電工數(shù)字電子電路第一章

§1-3邏輯門電路三人表決器a）表決器b）電路框圖條

件（同意√，不同意×）結(jié)

果ABC紅燈綠燈×××亮不亮××√亮不亮×√×亮不亮×√√不亮亮√××亮不亮√×√不亮亮√√×不亮亮√√√不亮亮三人表決器邏輯關(guān)系所謂門其實(shí)就是一種開關(guān)，它能按照一定的條件去控制信號(hào)的通過或不通過。門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關(guān)系，所以門電路又稱為邏輯門電路。一、基本門電路1．與門（AND）與邏輯關(guān)系定義：只有當(dāng)決定一件事情的幾個(gè)條件完全具備時(shí)，這件事情才能發(fā)生，否則不發(fā)生。與邏輯開關(guān)電路

與門邏輯符號(hào)開關(guān)A開關(guān)B燈泡斷斷不亮斷通不亮通斷不亮通通亮電路狀態(tài)

與門真值表ABY000010100111與門的邏輯功能可概括為：“有0出0，全1出1”。與門的邏輯表達(dá)式為：Y=A·B=AB與門邏輯符號(hào)與輸入輸出波形列出有三個(gè)輸入端的與門的真值表，畫出其邏輯符號(hào)，并畫出對(duì)應(yīng)于下圖輸入波形的輸出波形。2．或門（OR）或邏輯關(guān)系定義：當(dāng)決定一件事情的幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件具備，這件事情就會(huì)發(fā)生。或邏輯開關(guān)電路

或門邏輯符號(hào)ABY000011101111或門真值表或門的邏輯功能可概括為：“全0出0，有1出1”。或門的邏輯表達(dá)式為：Y=A+B列出有三個(gè)輸入端的或門的真值表，畫出其邏輯符號(hào)，并畫出對(duì)應(yīng)于下圖輸入波形的輸出波形。3．非門(NOT)非邏輯關(guān)系定義：事情的結(jié)果與條件總是呈相反狀態(tài)。非邏輯開關(guān)電路

非門邏輯符號(hào)AY0100非門真值表非門的邏輯功能可概括為：“有0出1，有1出0”。非門的邏輯表達(dá)式為：指出圖中表示AB、A+B、、以及的范圍。

、二、復(fù)合門電路常用復(fù)合門電路續(xù)表續(xù)表用Multisim仿真軟件測(cè)試復(fù)合門電路邏輯功能

1．測(cè)試與非門74LS00N的邏輯功能（1）用Multisim仿真軟件建立所示測(cè)試電路。（2）單擊邏輯開關(guān)A、B，在與非門的輸入端加上0和1，觀察輸出端指示燈的亮與滅。（3）建立測(cè)試與非門真值表實(shí)驗(yàn)電路。74LS00N邏輯功能測(cè)試電路測(cè)試74LS00Na)測(cè)試電路b)真值表2．測(cè)試異或門74LS86N的邏輯功能（1）用Multisim仿真軟件建立測(cè)試電路。（2）雙擊邏輯分析儀，打開其面板，選擇內(nèi)時(shí)鐘，選擇10kHz采樣頻率。（3）接通電源，調(diào)節(jié)邏輯分析儀時(shí)間基準(zhǔn)，得到合適的完整波形后點(diǎn)擊暫停開關(guān)，得到靜止的波形。a）b)測(cè)試74LS86N邏輯功能a)測(cè)試電路b)波形圖三、其他類型門電路1．集電極開路與非門（OC門）OC門a)邏輯符號(hào)b)外接上拉電阻OC與非門74LS01a)外形b)引腳排列OC門的主要應(yīng)用如下：（1）直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管或小型繼電器OC門直接驅(qū)動(dòng)小型負(fù)載a)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管b)驅(qū)動(dòng)小型繼電器（2）實(shí)現(xiàn)線與功能用OC門實(shí)現(xiàn)線與功能2．三態(tài)門（TS門）邏輯符號(hào)邏輯功能Y呈高阻（開路）Y呈高阻（開路）三態(tài)門邏輯符號(hào)與邏輯功能74LS125外形和引腳a)實(shí)物圖b)引腳排列（1）用三態(tài)門構(gòu)成單向總線

（2）用三態(tài)門構(gòu)成雙向總線用三態(tài)門構(gòu)成單向總線用三態(tài)門構(gòu)成雙向總線四、TTL與非門的電壓傳輸特性和主要參數(shù)1．電壓傳輸特性電壓傳輸特性：指門電路的輸出電壓隨輸入電壓變化的特性，通常用電壓傳輸特性曲線來表示?；綯TL與非門的電壓傳輸特性曲線2．主要參數(shù)（1）輸出高電平UOH定義：指輸出端空載，輸入端有一個(gè)或一個(gè)以上為低電平時(shí)所對(duì)應(yīng)的輸出電壓。（2）輸出低電平UOL定義：指輸出端空載，所有輸入端都接高電平時(shí)所對(duì)應(yīng)的輸出電壓。（3）閾值電壓UTH定義：電壓傳輸特性轉(zhuǎn)折區(qū)中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入電壓。（4）開門電平UON定義：在保證輸出為額定低電平時(shí)所允許的最小輸入高電平值。（5）關(guān)門電平UOFF定義：在保證輸出為額定高電平的90%的條件下，所允許的最大輸入低電平值。（6）噪聲容限定義：指保證電路正常輸出的前提下，所允許輸入信號(hào)的波動(dòng)范圍。1）輸入高電平噪聲容限UNHUNH=UIH-UON式中VIH表示輸入高電平。2）輸入低電平噪聲容限UNLUNL=UOFF-UIL式中UIL表示輸入低電平。（7）扇入系數(shù)N定義：指一個(gè)與非門帶同類門的個(gè)數(shù)，它反映了門電路的帶負(fù)載能力。（8）平均傳輸延遲時(shí)間tpd定義：由于開關(guān)器件的轉(zhuǎn)換需要時(shí)間，與非門的輸出與輸入之間存在一定的滯后。平均傳輸時(shí)間

：傳輸延遲時(shí)間示意圖五、數(shù)字集成電路系列及型號(hào)命名分類：TTL型和CMOS型。TTL集成電路構(gòu)成：雙極型三極管。CMOS集成電路構(gòu)成：單極型場效應(yīng)管。集成電路型號(hào)命名組成：用字母表示國家標(biāo)準(zhǔn)，用字母表示器件的類型，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示器件的系列和品種代號(hào)，用字母表示器件的工作溫度范圍，用字母表示器件的封裝形式。第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分符號(hào)含義符號(hào)含義阿拉伯?dāng)?shù)字符號(hào)含義符號(hào)含義C中國THECFDWJBMTTLHTLECLCMOS線性放大器電視電路穩(wěn)壓器接口電路非線性電路存儲(chǔ)器阿拉伯?dāng)?shù)字CERM0～70℃-40℃～85℃-55℃～85℃-55℃～125℃WBFDPJKT陶瓷扁平塑料扁平全密封扁平陶瓷直插塑料直插黑陶瓷直插金屬菱形金屬圓形集成電路型號(hào)及其意義【例】CMOS器件型號(hào)的符號(hào)和意義舉例TTL器件型號(hào)的符號(hào)和意義舉例六、數(shù)字集成電路使用注意事項(xiàng)1．TTL電路使用注意事項(xiàng)（1）TTL電路的電源正端通常標(biāo)VCC，負(fù)端標(biāo)GND。電源電壓允許范圍4.5V～5.5V。一般使用5V電源。（2）TTL與非門輸入端通過電阻R接地時(shí)，若R<680Ω，相當(dāng)于接低電平；若R>2.5kΩ（最好10kΩ以上），相當(dāng)于接高電平。（3）TTL與門（與非門）、或門（或非門）多余輸入端處理方法處理方法直接接電源通過電阻（小于100Ω）接電源與有效輸入端并聯(lián)電路圖TTL與門（與非門）多余輸入端處理方法處理方法直接接地通過電阻（小于100Ω）接地與有效輸入端并聯(lián)電路圖TTL或門（或非門）多余輸入端處理方法（4）除OC門和TS門外，TTL門電路輸出端不允許并聯(lián)使用，否則不僅會(huì)造成邏輯混亂，還可能損壞器件。（5）輸出端不允許直接接電源或接地。（6）多余門的處理多余門示例至少一個(gè)接02．CMOS電路使用注意事項(xiàng)（1）CMOS電路的電源正端標(biāo)VDD，負(fù)端標(biāo)VSS，使用時(shí)通常將VSS接地。電源電壓允許范圍3～18V，一般使用5～15V。（2）CMOS集成電路的多余輸入端不能懸空，否則電路將受干擾，不能正常工作。（3）與門（與非門）多余輸入端接VDD，或門（或非門）多余輸入端接地。盡量不要將輸入端并聯(lián)使用。（4）輸出端不允許直接與VDD或VSS連接。（5）接通電源后，才能輸入信號(hào)；斷電時(shí)，則要求先撤信號(hào)，后斷電源。（6）在裝接電路、改變電路連接或插電路板時(shí)，均應(yīng)斷開電源，嚴(yán)禁帶電操作。（7）CMOS集成電路應(yīng)存放在導(dǎo)電的容器內(nèi)，有良好的靜電屏蔽。（8）焊接CMOS電路時(shí)，電烙鐵功率不得大于20W，電烙鐵外殼要有良好的接地，最好利用電烙鐵斷電后的余熱快速焊接。3．TTL與CMOS電路的連接（1）TTL驅(qū)動(dòng)CMOS電路TTL驅(qū)動(dòng)CMOS電路用CMOS門實(shí)現(xiàn)電平匹配（2）CMOS驅(qū)動(dòng)TTL電路1）幾個(gè)同功能的CMOS電路并聯(lián)使用，即將其輸入端并聯(lián)，輸出端也并聯(lián)（TTL