中職中專電子線路課件12

1、中職中專-電子線路課件122022/7/20中職中專電子線路課件12本章學(xué)習(xí)目標(biāo)了解數(shù)字電路的特點(diǎn)，理解數(shù)字信號與模擬信號的區(qū)別。2掌握二進(jìn)制數(shù)的表示方法以及二進(jìn)制數(shù)的四則運(yùn)算。3掌握基本邏輯門電路的邏輯功能、圖形符號、真值表、邏輯函數(shù)表達(dá)式。4掌握簡單組合邏輯門電路的邏輯功能、圖形符號，了解數(shù)字集成電路的特點(diǎn)及參數(shù)。理解邏輯代數(shù)的基本定律，掌握用邏輯代數(shù)化簡組合邏輯電路的方法。中職中專電子線路課件1212.1數(shù)字電路概述12.1.1數(shù)字電路及其特點(diǎn)12.1.2數(shù)字電路的發(fā)展和應(yīng)用中職中專電子線路課件1212.1.1數(shù)字電路及其特點(diǎn)電子線路中的電信號有兩大類：模擬信號和數(shù)字信號。1概念模擬信號

2、：在數(shù)值上和時(shí)間上都是連續(xù)變化的信號。數(shù)字信號：在數(shù)值上和時(shí)間上不連續(xù)變化的信號。模擬電路：處理模擬信號的電路。數(shù)字電路：處理數(shù)字信號的電路。中職中專電子線路課件122數(shù)字電路特點(diǎn)（1）電路中工作的半導(dǎo)體管多數(shù)工作在開關(guān)狀態(tài)。（2）研究對象是電路的輸入與輸出之間的邏輯關(guān)系，分析工具是邏輯代數(shù)，表達(dá)電路的功能主要用真值表、邏輯函數(shù)表達(dá)式及波形圖等 。中職中專電子線路課件12 12.1.2數(shù)字電路的發(fā)展和應(yīng)用數(shù)字電路的發(fā)展：與器件的改進(jìn)密切相關(guān)，集成電路的出現(xiàn)，促進(jìn)了數(shù)字電路的發(fā)展。數(shù)字電路的應(yīng)用：范圍廣泛，國民經(jīng)濟(jì)許多部門中都大量應(yīng)用數(shù)字電路。中職中專電子線路課件1212.2二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)的四

3、則運(yùn)算例 13.1.1(1001)2 +(11)2 = ? 在時(shí)序電路中，采用兩個數(shù)碼的二進(jìn)數(shù)作為電路計(jì)數(shù)基礎(chǔ)。二進(jìn)制數(shù)：只有 0 和 1 兩個數(shù)碼，其進(jìn)位規(guī)則是“逢二進(jìn)一”。1加法運(yùn)算1001 111100解(1001)2 +(11)2 =(1100)2 2減法運(yùn)算例 13.1.2(11001)2 -(110)2 = ?解(11001)2 -(110)2 =(10011)2 11001 110 10011 中職中專電子線路課件123乘法運(yùn)算 1001 101 1001 0000 1001 1011014除法運(yùn)算例 13.1.4 (10111010)2 (1101)2 = ?例 13.1.3(

4、1001)2 (101)2 = ?解(1001) 2 (101) 2 =(101101)2解(10111010)2 (1101)2 =(1110)2 余(100)2中職中專電子線路課件12二進(jìn)制 十進(jìn)制的互換規(guī)則1二進(jìn)制化為十進(jìn)制方法：為“乘權(quán)相加法”；例13.1.5把二進(jìn)制數(shù) 11101 轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。解：(11101)2 =(1 24 + 1 23 + 1 22 + 0 21 + 1 20)10= (16 + 8 + 4 + 0 + 1)10 = (29)10中職中專電子線路課件122十進(jìn)制化為二進(jìn)制方法：為 “除 2 取余倒記法” ；例 13.1.6把十進(jìn)制數(shù) 37 轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。解

5、：(37)10 =(100101)2動畫十二進(jìn)制轉(zhuǎn)換 12 2 0 (100101)2 1 12 37 12 18 0 二進(jìn)制數(shù)碼2 9 1 應(yīng)倒著順序2 4 0 由下向上記為中職中專電子線路課件1212.3基本邏輯門電路12.3.1關(guān)于邏輯電路的幾個規(guī)定12.3.2與門電路12.3.3或門電路12.3.4非門電路中職中專電子線路課件12各種邏輯門電路是組成數(shù)字電路的基本單元?；镜倪壿嬯P(guān)系：與邏輯、或邏輯和非邏輯。12.3.1關(guān)于邏輯電路的幾個規(guī)定一、邏輯狀態(tài)的表示方法用數(shù)字符號 0 和 1 表示相互對立的邏輯狀態(tài)，稱為邏輯 0 和邏輯 1。 常見的對立邏輯狀態(tài)示例一種狀態(tài)高電位有脈沖閉合真

6、上是 1另一種狀態(tài)低電位無脈沖斷開假下非 0中職中專電子線路課件12應(yīng)用時(shí)，高電平應(yīng)大于或等于VSH；低電平應(yīng)小于或等于 VSL。二、高、低電平規(guī)定用高電平、低電平來描述電位的高低。高低電平不是一個固定值，而是一個電平變化范圍。單位用“V”表示。在集成邏輯門電路中規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)高電平 VSH 高電平的下限值；標(biāo)準(zhǔn)低電平 VSL 低電平的上限值。中職中專電子線路課件12三、正、負(fù)邏輯規(guī)定正邏輯：用 1 表示高電平，用 0 表示低電平的邏輯體制。負(fù)邏輯：用 1 表示低電平，用 0 表示高電平的邏輯體制。中職中專電子線路課件1212.3.2與門電路一、與邏輯1與邏輯關(guān)系當(dāng)決定一件事情的幾個條件全部具備后

7、，這件事情才能發(fā)生，否則不發(fā)生。2與門電路3邏輯符號A、B輸入端 ；Y輸出端。中職中專電子線路課件12二、工作原理1工作原理動畫 與門電路2邏輯函數(shù)式Y(jié) = A B 或Y = A B 或Y = A B中職中專電子線路課件12與門真值表 3真值表 真值表表明邏輯門電路輸入端狀態(tài)和輸出端狀態(tài)邏輯對應(yīng)關(guān)系的表。 輸 入輸 出 A BY001101010001 4邏輯功能： “有 0 出 0，全 1 出 1” 。說明：輸入端不論是幾個，邏輯關(guān)系相同。例：Y = ABCD中職中專電子線路課件12當(dāng)決定一件事情的幾個條件中只要有一個條件得到滿足，這件事情就會發(fā)生。一、或邏輯1或邏輯關(guān)系2或門電路3邏輯符號

8、12.3.3或門電路動畫或門電路中職中專電子線路課件12二、工作原理2邏輯函數(shù)式 Y = A + B1工作原理VA = 0 V，VB = 0 V，V1 、V2 均截止，Y = -12 V；VA = 6 V，VB = 0 V，V1 導(dǎo)通，V2 截止，Y = 6 V；VA = 0 V，VB = 6 V，V1 截止，V2 導(dǎo)通，Y = 6 V；VA = 6 V，VB = 6 V，V1、V2 均導(dǎo)通，Y = 6 V。中職中專電子線路課件123真值表4邏輯功能：全 0 出0，有 1 出 1。說明：輸入端不論是幾個，邏輯關(guān)系是相同的。例：Y = A + B + C + D或門真值表011101010011

9、BY輸 出A輸 入中職中專電子線路課件1212.3.4非門電路3邏輯符號一、非邏輯1非邏輯關(guān)系事情和條件總是相反狀態(tài)。2非門電路二、工作原理1工作原理VA = 6 V，V 導(dǎo)通，Y = 0；VA = 0 V，V 截止，Y = VG。2邏輯函數(shù)式為 動畫非門電路中職中專電子線路課件123真值表非門真值表10Y輸 出01A輸 入4邏輯功能：有 0 出 1，有 1 出 0。 中職中專電子線路課件1212.4組合邏輯門電路12.4.1幾種常見的簡單組合門電路12.4.2組合邏輯門電路功能特點(diǎn)和 數(shù)字集成電路簡介中職中專電子線路課件12實(shí)用中常把與門、或門和非門組合起來使用。12.4.1幾種常見的簡單組

10、合門電路一、與非門1電路組成在與門后面接一個非門2邏輯符號在與門輸出端加上一個小圓圈。中職中專電子線路課件123邏輯函數(shù)式 4真值表與非門真值表 1110000101010011 AB B A 5邏輯功能全 1 出 0，有 0 出 1。中職中專電子線路課件12二、或非門1電路組成在或門后面接一個非門。2邏輯符號在或門輸出端加一小圓圈。 3邏輯函數(shù)式中職中專電子線路課件12 4真值表 或非門真值表1000011101010011 A B B A 5邏輯功能全 0 出 1，有 1 出 0。中職中專電子線路課件12三、與或非門1電路組成把兩個(或兩個以上)與門的輸出端接到一個或非門的各個輸入端。2邏

11、輯符號3邏輯函數(shù)式4邏輯功能當(dāng)輸入端中任何一組全為 1時(shí)，輸出即為 0；只有各組輸入都至少有一個為 0 時(shí)，輸出才為 1。中職中專電子線路課件12 5真值表 與或非門真值表 ABCDY0000000011111111 0000111100001111 0011001100110011 0101010101010101 1110111011100000 中職中專電子線路課件122邏輯符號四、異或門1電路組成3邏輯函數(shù)式 通常寫成 中職中專電子線路課件124真值表異或門真值表ABY001101010110 5邏輯功能 當(dāng)兩個輸入端的狀態(tài)相同(都為 0 或都為 1 )時(shí)輸出為 0；反之，當(dāng)兩個輸入端

12、狀態(tài)不同(一個為 0 ，另一個為 1)時(shí)，輸出端為 1。6應(yīng)用判斷兩個輸入信號是否不同。中職中專電子線路課件12五、同或門1電路組成在異或門的基礎(chǔ)上，最后加上一個非門。2邏輯符號3邏輯函數(shù)式通常寫成Y = A B中職中專電子線路課件124真值表同或門真值表100101010011YBA5邏輯功能當(dāng)兩個輸入端的狀態(tài)相同(都為 0 或都為 1)時(shí)輸出為 1；反之，當(dāng)兩個輸入端狀態(tài)不同(一個為 0，另一個為 1)時(shí)，輸出端為 0。6應(yīng)用判斷兩個輸入信號是否相同。中職中專電子線路課件12六、三態(tài)門三態(tài)門是在門電路上加一個使能端，輸出狀態(tài)有：高電平、低電平和高阻狀態(tài)。邏輯符號時(shí)，門電路恢復(fù)反相器常態(tài)，即

13、 Y = 。 使能端，控制輸出狀態(tài)。邏輯功能時(shí)，三態(tài)門呈高阻狀態(tài)；中職中專電子線路課件12用途：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂?。Y2、Y3 呈高阻態(tài)，Y1 送數(shù)據(jù) A1 到總線；Y1、Y3 呈高阻態(tài)，Y2 送數(shù)據(jù) A2 到總線；Y1、Y2 呈高阻態(tài)，Y3 送數(shù)據(jù)到總線。中職中專電子線路課件12注意：使用時(shí)要外接負(fù)載電阻。七、OC 門OC門：輸出晶體管集電極開路的 TTL 與非門電路。邏輯符號：邏輯功能：OC 門同與非門一樣。作用：作為計(jì)算機(jī)的母線驅(qū)動器。動畫OC 門的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用中職中專電子線路課件1212.4.2組合邏輯門電路功能特點(diǎn)和數(shù)字集成電路簡介一、組合邏輯門電路功能特點(diǎn)1任何時(shí)刻的輸出狀態(tài)直接由當(dāng)

14、時(shí)的輸入狀態(tài)決定。2電路沒有記憶功能。二、數(shù)字集成電路簡介1分類（1）晶體三極管型數(shù)字集成電路(簡稱 TTL 電路)。（2） 場效晶體管數(shù)字集成電路(簡稱 MOS 電路)。中職中專電子線路課件122主要產(chǎn)品系列數(shù)字集成電路的主要產(chǎn)品系列 C000 CC4000CT5474HCCT5474HCT 互補(bǔ)場效晶體管型高速 CMOS與 TTL 兼容的高速 CMOS CMOSHCOMSHCMOST MOSTTLHTTLSTTLLSTTLALSTTL 子系列基本型中速 TTL高 速 TTL超 高 速 TTL低 功 耗 TTL先進(jìn)低功耗 TTL 名 稱CT5474CT5474HCT5474SCT5474LS

15、CT5474ALS 國 際 型 號T1000T2000T3000T4000部標(biāo)型號TTL 系 列中職中專電子線路課件123數(shù)字集成電路外形舉例數(shù)字集成電路目前大量采用雙列直插式外形封裝。管腳的編號判讀方法：把標(biāo)志(凹口)置于左方，逆時(shí)針自下而上依次讀出外引線編號。中職中專電子線路課件12數(shù)字集成電路主要參數(shù)有： 輸出高電平 VOH 和輸出低電平 VOL。 輸入高電平 VIH 和輸入低電平 VIL，有時(shí)把這兩個值的中間值稱為輸入的閾值電壓 VIT。 輸出高電平電流 IOH 和輸出低電平電流 IOL。 傳輸延時(shí) tPHL 和 tPLH，它們的平均值稱為平均傳輸延遲時(shí)間 tpd。 扇出系數(shù) N ：與

16、非門輸出端能驅(qū)動同類門的數(shù)目。 中職中專電子線路課件12例 12.4.1已知某邏輯電路的輸入、輸出相應(yīng)波形如圖所示，試寫出它的真值表和邏輯函數(shù)式。ABY011000111000邏輯函數(shù)式：解：由波形對應(yīng)關(guān)系，列出真值表為中職中專電子線路課件1212.5邏輯代數(shù)及其在邏輯電路中的應(yīng)用12.5.1邏輯代數(shù)概述12.5.2邏輯函數(shù)式與組合邏輯電路12.5.3邏輯代數(shù)的基本定律及其應(yīng)用中職中專電子線路課件1212.5.1邏輯代數(shù)概述邏輯代數(shù)是研究邏輯電路的數(shù)學(xué)工具。邏輯變量邏輯代數(shù)的變量。在邏輯電路里，輸入、輸出狀態(tài)相當(dāng)于邏輯變量。邏輯變量的表示用大寫字母 A、B、C 等標(biāo)記。邏輯變量特征只有 0 和

17、 1 兩種取值。中職中專電子線路課件1212.5.2 邏輯函數(shù)式與組合邏輯電路1邏輯函數(shù)式將邏輯變量用邏輯運(yùn)算符號連接起來的式子。如：運(yùn)算的次序：如有括號先進(jìn)行括號里的運(yùn)算，沒有括號則先算非號下的內(nèi)容，取非后，再按乘、加的次序依次運(yùn)算。2組合邏輯電路僅由基本門電路(在不加反饋的情況下)組成的邏輯電路稱為組合邏輯電路。 中職中專電子線路課件123邏輯函數(shù)與組合邏輯電路轉(zhuǎn)換 例 12.5.1寫出邏輯電路的輸出 Y 和輸入 A、B 的邏輯關(guān)系寫成邏輯函數(shù)式。 解：例 12.5.2根據(jù)邏輯函數(shù)式畫出它的邏輯電路。 解：邏輯電路中職中專電子線路課件1212.5.3邏輯代數(shù)的基本定律及其應(yīng)用互補(bǔ)律邏輯代數(shù)

18、具有基本運(yùn)算定律，運(yùn)用這些定律可以把復(fù)雜的邏輯函數(shù)式恒等化簡。一、邏輯代數(shù)基本定律交換律結(jié)合律分配律中職中專電子線路課件12反演律(又稱摩根定律)注意：邏輯函數(shù)等式表示等號兩邊的函數(shù)式代表的邏輯電路所具有的邏輯功能是相同的。 中職中專電子線路課件12二、邏輯函數(shù)的化簡 (代數(shù)法)代數(shù)法：運(yùn)用邏輯代數(shù)的基本定律和一些恒等式化簡邏輯函數(shù)式的方法?；喌哪康模菏贡磉_(dá)式是最簡式。最簡式的含義：乘積項(xiàng)的項(xiàng)目是最少的；且每個乘積項(xiàng)中，變量的個數(shù)為最少。中職中專電子線路課件12化簡方法：1并項(xiàng)法 利用 的關(guān)系，將兩項(xiàng)合并為一項(xiàng)，并消去一個變量。2吸收法利用 A + AB = 1 的關(guān)系，消去多余的項(xiàng)。3消去

19、法利用 的關(guān)系，消去多余的因子。4配項(xiàng)法 利用 的關(guān)系，將其配項(xiàng)，然后消去多余的項(xiàng)。 中職中專電子線路課件12例 12.5.3求證解： 例 12.5.4求證解：例 12.5.5化簡解： 中職中專電子線路課件12三、邏輯代數(shù)在邏輯電路中的應(yīng)用 實(shí)現(xiàn)一定邏輯功能的邏輯電路有簡有繁，利用邏輯代數(shù)化簡，可以得到簡單合理的電路。例 12.5.6設(shè)計(jì)一個體現(xiàn) Y = AB + AC 函數(shù)式的邏輯電路。解： 根據(jù)題意，可畫出電路。簡化電路化簡后得中職中專電子線路課件12例 12.5.7設(shè)計(jì)一個 的邏輯電路。解：中職中專電子線路課件12例 12.5.8變換 為與非與非表達(dá)式，并畫出對應(yīng)的邏輯電路圖。解：邏輯電路邏輯函數(shù)表達(dá)式形式：或與表達(dá)式與或表達(dá)式與非與非表達(dá)或非或非表達(dá)式