電工電子技術(shù)數(shù)字電路基礎(chǔ)

第十三章數(shù)字電路基礎(chǔ)第一節(jié)

數(shù)字電路概述第二節(jié)基本邏輯關(guān)系及其門電路第三節(jié)TTL集成門電路第六節(jié)邏輯代數(shù)的基本公式和定律第一節(jié)數(shù)字電路概述數(shù)字電路與模擬電路集成數(shù)字電路的分類脈沖信號(hào)晶體管的開(kāi)關(guān)作用一、數(shù)字電路與模擬電路模擬信號(hào)－－隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。模擬電路－－處理模擬信號(hào)的電路。數(shù)字信號(hào)－－不隨時(shí)間連續(xù)變化的脈沖信號(hào)。數(shù)字電路－－處理數(shù)字信號(hào)的電路。模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別所處理的信號(hào)不同；研究電路的著重點(diǎn)不同；

晶體管的工作狀態(tài)不同。二、集成數(shù)字電路的分類小規(guī)模集成電路(SSI)1～10門／片或10～100元件／片中規(guī)模集成電路(MSI)10～100門／片或<1000元件／片大規(guī)模集成電路(LSI)100～1000門／片或<10萬(wàn)元件／片超大規(guī)模集成電路(VLSI)>1000門／片或>10萬(wàn)元件／片三、脈沖信號(hào)脈沖寬度tP---前后沿之間的時(shí)間間隔。正脈沖負(fù)脈沖脈沖幅度A－－脈沖變化最大值。A脈沖周期T脈沖頻率f--f=1/TT脈沖前沿:正脈沖的上升沿或負(fù)脈沖的下降沿。脈沖后沿:正脈沖的下降沿或負(fù)脈沖的上升沿。前沿后沿tP四、晶體管的開(kāi)關(guān)作用二極管ABABABUA>UBUA<UBUiUoVCCRUi=UiH=VCCVD截止UO=VCC=UOHUi=UiL=0VD導(dǎo)通UO=0=UOL例：理想二極管組成電路如圖，已知UA＝0，UB＝3V，試求輸出電壓UF。UAUF－3VRUBVDAVDBUA＝0，UB＝3V，UB>UA>－3VVDB率先導(dǎo)通，UF＝UB＝3VVDA截止解：三極管RCUO＋UCCRBUiT當(dāng)UI<0.5V時(shí)，T截止iB≈iC=0UO=VCC=UOH當(dāng)UI>0.5V，iB≥IBS=UCC/βRCUO=UOL≈0.3V

BE、BC正偏，T飽和bcebce當(dāng)0<iB<IBS，T放大只要用UI的高、低電平控制三極管，使之工作在截止、飽和狀態(tài)，就可以控制它的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并可在輸出端得到高低電平。開(kāi)關(guān)合向aIB＝5／RB1＝5／500×103

＝0.01mAUB＞0IBS＝15／βRC=15／100×5×103＝0.03mA0<IB<IBS，T處于放大狀態(tài)例：三極管組成電路如圖，已知β＝100，RB1=500KΩ，RB2=50KΩ，RC=5KΩ，試求開(kāi)關(guān)S合向a、b、c時(shí)三極管所處的狀態(tài)。（UBE＝0）開(kāi)關(guān)合向bIB＝5／RB2＝5／50×103

＝0.1mAUB＞0IBS＝15／βRC＝0.03mAIB>IBS，T處于飽和狀態(tài)RC15Vabc5V－1.5VRB1RB2解：開(kāi)關(guān)合向cIB≈0IC≈0T處于截止?fàn)顟B(tài)第二挪節(jié)芽基本女邏輯乓關(guān)系蹄及其潔門蝕電路與冒門或煮門非受門與非存門和瓣或非龍門條件慈與結(jié)岔果的丸關(guān)系科稱為煙邏輯近關(guān)系念，用責(zé)以實(shí)絹現(xiàn)基壘本邏漂輯關(guān)山系的良電子阿電路燭稱為忘門電傲路?；掘溸壿嬌侮P(guān)系晌：與磚、或倍、非相對(duì)哲應(yīng)的絕基本違門電氏路：泰與門貴、或框門、膚非門門電軟路用驢二值救邏輯棚中的維“0”、“1”分別昨表示引高低芳電平工。1→高電平0→低電平正邏眉輯1→低電平0→高電平負(fù)邏洲輯一、街與喬門與邏陶輯只有企決定熔事物滅結(jié)果刺的各先種條界件(A、B)同時(shí)承具備饞時(shí)，乖結(jié)果漏（F）才會(huì)涉發(fā)生飾，這漿種邏形輯叫事做與舞邏輯莊。ABF＋U與門亞電路輸入笨量作退為條擁件，急輸出旨量作期為結(jié)編果，灑輸入孔、輸世出之貍間滿揪足與邏輯擱的電鉗路。AF＋VCCRBVDAVDBUAUBUF0.配30.起30.塊3拜33術(shù)0角.33浪30.芒30.褲30.肺33與門物真值艙表真值騾表－葛－能蒙夠完陡整的辱表達(dá)抵輸入衰與輸他出間珠所有旁可能換邏輯躁關(guān)系勾的表籃格，載有n個(gè)輸伴入端兵，就喘有2n種組編合。A

BF000110110001有0出0全1出1與門善邏輯每符號(hào)賴及表窮達(dá)式&ABFF禾=醫(yī)A判·盞B例：足有一草條傳著輸線鋸，用州來(lái)傳壯送連聽(tīng)續(xù)的恩方波夸信號(hào)冰?，F(xiàn)授在要撥求增笛設(shè)一盾個(gè)控姨制信弟號(hào)，謠使得叼方波串在某表種條等件下?lián)舨拍芴怂统鲈剑嚺鑶?wèn)如痕何解悄決？解：&方波信號(hào)控制信號(hào)輸出控制妄信號(hào)忙為0時(shí)，涂輸出頸為0，門塵關(guān)閉襖?？刂迫⌒盘?hào)顏為1時(shí)，臉輸出剖為方橡波，掠門打蠟開(kāi)。二、錢或圈門ABF＋U或邏悉輯決定船事物肝結(jié)果雄的各偏種條帆件(A、B)只要矮有任鋤意一牢個(gè)具查備時(shí)旨，結(jié)揀果（F）就會(huì)斧發(fā)生庭，這林種邏刪輯叫翼做或邀邏輯液。或門果電路AF－VCCRBVDAVDBUAUBUF0.正30.原30.窗3辨33奮0園.33君30.菠3333A

BF000110110111或門奴真值期表有1出1全0出0或門道邏輯露符號(hào)公及表作達(dá)式≥1ABFF飽=馬A銅＋線B例：構(gòu)圖示汁電路歇為保陰險(xiǎn)柜鞋的報(bào)淋警電握路，織保險(xiǎn)封柜的村兩層順門上岸各裝尿有一棗個(gè)開(kāi)以關(guān)S1和S2。門關(guān)旨上時(shí)身，開(kāi)謀關(guān)閉堆合。棕當(dāng)任襖一層辯門被而打開(kāi)污時(shí)，栽報(bào)警寸燈亮冠，試凡分析窩工作鐮原理音。解：≥1S1S2+5V1KΩ1KΩ30ΩA＝0，B＝0，F(xiàn)＝0報(bào)警愈燈不扛亮。任一茂層門樣被打輝開(kāi)時(shí)幟，相切對(duì)應(yīng)血的開(kāi)傾關(guān)斷婦開(kāi).闖A＝1，B＝0ABF故F＝1，報(bào)警把燈亮脾。兩層網(wǎng)門都艦關(guān)上足時(shí)，三、蛙非圓門AF＋U非邏群輯決定凝事物沾結(jié)果恢的條諷件A具備落時(shí)，蝴結(jié)果F就不畏會(huì)發(fā)礎(chǔ)生，姿這種蒙邏輯求叫做脾非邏蔥輯。非門白電路UAUF0.僚333RCF＋UCCRBA0.訓(xùn)3A

F0101非門無(wú)邏輯昨符號(hào)弊及表甘達(dá)式非門既真值聽(tīng)表1AF四、技與非撈門和揀或非善門與非抗門&ABF

A

BF000110111110或非虹門≥1ABF

A

BF000110111000ABF1例：映已知淘與門毒、或稱門輸趕入端A、B、C的波造形，朵試畫(huà)屈出輸鏡出波咱形?！?ACF2

&ABF1

CF2第三宅節(jié)TT臂L集成農(nóng)門電弓路TT仁L與非蛾門一、TT灰L與非沖門電路厚結(jié)構(gòu)＋UCCFABT1T2T1-誤-多發(fā)渣射極綠三極寒管ABT1ABTT嘆L與非漲門的暮輸入餐電壓爽與輸榨出電射壓之賀間的母關(guān)系妖曲線剃稱為想電壓蘆傳輸布曲線嗎。UOHUOLuOuIUONUOFF輸出粱高電坦平UOH和輸沿出低筋電平UOLUOH≈3等.6斑VUOL≈0悄.3過(guò)V規(guī)定UOH≥2懷.4食VUOL≤0先.4紙V開(kāi)門望電平UON和關(guān)肆門電哄平UOF軌F輸出柄為低踩電平池時(shí)，日稱為全開(kāi)門嬸；輸察出為塑高電善平時(shí)狠，稱氏為關(guān)以門。電壓底傳輸儀特性悄及主砍要參齒數(shù)UON－－在額熟定負(fù)頭載下寺，使鴨輸出待電平惕達(dá)到緞標(biāo)準(zhǔn)慮低電存平的壁輸入釋電平年的最株小值澡。UOF晶F－－空負(fù)染載時(shí)俘，使客輸出生電平由達(dá)到醉標(biāo)準(zhǔn)別高電塞平的邁輸入顆電平鐮的最刊大值悉。UON、UOF典F反映TT門L與非柳門的怎抗干浸擾能夜力，UON與UOF岡F越接掉近，細(xì)抗干衫擾能協(xié)力越再?gòu)?qiáng)，裁與非蔥門的蹦開(kāi)關(guān)弱性能稿越好賴。扇出違系數(shù)N即帶納負(fù)載架能力獲，表盛示TT獸L與非悅門輸?shù)醭龆似谱疃囹吥軒客惿扰c非駁門的貢個(gè)數(shù)盞。一般N≥泊8平均謹(jǐn)傳輸?shù)匮舆t魔時(shí)間tpdtpd表示禽門電僑路的饞開(kāi)關(guān)婚速度觸。50％50％UIUOtpd1tpd2tpd系1－－導(dǎo)通磨延遲拖時(shí)間tpd庸2－－截止哲延遲桶時(shí)間第六烈節(jié)邏輯臉代數(shù)的基去本公建式宣和定稍律基本講定律重要提規(guī)則邏輯險(xiǎn)函數(shù)靜的代賠數(shù)化寇簡(jiǎn)法一、留基本谷定律基本棄運(yùn)算微規(guī)則0·屯A=隱01·搜A=紙A0+們A=北A1+飽A=齡1A·線A=將AA+丹A=哄A交換摸律A·盡B=脖B渣·AA+域B=鳴B毀+A結(jié)合很律AB升C=虧(括AB豈)C獸=A夏(B介C)A+立B+自C=鳴(湯A+抖B)搖+C脆=A傲+(焰B+情C)分配場(chǎng)律A·援(途B+暗C曬)=毛AB守+A愉CA躍+B備·趣C=哥(A節(jié)+B冰)室·(尼A躬+C瘦)吸收癢律A＋仙AB銀＝AA·點(diǎn)（A汗＋B鋼）＝蘋A反演本律（腳摩根窩定理彈）證明捎：二、咬重要押規(guī)則代入膠規(guī)則任何辭一個(gè)石含有獅變量A的