第五章电子电路知识数字PPT讲稿.ppt

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1、第五章电子电路知识数字1第1页，共31页，编辑于2022年，星期三一、一、概述概述1.数字信号和模拟信号数字信号和模拟信号电电子子电电路路中中的的信信号号模拟信号模拟信号数字信号数字信号随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号时间和幅度都是离散的时间和幅度都是离散的2第2页，共31页，编辑于2022年，星期三模拟信号：模拟信号：tu正弦波信号正弦波信号t锯齿波信号锯齿波信号u3第3页，共31页，编辑于2022年，星期三 研究模拟信号时，我们注重电路输研究模拟信号时，我们注重电路输入、输出信号间的大小、相位关系。相入、输出信号间的大小、相位关系。相应的电子电路就是模拟电路，包括交直应的电子电路就

2、是模拟电路，包括交直流放大器、滤波器、信号发生器等。流放大器、滤波器、信号发生器等。在模拟电路中，晶体管一般工作在在模拟电路中，晶体管一般工作在放大状态。放大状态。4第4页，共31页，编辑于2022年，星期三数字信号：数字信号：数字信号数字信号产品数量的统计。产品数量的统计。数字表盘的读数。数字表盘的读数。数字电路信号：数字电路信号：t矩形脉冲信号矩形脉冲信号Ttp5第5页，共31页，编辑于2022年，星期三研究数字电路时注重电路输出、输入研究数字电路时注重电路输出、输入间的逻辑关系，因此不能采用模拟电间的逻辑关系，因此不能采用模拟电路的分析方法。主要的分析工具是逻路的分析方法。主要的分析工具

3、是逻辑代数，电路的功能用真值表、逻辑辑代数，电路的功能用真值表、逻辑表达式或波形图表示。表达式或波形图表示。在数字电路中，在数字电路中，三极管工作在开关状态三极管工作在开关状态下下，即工作在，即工作在饱和状态饱和状态或或截止状态。截止状态。6第6页，共31页，编辑于2022年，星期三2.数制数制（1）十进制十进制：以十为基数的记数体制以十为基数的记数体制表示数的十个数码：表示数的十个数码：1,2,3,4,5,6,7,8,9,0遵循遵循逢十进一逢十进一的规律的规律157=7第7页，共31页，编辑于2022年，星期三一个十进制数数一个十进制数数 N可以表示成：可以表示成：若在数字电路中采用十进制，

4、必须要有若在数字电路中采用十进制，必须要有十个电路状态与十个记数码相对应。这样将十个电路状态与十个记数码相对应。这样将在技术上带来许多困难，而且很不经济。在技术上带来许多困难，而且很不经济。8第8页，共31页，编辑于2022年，星期三（2）二进制二进制：以二为基数的记数体制以二为基数的记数体制表示数的两个数码：表示数的两个数码：0,1遵循遵循逢二进一逢二进一的规律的规律（1001)B =(9)D9第9页，共31页，编辑于2022年，星期三用电路的两个状态用电路的两个状态-开关来表示二进开关来表示二进制数，数码的存储和传输简单、可靠。制数，数码的存储和传输简单、可靠。位数较多，使用不便；不合人们

5、的习位数较多，使用不便；不合人们的习惯，输入时将十进制转换成二进制，惯，输入时将十进制转换成二进制，运算结果输出时再转换成十进制数。运算结果输出时再转换成十进制数。10第10页，共31页，编辑于2022年，星期三逻辑代数与基本逻辑关系逻辑代数与基本逻辑关系在数字电路中，我们要研究的是电路的输在数字电路中，我们要研究的是电路的输入输出之间的逻辑关系，所以数字电路又称入输出之间的逻辑关系，所以数字电路又称逻逻辑电路辑电路，相应的研究工具是，相应的研究工具是逻辑代数（布尔逻辑代数（布尔代数）代数）。在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能取两在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能取两个值（个值（二值变量二值变量）

6、，即），即0和和1，中间值没有意，中间值没有意义，这里的义，这里的0和和1只表示两个对立的逻辑状态，只表示两个对立的逻辑状态，如电位的低高（如电位的低高（0表示低电位，表示低电位，1表示高电位）、表示高电位）、开关的开合等。开关的开合等。3.1.2 基本逻辑运算和逻辑门基本逻辑运算和逻辑门11第11页，共31页，编辑于2022年，星期三1.“与与”逻辑运算和与门逻辑运算和与门A、B条件都具备时，事件条件都具备时，事件F才发生。才发生。(2)逻辑符号逻辑符号基本逻辑关系：基本逻辑关系：EFAB&ABCFA&FB(1)电路电路12第12页，共31页，编辑于2022年，星期三(3)逻辑式逻辑式F=A

7、B逻辑乘法逻辑乘法逻辑与逻辑与真值表真值表ABF0 0 00 1 01 0 01 1 1(4)真值表真值表结论结论:全全1出出1,有有0出出013第13页，共31页，编辑于2022年，星期三(1)逻辑式逻辑式F=ABC逻辑乘法逻辑乘法逻辑与逻辑与AFBC00001000010011000010101001101111真值表真值表(2)真值表真值表结论结论:全全1出出1,有有0出出0A、B、C条件都具备时，事件条件都具备时，事件F才发生。才发生。14第14页，共31页，编辑于2022年，星期三二极管与门电路二极管与门电路FD1D2AB +5V设二极管的饱和压降设二极管的饱和压降为为0.3伏。伏。

8、与逻辑实现与逻辑实现15第15页，共31页，编辑于2022年，星期三2.“或或”逻辑运算和或门逻辑运算和或门A、B、C 只要有一个条件具备时，事件只要有一个条件具备时，事件F就就发生。发生。1ABCF(2)逻辑符号逻辑符号AEFBC(1)电路电路A 1FB16第16页，共31页，编辑于2022年，星期三F=A+B+C(3)逻辑式逻辑式逻辑加法逻辑加法逻辑或逻辑或AFBC00001001010111010011101101111111真值表真值表(4)真值表真值表结论结论:全全0出出0,有有1出出117第17页，共31页，编辑于2022年，星期三二极管或门二极管或门FD1D2AB-12V或逻辑实

9、现或逻辑实现18第18页，共31页，编辑于2022年，星期三3.“非非”逻辑运算和非门逻辑运算和非门A条件具备时条件具备时，事件，事件F不发生；不发生；A不具备时，不具备时，事件事件F发生。发生。(2)逻辑符号逻辑符号AEFRAF(1)电路电路19第19页，共31页，编辑于2022年，星期三(3)逻辑式逻辑式真值表真值表逻辑非逻辑非逻辑反逻辑反AF0110(4)真值表真值表20第20页，共31页，编辑于2022年，星期三R1DR2AF+12V+3V三极管非门三极管非门嵌位二极管（三极管的饱和压降（三极管的饱和压降假设为假设为0.3V）非逻辑实现非逻辑实现21第21页，共31页，编辑于2022年

10、，星期三4.复合逻辑运算和复合门复合逻辑运算和复合门“与与”、“或或”、“非非”是三种基本的逻是三种基本的逻辑关系，任何其它的逻辑关系都可以以它们辑关系，任何其它的逻辑关系都可以以它们为基础表示。为基础表示。与非：与非：条件条件A、B、C都具备，则都具备，则F 不发生。不发生。&ABCF22第22页，共31页，编辑于2022年，星期三(1)逻辑式逻辑式00111101AFBC000110010101101101111110真值表真值表(2)真值表真值表结论结论:全全1出出0,有有0出出1与非与非逻辑逻辑23第23页，共31页，编辑于2022年，星期三R1DR2F+12V+3V三极管非门三极管非

11、门D1D2AB+12V二极管与门二极管与门与非门与非门与非逻辑实现与非逻辑实现24第24页，共31页，编辑于2022年，星期三或非：或非：条件条件A、B、C任一具备，任一具备，则则F不不 发生。发生。1ABCF异或：异或：条件条件A、B有一个具备，有一个具备，另一个不具备则另一个不具备则F 发生。发生。=1ABF25第25页，共31页，编辑于2022年，星期三(1)逻辑式逻辑式AFBC00011000010011000010101001101110真值表真值表(2)真值表真值表结论结论:全全0出出1,有有1出出0或非逻辑或非逻辑26第26页，共31页，编辑于2022年，星期三5.几种基本的逻辑

12、运算几种基本的逻辑运算 从三种基本的逻辑关系出发，我们可从三种基本的逻辑关系出发，我们可以得到以下逻辑运算结果：以得到以下逻辑运算结果：0 0=0 1=1 0=01 1=10+0=00+1=1+0=1+1=127第27页，共31页，编辑于2022年，星期三1.体积大、工作不可靠。体积大、工作不可靠。2.需要不同电源。需要不同电源。3.各种门的输入、输出电平不匹配。各种门的输入、输出电平不匹配。分立元件门电路的缺点分立元件门电路的缺点二、二、集成逻辑门集成逻辑门28第28页，共31页，编辑于2022年，星期三与分立元件电路相比，集成电路具有体与分立元件电路相比，集成电路具有体积小、可靠性高、速度

13、快的特点，而且输入、积小、可靠性高、速度快的特点，而且输入、输出电平匹配，所以早已广泛采用。根据电输出电平匹配，所以早已广泛采用。根据电路内部的结构，可分为路内部的结构，可分为DTL、TTL、HTL、MOS管集成门电路等。管集成门电路等。29第29页，共31页，编辑于2022年，星期三门的输出电压随输入电压变化的特性称为门的输出电压随输入电压变化的特性称为电压传输特性电压传输特性 电压传输特性：电压传输特性：TTL与非门电路与非门电路30第30页，共31页，编辑于2022年，星期三1.悬空的输入端相当于接高电平。悬空的输入端相当于接高电平。2.为了防止干扰，可将悬空的输入端接为了防止干扰，可将悬空的输入端接VCC或通过电阻接或通过电阻接VCC。使用集成门注意事项使用集成门注意事项 3.除三态门、除三态门、OC门以外，门电路的输门以外，门电路的输出端不允许并联；输出端不允许直接出端不允许并联；输出端不允许直接接电源或地端；每个门输出所带负载接电源或地端；每个门输出所带负载不允许超过它的负载能力。不允许超过它的负载能力。31第31页，共31页，编辑于2022年，星期三