數(shù)字電路基礎(chǔ)

1、單位：臨朐縣職教中心電工電子技術(shù)及應(yīng)用電工電子技術(shù)及應(yīng)用練練 習(xí)習(xí) 作作 業(yè)業(yè)講授新課講授新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入新課小 結(jié)教學(xué)步驟退退 出出 在電子技術(shù)中,被傳遞和處理的信號(hào)可分為兩大類: （一）是模擬信號(hào),它在時(shí)間上和數(shù)值上均是連續(xù)變化的,如收音機(jī)、電視機(jī)接收到的聲音和圖象，在模擬電子技術(shù)介紹的放大電路、集成運(yùn)算放大器、正弦波振蕩電路等是模擬信號(hào)的放大、產(chǎn)生、處理電路。 （二）是數(shù)字信號(hào)，它在時(shí)間上和數(shù)值上都是離散的、不連續(xù)的，數(shù)字電子技術(shù)則是有關(guān)數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生、整形、編碼、存儲(chǔ)、計(jì)數(shù)和傳輸?shù)目茖W(xué)技術(shù)，處理數(shù)字信號(hào)的電子電路稱為 。數(shù)字電路教學(xué)主要教學(xué)主要內(nèi)容：內(nèi)容：1、數(shù)字電路的特點(diǎn)；、數(shù)字電路

2、的特點(diǎn)；2、數(shù)字電路的分類；、數(shù)字電路的分類；3、邏輯門(mén)電路分類、功、邏輯門(mén)電路分類、功能及表示方法。能及表示方法。數(shù)字電路數(shù)字電路的特點(diǎn)的特點(diǎn)（1 1）電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠。數(shù)字電路只要能區(qū)分高電平）電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠。數(shù)字電路只要能區(qū)分高電平和低電平就可以，對(duì)元件的精度要求不高，因此有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)和低電平就可以，對(duì)元件的精度要求不高，因此有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路集成化。字電路集成化。（2 2）數(shù)字信號(hào)在傳遞時(shí)采用高電平、低電平二值信號(hào)，因）數(shù)字信號(hào)在傳遞時(shí)采用高電平、低電平二值信號(hào)，因此數(shù)字電路抗干擾能力強(qiáng)，不易受外界干擾。此數(shù)字電路抗干擾能力強(qiáng)，不易受外界干擾。數(shù)字電路與模擬電路相比有如下

3、優(yōu)點(diǎn)：（3 3）數(shù)字電路不僅能完成數(shù)值運(yùn)算，還可以進(jìn)行邏）數(shù)字電路不僅能完成數(shù)值運(yùn)算，還可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算和判斷，這在控制系統(tǒng)中是不可缺少的，因此輯運(yùn)算和判斷，這在控制系統(tǒng)中是不可缺少的，因此數(shù)字電路又稱為數(shù)字邏輯電路。數(shù)字電路又稱為數(shù)字邏輯電路。（4 4）數(shù)字電路中元件處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功耗小。）數(shù)字電路中元件處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功耗小。（5 5）數(shù)字電路中半導(dǎo)體器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，）數(shù)字電路中半導(dǎo)體器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，即工作在截止?fàn)顟B(tài)或飽和狀態(tài)，放大狀態(tài)只是即工作在截止?fàn)顟B(tài)或飽和狀態(tài)，放大狀態(tài)只是其過(guò)度狀態(tài)。其過(guò)度狀態(tài)。（6 6）數(shù)字電路的研究對(duì)象是電路的輸入與輸）數(shù)字電路的研究對(duì)象是電路的輸入與輸出

4、之間的邏輯關(guān)系。出之間的邏輯關(guān)系。（7 7）分析數(shù)字電路的工具是邏輯代數(shù)。）分析數(shù)字電路的工具是邏輯代數(shù)。（8 8）數(shù)字電路邏輯功能的常用表示方法是真）數(shù)字電路邏輯功能的常用表示方法是真值表、邏輯函數(shù)表達(dá)式、波形圖等。值表、邏輯函數(shù)表達(dá)式、波形圖等。 數(shù)字電路數(shù)字電路的特點(diǎn)的特點(diǎn)數(shù)字?jǐn)?shù)字電路電路的分的分類類按組成的結(jié)構(gòu)按集成度有無(wú)記憶功能分立元件集成電路小規(guī)模集成電路(每片10 100個(gè)元器件)中規(guī)模集成電路(每片100 1000個(gè)元器件)大規(guī)模集成電路(每片1000 10000個(gè)元器件)超大規(guī)模集成電路(每片1萬(wàn)個(gè)元器件以上)組合邏輯電路(無(wú)記憶)時(shí)序邏輯電路(有記憶)知識(shí)結(jié)構(gòu)邏輯門(mén)電路邏輯

5、門(mén)電路基本邏輯門(mén)電路復(fù)合邏輯門(mén)電路與門(mén)或門(mén)非門(mén)與非門(mén) 或非門(mén) 與或非門(mén) 異或門(mén)邏輯門(mén)電路的概念： 邏輯門(mén)電路是數(shù)字電路的基本單元。門(mén)電路能按照給定的條件決定是否讓信號(hào)通過(guò)。門(mén)電路一般有多個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端，其輸入的條件與輸出的結(jié)果之間，符合一定的規(guī)律性。事物條件與結(jié)果的規(guī)律性稱為邏輯，所以門(mén)電路又稱為邏輯門(mén)電路。邏輯變量只有兩個(gè)取值，不是邏輯變量只有兩個(gè)取值，不是1 1就是就是0 0。這里的。這里的1 1和和0 0不不是表示數(shù)值的大小，而是代表邏輯變量的兩種狀態(tài)。是表示數(shù)值的大小，而是代表邏輯變量的兩種狀態(tài)。與邏輯 當(dāng)決定一事件結(jié)果的所有條件都滿足時(shí)，結(jié)果才會(huì)發(fā)生，這種條件和結(jié)果之間的關(guān)系稱

6、為與邏輯關(guān)系。如圖所示電路，只有當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，燈才會(huì)亮，若有一個(gè)開(kāi)關(guān)不閉合，燈就不會(huì)亮。S1S2ELE與門(mén)電路用二極管組成的與門(mén)電路：VAVBVD1VD2VL0V0V導(dǎo)通導(dǎo)通0V0V3V優(yōu)先導(dǎo)通截止0V3V0V截止優(yōu)先導(dǎo)通 0V3V3V導(dǎo)通導(dǎo)通3V12VVD1VD2ABL3.9K +與門(mén)電路的輸入與輸出關(guān)系與與門(mén)電路的符號(hào)：門(mén)電路的符號(hào)：ABL& 若用0表示低電平，用1表示高電平，表示門(mén)電路輸入與輸出邏輯關(guān)系的表格稱為真值表。從表中可以看出，只有A、B都是1時(shí)，輸出L才為1，只要A或B中有一個(gè)是0，輸出L就是0?？筛爬ā?”，這樣的關(guān)系就是與邏輯關(guān)系。ABL0000101001

7、11與門(mén)電路的真值表與門(mén)電路的真值表邏輯表達(dá)式：L=A B或或 L=AB0 0=00 1=01 0=01 1=1運(yùn)算規(guī)則：有0出0，全1出1應(yīng)用舉例ABL&A接控制信號(hào)B接輸入信號(hào)ABL門(mén)打開(kāi)門(mén)關(guān)閉000ttt或邏輯 在決定某一事件的各個(gè)條件中，只要有一個(gè)或一個(gè)以上的條件具備，結(jié)果就會(huì)發(fā)生，這種條件與結(jié)果之間的關(guān)系稱為或邏輯關(guān)系。 如圖所示電路，用兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1、S2并聯(lián)控制燈的亮暗，只要其中任一開(kāi)關(guān)閉合，燈就會(huì)亮，若兩個(gè)開(kāi)關(guān)都不閉合，燈就不會(huì)亮，這種關(guān)系即符合或邏輯關(guān)系。S1S2EEL或門(mén)電路二極管組成的二極管組成的或或門(mén)電路：門(mén)電路：12V3.9K VD1VD2-ABL或門(mén)電路的符號(hào)

8、：1ABLVAVBVD1VD2VL0V0V導(dǎo)通導(dǎo)通0V0V3V截止優(yōu)先導(dǎo)通 3V3V0V優(yōu)先導(dǎo)通截止3V3V3V導(dǎo)通導(dǎo)通3V或門(mén)電路的輸入與輸出關(guān)系 由上表可知，只要有一個(gè)輸入端為高電平時(shí)，輸出就是高電平，只有當(dāng)輸入全為低電平時(shí)，輸出才為低電平。 用0與1分別表示低電平和高電平，或門(mén)電路的真值表為：ABL000011101111或門(mén)電路的真值表或門(mén)電路的真值表或門(mén)電路的輸入與輸出關(guān)系為“ ”。這樣的關(guān)系就是或邏輯關(guān)系?；蜻壿嫳磉_(dá)式： L=A+B或邏輯運(yùn)算規(guī)則：或邏輯運(yùn)算規(guī)則： 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1有1出1，全0出0應(yīng)用舉例A接控制信號(hào)B接輸入信號(hào)ABL門(mén)打開(kāi)門(mén)關(guān)閉00

9、0ttt1ABL非邏輯 當(dāng)條件不成立時(shí)，結(jié)果就會(huì)發(fā)生，條件成立時(shí)結(jié)果反而不會(huì)發(fā)生，這種條件和結(jié)果之間的關(guān)系稱為非非邏輯關(guān)系。 如圖所示，將開(kāi)關(guān)S和燈EL并聯(lián)，燈亮的條件是S斷開(kāi)，而S閉合時(shí)燈反而不亮。燈的亮暗與開(kāi)關(guān)的狀態(tài)符合非非邏輯關(guān)系。ERSEL非門(mén)電路非門(mén)電路（反相器）：非門(mén)電路（反相器）：A+5V+2.5VLVT=40 K 10AL0.3V3.2V3.2V0.3V與門(mén)電路的輸入與輸出關(guān)系邏輯符號(hào)：邏輯符號(hào)：1ALL=A非門(mén)電路的真值表非門(mén)電路的真值表AL0110用0與1分別表示低電平和高電平。非邏輯表達(dá)式：非邏輯表達(dá)式：運(yùn)算規(guī)則：運(yùn)算規(guī)則：0=11=0非門(mén)電路的輸入與輸出關(guān)系為非門(mén)電路的

10、輸入與輸出關(guān)系為“ ”，符合符合非非邏輯邏輯 入入0出出1，入，入1出出0應(yīng)用舉例1ALL=AL=AAL門(mén)打開(kāi)門(mén)關(guān)閉復(fù)合邏輯門(mén)電路復(fù)合邏輯門(mén)電路與門(mén)、或門(mén)和非門(mén)是基本門(mén)電路，我們常把他們組合起來(lái)，成為與非門(mén)電路、或非門(mén)電路、與或非門(mén)電路和異或門(mén)電路等，稱為復(fù)合邏輯門(mén)電路。定義：與非門(mén)電路一個(gè)與門(mén)和一個(gè)非門(mén)連接起來(lái)，便組成一個(gè)與非門(mén)電路。邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)圖圖邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)AB&1LABL&與非門(mén)電路與非門(mén)電路的真值表ABL001011101110與非門(mén)的邏輯與非門(mén)的邏輯函數(shù)表達(dá)式函數(shù)表達(dá)式L=AB或非門(mén)電路 一個(gè)或門(mén)和一個(gè)非門(mén)連接一個(gè)或門(mén)和一個(gè)非門(mén)連接起來(lái)，便組成一個(gè)或非門(mén)電路

11、。起來(lái)，便組成一個(gè)或非門(mén)電路。邏輯結(jié)構(gòu)圖邏輯符號(hào)1AB1L1ABL或非門(mén)電路或非門(mén)電路的真值表ABL001 010100110邏輯函數(shù)表達(dá)式L=A+B與或非門(mén)與或非門(mén)電路電路 兩個(gè)與門(mén)、一個(gè)或門(mén)和一兩個(gè)與門(mén)、一個(gè)或門(mén)和一個(gè)非門(mén)連接起來(lái)，便組成一個(gè)非門(mén)連接起來(lái)，便組成一個(gè)與或非門(mén)電路個(gè)與或非門(mén)電路邏輯結(jié)構(gòu)圖邏輯符號(hào)1AB1L&CDA&1CDBL與或非門(mén)與或非門(mén)電路電路與或非門(mén)電路的真值表與或非門(mén)電路的真值表ABCDL00001000110010100110010010101101101011101000110011101011011011000110101110011110邏輯函

12、數(shù)表達(dá)式L=AB+CD 由兩個(gè)非門(mén)、兩個(gè)與門(mén)及一個(gè)或門(mén)按由兩個(gè)非門(mén)、兩個(gè)與門(mén)及一個(gè)或門(mén)按下圖連接起來(lái)，便組成一個(gè)異或門(mén)電路。下圖連接起來(lái)，便組成一個(gè)異或門(mén)電路。11&1ABL異或門(mén)的邏輯圖=1ABL邏輯函數(shù)表達(dá)式L=AB+AB=A B異或門(mén)電路的真值異或門(mén)電路的真值表表ABL000011101110邏輯功能：邏輯功能：入異出入異出1，入同出，入同出0練習(xí)題一、填空題一、填空題1、決定一件事件的各種條件全部具備之后，這件事才能發(fā)生，這種邏輯關(guān)系稱（ ）。 與邏輯2 2、最基本的三種門(mén)電路是（ ）門(mén)、（ ）門(mén)和（ ）門(mén)。與或非3、異或門(mén)的邏輯功能為（ ），邏輯表達(dá)式 為（ ）。 入異出1，入同出0A B太棒太棒了了練習(xí)題二、選擇題 符合下列真值表的是（符合下列真值表的是（ ）門(mén)）門(mén)電路。電路。ABL000111101011ABCD與與或或非非與非與非很可惜，做錯(cuò)了很可惜，做錯(cuò)了認(rèn)真思考再選認(rèn)真思考再選很好，您做對(duì)了！很可惜，做錯(cuò)了很可惜，做錯(cuò)了認(rèn)真思考再選認(rèn)真思考再選很可惜，做錯(cuò)了很可惜，做錯(cuò)了認(rèn)真思考再選認(rèn)真思考再選本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié):1、數(shù)字電路的概念；2、數(shù)字電路的特點(diǎn)，分類；3、基本邏輯門(mén)電路4、復(fù)合邏輯門(mén)電路本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié):1、數(shù)字電路的概念；2、數(shù)字電路的特點(diǎn)，分類；3、基本邏輯門(mén)電