如何看懂电路图6数字电路

数字电子电路中的后起之秀是数字逻辑电路。把它叫做数字电路是因为电路中传递的虽“1”，低电平表示然也是脉冲，但这些脉冲是用来表示二进制数码的，例如用高电平表示“0”。声音图像文字等信息经过数字化处理后变成了一串串电脉冲，它们被称为数字信号。能处理数字信号的电路就称为数字电路。这种电路同时又被叫做逻辑电路，那是因为电路中的“1”和“0”还具有逻辑意义，例如逻辑“1”和逻辑“0”可以分别表示电路的接通和断开、事件的是和否、逻辑推理的真和假等等。电路的输出和输入之间是一种逻辑关系。这种电路除了能进行二进制算术运算外还能完成逻辑运算和具有逻辑推理能力，所以才把它叫做逻辑电路。由于数字逻辑电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点，因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。一般家电产品中，如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。数字逻辑电路的第一个特点是为了突出“逻辑”两个字，使用的是独特的图形符号。数字逻辑电路中有门电路和触发器两种基本单元电路，它们都是以晶体管和电阻等元件组成的，而不画出它们的具体电路，但在逻辑电路中我们只用几个简化了的图形符号去表示它们，不管它们使用多高电压，是TTL电路还是CMOS电路等等。按逻辑功能要求把这些图形符号组合起来画成的图就是逻辑电路图，它完全不同于一般的放大振荡或脉冲电路图。数字电路中有关信息是包含在0和1的数字组合内的，所以只要电路能明显地区分开较少考虑它的电气参数性能等问题。也因为这个原因，数字逻辑电路中使用了一些特殊的表达方法如真值表、征方程等，还使用一些特殊的分析工具如逻辑代数、卡诺图等等，这些也都与放大振荡电路0和1，0和1的组合关系没有破坏就行，脉冲波形的好坏我们是不大理会的。所以数字逻辑电路的第二个特点是我们主要关心它能完成什么样的逻辑功能，不同。门电路和触发器（1）门电路门电路可以看成是数字逻辑电路中最简单的元件。目前有大量集成化产品可供选用。最基本的门电路有3种：非门、与门和或门。非门就是反相器，它把输入的信号变以上输入，出就是1变成0。这种逻辑功能叫“非”，如果输入是A，输出写成P=A。与门有它的功能是当输入都是，输出写成P=AB。或门也有1。这种功能也叫逻辑加，输出就写成把这三种基本门电路组合起来可以得到各种复合门电路，时，输出才是1。这种功能也叫逻辑乘，2个以上输入，它的功能是输入有一个P=AB。如与门加非门成与非门，如果输入是1时，输或门1是它们的图形符号和真值表。此外还有与或非门、异或门等等。加非门成或非门。图毎&*ABAAA离*HAiiJ001001101L011Q10a0L1QiI11.d0数字集成电路有TTL、HTL、CMOS等多种，所用的电源电压和极性也不同，但1、低电平只要它们有相同的逻辑功能，就用相同的逻辑符号。而且一般都规定高电平为为0。（2）触发器触发器实际上就是脉冲电路中的双稳电路，成是数字逻辑电路中的元件。目前也已有集成化产品可供选用。常用的触发器有和JK触发器。它的电路和功能都比门电路复杂，它也可看D触发器CP，为了区别在CP端加有箭头。D触发器有一个输入端D和一个时钟信号输入端它有两个输出端，一个是Q一个是置端RD和SD，平时正常工作时要Q，加有小圈的输出端是RD和SD端都加高电平Q端。另外它还有两个预1，如果使RD=0（SD仍为1），则触发器被置成此RD端称为置0端，Q=0SD端称为置；如果使1端。D、SD端画在同一侧；Q、RD画在另一侧。低电平才有效。SD=0（RD=1），则被置成D触发器的逻辑符号见图Q=1。因2，图中Q、RD和SD都带小圆圈，表示要加上相同。如D=0，CP来到后，Q=0；如D触发器是受CP和D端双重控制的，CP加高电平1时，它的输出和D的状态D=1，CP来到后，Q=1。CP脉冲起控制开门作用，如果CP=0，则不管D是什么状态，触发器都维持原来状态不变。这样的逻辑功能画成表格就称为功能表或特性表，态，Qn是原来的状态。“X”表示是有的D触发器有几个D输入端：见图2。表中Qn+1表示加上触发信号后变成的状0或1的任意状态。D1、D2它们之间是逻辑与的关系，也就是Q才是1。只有当D1、D2都是1时，输出端另一种性能更完善的触发器叫JK触发器。它有两个输入端：J端和K端，一个CP端，两个预置端：RD端和SD端，以及两个输出端：号见图3。JK触发器是在CP脉冲的下阵沿触发翻转的，圈以示区别。图中，J、SD、Q画在同一侧，Q和Q端。它的逻辑符所以在CP端画一个小圆RD、Q画在另一侧。JK触发器的逻辑功能见图3。有CP脉冲时（即触发器状态不变；QnD1=Qn,JD0、K=1，触发器被置CP=1）：J、K都为0，0：QnD1=0；J=1、K=0，Qn+1=1；J=1、K=1，触发器翻转一下：QnD1=Qn。如果不加时钟脉触发器都维持原来状态不变：QnD1=Qn冲，即CP=0时，不管J、K端是什么状态，有的JK触发器同时有好几个J端和逻辑与的关系。有的JK触发器是在的CP端就不带小圆圈。也有的时候为了使图更简洁，常常把K端，J1、J2和K1、K2之间都是CP的上升沿触发翻转的，这时它的逻辑符号图RD和SD端省略不画。反过来能把二进制数码还原成一个十进制数被表示成二进也丸DEC/BCD能够把数字、字母变换成二进制数码的电路称为编码器。数字、字母的电路就称为译码器。（1）编码器图4（a）是一个能把十进制数变成二进制码的编码器。制码必须4位，常用的码是使从低到高的每一位二进制码相当于十进制数的1、2、4、8，这种码称为8421码或简称BCD码。所以这种编码器就称为“10线-4线编码器”或“DECBCD编码器”。从图看到，它是由与非门组成的。有10个输入端，用按键控制，平时按键悬空相当于接高电平1。它有4个输出端ABCD，输出8421码。如果按下“1”键，与“1”键对应的线被接地，等于输入低电平0、于是门D输出为1，整个输出成0001。如按下“7”键，则B门、C门、D门输出为1，整个输出成0111。如果把这些电路都做在一个集成片内，便得到集成化的10线4线编码器，它的逻辑符号见图4（b）。左侧有10个输入端，带小圆圈表示要用低电平，右侧有4个输出端，从上到下按从低到高排列。使用时可以直接选用。（2）译码器产品供选用。图5是一个4线10线译码器。它的左侧为4个二进制码的输入端，右侧有10个输出端，从上到下按0、1、9排列表示10个十进制数。输出端带小圆圈表示低电平有效。平时10个输出端都是高电平1，如输入为1001码，输出“9”端为低电平0，其余9根线仍为高电平1，这表示“9”线被译中。二极管，如每段都接低电平0，七段都被点亮，显示出数字“8”；如b、c段接低电平0其余都接1，显示的是“1”。可见要把十进制数用七段显示管显示出来还要经过一次译码。如果使用“4线7线译码器”和显示管配合使用，就很简单，输入二进制码可直接显示十进制数，见图6。译码器左侧有4个二进制码的输入端，右侧有7个输出可直接和数码管相连。左上侧另有一个灭灯控制端IB，正常工作时应加高电平1，如不需要这位数字显示就在IB上加低电平0，就可使这位数字熄灭。要把二进制码还原成十进制数就要用译码器。它也是由门电路组成的，现在也有集成化，LED）七如果要想把十进制数显示出来，就要使用数码管。现以共阳极发光二极管（段数码显示管为例，见图6。它有七段发光BCD/7*SE6b一】；二2d:=、B1Eiiflc寄存器和移位寄存器（1）寄存器能够把二进制数码存贮起来的的部件叫数码寄存器，简称寄存器。图7是用4个D触发器组成的寄存器，它能存贮4位二进制数。4个CP端连在一起作为控制端，只有CP=1时它才接收和存贮数码。4个RD端连在一起成为整个寄存器的清零端。如果要存贮二进制码1001，只要把它们分别加到触发器D端，当CP来到后4个触发器从高到低分别被置成可以从触发器的Q端取出。1，并一直保持到下一次输入数据之前。要想取出这串数码（2）移位寄存器有移位功能的寄存器叫移位寄存器，它可以是左移的、右移的，也可是双向移位的。图8是一个能把数码逐位左移的寄存器。它和一般寄存器不同的是：数码是逐位串行输入并加在最低位的D端，然后把低位的Q端连到高一位的D端。这时CP称为移位脉冲。先从RD端送低电平清零，使寄存器成0000状态。假定要输入的数码是1001，输入的次序是先高后低逐位输入。第1个CP后，1被打入第1个触发器，寄存器成0001；第2个CP后，Qo的1被移入Q1，新的0打入D1，成为0010；第3个CP后，成为0100；第4个CP后，成为1001。可见经过4个CP，寄存器就寄存了4位二进制码1001。目前已有品种繁多的集成化寄存器供选用。计数器和分频器（1）计数器能对脉冲进行计数的部件叫计数器。计数器品种繁多，有作累加计数的称为加法计数器，按数制有作递减计数的称为减法计数器；按触发器翻转来分又有同步计数器和异步计数器；来分又有二进制计数器、十进制计数器和其它进位制的计数器等等。便是电子手表专用集成电路产品，见图10。现举一个最简单的加法计数器为例，见图9。它是一个16进制计数器，最大计数值是1111，相当于十进制数15。需要计数的脉冲加到最低位触发器的CP端上，所有的J、K端都接高电平1，各触发器Q端接到相邻高一位触发器的CP端上。JK触发器的便是电子手表专用集成电路产品，见图10。特性表告诉我们：当J=1、K=1时来一个CP，触发器便翻转一次。在全部清零后，便是电子手表专用集成电路产品，见图10。第1个CP后沿，触发器C0翻转成Q0=1，其余3个触发器仍保持0态，整个计数器的状态是0001。第2个CP后沿，触发器C0又翻转成“Q0=0，C1翻转成便是电子手表专用集成电路产品，见图10。1111。可见这个计数器Q1=1，计数器成0010。到第15个CP后沿，计数器成确实能对CP脉冲计数。便是电子手表专用集成电路产品，见图10。便是电子手表专用集成电路产品，见图10。便是电子手表专用集成电路产品，见图10。便是电子手表专用集成电路产品，见图10。（2）分频器计数器的第一个触发器是每隔2个2分频的分频器，16进制计数器就是一个为了提高电子钟表的精确度，普遍采用的方法是用晶体生32768赫标准信号脉冲，经过15级CP送出一个进位脉冲，所以每个触发器就是一个16分频的分频器。2分频处理得到1赫的秒信号。因为晶体振荡器便是电子手表专用集成电路产品，见图10。的准确度和稳定度很高，所以得到的秒脉冲信号也是精确可靠的。把它们做到一个集成片上便是电子手表专用集成电路产品，见图10。dzhttp：1u?ii.baidij.corri.,di,-l数字逻辑电路读图要点和举例数字逻辑电路的读图步骤和其它电路是相同的，只是在进行电路分析时处处要用逻辑分析的方法。读图时要：先大致了解电路的用途和性能。找出输入端、输出端和关键部件，区分开各种信号并弄清信号的流向。逐级分析输出与输入的逻辑关系，了解各部分的逻辑功能。最后统观全局得出分析结果。例l三路抢答器图ll是智力竞赛用的三路抢答器电路。裁判按下开关SA4，触发器全部被置零，进入准备状态。这时QlDQ3均为l，抢答灯不亮；门4组成的音频振荡器不振荡，扬声器无声。1和门2输出为0，门3和门戎志电子制隹网;/Jhi.baiduom/diydz丄竞赛开始，假定1号台抢先按下SA1，触发器C1翻转成门2输出为1，振荡器振荡，扬声器发声；HL1灯点亮；Ql=l、Ql=0l输出为。于是：这时2号、号台再按开关也不起作用。裁判宣布竞赛结果后，再按一下SA4，电路又进入准备状态。例2彩灯追逐电路图l2是4位移位寄存器控制的彩灯电路。开始时按下SA，触发器ClDC4置成l000，彩灯HLl被点亮。CP脉冲来到后，寄存器移l位，触发器ClDC40l00，彩灯HL2点亮。第2个CP脉冲点亮HL3，第3个点亮HL4，第4个CP又把触发器ClDC4置成l000，又点亮HLl。如此循环往复，彩灯不停闪烁。只要增加触发器可使灯数增加，改变CP的频率可变化速度。