如何看懂電路圖6-數(shù)字電路

1、表示二進制數(shù)碼的，例如用高電平表示“ 1 ”，低電平表示“ 0 ”。聲音圖像文字等信息經(jīng)過數(shù)字化處理后變成了一串串字電路。這種電路同時又被叫做邏輯電路，那是因為電路中的1010測量等領(lǐng)域。一般家電產(chǎn)品中，如定時器、告警器、控制器、電子鐘表、電子玩具等都要用數(shù)字邏輯電路。數(shù)字邏輯電路的第一個特點是為了突出“邏輯”兩個字，使用的是獨特的圖形符號。數(shù)字邏輯電路中有門電路和觸發(fā)器兩種基本單元電路，它們都是以晶體管和電阻等元件組成的， 但在邏輯電路中我們只用幾個簡化了的圖形符號去表示它們，而不畫出它們的具體電路，也不管它們使用多高電壓，是 TTL 電路還是 CMOS 電路等等。按邏輯功能要求把這些圖形符

2、號組合起沖電路圖。數(shù)字電路中有關(guān)信息是包含在 0 和 1 的數(shù)字組合內(nèi)0 和 101表達方法如真值表、特征方程分析工具如邏輯代數(shù)、卡諾圖等等，這些也都與放大振蕩電路不同。門電路和觸發(fā)器（ 1 ）門電路有大量集成化產(chǎn)品可供選用。最基本的門電路有 3 種：非門、與門和或門。非門就是反相器011 變成 0功能叫“非”，如果輸入是 A ，輸出寫成 P=A 。與門有 2 個以上輸入，它的功能是當(dāng)輸入都是 11ABP=AB 。或門也有 2 個以上輸入，它的功能是輸入有一個 1 時，輸出就是1 。這種功能也叫邏輯加，輸出就寫成 P=A B 。把這三種基本門電路組合起來可以得到各種復(fù)合門電路，如與門加非門成與

3、非門，或門加非門成或非門。圖 1 是它們的圖形符號和真值表。此外還有與或非門、異或門等等。數(shù)字集成電路有 TTLHTLCMOS10 。（ 2 ）觸發(fā)器觸發(fā)器實際上就是脈沖電路中的雙穩(wěn)電路前也已有集成化產(chǎn)品可供選用。常用的觸發(fā)器有 D 觸發(fā)器和JK 觸發(fā)器。D 觸發(fā)器有一個輸入端D 和一個時鐘信號輸入端CP 為了區(qū)別在CP 端加有箭頭它有兩個輸出端一個是 Q 一個是Q 加有小圈的輸出端是Q 端另外它還有兩個預(yù)置端 R D 和 S D ，平時正常工作時要R D 和 S D 端都加高電平1 如果使R D =0（S D仍為 1 ，則觸發(fā)器被置成 Q=0 ；如果使SD=0 （ RD=1 ，則被置成 Q=

4、1 。因此RD 端稱為置0端，SD 端稱為置1 端。D 觸發(fā)器的邏輯符號見圖2 ，圖中Q 、D 、SD 端畫在同一側(cè)；Q RD 畫在另一側(cè)。RD 和 SD 都帶小圓圈，表示要加上低電平才有效。D 觸發(fā)器是受 CP 和 D 端雙重控制的， CP 加高電平1 時它的輸出和 D 的狀態(tài)相同如 D=0 ，CP 來到后，Q=0 如D=1 ，CP 來到后，Q=1 。CP 脈沖起控制開門作用，如果CP=0 ，則不管D是什么狀態(tài)，觸發(fā)器都維持原來狀態(tài)不變。這樣的邏輯功能畫成表格就稱為功能表或特性表見圖 2 表中 Q n+1 表示加上觸發(fā)信號后變成的狀態(tài)，Qn 是原來的狀態(tài)。“ X ”表示是 0或 1 的任意狀

5、態(tài)。DDD1D2它D1D2Q1另一種性能更完善的觸發(fā)器叫 J K個輸入端： J 端和 K 端，一個 CP 端，兩個預(yù)置端： R D和 S D 端，以及兩個輸出端： Q 和 Q 端。它的邏輯符號見圖3JKCPJSDQK 、 R DQ 畫在另一側(cè)。J K3CP（即CP=1 ： JK0Qn 1=Qn J 0K=10Qn 1=0J=1K=0 ， Q n+1 =1J=1K=1Q n1 =Qn如果不加時鐘脈沖，即 CP=0J 、 K 端是什么狀態(tài)， 觸發(fā)器都維持原來狀態(tài)不變： Qn 1=QnJK 觸發(fā)器同時有好幾個 J 端和 KJ1J2和 K1K2 J KCP 的上升沿CP 和 S D 端省略不畫。能夠把

6、數(shù)字、字母變換成二進制數(shù)碼的電路稱為編碼器。（ 1 ）編碼器圖 4（ a 器。一個十進制數(shù)被表示成二進制碼必須 4 位，常用的碼是使從低到高的每一位二進制碼相當(dāng)于十進制數(shù)的 1 、 2 、 4 、 8 ，這種碼稱為 8 4 21BCD10-4編碼器”或“ DEC BCD 編碼器”。從圖看到，它是由與非門組成的。有 10 個輸入端，用按鍵控制，平時按鍵懸空相當(dāng)于接高電平 1 。它有 4 個輸出端ABCD ，輸出 8421 碼。如果按下“ 1 ”鍵，與“ 1 ”鍵對應(yīng)的線被接地，等于輸入低電平 0 、于是門 D 輸出為 1 ，整個輸出成 0001 。7B 門、 CD1011110 線 44 （ b

7、 。左側(cè)有 10 個輸入端，帶小圓圈表示要用低電平，右側(cè)有 4 個輸出端，從上到下按從低到高排列。使用時可以直接選用。（ 2 ）譯碼器5410410個輸出端，從上到下按 0 、 1 、 9排列表示 10 個十進制10 個輸出端都是高電平 1 ，如輸入為 1001 碼，輸出“ 9 ”端為低電平 0 ，其余 9 根線仍為高電平 1 ，這表示“ 9 ”線被譯中。二極管，如每段都接低電平 0 ，七段都被點亮，顯示出數(shù)字“ 8 ”；如 b 、 c 段接低電平 0 ，其余都接 1是“ 1 ”?？梢娨咽M制數(shù)用七段顯示管顯示出來還要經(jīng)過一次譯碼。如果使用“ 4 線 7 線譯碼器”和顯示管配合使用，就很簡單

8、，輸入二進制碼可直接顯示十進制數(shù)，見圖 6 。47和數(shù)碼管相連。左上側(cè)另有一個滅燈控制端 I B ，正常工作時應(yīng)加高電平 1 ，如不需要這位數(shù)字顯示就在 I B 上加低電平0 ，就可使這位數(shù)字熄滅。LED ）6有七段發(fā)光寄存器和移位寄存器（ 1 ）寄存器7 是用 4 個 D4 位二進制數(shù)。 4 個 CP 端連在一起作為控制端，只有 CP=14 個 RD1001D 端，當(dāng) CP 來到后 4 個觸發(fā)器從高到低分別被置成 101 ，并一直保持到下一次輸入數(shù)據(jù)之前。要想取出這串?dāng)?shù)碼可以從觸發(fā)器的 Q 端取出。（ 2 ）移位寄存器有移位功能的寄存器叫移位寄存器，它可以是左移的、右移的，也可是雙向移位的。

9、圖 8 是一個能把數(shù)碼逐位左移的寄存器。它和一般寄存器不同的是：數(shù)碼是逐位串行輸入并加在最低位的 D 端，然后把低位的 QD 端。這時 CP先從 R D 端送低電平清零，使寄存器成 0000 狀態(tài)。假定要輸入的數(shù)碼是 1001第 1 個 CP 后， 1 被打入第 1 個觸發(fā)器，寄存器成 0001 ； 第 2 個 CP 后， Qo 的 1 被移入 Q 1 ，新的 0 打入 D 1 ， 成為 00103CP01004 個 CP為 1001 ?？梢娊?jīng)過 4 個 CP ，寄存器就寄存了 4 位二進制碼1001 。目前已有品種繁多的集成化寄存器供選用。計數(shù)器和分頻器（ 1 ）計數(shù)器現(xiàn)舉一個最簡單的加法計

10、數(shù)器為例，見圖 9 。它是一16111115需要計數(shù)的脈沖加到最低位觸發(fā)器的 CP 端上，所有的 J 、 K 端都接高電平 1 ，各觸發(fā)器 Q 端接到相鄰高一位觸發(fā)器的 CP JKJ=1K=1 時來一CP1CP 后沿，觸發(fā)器 C0Q0=130 態(tài)， 整個計數(shù)器的狀態(tài)是 00012 個 CPC0 Q0=0C1 翻轉(zhuǎn)成 Q1=10010 15 個 CP1111CP 脈沖計數(shù)。（ 2 ）分頻器計數(shù)器的第一個觸發(fā)器是每隔 2 個 CP 送出一個進位脈沖，所以每個觸發(fā)器就是一個 2 分頻的分頻器， 16 進制計數(shù)器就是一個 16 分頻的分頻器。生 3276815 級 2子手表專用集成電路產(chǎn)品，見圖 10 。數(shù)字邏輯電路讀圖要點和舉例致了解電路的用途和性能。 找出輸入端、輸出端和關(guān)鍵部件，區(qū)分開各種信號并弄清信號的流向。 逐級分析輸出與輸入的邏輯關(guān)系，了解各部分的邏輯功能。 最后統(tǒng)觀全局得出分析結(jié)果。例 1 三路搶答器圖 11SA4 ，觸發(fā)器全部被置零，進入準(zhǔn)備狀態(tài)。這時Q1 Q3 均為，搶答燈不亮；門 1 和門 2 輸出為 0 ，門 3 和門 4的音頻振蕩器不振蕩，揚聲器無聲。1SA1C1 翻轉(zhuǎn)成 Q1=1Q1=02 輸出為 1HL11123 號臺再按開關(guān)也不起作用。裁判宣布競賽結(jié)果后，再按一下SA4 ，電路又進入準(zhǔn)備狀態(tài)。例