解 555 时基电路的应用。时基电路的应用。4了解各种集成电路的接口电路。了解各种集成电路的接口电路。第24页，此课件共26页哦本章难点本章难点1555 时基集成电路的应用。时基集成电路的应用。2集成电路的接口电路。集成电路的接口电路。第25页，此课件共26页哦学时分配学时分配序序 号号 内内 容容学学 时时1 16.1比较器与选择器比较器与选择器2216.2时基集成电路的应用时基集成电路的应用2316.3集成电路的接口电路集成电路的接口电路1.54本章小结本章小结0.55本章总学时本章总学时6第26页，此课件共26页哦