数字电路基础第十章课件

电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源1 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back1在电子技术中，被传递和处理的信号在电子技术中，被传递和处理的信号可分为模拟信号和数字信号两大类。本章可分为模拟信号和数字信号两大类。本章之前所学的电路处理的是时间上和数值上之前所学的电路处理的是时间上和数值上均是连续变化的模拟信号，属于模拟电路均是连续变化的模拟信号，属于模拟电路的范畴。从第十章开始，所介绍的电路处的范畴。从第十章开始，所介绍的电路处理的是时间上和数值上均是离散的、不连理的是时间上和数值上均是离散的、不连续变化的脉冲数字信号，属于数字电路的续变化的脉冲数字信号，属于数字电路的范畴。本章主要介绍数字电路的基础知识。范畴。本章主要介绍数字电路的基础知识。RC电路的应用电路的应用 数制与数码数制与数码 逻辑门电路基础逻辑门电路基础 逻辑代数的基本定律及化简逻辑代数的基本定律及化简 数字电路概述数字电路概述 本章小结本章小结在电子技术中，被传递和处理的信号可分为模拟信号和数字信号两大1 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源2 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back2 第一节第一节 数字电路概数字电路概述述一、数字电路的特点一、数字电路的特点 电路结构简单，工作简单稳定可靠。电路结构简单，工作简单稳定可靠。数字电路抗干扰能力强。数字电路抗干扰能力强。可以进行逻辑运算和判断。可以进行逻辑运算和判断。数字电路中元件处于开关状态，功耗较小。数字电路中元件处于开关状态，功耗较小。由由于于数数字字电电路路具具有有上上述述特特点点，故故发发展展十十分分迅迅速速，在在计计算算机机、数数字字通通信信、自自动动控制、数字仪器及家用电器等技术领域中得到广泛的应用。控制、数字仪器及家用电器等技术领域中得到广泛的应用。第一节2 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源3 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back3二、脉冲信号二、脉冲信号 脉脉冲冲信信号号是是指指持持续续时时间间极极短短的的电电压压或或电电流流信信号号，常常见见的的脉脉冲冲波波形形有有：矩矩形形波波、锯齿波、尖脉冲、阶梯波等。锯齿波、尖脉冲、阶梯波等。(a)矩形波 (b)锯齿波 (c)尖脉冲 (d)阶梯波 二、脉冲信号 3 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源4 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back4脉脉冲冲幅幅值值Vm表表示示脉脉冲冲电电压压的的最最大大值值，其其值值等于脉冲底部至脉冲顶部之间的电位差。等于脉冲底部至脉冲顶部之间的电位差。脉脉冲冲上上升升时时间间tr表表示示脉脉冲冲前前沿沿从从0.1Vm上上升升到到0.9Vm所需的时间。所需的时间。脉脉冲冲下下降降时时间间tf表表示示脉脉冲冲后后沿沿从从0.9Vm下下降降到到0.1Vm所需的时间。所需的时间。脉脉冲冲宽宽度度tw由由脉脉冲冲前前沿沿0.5Vm到到脉脉冲冲后后沿沿0.5Vm之间的时间。之间的时间。脉脉冲冲周周期期T对对于于周周期期性性脉脉冲冲，脉脉冲冲周周期期指指相相邻邻两两脉脉冲冲波波对对应应点点之之间间的的间间隔隔时时间间，其其倒倒数数为为脉脉冲的频率冲的频率f,即即 。占占空空比比D 脉脉冲冲宽宽度度tw与与脉脉冲冲周周期期T之之比比，称称为占空比，即为占空比，即 矩形脉冲主要参数 脉冲幅值Vm 表示脉冲电压的最大值，其值等于脉冲底部至4 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源5 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back5三、数字信号三、数字信号 通常把脉冲的出现或消失用通常把脉冲的出现或消失用1和和0来表示，这样一串脉冲就变成由一串来表示，这样一串脉冲就变成由一串1和和0组组成的代码，这种信号称为数字信号成的代码，这种信号称为数字信号。数字信号需注意的是数字信号的需注意的是数字信号的0和和1并不表示数量的大小，而是代表电路的工作状态，并不表示数量的大小，而是代表电路的工作状态，如开关、二极管、三极管导通用如开关、二极管、三极管导通用1状态表示；反之，器件截止时就用状态表示；反之，器件截止时就用0状态表示。状态表示。若规定高电平若规定高电平(35V)为逻辑为逻辑1，低电平，低电平(00.4V)为逻辑为逻辑0，称为，称为正逻辑正逻辑。反之，若规定高电平为逻辑反之，若规定高电平为逻辑0，低电平为逻辑，低电平为逻辑1，则称为，则称为负逻辑负逻辑。三、数字信号 5 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源6 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back6 第二节第二节 RCRC电路的应用电路的应用一、一、RCRC 微分电路微分电路 RC微分电路是一种常用的波形变换电路，能够将矩形脉冲波变换成尖脉冲。微分电路是一种常用的波形变换电路，能够将矩形脉冲波变换成尖脉冲。通常用来作为触发器、计数器、开关电路的触发信号。通常用来作为触发器、计数器、开关电路的触发信号。微分电路 微分电路波形图 RC微微分分电电路路的的输输出出波波形形要要形形成成尖尖脉脉冲冲必必须须具具备备以以下下条条件件：电电路路的的时时间间常常数数=RC应远小于矩形波脉冲宽度应远小于矩形波脉冲宽度tw，即，即 t tw w。通常，当通常，当t tw w时，可以认为满足条件。时，可以认为满足条件。第二节 RC电路的6 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源7 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back7二、二、RC RC 积分电路积分电路RC积分电路也是一种常用的波形变换电路，它可以把矩形波变换成锯齿波。积分电路也是一种常用的波形变换电路，它可以把矩形波变换成锯齿波。RC积积分分电电路路通通常常用用来来作作为为数数字字电电路路的的延延时时器器、定定时时器器的的定定时时元元件件，在在电电视视机机中中可利用积分电路从复合行、场同步信号中取出场同步脉冲。可利用积分电路从复合行、场同步信号中取出场同步脉冲。积分电路 积分电路波形图 积分电路要求电路的积分电路要求电路的RC RC 时间常数时间常数应远大于脉冲宽度应远大于脉冲宽度t tw w，即，即 t tw w 。通常，当通常，当3 3t tw w时，可以认为满足条件。时，可以认为满足条件。二、RC 积分电路7 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源8 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back8第三节第三节 数制与码制数制与码制 一、数制一、数制选取一定的进位规则，用多位数码来表示某个数的值，这就是所谓的数制。选取一定的进位规则，用多位数码来表示某个数的值，这就是所谓的数制。1 1十进制数十进制数十十进进制制数数有有0，1，2，3，4，5，6，7，8，9共共十十个个符符号号，我我们们称称这这些些符符号号为为数数码。十进制数运算加法时遵循码。十进制数运算加法时遵循“逢十进一逢十进一”，减法时遵循，减法时遵循“借一当十借一当十”。十十进进制制数数中中，数数码码的的位位置置不不同同，所所表表示示的的值值就就不不相相同同，分分个个位位、十十位位、百百位位，如：，如：（268.56）10=2102+6101+8100+510-1+610-2十进制数用数学式表示的通式为：十进制数用数学式表示的通式为：（N）10=kn-110n-1kn-210n-2k1101k0100k-110-1k-210-2 8 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源9 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back92.2.二进制数二进制数二二进进制制数数仅仅有有0和和1两两个个不不同同的的数数码码。进进位位规规则则为为“逢逢二二进进一一”；借借位位规规则则为为“借一当二借一当二”。对于任意一个二进制数可表示为：。对于任意一个二进制数可表示为：例如，二进制数（例如，二进制数（10110.1）2=124+023+122+121+020+12-13 3十六进制十六进制十十六六进进制制是是“逢逢十十六六进进一一”，十十六六进进制制有有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共共16个不同的数码。个不同的数码。例如，十六进制数例如，十六进制数(3AE)16=3162+A161+E160=3162+10161+14160与十进制对应的二进制、十六进制与十进制对应的二进制、十六进制（N）2=kn-12n-1kn-22n-2k121k020k-12-1k-22-2十进制数0123456789101112131415二进制数00000000000100010010001000110011010001000101010101100110011101111000100010011001101010101011101111001100110111011110111011111111十六进制数0123456789ABCDEF2.二进制数（N）2=kn-12n-1kn-22n9 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源10 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back104 4不同数制的转换不同数制的转换（1）二二进进制制数数转转换换为为十十进进制制数数转转换换方方法法是是：把把二二进进制制数数按按权权展展开开，再再把把每每一一位的位值相加，即可得到相应的十进制数。位的位值相加，即可得到相应的十进制数。例题例题将二进制将二进制(101)2转化为十进制数。转化为十进制数。解：解：(101)2=122+021+120=(5)10（2）十十进进制制整整数数转转换换为为二二进进制制数数转转换换方方法法是是：把把十十进进制制数数逐逐次次地地用用2除除取取余余数，一直除到商数为零。然后将先取出的余数作为二进数的最低位数码。数，一直除到商数为零。然后将先取出的余数作为二进数的最低位数码。例题例题将十进制数将十进制数19转化为二进制数转化为二进制数解：解：所以所以(19)(19)1010=(=(k k4 4k k3 3k k2 2k k1 1k k0 0)2 2=(10011)=(10011)2 24不同数制的转换10 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源11 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back11 （3）二二进进制制数数转转换换为为十十六六进进制制数数 转转换换方方法法是是：把把每每四四位位二二进进制制数数用用对对应应的的十十六进制数表示。六进制数表示。例题例题将将(11010110101.1100101)2转换为十六进制数。转换为十六进制数。解：解：二进制数二进制数01101011010111001010十六进制数十六进制数6B5CA即即(011010110101.11001010)2=(6B5.CA)16 （4）十十六六进进制制数数转转换换为为二二进进制制数数 转转换换方方法法是是：将将每每个个十十六六进进制制数数用用四四位位二二进进制数表示。制数表示。例题例题将十六进制数将十六进制数(7E6AD)16转化为二进制数。转化为二进制数。解：解：(7E6AD)16=(01111110011010101101)2 （3）二进制数转换为十六进制数 转换方法是：把每四位11 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源12 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back12二、码制二、码制用用于于表表示示十十进进制制数数的的二二进进制制代代码码称称为为二二一一十十进进制制代代码码(BinaryCodedDecimal)简简称为称为BCD码。常用的码。常用的BCD码有：码有：8421码、码、5421码、余码、余3码等。码等。十进制十进制8421码码5421码码余余3码码0000000000011100010001010020010001001013001100110110401000100011150101100010006011010011001701111010101081000101110119100111001100二、码制十进制8421码5421码余3码000000000012 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源13 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back13 第四节第四节 逻辑门电路基础逻辑门电路基础能实现一定逻辑功能的电路称为逻辑门电路。能实现一定逻辑功能的电路称为逻辑门电路。一、基本逻辑门一、基本逻辑门 1 1与逻辑门与逻辑门（1）与逻辑关系）与逻辑关系Y=AB 与逻辑实例（2）二极管与门电路）二极管与门电路“全全1出出1，有，有0出出0”与门电路 与门图形符号 第四节 逻辑门电路基础13 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源14 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back14 2 2或逻辑门或逻辑门 （1）或逻辑关系）或逻辑关系 Y=A+B或逻辑实例（2）二极管或门电路）二极管或门电路“有有1出出l，全，全0出出0”或门电路 或门图形符号 2或逻辑门14 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源15 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back15 3 3非逻辑门非逻辑门（1）非逻辑关系）非逻辑关系 非逻辑实例 （2）三极管非门电路）三极管非门电路 “入入0 0出出1 1，入，入l l出出0 0”非门原理电路 非门图形符号 3非逻辑门15 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源16 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back16二、复合逻辑门二、复合逻辑门1 1与非门与非门 与非门电路 与非门逻辑结构与电路符号 与非门的逻辑函数式为与非门的逻辑函数式为 ，其逻辑功能可归纳为，其逻辑功能可归纳为“有有0 0出出1 1，全，全1 1出出0”0”。二、复合逻辑门16 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源17 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back17 2 2或非门或非门在在或或门后串联门后串联非非门就构成门就构成或非或非门，如图所示。门，如图所示。或非门逻辑结构及电路符号或或非非门的逻辑函数式为门的逻辑函数式为 ，其逻辑功能可归纳为，其逻辑功能可归纳为“有有1 1出出0 0，全，全0 0出出1”1”。2或非门17 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源18 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back18 3 3与或非门与或非门与或非的逻辑结构图及电路符号如下图所示。与或非的逻辑结构图及电路符号如下图所示。与或非门逻辑结构及电路符号与或非门的逻辑函数式为与或非门的逻辑函数式为 ，其逻辑功能为：，其逻辑功能为：当输入端的任何一组当输入端的任何一组全全l l时，输出为时，输出为0 0；任何一组输入都至少有一个为；任何一组输入都至少有一个为0 0时，输出端才能为时，输出端才能为l l。3与或非门18 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源19 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back194 4异或门异或门异或异或门的逻辑结构与电路符号如下图所示门的逻辑结构与电路符号如下图所示。异或门逻辑结构及电路符号其逻辑函数表达式为其逻辑函数表达式为，其逻辑功能为：，其逻辑功能为：当两个输入端的一端为当两个输入端的一端为0，另一个为，另一个为1时，输出为时，输出为1；而两个输入端均为；而两个输入端均为0或均为或均为1时，输出为时，输出为0。4异或门19 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源20 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back20 三、三、TTLTTL集成门电路集成门电路 集成门电路若是由三极管为主要元件，输入端和输出端都是三极管结构，这种电集成门电路若是由三极管为主要元件，输入端和输出端都是三极管结构，这种电路称为三极管路称为三极管三极管逻辑电路，简称三极管逻辑电路，简称TTL电路。电路。1 1TTLTTL与非门电路与非门电路（1）电路构成）电路构成主要由输入级、中间级和输出级三部分组成。主要由输入级、中间级和输出级三部分组成。TTL与非门电路图 TTL与非门等效电路 三、TTL集成门电路 20 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源21 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back21（2）工作原理）工作原理输入信号中至少有一个为低电平，输入信号中至少有一个为低电平，V1基极被钳位在低电平，基极被钳位在低电平，V1集电结不能导集电结不能导通，使通，使V2、V4截止，截止，V3饱和，输出为高电平。饱和，输出为高电平。输入信号全部为高电平，输入信号全部为高电平，V1基极被处于高电平，基极被处于高电平，V1集电结导通，使集电结导通，使V2、V4饱饱和，和，V3截止，输出为低电平。截止，输出为低电平。综上所述，该电路的逻辑关系是：综上所述，该电路的逻辑关系是：“有有0出出1，全，全1出出0”，具有与非逻辑功能。，具有与非逻辑功能。2 2TTLTTL集成门电路型号集成门电路型号（1）型号的规定）型号的规定按现行国家标准规定，按现行国家标准规定，TTL集成电路的型号由五部分构成，现集成电路的型号由五部分构成，现以以CT74LS04CP为例说明型号意义。为例说明型号意义。CT74LS04CP第五部分用字母表示器件封装第五部分用字母表示器件封装第四部分用字母表示器件工作温度第四部分用字母表示器件工作温度第三部分是器件系列和品种代号第三部分是器件系列和品种代号第二部分表示器件的类型，第二部分表示器件的类型，T代表代表TTL电路电路第一部分是字母第一部分是字母C，表示符合中国国家标准，表示符合中国国家标准（2）工作原理 输入信号中至少有一个21 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源22 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back22（2）引脚读识）引脚读识TTL集成电路通常是双列直插式外形。根据功能不同，有集成电路通常是双列直插式外形。根据功能不同，有824个引脚，引脚编号判读方法是把凹槽标志置于左方，引脚向下，逆时针自下而上顺个引脚，引脚编号判读方法是把凹槽标志置于左方，引脚向下，逆时针自下而上顺序排列。序排列。TTL引脚编号排列74LS00为为2输输入入四四与与非非门门，其其引引脚脚排排列列见见图图（a）；74LS86为为2输输入入四四异异或或门门集集成电路，其引脚排列见图（成电路，其引脚排列见图（b）。）。（a）74LS00引脚排列图 （b）74LS86引脚排列图（2）引脚读识 TTL集成电路通常是双列直插式外形。根据22 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源23 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back23 用工程应TTL集成电路的功耗较大，且电源电压必须保证在集成电路的功耗较大，且电源电压必须保证在4.755.25V的范围内才能的范围内才能正常工作，为避免电池电压下降影响电路正常工作，建议使用稳压电源供电。正常工作，为避免电池电压下降影响电路正常工作，建议使用稳压电源供电。在电源接通的情况下，不可插拔集成电路，以避免电流冲击造成永久损坏。在电源接通的情况下，不可插拔集成电路，以避免电流冲击造成永久损坏。TTL电路的电源的正负极性不允许接错，否则可能造成器件的损坏。电路的电源的正负极性不允许接错，否则可能造成器件的损坏。TTL电路的输入端不能直接与高于电路的输入端不能直接与高于+5.5V或低于或低于-0.5V的低内阻电源连接，的低内阻电源连接，否则可能会损坏器件。否则可能会损坏器件。TTL电路的输出端不允许与正电源或地端短路，必须通过电阻与正电源或电路的输出端不允许与正电源或地端短路，必须通过电阻与正电源或地端连接。地端连接。用工程应TTL集成电路的功耗较大，且电源电压必须保证在4.23 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源24 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back243.3.oc门门OC门是将原门是将原TTL门电路的输出级三极管门电路的输出级三极管集电极开路，并取消集电极负载电阻集电极开路，并取消集电极负载电阻RL。普通与非门电路不允许输出端直接并联，普通与非门电路不允许输出端直接并联，因为每个与非门输出级的三极管都带有负载因为每个与非门输出级的三极管都带有负载电阻电阻RL，输出电阻较小，若多个与非门的输，输出电阻较小，若多个与非门的输出端并联，将叠加产生较大的电流，通过输出端并联，将叠加产生较大的电流，通过输出低电平的与非门，造成功耗过大，甚至损出低电平的与非门，造成功耗过大，甚至损坏门电路。坏门电路。与非门输入端并联电流形成情况3.oc门 与非门输入端并联电流形成情况24 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源25 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back25TTL电路结构和图形符号见图电路结构和图形符号见图(a)、(b)。使用时为保证。使用时为保证OC门正常工作，必须门正常工作，必须在集成逻辑门电路的输出端外接一个负载电阻在集成逻辑门电路的输出端外接一个负载电阻RL，如图（，如图（c）所示。几个）所示。几个OC门并联门并联在一起，只要外接一个负载电阻即可，如图在一起，只要外接一个负载电阻即可，如图(d)，因而回路电流不大，可降低功耗，因而回路电流不大，可降低功耗，并可保证并联与非门正常工作。并可保证并联与非门正常工作。(a)OC电路结构 (b)OC图形符号 (c)OC单个使用 d)OC多个使用 TTL电路结构和图形符号见图(a)、(b)25 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源26 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back26 4.4.三态门三态门三态门是在三态门是在普通门的基础上加控制端普通门的基础上加控制端EN，它的输出端，它的输出端Y除了有高电平、低电平除了有高电平、低电平两种状态外，还可以出现第三种状态两种状态外，还可以出现第三种状态高阻状态。高阻状态。有些三态与非门电路，控制端有些三态与非门电路，控制端(或称为使能端或称为使能端)EN=l时为工作状态，输出与输人时为工作状态，输出与输人为与非关系；为与非关系；EN=0时，输出为高阻状态。该控制端为高电平有效。时，输出为高阻状态。该控制端为高电平有效。另一些三态与非门是另一些三态与非门是EN=0时为工作状态，时为工作状态，EN=l时为高阻状态，该控制端为低电时为高阻状态，该控制端为低电平有效。平有效。（a）控制端低电平有效 （b）控制端高电平有 三态与非门电路符号 4.三态门 26 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源27 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back27 用工程应在电子应用电路中，常利用三态门来实现对数据信号的传输控制。在电子应用电路中，常利用三态门来实现对数据信号的传输控制。图（图（a）为用于实现信号单向传输的控制电路。）为用于实现信号单向传输的控制电路。图（图（b）为用于实现信号双向传输的控制电路。）为用于实现信号双向传输的控制电路。（a）信号单向传输控制 （b）信号双向传输控制 用工程应在电子应用电路中，常利用三态门来实现对数据信号27 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源28 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back28四、四、CMOS集成门电路集成门电路1.1.COMS反相器反相器当输入端当输入端A为高电平为高电平1时，时，Vl管栅源电压大于它的开启电压，管栅源电压大于它的开启电压，V1管导通，而管导通，而V2管管栅源电压反偏而截止，输出栅源电压反偏而截止，输出1，为低电平，为低电平0。当输入当输入A为低电平为低电平0时，时，Vl管截止，而管截止，而V2管导通，输出管导通，输出Y为高电平。为高电平。CMOS反相器 CC4069引脚排列图四、CMOS集成门电路28 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源29 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back29 2 2CMOS与非门与非门CMOS与非门电路如下图所示，两个与非门电路如下图所示，两个NMOS驱动管驱动管V1、V2串联起与门作用，两串联起与门作用，两个个PMOS管管V3、V4并联作为负载。并联作为负载。A、B为输入端，为输入端，Y为输出端。为输出端。当当A、B均为高电平时，均为高电平时，Vl、V2管导通，管导通，V3、V4管截止，输出端管截止，输出端Y为低电平；为低电平；当当A、B中有一个或全为低电平时，中有一个或全为低电平时，V1、V2管中至少有一个截止，输出端管中至少有一个截止，输出端Y为为高电平，即实现与非门功能。高电平，即实现与非门功能。CMOS与非门电路 CC4023引脚排列图 2CMOS与非门29 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源30 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back303CMOS或非门或非门CMOS或非门电路如下图所示，将两个驱动管或非门电路如下图所示，将两个驱动管Vl、V2并联，负载管并联，负载管V3、V4串联串联组成电路即构成或非门电路。组成电路即构成或非门电路。A、B为输入端，为输入端，Y为输出端。为输出端。当当A、B均为低电平时，驱动管均为低电平时，驱动管Vl、V2均截止，负载管均截止，负载管V3、V4均导通，输出端均导通，输出端Y为高电平；为高电平；当当A、B中有一个或全为高电平时，中有一个或全为高电平时，V1、V2管中至少有一个导通，管中至少有一个导通，V2、V4管中管中至少有一个截止，输出端至少有一个截止，输出端Y为低电平，即可实现或非门功能。为低电平，即可实现或非门功能。CMOS或非门电路 CC4001引脚排列图 3CMOS或非门30 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源31 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back314CMOS传输门和模拟开关传输门和模拟开关CMOS传输门是由传输门是由NMOS管与管与PMOS管并联互补构成的可控开关电路。管并联互补构成的可控开关电路。VN管管和和VP管的源极与漏极相并联，构成传输门的输入端或输出端。两管的栅极分别加管的源极与漏极相并联，构成传输门的输入端或输出端。两管的栅极分别加上反相的控制信号上反相的控制信号vC和和。CMOS传输门电路图 CMOS图形符号当当vC=0，=VDD时，时，NMOS管和管和PMOS管均截止，输出与输入之间呈高阻管均截止，输出与输入之间呈高阻状态，传输门不能传递信号，相当于开关断开。状态，传输门不能传递信号，相当于开关断开。当当vC=VDD，=0时，若输入信号时，若输入信号vI在在0VDD之间变化，之间变化，VN和和VP管中至少有管中至少有一个管子是导通的，输出与输入之间呈低阻状态，传输门导通，相当于开关闭合。一个管子是导通的，输出与输入之间呈低阻状态，传输门导通，相当于开关闭合。4CMOS传输门和模拟开关31 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源32 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back325.5.模拟开关模拟开关用用CMOS传输门和反相器可组成模拟开关，如图（传输门和反相器可组成模拟开关，如图（a）所示，图）所示，图（b）是它的）是它的图形符号。图形符号。（a）CMOS模拟开关电路图 （b）CMOS模拟开关图形符号当当vC=0，VN管和管和VP管均截止，不能传递信号，相当于开关断开。管均截止，不能传递信号，相当于开关断开。当当vC=1，输入信号输入信号vI在在0VDD之间变化，则之间变化，则VN和和VP管中至少有一个管子是管中至少有一个管子是导通的，输出与输入之间呈低阻状态，传输门导通，相当于开关闭合。导通的，输出与输入之间呈低阻状态，传输门导通，相当于开关闭合。5.模拟开关32 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源33 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back33 6 6CMOSCMOS门电路的种类与型号门电路的种类与型号（1）种类）种类CMOS电路主要有以下三个子系列的产品：电路主要有以下三个子系列的产品：4000系列系列40H系列系列74HC系列系列（2）型号的规定）型号的规定CMOS集成电路的型号由五部分构成，集成电路的型号由五部分构成，CC4066EJ第五部分用字母表示器件封装第五部分用字母表示器件封装 第四部分用字母表示器件工作温度第四部分用字母表示器件工作温度第三部分是器件系列和品种代号第三部分是器件系列和品种代号第二部分表示器件的类型，第二部分表示器件的类型，C代表代表CMOS电路电路 第一部分是字母第一部分是字母C，表示符合中国国家标准，表示符合中国国家标准（3）引脚读识）引脚读识CMOS集成电路通常是双列直插式外形，引脚编号判读方法集成电路通常是双列直插式外形，引脚编号判读方法与与TTL电路相同。电路相同。6CMOS门电路的种类与型号33 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源34 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back34 用工程应CMOS集成电路的电源电压一般为集成电路的电源电压一般为10V，电源电压的极性不能接错。，电源电压的极性不能接错。平时要用防静电材料存放平时要用防静电材料存放CMOS集成电路，切不可放在易产生静电的泡沫集成电路，切不可放在易产生静电的泡沫塑料、塑料袋中。组装及调试时应注意电烙铁、仪表、工作台等良好接地，操塑料、塑料袋中。组装及调试时应注意电烙铁、仪表、工作台等良好接地，操作人员的服装和手套应选用防静电的材料制成。作人员的服装和手套应选用防静电的材料制成。CMOS集成电路不使用的多余输入端不能悬空。集成电路不使用的多余输入端不能悬空。CMOS集成电路的与门集成电路的与门和与非门多余端应接至固定的高电平，或门和或非门多余端应接地。和与非门多余端应接至固定的高电平，或门和或非门多余端应接地。在电源接通的情况下，不可插拔集成电路，以避免造成器件的永久损坏。在电源接通的情况下，不可插拔集成电路，以避免造成器件的永久损坏。CMOS集成电路的输出端不允许与正电源或地端短路，必须通过电阻与集成电路的输出端不允许与正电源或地端短路，必须通过电阻与正电源或地端连接。正电源或地端连接。用工程应 CMOS集成电路的电源电压一般为10V，电34 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源35 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back35第五节第五节 逻辑代数的基本定律及逻辑函数化简逻辑代数的基本定律及逻辑函数化简逻辑函数的简化就意味着实现该功能的电路简化，能用比较少的门电路实现相逻辑函数的简化就意味着实现该功能的电路简化，能用比较少的门电路实现相同的逻辑功能，不仅有利于节省器件，而且还可提高工作的可靠性。同的逻辑功能，不仅有利于节省器件，而且还可提高工作的可靠性。一、逻辑代数运算法则一、逻辑代数运算法则1 1逻辑代数的基本公式逻辑代数的基本公式 第五节 逻辑代数的基本定律及逻辑函数化简35 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源36 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back36二、逻辑函数的公式化简法二、逻辑函数的公式化简法 1 1合并项法合并项法利用公式利用公式，把两项合并为一项，并消去一个变量。，把两项合并为一项，并消去一个变量。例题例题化简函数化简函数解：解：2 2吸收法吸收法利用公式利用公式A+AB=A，吸收掉，吸收掉AB项项。例题例题化简函数化简函数解：解：二、逻辑函数的公式化简法36 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源37 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back37 3 3消去法消去法利用公式利用公式 ，消去消去 项中的多余因子项中的多余因子。例题例题化简函数化简函数解解：4 4配项法配项法利用公式利用公式 ，给某个与某个与项配配项，试探探进一步化一步化简函数函数。例题例题化简函数化简函数解：解：3消去法37 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源38 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back38三、逻辑函数的卡诺图化简法三、逻辑函数的卡诺图化简法1 1用卡诺图表示逻辑函数用卡诺图表示逻辑函数卡诺图是由许多小方格组成的阵列图，每个小方格对应一个最小项，卡诺图是由许多小方格组成的阵列图，每个小方格对应一个最小项，n个变量的个变量的卡诺图有卡诺图有2n个小方格。个小方格。2变量函数如图（变量函数如图（a）所示。）所示。3变量函数有如图（变量函数有如图（b）所示。）所示。4变变量函数如图（量函数如图（c）所示。）所示。（a）2变量卡诺图 （b）3变量卡诺图 （c）4变量卡诺图三、逻辑函数的卡诺图化简法38 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源39 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back39用卡诺图表示逻辑函数的具体方法是：用卡诺图表示逻辑函数的具体方法是：（1）根据变量数画空白格卡诺图。）根据变量数画空白格卡诺图。（2）在卡诺图的左上角标注变量）在卡诺图的左上角标注变量A、B、C、。在左边框线和上边框线用。在左边框线和上边框线用l和和0分别代表变量的原变量分别代表变量的原变量A、B、和反变量和反变量A、B、。（3）将逻辑函数化成最小项和的形式。）将逻辑函数化成最小项和的形式。（4）在空白格卡诺图上，与函数最小项对应的方格填入）在空白格卡诺图上，与函数最小项对应的方格填入l，其余的方格填，其余的方格填0，这样就可以把逻辑函数填人到卡诺图中。这样就可以把逻辑函数填人到卡诺图中。用卡诺图表示逻辑函数的具体方法是：39 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源40 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back40例：例：图10-38 例：图10-38 40 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源41 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back41 2.2.卡诺图化简方法卡诺图化简方法（1）卡诺图化简法的依据）卡诺图化简法的依据卡诺图的基本特点是：任何两个几何上相邻的小方格所表示的最小项只有一个变卡诺图的基本特点是：任何两个几何上相邻的小方格所表示的最小项只有一个变量不同，其余变量均相同。因此根据公式量不同，其余变量均相同。因此根据公式 ，可以将相邻的两个最小，可以将相邻的两个最小项并为一项，消去一个互反的变量。项并为一项，消去一个互反的变量。（2）化简方法）化简方法两个相邻的小方格可以合并成一项，同时消去一个互反的变量。两个相邻的小方格可以合并成一项，同时消去一个互反的变量。卡诺图中2个相邻项的合并 2.卡诺图化简方法41 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源42 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back424个相邻的小方格构成方形、长方形或位于四角可以合并成一项，同时消个相邻的小方格构成方形、长方形或位于四角可以合并成一项，同时消去两个互反变量。去两个互反变量。卡诺图中4个相邻项的合并8个相邻的小方格组成长方形可以合并成一项，同时消去个相邻的小方格组成长方形可以合并成一项，同时消去3个互反变量。个互反变量。卡诺图中8个相邻项的合并 4个相邻的小方格构成方形、长方形或位于四角可以合并成一项42 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源43 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back43本本 章章 小小 结结 1数字电子技术是有关数字信号的产生、整形、编码、存储、计数和传输的科学技术。由脉冲组成的数码称为数字信号。脉冲的主要参数有幅度、上升时间、下降时间、脉冲宽度、脉冲周期等。2RC电路可以对矩形脉冲进行变形，RC微分电路的构成条件为tw，在R两端输出正、负尖脉冲；RC积分电路的构成条件为 tw，在C两端输出为锯齿波。3数的进制有十进制、二进制和十六进制等，在数字电路中主要用二进制数。4基本逻辑门电路有：与门、或门、非门三种，由基本门组成复合门有：与非门、或非门、与或非门和异或门等，它们是构成各种数字电路的基本单元。5目前广泛应用的是数字集成器件，主要有TTL和CMOS两大系列，应用时应弄清其基本功能和引脚排列。6逻辑函数的常用的表达方法有逻辑函数表达式、真值表、逻辑图等方法。化简逻辑函数有利于电路的简化，可减少器件和提高工作可靠性。本 章 小 结 1数字电子技术是有关数字信号的产生43 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源44 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back44 主主 教教 材材 简简 介介 书名：电子技术基础电子技术基础 第第2 2版（版（附学习卡）出版单位：高等教育出版社 作者：陈振源 出版日期：2006-07-01 书号：7-04-019714-6 适用层次：中职 定价：25.20本书参照教育部颁布的中等职业学校电子技术基础教学大纲，以及有关的职业资格标准或行业职业技能鉴定标准，在保留2001年出版的中等职业教育国家规划教材电子技术基础编写风格的基础上，根据近几年中职生源的变化情况，贯彻落实“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的职业教育办学指导思想，修订而成。本书包括模拟电子技术和数字电子技术两部分，模拟部分包括：二极管及整流电路、晶体管及基本放大电路、场效晶体管放大电路、负反馈、低频功率放大器、集成运算放大器、正弦波振荡器、直流稳压电源、晶闸管及应用电路；数字部分包括：数字电路基础、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与变换、数模和模数转换。此外，本书还介绍了一些新器件、新知识，如微型片状器件、电路仿真软件EWB等。本书配套有学习指导与同步训练，以及教学光盘。利用书后所附学习卡，登录高等教育出版社“http:/”4A网络教学平台，可获得网上教学资源。书在内容上深浅适度，在结构体系上和教学方法上有所创新，既提出了明确的知识目标，又有明确的技能目标，各章配有知识能力测验和实践技能训练，职业教育特色鲜明。本书可作为中等职业学校电子技术应用、电子电器及电工类专业电子技术基础课程教材，也可作为岗位培训教材。44 电子线路电子线路陈振源主编 第第4 4章章 直流稳压电源直流稳压电源45 Powerpoint Design by Chen Zhenyuan电子技术基础教学演示文稿中等职业教育国家规划教材 第十章第十章 数字电路基础数字电路基础陈振源主编HEP back45 配套学习用书和多媒体教学光配套学习用书和多媒体教学光盘盘 书名：电子技术基础学习指导与同步训练电子技术基础学习指导与同步训练 （配光盘）作者：陈振源 出版单位：高等教育出版社 书号：7040149109 出版日期：2004-08-01 定价：29.50本书是配合中等职业教育国家规划教材电子技术基础而编写的一本配套学习用书。全书从“学习目标”、“知识要点提示”、“典型例题分析”、“同步训练”四部分提供辅导，是学生学习和教师备课的重要参考资料。本书配有多媒体课件光盘，适用于教师的课堂教学和学生的课后自学。本书可作为中等职业学校电子技术应用、电子电器、通信技术、计算机及应用专业学生的学习辅导用书，也可供相关行业岗位培训或自学电子技术使用。意见和建议可联系电子信箱：chen- 配套学习用书和多媒体教学光盘45