电工学(下册第七版)电子技术数字部分.ppt

下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录第第20章章 门电路和组合逻辑电路门电路和组合逻辑电路20.1 20.1 脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号20.2 20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合基本门电路及其组合基本门电路及其组合 20.5 20.5 逻辑代数逻辑代数逻辑代数逻辑代数 20.4 CMOS20.4 CMOS门电路门电路门电路门电路20.3 TTL20.3 TTL门电路门电路门电路门电路 20.6 20.6 组合逻辑电路的分析与综合组合逻辑电路的分析与综合组合逻辑电路的分析与综合组合逻辑电路的分析与综合20.7 20.7 加法器加法器加法器加法器20.8 20.8 编码器编码器编码器编码器20.9 20.9 译码器和数字显示译码器和数字显示译码器和数字显示译码器和数字显示20.10 20.10 数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器20.11 20.11 应用举例应用举例应用举例应用举例下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录1.1.掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值表和逻辑表达式。了解表和逻辑表达式。了解表和逻辑表达式。了解表和逻辑表达式。了解 TTLTTL门电路、门电路、门电路、门电路、CMOSCMOS门电门电门电门电路的特点路的特点路的特点路的特点;3.3.会分析和设计简单的组合逻辑电路会分析和设计简单的组合逻辑电路会分析和设计简单的组合逻辑电路会分析和设计简单的组合逻辑电路;4.理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑5.电路的工作原理和功能电路的工作原理和功能电路的工作原理和功能电路的工作原理和功能;5.5.学会数字集成电路的使用方法。学会数字集成电路的使用方法。学会数字集成电路的使用方法。学会数字集成电路的使用方法。本章要求：本章要求：2.2.会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数;第第20章章 门电路和组合逻辑电路门电路和组合逻辑电路下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号模拟信号模拟信号:时间和幅度都时间和幅度都连续连续的信号的信号tv正弦波信号正弦波信号下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录数字信号数字信号:时间和幅度都时间和幅度都离散离散的信号的信号tv 数字信号常用数字信号常用“1”和和“0”来表示（来表示（逻辑逻辑值值）下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录数字电路的分类数字电路的分类按按功能功能分：组合逻辑电路和时序逻辑电路分：组合逻辑电路和时序逻辑电路按按工艺工艺分：分：TTL电路和电路和CMOS电路电路基本单元基本单元：逻辑门和存储器：逻辑门和存储器 数数 字字 电电 路路数字电路的应用数字电路的应用数字电子计算机；数字电子计算机；数控装置、数字仪表；数控装置、数字仪表；数字通信、数字电视、数码相机等。数字通信、数字电视、数码相机等。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 研究模拟电路主要研究模拟电路主要注重电路输入、输注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系出信号间的大小、相位关系，研究数字电，研究数字电路时则路时则注重电路输出、输入间的逻辑关系注重电路输出、输入间的逻辑关系。在模拟电路中，晶体管一般工作在在模拟电路中，晶体管一般工作在放放大状态大状态；在数字电路中，三极管通常工作；在数字电路中，三极管通常工作在在饱和或截止状态饱和或截止状态，即开关状态。，即开关状态。数字电路的分析方法数字电路的分析方法 因此研究数字电路不能采用模拟电路因此研究数字电路不能采用模拟电路的分析方法。主要的分析工具是的分析方法。主要的分析工具是逻辑代逻辑代数数，电路的功能用，电路的功能用真值表真值表、逻辑表达式逻辑表达式及及波形图波形图等表示。等表示。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 基基数数（底底数数）：在在一一个个数数位位上上可可使使用用的的数数码码符符号号的的个个数数。如如十十进进制制每每个个数数位位可可使使用用的的数数码码符符号号为为0 0、1 1、2 2、9 9，故故其其基基数数为为1010。位位权权：某某个个数数位位上上数数码码为为1 1时时所所表表示示的的数数值值。如如十十进进制制数数 、10102 2、10101 1、10100 0、1010-1-1、1010-2-2 、，即即十十进进制制数数中中各各数数位位的的权权是是基基数数 10 10 的幂。的幂。数制的基本概念数制的基本概念 数数 制制下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录十十 进进 制制任意一个十进制数任意一个十进制数 N可以表示成：可以表示成：若在数字电路中采用十进制，必须要有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基数相对应十个电路状态与十个基数相对应。这样将在。这样将在技术上带来许多困难，而且很不经济。技术上带来许多困难，而且很不经济。3下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录（1001）B=(9)D二二 进进 制制 在在二二进进制制中中，每每个个数数位位可可使使用用的的数数码码为为0 0，1 1，故故其其基基数数为为2 2，各各数数位位的的权权值值为为2 2i i，其计数规则是其计数规则是“逢二进一逢二进一”。二二进进制制数数只只需需两两个个状状态态，机机器器实实现现容容易易，但不便书写和记忆。但不便书写和记忆。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录二进制数的运算二进制数的运算加法运算加法运算减法运算减法运算乘法运算乘法运算除法运算除法运算下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录十、二进制之间的转换十、二进制之间的转换二进制数转换成十进制数二进制数转换成十进制数 按权展开法按权展开法(1101.101)B=123+122+021+120+12-1+02-2+12-3 =(13.625)D下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录十进制数转换成二进制数十进制数转换成二进制数 整数转换整数转换除除2 2取余法取余法225 余余 1 K0122 余余 0 K162 余余 0 K232 余余 1 K312 余余 1 K40(25)D=(11001)B下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 小数转换小数转换乘乘2 2取整法取整法十进制数转换成二进制数十进制数转换成二进制数0.706 2=1.412 取取 1 K1 0.412 2=0.824 取取 0 K2 0.824 2=1.648 取取 1 K3 0.648 2=1.296 取取 1 K4 0.296 2=0.592 取取 0 K5 (0.706)D=(0.1011)B ，误差误差 25。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录十六个基数：十六个基数：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)(4E6)H=4 162+14 161+6 160=(1254)D十十 六六 进进 制制转换：转换：(10011100101101001000)B=(？)H(1001 1100 1011 0100 1000)B84BC9=(9CB48)H如何进行十如何进行十十六进制转换？十六进制转换？下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录八个基数：八个基数：0、1、2、3、4、5、6、7(406)O=4 82+0 81+6 80=(262)D 八八 进进 制制转换：转换：(10011100101101001000)B=(？)O=(2345510)O0155432(10 011 100 101 101 001 000)B如何进行十如何进行十八进制转换？八进制转换？下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录解解 1011011111.1001101337.46所以所以（1011011111.100110）B=（1337.46）O1011011111.100110002DF.98即即（1011011111.10011）B=（2DF.98）H课课 堂堂 练练 习习(1011011111.10011)B=(?)O=(?)H下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 为了分别表示为了分别表示N个信息个信息，所需的二进制，所需的二进制数码的最小数码的最小位数位数 n 应满足：应满足：二进制数码的位数二进制数码的位数 编码：编码：用二进制数码来表示文字、符号用二进制数码来表示文字、符号等特定的信息。等特定的信息。二二 进进 制制 码码下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录编码可以有多种，数字电路中所用的主编码可以有多种，数字电路中所用的主要是要是二二十进制码十进制码（BCD码）。码）。BCD Binary-Coded-Decimal，即，即用用二进制码表示的十进制数二进制码表示的十进制数。B C D 码码下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 BCDBCD码至少需要用码至少需要用四位二进制码元四位二进制码元，而，而四位二进制码元可以有四位二进制码元可以有1616种组合，从中取种组合，从中取出出1010种组种组合来表示十进制数合来表示十进制数0 09 9时，可能的时，可能的编码方案有：编码方案有：B C D 码码 若某种代码的每一位都有固定的权值，若某种代码的每一位都有固定的权值，则称这种代码则称这种代码为有权代码；否则叫无权码。为有权代码；否则叫无权码。（种）（种）下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录常用的常用的BCD码码十进制数十进制数 8421码码 5421码码 2421码码 余余 3 码码 Gray码码 012345678900000001001000110100010101100111100010010000000100100011010010001001101010111100000000010010001101001011110011011110111100110100010101100111100010011010101111000000000100110010011001110101010011001000下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录8421BCD码码 8421BCD8421BCD码码是是最最基基本本和和最最常常用用的的BCDBCD码码，它它是是有有权权码码，各各位位的的权权值值分分别别为为8 8、4 4、2 2、1 1。虽虽然然其其权权值值与与四四位位自自然然二二进进制制码码的的权权值值相相同同，但但二二者者是是两两种种不不同同的的代代码码。8421BCD8421BCD码码只只是是取取用用了了四四位位自自然然二二进进制制代代码码的的前前1010种种组组合合，余下的余下的6 6组代码不用。组代码不用。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录模拟信号：模拟信号：模拟信号：模拟信号：随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号20.1 脉冲信号脉冲信号模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号数字信号数字信号数字信号数字信号电子电路中的信号电子电路中的信号电子电路中的信号电子电路中的信号1.1.模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号正弦波信号正弦波信号正弦波信号正弦波信号t t三角波信号三角波信号三角波信号三角波信号t t下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 处理模拟信号的电路称为模拟电路处理模拟信号的电路称为模拟电路处理模拟信号的电路称为模拟电路处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流如整流如整流如整流电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间的大小及相位关系。信号间的大小及相位关系。信号间的大小及相位关系。信号间的大小及相位关系。在模拟电路中在模拟电路中在模拟电路中在模拟电路中，晶体管三极管通常工作在放晶体管三极管通常工作在放晶体管三极管通常工作在放晶体管三极管通常工作在放大区。大区。大区。大区。2.2.脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号 在数字电路中，信号（电压或电流）是脉冲的。在数字电路中，信号（电压或电流）是脉冲的。它它是一种跃变信号，并且持续时间短暂。是一种跃变信号，并且持续时间短暂。是一种跃变信号，并且持续时间短暂。是一种跃变信号，并且持续时间短暂。尖顶波尖顶波尖顶波尖顶波t矩形波矩形波矩形波矩形波t下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 处理数字信号的电路称为数字电路处理数字信号的电路称为数字电路处理数字信号的电路称为数字电路处理数字信号的电路称为数字电路，它注重，它注重，它注重，它注重研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和饱和区，起开关的作用。饱和区，起开关的作用。饱和区，起开关的作用。饱和区，起开关的作用。脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号正脉冲：正脉冲：正脉冲：正脉冲：脉冲跃变后的值比初始值高脉冲跃变后的值比初始值高负脉冲：负脉冲：负脉冲：负脉冲：脉冲跃变后的值比初始值低脉冲跃变后的值比初始值低如：如：如：如：0+3V0-3V正脉冲正脉冲正脉冲正脉冲0+3V0-3V负脉冲负脉冲负脉冲负脉冲下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度 A A脉冲上升沿脉冲上升沿脉冲上升沿脉冲上升沿 t tr r 脉冲周期脉冲周期脉冲周期脉冲周期 T T脉冲下降沿脉冲下降沿脉冲下降沿脉冲下降沿 t tf f 脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度 t tp p 脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：A0.9A0.5A0.1AtptrtfT实际的矩形波实际的矩形波实际的矩形波实际的矩形波下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 引言：引言：逻辑代数逻辑代数在数字电路中，我们要研究的是电路在数字电路中，我们要研究的是电路的输入输出之间的的输入输出之间的逻辑关系逻辑关系，所以数字电，所以数字电路又称路又称逻辑电路逻辑电路，相应的研究工具是，相应的研究工具是逻辑逻辑代数代数（布尔代数）。（布尔代数）。在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能取两个值（取两个值（二值变量二值变量），即），即 0 0 和和 1 1，这里，这里的的0 0和和1 1只表示两个对立的逻辑状态，如电只表示两个对立的逻辑状态，如电位的低高、开关的开合等。位的低高、开关的开合等。20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。控制信号的通过或不通过。门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系因果关系)，所以门电路又称为，所以门电路又称为逻辑门电路逻辑门电路。20.2.1 逻辑门电路的基本概念逻辑门电路的基本概念 基本逻辑关系为基本逻辑关系为“与与与与”、“或或或或”、“非非非非”三种。三种。下面通过例子说明逻辑电路的概念及下面通过例子说明逻辑电路的概念及“与与与与”、“或或或或”、“非非非非”的意义。的意义。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录220V+-设：开关断开、灯不亮用逻辑设：开关断开、灯不亮用逻辑设：开关断开、灯不亮用逻辑设：开关断开、灯不亮用逻辑“0”0”表示，开关表示，开关表示，开关表示，开关闭合、灯亮用闭合、灯亮用闭合、灯亮用闭合、灯亮用 逻辑逻辑逻辑逻辑“1”1”表示。表示。表示。表示。逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式：Y=A B1.“1.“与与与与”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 “与与与与”逻辑关系是指当决定某事件的条件全部逻辑关系是指当决定某事件的条件全部逻辑关系是指当决定某事件的条件全部逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备时，该事件才发生。具备时，该事件才发生。具备时，该事件才发生。具备时，该事件才发生。000101110100ABYBYA状态表状态表状态表状态表下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录BY220VA+-2.“2.“或或或或”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 “或或或或”逻辑关系是指当决定某事件的条件之逻辑关系是指当决定某事件的条件之逻辑关系是指当决定某事件的条件之逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备时，该事件就发生。一具备时，该事件就发生。一具备时，该事件就发生。一具备时，该事件就发生。逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A+B状态表状态表状态表状态表000111110110ABY下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3.“3.“非非非非”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 “非非”逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A状态表状态表状态表状态表101AY0Y220VA+-R下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电信号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电信号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电信号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的平和低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的平和低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的平和低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的变化范围。变化范围。变化范围。变化范围。门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与前面所讲过的基本逻辑关系相对应。前面所讲过的基本逻辑关系相对应。前面所讲过的基本逻辑关系相对应。前面所讲过的基本逻辑关系相对应。门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等。或非门、异或门等。或非门、异或门等。或非门、异或门等。20.2.2 分立元件基本逻辑门电路分立元件基本逻辑门电路下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 电平的高低电平的高低一般用一般用“1”和和“0”两种两种状态区别，若状态区别，若规定规定高电平为高电平为“1”，低电，低电平为平为“0”则则称为称为正逻辑正逻辑。反之则称为反之则称为负负逻辑逻辑。若无特。若无特殊说明，均采殊说明，均采用正逻辑。用正逻辑。100VUCC高电平高电平低电平低电平下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录二极管的二极管的工作状态工作状态开关接通开关接通开关断开开关断开正向导通正向导通 反向截止反向截止二极管的开关特性下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录三极管的开关特性下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录三极管三极管 (CE)饱和区饱和区 截止区截止区开关接通开关接通CEB三极管的开关特性CE开关断开开关断开B下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录1.二极管二极管“与与”门电路门电路 (1)(1)电路电路电路电路(2)(2)工作原理工作原理工作原理工作原理输入输入A、B、C全为高电平全为高电平“1”，输出输出 Y 为为“1”。输入输入A、B、C不全为不全为“1”，输出输出 Y 为为“0”。0V0V0V0V0V3V+U 12VRDADCABYDBC3V3V3V0V00000010101011001000011001001111ABYC“与与与与”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表0V3V下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录1.二极管二极管“与与”门电路门电路(3)(3)逻辑关系：逻辑关系：逻辑关系：逻辑关系：“与与与与”逻辑逻辑即：有即：有“0”出出“0”，全全“1”出出“1”Y=A B C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑符号：逻辑符号：逻辑符号：逻辑符号：&ABYC00000010101011001000011001001111ABYC“与与与与”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表口诀口诀下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录波形图（时序图）波形图（时序图）ABF0 0 00 1 0 输输 入入 输出输出 A B F1 0 01 1 1 真真 值值 表表二极管与门下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2.二极管二极管“或或”门电路门电路 (1)(1)电路电路电路电路0V0V0V0V0V3V3V3V3V0V00000011101111011001011101011111ABYC“或或或或”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表3V3V-U 12VRDADCABYDBC(2)(2)工作原理工作原理工作原理工作原理输入输入A、B、C全为低电平全为低电平“0”，输出输出 Y 为为“0”。输入输入A、B、C有一个为有一个为“1”，输出输出 Y 为为“1”。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2.二极管二极管“或或”门电路门电路(3)逻辑关系逻辑关系：“或或或或”逻辑逻辑即：有即：有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”Y=A+B+C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑符号：逻辑符号：逻辑符号：逻辑符号：ABYC 100000011101111011001011101011111ABYC“或或或或”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表口诀口诀下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录0 0 00 1 1 输输 入入 输出输出 A B F1 0 11 1 1 真真 值值 表表波形图（时序图）波形图（时序图）ABF二极管或门下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3.晶体管晶体管“非非”门电路门电路+UCC-UBBARKRBRCYT 1 0截止截止截止截止饱和饱和(2)逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A“0”10“1”(1)(1)电路电路电路电路“0”“1”AY“非非非非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表逻辑符号逻辑符号1AY下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录AF0.3V3.2V当当VA=0.3V时时:T截止截止(Vp=-1.8V)+2.5VD+12V1.5K 1K 18K-12VP=30T三极管非门 VF=2.5V+0.7V=3.2VD起箝位作用起箝位作用下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录AF0.3V3.2V当当VA=3.2V时时:T 饱和饱和 (IB IBs（临界饱和基极电流）（临界饱和基极电流）)+2.5VD+12V1.5K 1K 18K-12V=30TD截止截止VF=0.3V三极管非门下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录AF波形图（时序图）波形图（时序图）三极管非门 0 1 1 0 真真 值值 表表 输入输入 输出输出 A F下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录其他逻辑符号其他逻辑符号与与或或非非下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录例：根据输入波形画出输出波形例：根据输入波形画出输出波形例：根据输入波形画出输出波形例：根据输入波形画出输出波形ABY1有有“0”出出“0”，全全“1”出出“1”有有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”&ABY1 1ABY2Y2下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录1.1.与非门电路与非门电路与非门电路与非门电路有有“0”出出“1”，全，全“1”出出“0”“与与与与”门门门门&ABCY&ABC“与非与非与非与非”门门门门00010011101111011001011101011110ABYC“与非与非与非与非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表Y=A B C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：1Y“非非非非”门门门门20.2.3 基本逻辑门电路的组合基本逻辑门电路的组合下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2.2.或非门电路或非门电路或非门电路或非门电路Y1ABC“或非或非或非或非”门门门门1Y“或或或或”门门门门ABC 1有有“1”出出“0”，全，全“0”出出“1”00010010101011001000011001001110ABYC“或非或非或非或非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表Y=A+B+C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录ABC&1&D1Y3.3.与或非门电路与或非门电路与或非门电路与或非门电路Y=A.B+C.D逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：1&YABCD逻辑符号逻辑符号下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录真值表：真值表：A B YA B Y 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0逻辑符号：逻辑符号：异或：异或：表达式：表达式：“相异为相异为1 1，相同为，相同为0”0”下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录=1ABYC=1CYC注意：注意：要表示要表示下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录真值表：真值表：A B YA B Y 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1P233.P233.例题例题20.2.120.2.1略略逻辑符号：逻辑符号：同或：同或：表达式：表达式：“相同为相同为1 1，相异为，相异为0”0”Y=AB=AB+下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录补充：集成电路的分类 数数字字集集成成电电路路按按其其内内部部有有源源器器件件的的不不同同可可以以分分为两大类。为两大类。一一类类为为TTL(Transistor Transistor Logic)集集成成电电路路，另另一一类类为为MOS(Metal Oxide Semiconductor)集成电路集成电路。20.3 TTL门电路门电路下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 TTL电电路路工工作作速速度度高高、驱驱动动能能力力强强，但但功功耗耗大大、集集成成度度低低；MOS集集成成电电路路集集成成度度高高、功功耗耗低低。超超大大规规模模集集成成电电路路基基本本上上都都是是MOS集集成成电电路路，其其缺缺点点是是工作速度略低。工作速度略低。新新的的BiCMOS器器件件由由双双极极型型晶晶体体管管电电路路和和MOS型型集集成成电电路路构构成成，能能够够充充分分发发挥挥两两种种电电路路的的优优势势，缺点是制造工艺复杂。缺点是制造工艺复杂。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录小规模小规模集成电路集成电路 (Small Scale Integration:SSI)中规模中规模集成电路集成电路 （Medium Scale Integration:MSI)大规模大规模集成电路集成电路 （Large Scale Integration:LSI)超大规模超大规模集成电路集成电路 （Very Large Scale Integration:VLSI)集成电路的规模下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录20.3 TTL门电路门电路TTL(Transistor Transistor Logic)(晶体管晶体管晶体管晶体管晶体管逻辑门电路晶体管逻辑门电路晶体管逻辑门电路晶体管逻辑门电路)TTL门电路是双极型集成电路，与分立元门电路是双极型集成电路，与分立元件相比，件相比，具有速度快、可靠性高和微型化具有速度快、可靠性高和微型化等优点等优点，目前分立元件电路已被集成电路，目前分立元件电路已被集成电路替代。下面介绍集成替代。下面介绍集成“与非与非”门电路的工门电路的工作原理、特性和参数。作原理、特性和参数。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1输入级输入级输入级输入级中间级中间级中间级中间级输出级输出级输出级输出级20.3.1 TTL“与非与非”门电门电路路1.1.电路电路电路电路E2E3E1B等效电路等效电路等效电路等效电路C多发射极多发射极多发射极多发射极三极管三极管三极管三极管下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录输入级：由多发射极管输入级：由多发射极管T1与与R1组成，实现组成，实现与与运算。运算。等效电路等效电路 b1=A B C c1+5VR1T1b1ABCc1AB+5Vb1R1C下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1(1)(1)输入全为高电平输入全为高电平输入全为高电平输入全为高电平“1”(3.6V)1”(3.6V)时时时时2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理4.3VT T2 2、T T5 5饱和导通饱和导通饱和导通饱和导通钳位钳位2.1VE E结反偏结反偏结反偏结反偏截止截止截止截止“0”(0.3V)负载电流负载电流负载电流负载电流（灌电流）（灌电流）（灌电流）（灌电流）输入全高输入全高“1”,输出为输出为低低“0”1V T4T1倒置倒置 C、E作用颠倒作用颠倒下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T12.2.工作原理工作原理工作原理工作原理1VT T2 2、T T5 5截止截止截止截止 负载电流负载电流负载电流负载电流（拉电流）（拉电流）（拉电流）（拉电流）(2)(2)输入端有任一低电平输入端有任一低电平输入端有任一低电平输入端有任一低电平“0”(0.3V)0”(0.3V)(0.3V)“1”“0”输入有低输入有低“0”输出为输出为高高“1”流过流过 E结的电结的电流为正向电流流为正向电流5VVY 5-0.7-0.7 =3.6V下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录&ABCF输输 入入 T1T2T3T4T5输输 出出状状 态态全部为高电平全部为高电平 倒置倒置 饱和饱和 导通导通 截止截止 饱和饱和 VOL 开门开门 至少一个低电平至少一个低电平 饱和饱和 截止截止 导通导通导通导通 截止截止 VOH 关门关门 TTL 与非门工作原理+5VABCFT2T3T4T1T5下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录有有有有“0”0”出出出出“1”1”全全全全“1”1”出出出出“0”0”“与非与非”逻辑关系逻辑关系00010011101111011001011101011110ABYC“与非与非与非与非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表Y=A B C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：Y&ABC“与非与非与非与非”门门门门下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录74LS00、74LS20管脚排列示意图管脚排列示意图&1211109814133456712&UCC4B 4A 4Y3B 3A3Y1B1A1Y2B2A2Y GND(a)74LS001211109814133456712&UCC2D 3C2B 2A2Y1B1ANC1D1C1Y GND74LS20(b)下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录(1)(1)电压传输特性：电压传输特性：电压传输特性：电压传输特性：输出电压输出电压输出电压输出电压 U UO O与输入电压与输入电压与输入电压与输入电压 U Ui i的关系。的关系。的关系。的关系。C CD DE E3.TTL“3.TTL“与非与非与非与非”门特性及参数门特性及参数门特性及参数门特性及参数电压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性测试电路测试电路测试电路测试电路A AB BO O1 12 23 31 12 23 34 4 U Ui i/V/VU UO O/V/V&+5V+5VU Ui iU Uo oV VV V下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC100 750 360 3K ABAB段段:当当V Vi i0.6v0.6v时，时，V Vb1b11.3v1.3v，T T2 2和和T T5 5截止，截止，T T4 4导通，输出为高电平导通，输出为高电平V VoHoH=V=VccccV VR2R2V Vd2d2V Vbe4 be4 3.6v3.6v，故，故ABAB段称为截止区。段称为截止区。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC100 750 360 3K BCBC段段:当当0.7V0.7Vi i1.3v1.3v时，时，T T2 2管开始导通并处于管开始导通并处于放大状态，但放大状态，但T T5 5管仍截止。所以管仍截止。所以V Vc2c2和和V Vo o随随V Vi i的增的增高而线性地降低，故高而线性地降低，故BCBC段称为线性区。段称为线性区。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC100 750 360 3K CDCD段段:当当1.3vV1.3vVi i1.4v1.4v时，时，V Vb1b1=2.1v=2.1v，使，使T T2 2和和T T5 5管均趋于饱和导通，管均趋于饱和导通，T T4 4 管截止，所以管截止，所以V Vo o急剧下降急剧下降为低电平，为低电平，V Vo o=V=VoLoL=0.3v=0.3v，故称，故称CDCD段为转折区。段为转折区。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC100 750 360 3K DEDE段段:V:Vi i大于大于1.4v1.4v以后，以后，V Vb1b1被箝位在被箝位在2.1v2.1v，T T2 2和和T T5 5管均饱和，管均饱和，V Vo o=V=Vces5ces5=0.3v,=0.3v,故故DEDE段称为饱和区。段称为饱和区。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录简化的传输特性曲线 UOHUOLUIHUIL1.4UTUO(V)UI(V)1231230阈值电压阈值电压:UT=1.4V+5VFR4R2R13k T2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC100 750 360 3K 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录