《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》(張金華主編)演示文稿wg.ppt

1、了解基本邏輯門(mén)、復(fù)合邏門(mén)的邏輯功能，能畫(huà)出其電路圖形符號(hào)； 理解邏輯功能的四種表示方法； 了解TTL門(mén)電路的型號(hào)規(guī)定、引腳識(shí)讀等使用常識(shí)； 了解CMOS門(mén)電路的型號(hào)規(guī)定、引腳識(shí)讀，掌握其安全操作的方法； 會(huì)對(duì)TTL、CMOS集成門(mén)電路進(jìn)行邏輯功能測(cè)試；,6.1.1 基本邏輯門(mén)電路,一、與門(mén)電路,1. 與邏輯關(guān)系 如圖所示，開(kāi)關(guān)A與B串聯(lián)在回路中，只有當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)，燈Y才亮；只要有一個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，燈Y就不亮。這就是說(shuō)“當(dāng)一件事情（燈亮）的幾個(gè)條件（兩個(gè)開(kāi)關(guān)均閉合）全部具備之后，這件事情（燈亮）才能發(fā)生，否則不發(fā)生”。這樣的因果關(guān)系稱為與邏輯關(guān)系，也稱為邏輯乘。,與邏輯關(guān)系,6.1.1 基本邏

2、輯門(mén),一、與門(mén)電路,2. 與邏輯關(guān)系的表示 與邏輯關(guān)系可用邏輯函數(shù)表達(dá)式表示 除了用邏輯函數(shù)表達(dá)式表示外，還可以用真值表表示。與邏輯功能為“有0出0，全1出1”，A、B兩個(gè)輸入變量有四種可能的取值情況。如表所示。,與門(mén)的真值表,6.1.1 基本邏輯門(mén),一、與門(mén)電路,3. 與門(mén)電路 能實(shí)現(xiàn)與邏輯功能的電路稱為與門(mén)電路，簡(jiǎn)稱與門(mén)，如圖所示。門(mén)電路可以用二極管、三極管、MOS管和電阻等分立元件組成，也可以是集成電路。,二極管組成的與門(mén)電路,與門(mén)電路的邏輯符號(hào),6.1.1 基本邏輯門(mén),二、或門(mén)電路,1. 或邏輯關(guān)系 如圖所示，開(kāi)關(guān)A與B并聯(lián)在回路中，只要兩個(gè)開(kāi)關(guān)有一個(gè)閉合時(shí)，燈Y才亮；只有當(dāng)開(kāi)關(guān)全部斷

3、開(kāi)，燈Y才不亮。這就是說(shuō)“當(dāng)決定一件事情（燈亮）的各個(gè)條件中至少具備一個(gè)條件（有一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合），這件事情（燈亮）才能發(fā)生，否則不發(fā)生”。這樣的因果關(guān)系稱為或邏輯關(guān)系，也稱為邏輯加。,或邏輯關(guān)系,6.1.1 基本邏輯門(mén),二、或門(mén)電路,2. 或邏輯關(guān)系的表示 或邏輯關(guān)系可用邏輯函數(shù)表達(dá)式表示 除了用邏輯函數(shù)表達(dá)式表示外，還可以用真值表表示?；蜻壿嫻δ転椤坝?出1，全0出0”，A、B兩個(gè)輸入變量有四種可能的取值情況。如表所示。,或門(mén)的真值表,6.1.1 基本邏輯門(mén),二、或門(mén)電路,3. 或門(mén)電路 能實(shí)現(xiàn)或邏輯功能的電路稱為或門(mén)電路，簡(jiǎn)稱或門(mén)，如圖所示。門(mén)電路可以用二極管、三極管、MOS管和電阻等分立元

4、件組成，也可以是集成電路。,二極管組成的或門(mén)電路,或門(mén)電路的邏輯符號(hào),6.1.1 基本邏輯門(mén),三、非門(mén)電路,1. 非邏輯關(guān)系 如圖所示，開(kāi)關(guān)A與燈Y并聯(lián)，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，燈Y亮；當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，燈Y不亮。這就是說(shuō)“事情（燈亮）和條件（開(kāi)關(guān)）總是呈相反狀態(tài)”。這樣的因果關(guān)系稱為非邏輯關(guān)系，也稱為邏輯非。,非邏輯關(guān)系,6.1.1 基本邏輯門(mén),三、非門(mén)電路,2. 非邏輯關(guān)系的表示 非邏輯關(guān)系可用邏輯函數(shù)表達(dá)式表示 從真值表分析可以看出，非邏輯功能為“有0出1，有1出0”，一個(gè)輸入變量有兩種可能（ ）的取值情況，滿足以下運(yùn)算規(guī)則,非門(mén)的真值表,6.1.1 基本邏輯門(mén),三、非門(mén)電路,3. 非門(mén)電路 能實(shí)現(xiàn)非

5、邏輯功能的電路稱為非門(mén)電路，又稱為反相器，簡(jiǎn)稱非門(mén)。如圖所示。,非門(mén)電路的邏輯符號(hào),三極管組成的非門(mén)電路,6.1.1 基本邏輯門(mén),四、邏輯關(guān)系的波形圖表示方法,所謂波形圖表示方法，是用輸入端在不同邏輯信號(hào)作用下所對(duì)應(yīng)的輸出端信號(hào)波形圖表示門(mén)電路的邏輯關(guān)系的方法。由于波形圖表示的直觀性，也是表示和分析電路邏輯關(guān)系常用的方法。如圖所示是或門(mén)邏輯關(guān)系的波形圖，圖中在 時(shí)間段內(nèi)，A、B輸入端均為高電平1，由或門(mén)邏輯關(guān)系可知此時(shí)輸出端Y為高電平1，依照此方法，可得出 、 和 時(shí)間段內(nèi)輸出端Y的波形。,或門(mén)邏輯關(guān)系的波形圖,6.1.2 復(fù)合邏輯門(mén),一、與非門(mén),與門(mén)后串聯(lián)非門(mén)就構(gòu)成了一個(gè)與非門(mén)，如圖所示。,

6、與非門(mén)邏輯符號(hào),與非門(mén)的邏輯函數(shù)表達(dá)式為,與非門(mén)的真值表,6.1.2 復(fù)合邏輯門(mén),一、與非門(mén),除了用邏輯函數(shù)表達(dá)式表示外，還可以用真值表表示。,6.1.2 復(fù)合邏輯門(mén),二、或非門(mén),在或門(mén)后串聯(lián)非門(mén)就構(gòu)成了一個(gè)或非門(mén) ，如圖所示。,或非門(mén)邏輯符號(hào),或非門(mén)的邏輯函數(shù)表達(dá)式為,或非門(mén)的真值表,6.1.2 復(fù)合邏輯門(mén),二、或非門(mén),除了用邏輯函數(shù)表達(dá)式表示外，還可以用真值表表示。,6.1.2 復(fù)合邏輯門(mén),三、與或非門(mén),與或非門(mén)一般由兩個(gè)或多個(gè)與門(mén)和一個(gè)或門(mén)，再和一個(gè)非門(mén)串聯(lián)而成。如圖所示。,與或非門(mén)邏輯符號(hào),6.1.2 復(fù)合邏輯門(mén),三、與或非門(mén),與或非門(mén)的邏輯函數(shù)表達(dá)式為,與或非門(mén)真值表,與或非門(mén)的真值

7、表如表所示,6.1.2 復(fù)合邏輯門(mén),四、異或門(mén),異或門(mén)的邏輯結(jié)構(gòu)及電路圖形符號(hào)，如圖所示。,異或門(mén)的邏輯符號(hào),6.1.2 復(fù)合邏輯門(mén),四、異或門(mén),異或門(mén)的邏輯函數(shù)表達(dá)式為,異或門(mén)的真值表,或,除了用邏輯函數(shù)表達(dá)式表示外，還可以用真值表表示。,6.1.3 集成邏輯門(mén),一、TTL集成邏輯門(mén)電路,1. 產(chǎn)品系列和外形封裝 TTL集成門(mén)電路中，現(xiàn)主要有： 74標(biāo)準(zhǔn)（中速）、74H（高速）、74S(超高速肖特基)、74LS(低功耗肖特基)和74AS(先進(jìn)的肖特基)等系列， 74LS系列為現(xiàn)代主要應(yīng)用產(chǎn)品。 TTL集成電路的型號(hào)由五部分構(gòu)成。外形如圖所示。如CT74LSCP:第一部分字母C表示國(guó)標(biāo)。第二部

8、分字母T表示TTL電路。第三部分是器件系列和品種代號(hào):74表示國(guó)際通用74系列，54表示軍用產(chǎn)品系列；LS表示低功耗肖特基系列；為品種代號(hào)。第四部分字母表示器件工作溫度,C為 。第五部分字母表示器件封裝:P為塑料雙列直插式;J為黑瓷雙列直插式。,TTL集成邏輯門(mén)電路的外形封裝,2. 引腳識(shí)讀 引腳編號(hào)的判斷方法是：把凹槽標(biāo)志置于左方，引腳向下，逆時(shí)針自下而上順序依次為1、2、引出端。,6.1.3 集成邏輯門(mén),一、TTL集成邏輯門(mén)電路,引腳排列如圖所示,6.1.3 集成邏輯門(mén),二、CMOS集成門(mén)電路,1. 產(chǎn)品系列和外形封裝 CMOS集成門(mén)電路系列較多，現(xiàn)主要有4000（普通）、74HC（高速）

9、、74HCT（與TTL兼容）等產(chǎn)品系列，外形封裝與TTL集成門(mén)電路相同，如圖所示。其中4000系列品種多、功能全，現(xiàn)仍被廣泛使用。 CMOS集成電路的型號(hào)由五部分構(gòu)成，如CC74HCRP：第一部分字母C表示國(guó)標(biāo)。第二部分字母C表示CMOS電路。第三部分是器件系列和品種代號(hào)：74表示國(guó)際通用74系列；54表示軍用產(chǎn)品系列；HC表示高速CMOS系列；為品種代號(hào)。第四部分字母表示器件工作溫度，R為 -5585 。第五部分字母表示器件封裝；P為塑封雙列直插式；J為黑瓷雙列直插式。,CMOS集成門(mén)電路的外形封裝,6.1.3 集成邏輯門(mén),二、CMOS集成門(mén)電路,2. 引腳識(shí)讀 引腳編號(hào)判斷方法與TTL相同

10、，把凹槽標(biāo)志置于左方，引腳向下，逆時(shí)針自下而上順序依次為1、2、引出端。,引腳排列如圖所示。,6.1.3 集成邏輯門(mén),三、集成邏輯門(mén)電路的選用,1. 若要求功耗低、抗干擾能力強(qiáng)，則應(yīng)選用CMOS 電路。其中4000 系列一般用于工作頻率 1 MHz 以下、驅(qū)動(dòng)能力要求不高的場(chǎng)合；74HC系列 常用于工作頻率 20 MHz 以下、驅(qū)動(dòng)能力要求較強(qiáng)的場(chǎng)合。 2. 若對(duì)功耗和抗干擾能力要求一般，可選用TTL 電路。目前多用 74LS 系列，它的功耗較小，工作頻率一般可至 20 MHz；如工作頻率較高，可選用 CT74ALS 系列，其工作頻率一般可至 50 MHz。,常見(jiàn)的集成邏輯門(mén)電路（IC）的封裝

11、形式如表所示。,掌握二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)的表示方法； 能進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換； 了解8421BCD碼的表示形式。,6.2.1 數(shù)制,一、十進(jìn)制 十進(jìn)制數(shù)有如下特點(diǎn)： (1).十進(jìn)制數(shù)有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共十個(gè)符號(hào)，這些符號(hào)稱為數(shù)碼。 (2).相鄰位的關(guān)系，高位為低位的十倍，逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十。 (3). 數(shù)碼的位置不同，所表示的值就不同，數(shù)碼位置分十分位、個(gè)位、十位、百位數(shù)、 例如：,6.2.1 數(shù)制,(1). 二進(jìn)制數(shù)僅有0和1兩個(gè)不同的數(shù)碼。 (2). 相鄰位的關(guān)系為逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二。 (3). 數(shù)碼的位權(quán)是2的整數(shù)冪。 例如：,二、二進(jìn)制

12、,6.2.1 數(shù)制,十六進(jìn)制數(shù)有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共十六個(gè)不同的數(shù)碼。符號(hào)AF分別代表十進(jìn)制的1015。各位的位權(quán)是16的整數(shù)冪，其計(jì)數(shù)規(guī)律是逢十六進(jìn)一，借一當(dāng)十六。 例如：十六進(jìn)制數(shù) 可以表示為,三、十六進(jìn)制,數(shù)碼對(duì)照表如表所示。,數(shù)碼對(duì)照表,6.2.1 數(shù)制,四、不同數(shù)制的轉(zhuǎn)換,1. 非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 可將非十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開(kāi)，得出其相加結(jié)果，就是對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。,例,解：,6.2.1 數(shù)制,四、不同數(shù)制的轉(zhuǎn)換,2. 十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 可將十進(jìn)制整數(shù)逐次地用2除取余數(shù)，一直到商為零。然后把全部余數(shù)按相反的次序排列起來(lái)，就是等值的二進(jìn)

13、制數(shù)。,例：將十進(jìn)制數(shù)19轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)。,所以：,解：,6.2.1 數(shù)制,四、不同數(shù)制的轉(zhuǎn)換,3. 二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù) 可將二進(jìn)制整數(shù)自右向左每4位分為一組，最后不足4位的，高位用零補(bǔ)足，再把每4位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)寫(xiě)出即可。,例：將二進(jìn)制數(shù)11010110101轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。,二進(jìn)制數(shù) 0110 1011 0101,十六進(jìn)制數(shù) 6 B 5,所以:,解：,6.2.1 數(shù)制,四、不同數(shù)制的轉(zhuǎn)換,4.十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 將每個(gè)十六進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)制數(shù)表示，然后按十六進(jìn)制數(shù)的排序?qū)⑦@些4位二進(jìn)制數(shù)排列好，就可得到相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。,例：將十六進(jìn)制數(shù)4E6轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)。,十六

14、進(jìn)制數(shù) 4 E 6,二進(jìn)制數(shù) 100 1110 110,所以：,解：,6.2.2 編碼,一、二進(jìn)制代碼,數(shù)字系統(tǒng)處理的信息，一類是數(shù)值，另一類則是文字和符號(hào)，這些信息往往采用多位二進(jìn)制數(shù)碼來(lái)表示。通常把這種表示特定對(duì)象的多位二進(jìn)制數(shù)稱為二進(jìn)制代碼。 二進(jìn)制代碼與所表示的信息之間應(yīng)具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，用 位二進(jìn)制數(shù)可以組合成 個(gè)代碼，若需要編碼的信息有 項(xiàng)，則應(yīng)足 N 。,6.2.2 編碼,二、BCD碼,在數(shù)字系統(tǒng)中，各種數(shù)據(jù)要轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼才能進(jìn)行處理，而人們習(xí)慣于使用十進(jìn)制數(shù)，所以在數(shù)字系統(tǒng)的輸入輸出中仍采用十進(jìn)制數(shù)，電路處理時(shí)則采用二進(jìn)制數(shù)，這樣就產(chǎn)生了用4位二進(jìn)制數(shù)分別表示09這10個(gè)

15、十進(jìn)制數(shù)碼的編碼方法，我們把這種用于表示1位十進(jìn)制數(shù)的4位二進(jìn)制代碼稱為二十進(jìn)制代碼，簡(jiǎn)稱BCD碼。 由于4位二進(jìn)制數(shù)可以組成24=16個(gè)代碼，而十進(jìn)制數(shù)碼只需要其中的十個(gè)代碼。因此16種組合中選取10種組合方式，便可得到多種二十進(jìn)制編碼的方案。,8421BCD碼是使用最多的一種編碼，在用4位二進(jìn)制數(shù)碼來(lái)表示1位十進(jìn)制數(shù)時(shí)，每1位二進(jìn)制數(shù)的位權(quán)依次為 ，即8421，所以稱為8421碼。8421碼選取00001001前十種組合來(lái)表示十進(jìn)制數(shù)，而后六種組合舍去不用。,掌握邏輯代數(shù)中基本運(yùn)算法則； 掌握邏輯函數(shù)的公式化簡(jiǎn)方法。,一、基本公式,6.3.1 邏輯代數(shù)的運(yùn)算法則,直值表驗(yàn)證摩要定律如表所示。,二、常用公式,6.3.1 邏輯代數(shù)的運(yùn)算法則,邏輯代數(shù)的常用公式如表所示。,6.3.2 邏輯函數(shù)的公式化簡(jiǎn),一、提公因子后用 化簡(jiǎn),化簡(jiǎn)邏輯函數(shù),解：,化簡(jiǎn)邏輯函數(shù),解：,例：,例：,二、利用公式 化簡(jiǎn),化簡(jiǎn)邏輯函數(shù),解：,例：,三、利用摩根定律化簡(jiǎn),化簡(jiǎn)邏輯函數(shù),解：,例：,1數(shù)字電子技術(shù)是有關(guān)數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生、整形、編碼、存儲(chǔ)、計(jì)數(shù)和傳輸?shù)目茖W(xué)技術(shù)。數(shù)字電路只需要在這兩種不同狀態(tài)下工作。低電平和高電平