課題一-認識數(shù)字電路

電子電路處理的信號可以分為兩類：

模擬信號：在時間和數(shù)值上連續(xù)變化的信號。

脈沖信號：在時間和數(shù)值上離散的信號，其高、低電平分別用數(shù)字1和0來表示，故又稱為數(shù)字信號。某脈沖信號產(chǎn)生過程示意圖課題一認識數(shù)字電路任務一認識數(shù)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換任務二學習二進制數(shù)算術(shù)運算任務三學習二進制代碼任務四認識基本邏輯關(guān)系并測試邏輯門任務五測試TTL集成門電路任務六測試CMOS集成門電路任務七測試集成門電路的邏輯功能任務八化簡邏輯函數(shù)課題一認識數(shù)字電路十進制是人們最熟悉的一種計數(shù)法。除此之外，還有其他計數(shù)法：

二十四進制計數(shù)法——每天24小時；七進制計數(shù)法——每周7天；十二進制計數(shù)法——一年12個月。八進制計數(shù)法——可編程控制器輸入、輸出端口采用。二進制計數(shù)法、十六進制計數(shù)法——數(shù)字電路

任務引入

任務一認識數(shù)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換課題一認識數(shù)字電路（1）由0，1，2，…，9十個數(shù)碼組成，基數(shù)是10。（2）進位規(guī)則——“逢十進一”。（3）各位的權(quán)是“10”的冪。例如：1．十進制一、幾種數(shù)制的特點相關(guān)知識課題一認識數(shù)字電路（1）由0、1兩個數(shù)碼組成，基數(shù)是2。（2）進位規(guī)則——“逢二進一”。（3）各位的權(quán)是“2”的冪。例如：

11位二進制整數(shù)的權(quán)權(quán)21029282726252423222120D102451225612864321684212．二進制課題一認識數(shù)字電路（1）由0，1，2，…，7八個數(shù)碼組成，基數(shù)是8。（2）進位規(guī)則——“逢八進一”。（3）各位的權(quán)是“8”的冪。

將上式各項求和，可得等值的十進制數(shù)，即：

[627]8

=

[407]10例如：3．八進制課題一認識數(shù)字電路（1）由0～9，A(10)，B(11)，C(12)，D(13)，E(14)，F(xiàn)(15)十六個數(shù)碼組成，基數(shù)是16。（2）進位規(guī)則——“逢十六進一”。（3）各位的權(quán)是“16”的冪。將上式各項求和，可得等值的十進制數(shù)，即：

[6AF]16

=

[1711]10例如：4．十六進制課題一認識數(shù)字電路十進制（D）二進制（B）八進制（O）十六進制（H）0000000100011120010223001133401004450101556011066701117781000108幾種數(shù)制之間的對照表課題一認識數(shù)字電路十進制（D）二進制（B）八進制（O）十六進制（H）9100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F16100002010（續(xù)表）課題一認識數(shù)字電路二、二進制整數(shù)與十進制整數(shù)的相互轉(zhuǎn)換1．二進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)

二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)是“按權(quán)展開求和”，將二進制數(shù)中所有數(shù)碼1的位權(quán)值相加即轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)。例如：

[101]2

=

4

+

1

=

[5]10

[1111]2

=

8

+

4

+

2

+

1

=

[15]10

[1000010100]2

=

512

+

16

+

4

=

[532]10課題一認識數(shù)字電路十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)要用“除2取余法”?！纠?-1】將175轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。解：應用除2取余法得到余數(shù)：所以[175]10

=

[10101111]22．十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)對例題結(jié)果進行驗證：

[10101111]2=128+32+8+4+2+1=[175]10課題一認識數(shù)字電路

三、二進制整數(shù)與八進制整數(shù)的相互轉(zhuǎn)換

由于八進制的8個數(shù)碼正好對應于3位二進制數(shù)的8種不同組合，所以二進制數(shù)碼與八進制數(shù)碼之間有簡單的對應關(guān)系。課題一認識數(shù)字電路

1．二進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)二進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成八進制數(shù)時，從低位至高位每3位二進制數(shù)對應1位八進制數(shù)碼。例如：

[1111010110]2=

[1726]8

2．八進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)八進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)時，每位八進制數(shù)對應3位二進制數(shù)。例如：

[354]8=

[011101100]2課題一認識數(shù)字電路四、二進制整數(shù)與十六進制整數(shù)的相互轉(zhuǎn)換

由于十六進制的16個數(shù)碼正好對應于4位二進制數(shù)的16種不同組合，所以二進制數(shù)碼與十六進制數(shù)碼之間有簡單的對應關(guān)系。課題一認識數(shù)字電路

1．二進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)二進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)，從低位至高位每4位二進制數(shù)對應1位十六進制數(shù)碼。例如：

[11101011110111]2=

[3AF7]16

2．十六進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)十六進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，每位十六進制數(shù)對應4位二進制數(shù)。例如：

[9CB0]16

=

[1001110010110000]2課題一認識數(shù)字電路

五、十進制整數(shù)與十六進制整數(shù)的相互轉(zhuǎn)換

1．十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)先將十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，然后再將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)。例如：

175=10101111B=0AFH

2．十六進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)十六進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)，用按權(quán)展開求和法。例如：課題一認識數(shù)字電路知識應用

某燈光顯示電路由八盞燈組成，圖中燈Y5、Y3和Y0不亮，其余燈均亮。試分別用二、十六、十進制表示電路當前的狀態(tài)。YB=11010110B

YH=0D6H

YD=128+64+16+4+2=214特點：最直觀地表示位狀態(tài)特點：讀寫方便、轉(zhuǎn)換簡單特點：運算復雜，不能直觀表示位狀態(tài)課題一認識數(shù)字電路任務二學習二進制數(shù)算術(shù)運算

任務引入同十進制運算一樣，二進制也可以進行加、減、乘、除運算。在生產(chǎn)實際控制中，當設備具有多個負載時，每個負載對應一個位元件。為了便于編寫控制程序和提高控制能力，常將多個位元件組合為一個整體，這些位元件的組合稱為字節(jié)元件或字元件。課題一認識數(shù)字電路相關(guān)知識1.加法運算

0+0=00+1=11+0=11+1=10【例1-2】求1001B+1011B的和。一、二進制數(shù)絕對值的運算

課題一認識數(shù)字電路2.減法運算

0－0=01－0=11－1=010－1=1【例1-3】求1011B－110B的差。課題一認識數(shù)字電路3.乘法運算0×0=00×1=01×0=01×1=1【例1-4】求110B×10B的積。

可以看出，二進制數(shù)乘以2后，數(shù)據(jù)向左移動一位；乘以4后，數(shù)據(jù)向左移動兩位……課題一認識數(shù)字電路4.除法運算【例1-5】求10010B÷10B的商。

從被除數(shù)的高位開始減去除數(shù)，夠減時商為1，不夠減時商為0。從高位向低位繼續(xù)做下去，就可以得到所求的商。

可以看出，二進制數(shù)除以2后，數(shù)據(jù)向右移動一位；除以4后，數(shù)據(jù)向右移動兩位……課題一認識數(shù)字電路二進制數(shù)加法、減法、乘法和除法法則加法法則減法法則乘法法則除法法則0

+

0=00

?

0=00

×

0=00÷1=00

+

1=11

?

0=10

×

1=01÷1=11

+

0=11

?

1=01

×

0=01

+

1=1010

?

1=11

×

1=1課題一認識數(shù)字電路

二、二進制正負數(shù)的表示法

在多位二進制數(shù)中，規(guī)定最高位是符號位，符號位的數(shù)值為0表示正數(shù)，為1表示負數(shù)，這種表示方法稱為二進制原碼表示法。例如，十進制數(shù)+36和－

36的原碼分別寫作：課題一認識數(shù)字電路

三、字節(jié)、字

1.字節(jié)8位二進制數(shù)的組合稱為字節(jié)，字節(jié)的高4位和低4位稱為半字節(jié)。十進制數(shù)原碼十進制數(shù)原碼+12701111111－110000001+12601111110－210000010…………+200000010－12711111111+100000001－12810000000+000000000一個字節(jié)有符號二進制數(shù)原碼對照表課題一認識數(shù)字電路

2.字

字通常由若干個字節(jié)組成，2個字節(jié)組成的字有16位。十進制數(shù)原碼十進制數(shù)原碼+327670111111111111111－11000000000000001+327660111111111111110－21000000000000010…………+20000000000000010－327671111111111111111+10000000000000001－327681000000000000000+0000000000000000016位字有符號二進制數(shù)原碼對照表無負數(shù)0正數(shù)0課題一認識數(shù)字電路知識應用

某燈光顯示電路由八盞燈組成，初始狀態(tài)時Y1和Y0燈亮。要求電路狀態(tài)按表中指定狀態(tài)變化，分析應作何種運算。行數(shù)Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0十進制運算0000000113乘以21000001106乘以420001100024乘以8311000000192除以240110000096除以450001100024除以86000000113課題一認識數(shù)字電路任務三學習二進制代碼

用來表示文字、符號和數(shù)碼等各種特定信息的二進制數(shù)稱為二進制代碼。

在計算機中，像a，b，c這樣的字母以及一些常用的符號（例如+，－，=，@）也要使用二進制代碼來表示。要讓計算機能以十進制形式輸入或輸出數(shù)據(jù)，因此，要解決如何用二進制代碼表示十進制數(shù)0～9的問題。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和控制精度，要求控制系統(tǒng)必須應用可靠性高的代碼，如格雷碼。任務引入

課題一認識數(shù)字電路十進制數(shù)8421BCD碼十進制數(shù)8421BCD碼0000081000100019100120010在8421BCD碼中1010～1111稱為無效碼1010300111011401001100501011101601101110701111111

一、8421BCD碼BCD碼是用4位二進制數(shù)來表示1位十進制數(shù)。8421BCD碼各位的權(quán)分別是8，4，2，1。

相關(guān)知識課題一認識數(shù)字電路【例1-6】（1）寫出十進制數(shù)256的8421BCD碼。（2）將十進制數(shù)256轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。

解：（1）256的8421BCD碼

所以［256］10

=［001001010110］8421BCD（2）［256］10=

［000100000000］2課題一認識數(shù)字電路十進制數(shù)二進制數(shù)格雷碼十進制數(shù)二進制數(shù)格雷碼000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000

二、格雷碼格雷碼與十進制數(shù)的對應關(guān)系見下表。格雷碼的特點是任意兩個相鄰碼之間僅有一位數(shù)碼不同（包括首尾數(shù)碼）。十進制數(shù)與格雷碼對應關(guān)系課題一認識數(shù)字電路知識應用

撥碼開關(guān)產(chǎn)生的是8421BCD碼，與“53”對應的BCD碼為“01010011”，由于在數(shù)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的存儲和操作都是二進制形式，因此，數(shù)控系統(tǒng)還要通過程序?qū)?421BCD碼變換為二進制形式后才能作為操作數(shù)據(jù)，即撥碼開關(guān)產(chǎn)生“53”→[01010011]8421BCD→[00110101]2課題一認識數(shù)字電路

工業(yè)控制中，開關(guān)的接通或斷開、負載的通電或斷電等現(xiàn)象，可以分別用“1”或“0”表示兩種相反的邏輯狀態(tài)。

數(shù)字電路中的基本邏輯關(guān)系有“與”“或”“非”三種邏輯狀態(tài)，可以組合表示其他復雜邏輯關(guān)系。能實現(xiàn)某種邏輯功能的數(shù)字電路稱為邏輯門電路。邏輯門電路可以有一個或多個輸入端，只有一個輸出端。當輸入條件滿足時，門電路開啟，按一定邏輯關(guān)系輸出信號；否則，門電路關(guān)閉。任務引入

任務四認識基本邏輯關(guān)系并測試邏輯門課題一認識數(shù)字電路一、與邏輯相關(guān)知識與邏輯電路結(jié)構(gòu)及與門符號:a）與邏輯電路b）現(xiàn)國家標準c）原國際通用課題一認識數(shù)字電路輸入A輸入B輸出Y000010100111與邏輯真值表與邏輯波形圖設與邏輯電路開關(guān)接通為1，斷開為0；燈亮為1，燈滅為0。真值表和波形圖如下：課題一認識數(shù)字電路0×0

=

00×1

=

01×0

=

01×1

=

1與邏輯運算法則為：與邏輯函數(shù)式為：

Y=A×B=A·B=AB

課題一認識數(shù)字電路二、或邏輯輸入A輸入B輸出Y000011101111或邏輯真值表或邏輯波形圖或邏輯電路結(jié)構(gòu)及或門符號:課題一認識數(shù)字電路或邏輯運算法則：或邏輯函數(shù)式為：

Y=A＋B

0+0

=

00+1

=

11+0

=

11+1

=

1

課題一認識數(shù)字電路三、非邏輯非邏輯運算法則：非邏輯函數(shù)式為：輸入A輸出Y0110非邏輯真值表非邏輯波形圖非邏輯電路結(jié)構(gòu)及非門符號:課題一認識數(shù)字電路四、與非邏輯與非門邏輯電路結(jié)構(gòu)及與非門符號：與非邏輯函數(shù)式:

與非門真值表與非門波形圖課題一認識數(shù)字電路五、或非邏輯或非門邏輯電路結(jié)構(gòu)及或非門符號：或非邏輯函數(shù)式:或非門真值表或非門波形圖課題一認識數(shù)字電路六、異或邏輯異或邏輯函數(shù)式為:

異或邏輯功能是：當2個輸入端的電平相同時，輸出端為低電平；當2個輸入端的電平相異時，輸出端為高電平。異或門真值表異或門波形圖異或門符號課題一認識數(shù)字電路一、與門邏輯測試

與門邏輯測試電路:與邏輯測試表:輸入A輸入B輸出Y00011011任務實施課題一認識數(shù)字電路在Multisim2001軟件仿真平臺上操作步驟如下：（1）從混合元器件庫中拖出2輸入端與門邏輯符號AND2。（2）從電源庫中拖出電源UCC和接地。（3）從基本元器件庫中拖出2個電阻（阻值1kΩ）。（4）從基本元器件庫中拖出2個開關(guān)，將開關(guān)的操作鍵定義為A，B。課題一認識數(shù)字電路（5）從顯示器材庫中拖出指示燈X1。（6）完成電路連接后按下仿真開關(guān)進行測試。（7）按照“與邏輯測試表”中所示數(shù)據(jù)操作按鍵A或B，并將輸出結(jié)果填入表中。（8）檢查測試結(jié)果是否符合與邏輯。（以下測試的操作步驟略）課題一認識數(shù)字電路二、或門邏輯測試或門邏輯測試電路:

或邏輯測試表:輸入A輸入B輸出Y00011011課題一認識數(shù)字電路三、非門邏輯測試非門邏輯測試電路:

非邏輯測試表:輸入A輸出Y01課題一認識數(shù)字電路四、與非門邏輯測試與非門邏輯測試電路:

與非邏輯測試表:輸入A輸入B輸出Y00011011課題一認識數(shù)字電路五、或非門邏輯測試或非門邏輯測試電路:

或非邏輯測試表:輸入A輸入B輸出Y00011011課題一認識數(shù)字電路六、異或門邏輯測試

異或門邏輯測試電路:

異或邏輯測試表:輸入A輸入B輸出Y00011011課題一認識數(shù)字電路任務五測試TTL集成門電路TTL電路的輸入級和輸出級均采用晶體管，所以稱為晶體管－晶體管邏輯電路，簡稱為TTL電路。用萬用表檢測的方法是將待檢測集成電路的各管腳與接地管腳之間的阻值與正常集成電路的阻值相比較，來判斷被測集成電路好壞的一種方法。集成門電路空載時輸出電壓UO隨輸入電壓UI變化的曲線稱為電壓傳輸特性。通過測試電壓傳輸特性可獲得門電路的一些重要參數(shù)，如輸出高電平UOH、輸出低電平UOL、關(guān)門電平UOFF、開門電平UON等。任務引入課題一認識數(shù)字電路一、TTL集成門電路的概念

1.電路結(jié)構(gòu)相關(guān)知識課題一認識數(shù)字電路2．工作原理

當輸入信號全為高電平（3.6V）時，電源+5V經(jīng)R1和VT1（bc結(jié)）向VT2和VT5提供基極電流，VT2和VT5導通，VT4截止，輸出電壓為低電平，門電路導通電壓值為：UY=UCES5=0.3V課題一認識數(shù)字電路

當輸入信號有一個或全部為低電平（0.3V）時，VT1導通，VT1基極電位為1V（0.3V+0.7V），不足以向VT2和VT5提供基極電流，所以VT2和VT5截止，電源+5V經(jīng)R2向VT3和VT4提供基極電流，VT4導通，輸出電壓為高電平，門電路截止電壓值為：

顯然，輸出與輸入是“全1出0，有0出1”的與非邏輯關(guān)系，其邏輯函數(shù)式為：UY=UCC-IBR2-Ube3-Ube4≈5-0.7-0.7=3.6V課題一認識數(shù)字電路74系列TTL集成電路型號分類型號名稱74××標準型74LS××低功耗肖特基型74S××肖特基型74AS××先進肖特基型74ALS××先進低功耗肖特基型74F××高速型3．TTL集成電路分類課題一認識數(shù)字電路（1）TTL電路電壓應穩(wěn)定在額定值5V。（2）通常輸入信號電壓不得高于UCC，也不得低于GND。（3）TTL電路的輸入端通過電阻接地時，通常，當R≤1kΩ時，輸入端相當于邏輯0；當R≥10kΩ時，輸入端相當于邏輯1。（4）嚴禁帶電操作。插拔集成電路前要切斷電源。（5）集成電路及其引線應遠離脈沖高壓源等裝置，引線要盡量短。4．TTL集成電路使用注意事項課題一認識數(shù)字電路5．TTL集成電路中閑置邏輯門的處理

通常在TTL集成電路中有多個邏輯門，為了降低整個電路的功耗，集成電路中非使用的邏輯門應處于截止狀態(tài)（即輸出端為高電平）。對于與非門，應將其中一個輸入端接地；對于或非門，應將全部輸入端接地。課題一認識數(shù)字電路6．TTL集成電路多余輸入端的處理

TTL集成電路多余輸入端懸空相當于接入高電平，并不影響與邏輯關(guān)系，但懸空容易受干擾，因此，與邏輯的多余輸入端可直接或通過電阻（100Ω～10kΩ）與電源UCC相接，或?qū)⒍嘤嗟妮斎攵伺c正常使用的輸入端并聯(lián)使用?；蜷T電路的多余輸入端不能懸空，只能接地，否則影響或邏輯關(guān)系。課題一認識數(shù)字電路

7．TTL集成電路輸出端的處理

通常TTL集成電路（OC門、三態(tài)門除外）的輸出端不允許并聯(lián)使用，否則當各邏輯門輸出狀態(tài)不相同時，會出現(xiàn)較大的短路電流損壞元件。對于多余的輸出端，應該懸空處理，不允許直接與電源或地相連接。但有時為了增大驅(qū)動負載的能力，對于同片相同功能的輸出端可以并接，同時輸入端也必須并接。課題一認識數(shù)字電路

二、TTL集電極開路門（OC門）電路

OC門電路正常工作時需要外接負載電阻R和驅(qū)動電壓U（U=5～30V）。OC門電路結(jié)構(gòu)和邏輯符號課題一認識數(shù)字電路

OC門在邏輯功能上可以實現(xiàn)線與邏輯，即兩個以上的OC門的輸出端可以直接連接（通過負載電阻接電源），當某一個輸出端為低電平時，公共輸出端Y為低電平，即實現(xiàn)“線與”邏輯功能。圖示為兩個OC門的“線與”邏輯電路，其邏輯函數(shù)式為：課題一認識數(shù)字電路

OC門導通OC門截止

OC門的另一個作用是電平轉(zhuǎn)移，OC門常作為接口電路，驅(qū)動不同電壓等級的負載。

課題一認識數(shù)字電路三、TTL三態(tài)門電路三態(tài)門除高電平和低電平兩種輸出狀態(tài)外，還有第三種輸出狀態(tài)—高阻態(tài)（Z）。三態(tài)與非門的一個輸入端在內(nèi)部通過二極管VD1與晶體管VT2集電極相連，該端不再當作輸入端，而稱為控制端EN。

a)邏輯結(jié)構(gòu)b)邏輯符號課題一認識數(shù)字電路三態(tài)門的特點使得在一根導線L（常稱為總線）上可以連接多個三態(tài)門的輸出端，輪流接收來自不同三態(tài)門的輸出信號。例如，在圖示電路中，總線L并接了兩個三態(tài)與非門G1和G2

。課題一認識數(shù)字電路

四、TTL集成門電路的使用條件和電氣參數(shù)74LS00的推薦使用條件符號名稱最小值額定值最大值單位UCC電源電壓4.7555.25VUIH輸入高電平2VUIL輸入低電平0.8VIOH高電平輸出電流-0.4mAIOL低電平輸出電流8mATA自然通風時環(huán)境溫度070℃課題一認識數(shù)字電路

1.TTL與非門輸出、輸入電平幅度a）輸出電平幅度b）輸入電平幅度課題一認識數(shù)字電路2.輸出低電平時電源電流ICCL

3.輸出高電平時電源電流ICCH

實測ICCL=2.82mA，ICCH=0.96mA，所以，為了降低功耗，不使用的邏輯門應處于截止狀態(tài)。課題一認識數(shù)字電路4.高電平輸入電流IIH5.低電平輸入電流IIL

實測IIH=0.3μA實測

IIL=0.22mA課題一認識數(shù)字電路6.輸出高電平UOH

7.輸出低電平UOL

實測UOH=3.51V實測UOL=0.39V課題一認識數(shù)字電路一、測試TTL集成門電路管腳阻值74LS00管腳功能圖任務實施課題一認識數(shù)字電路

操作步驟

（1）將74LS00芯片插入面包板，IC凹口方向朝向測量人的左側(cè)。（2）選擇萬用表R×1k量程，將萬用表黑表筆接管腳7，紅表筆依次接其他管腳，測試各管腳的正向阻值，測試結(jié)果填入表中。（3）將萬用表紅表筆接管腳7，黑表筆依次接其他管腳，測試各管腳的反向阻值，測試結(jié)果填入表中。課題一認識數(shù)字電路二、測試TTL與非門電壓傳輸特性電壓傳輸特性測試電路

課題一認識數(shù)字電路操作要點與注意事項

（1）檢查萬用表是否為直流電壓擋位，20V量程。（2）在連接電路之前先檢測直流電源的輸出電壓是否為5.0V。（3）安裝IC時要認真辯認凹口方向。（4）用插接線連接電路，連接完畢檢查無誤，經(jīng)指導教師檢查后再接通電源。（5）如果測試數(shù)值偏差太大，應先斷電，然后檢查電路和儀表。課題一認識數(shù)字電路

操作步驟（1）將74LS00芯片插入面包板，凹口方向向左。（2）用紅色插接線連接+5V電源正極與管腳14，用黑色插接線連接電源負極與管腳7。（3）將電位器連線插入面包板。（4）接通電源。測試時調(diào)節(jié)電位器RP使UI從0V向高電平緩慢變化，逐點測試UI和UO，并將測試值記入測試表中。（5）將測試表中的測試數(shù)值通過描點作圖法繪在圖1-41中，即可得出TTL門電路電壓傳輸特性曲線。（6）根據(jù)測試結(jié)果在圖1-41中標出74LS00門電路輸出高電平UOH、輸出低電平UOL、開門電平UON和關(guān)門電平UOFF。課題一認識數(shù)字電路任務六測試CMOS集成門電路

一、CMOS集成門電路的概念

1.CMOS非門電路結(jié)構(gòu)和工作原理當A為高電平時，VT1管導通，VT2管截止，輸出端Y為低電平。當A為低電平時，VT2管導通，VT1管截止，輸出端Y為高電平。輸出與輸入之間符合“非”邏輯關(guān)系：相關(guān)知識課題一認識數(shù)字電路

2．CMOS與非門電路結(jié)構(gòu)和工作原理

當輸入信號有一個或全部為0時，相應的PMOS管導通，NMOS管截止，輸出為高電平；當輸入信號全部為高電平時，兩個NMOS管導通，PMOS管截止，輸出為低電平。輸出信號與輸入信號之間符合“與非”邏輯關(guān)系。課題一認識數(shù)字電路TTL集成電路與CMOS集成電路的區(qū)別（1）從型號上區(qū)分（2）從電源電壓上區(qū)分（3）從輸出電壓的動態(tài)范圍上區(qū)分3．CMOS型集成電路使用注意事項課題一認識數(shù)字電路任務實施CD4011共有14個管腳，內(nèi)部有4個相互獨立的與非門單元，分別為U1A、U1B、U1C和U1D。課題一認識數(shù)字電路操作步驟（1）將CD4011芯片插入面包板，IC凹口方向朝向測量人的左側(cè)。（2）選擇萬用表R×1k量程，將萬用表黑表筆接管腳7，紅表筆依次接其他管腳，測試各管腳的正向阻值，測試結(jié)果填入表中。（3）將萬用表紅表筆接管腳7，黑表筆依次接其他管腳，測試各管腳的反向阻值，測試結(jié)果填入表中。（4）根據(jù)測試結(jié)果判斷集成電路塊的好壞。課題一認識數(shù)字電路

任務引入

任務七測試集成門電路的邏輯功能

數(shù)字電路中已廣泛使用IC芯片，掌握IC芯片邏輯電平的測試方法，是開發(fā)和維護數(shù)字電子設備的必要技能。測試方法是在各邏輯輸入端分別接入不同的電平值，用萬用表測量邏輯輸出端的電平值，并分析輸入與輸出是否符合邏輯關(guān)系。通常，TTL集成電路的負載電流遠遠大于CMOS集成門電路，可以直接驅(qū)動發(fā)光二極管，所以可以從LED的發(fā)光狀態(tài)判斷TTL輸出端的邏輯電平。課題一認識數(shù)字電路電路輸入端邏輯輸出端邏輯輸出端電壓輸出端電流LED1A1B1Y圖a1100.32V5mA亮圖b1014.74V0滅相關(guān)知識一、TTL與非門的負載驅(qū)動課題一認識數(shù)字電路二、CMOS與非門的負載驅(qū)動課題一認識數(shù)字電路1.74LS08與門邏輯功能測試74LS08四2輸入與門測試電路

任務實施課題一認識數(shù)字電路操作步驟（1）關(guān)閉穩(wěn)壓電源開關(guān)，將74LS08插入面包板。（2）將+5V電源接到IC管腳14，將電源負極接到IC管腳7。（3）將邏輯門的輸入端腳1、腳2用插接線接到邏輯電位上，高電平為邏輯1，低電平為邏輯0。（4）將電阻與LED串聯(lián)接入邏輯門的輸出端腳3。（5）將電壓表接入邏輯門的輸出端腳3。（6）檢查無誤后接通電源。（7）用插接線改變輸入端的電位，并將測試結(jié)果記入表中。（8）檢查測試結(jié)果是否符合與門邏輯。課題一認識數(shù)字電路2.74LS32或門邏輯功能測試74LS32四2輸入或門測試電路課題一認識數(shù)字電路3.74LS04非門邏輯功能測試74LS04六非門測試電路課題一認識數(shù)字電路4.74LS00與非門邏輯功能測試74LS00四2輸入與非門測試電路

課題一認識數(shù)字電路5.74LS86異或門邏輯功能測試74LS86四異或門測試電路課題一認識數(shù)字電路6.CD4011與非門邏輯功能測試CD4011四2輸入與非門測試電路

課題一認識數(shù)字電路邏輯函數(shù)式越簡單，它所表示的邏輯關(guān)系越清晰，有利于用最少的電子器件來實現(xiàn)這個邏輯函數(shù)。常用的化簡工具是邏輯代數(shù)定律、卡諾圖和相應的計算機軟件。最簡“與或”邏輯函數(shù)式的標準是：

（1）邏輯函數(shù)式中乘積項的個數(shù)最少。（2）每個乘積項中的邏輯變量數(shù)最少。任務八化簡邏輯函數(shù)任務引入

課題一認識數(shù)字電路一、邏輯代數(shù)運算法則和基本定律1．邏輯代數(shù)的運算法則相關(guān)知識課題一認識數(shù)字電路2．邏輯代數(shù)的交換律、結(jié)合律和分配律課題一認識數(shù)字電路3．邏輯代數(shù)的吸收律課題一認識數(shù)字電路4．邏輯代數(shù)的摩根定律（反演率）課題一認識數(shù)字電路二、邏輯函數(shù)的公式化簡法1．用并項法化簡邏輯函數(shù)

運用公式，將兩項合并為一項，消去一個變量?！纠?-8】化簡函數(shù)：課題一認識數(shù)字電路2．用吸收法化簡邏輯函數(shù)3．用消去法化簡邏輯函數(shù)運用吸收律A+AB=A，消去多余的與項。例如：運用吸收律消去多余的邏輯變量。例如：課題一認識數(shù)字電路4．用配項法化簡邏輯函數(shù)課題一認識數(shù)字電路三、邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法1．真值表與邏輯函數(shù)的