數(shù)字電路基礎(chǔ)

1、單位：臨朐縣職教中心電工電子技術(shù)及應(yīng)用電工電子技術(shù)及應(yīng)用練練 習(xí)習(xí) 作作 業(yè)業(yè)講授新課講授新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入新課小 結(jié)教學(xué)步驟退退 出出 在電子技術(shù)中,被傳遞和處理的信號可分為兩大類: （一）是模擬信號,它在時(shí)間上和數(shù)值上均是連續(xù)變化的,如收音機(jī)、電視機(jī)接收到的聲音和圖象，在模擬電子技術(shù)介紹的放大電路、集成運(yùn)算放大器、正弦波振蕩電路等是模擬信號的放大、產(chǎn)生、處理電路。 （二）是數(shù)字信號，它在時(shí)間上和數(shù)值上都是離散的、不連續(xù)的，數(shù)字電子技術(shù)則是有關(guān)數(shù)字信號的產(chǎn)生、整形、編碼、存儲、計(jì)數(shù)和傳輸?shù)目茖W(xué)技術(shù)，處理數(shù)字信號的電子電路稱為 。數(shù)字電路教學(xué)主要教學(xué)主要內(nèi)容：內(nèi)容：1、數(shù)字電路的特點(diǎn)；、數(shù)字電路

2、的特點(diǎn)；2、數(shù)字電路的分類；、數(shù)字電路的分類；3、邏輯門電路分類、功、邏輯門電路分類、功能及表示方法。能及表示方法。數(shù)字電路數(shù)字電路的特點(diǎn)的特點(diǎn)（1 1）電路結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠。數(shù)字電路只要能區(qū)分高電平）電路結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠。數(shù)字電路只要能區(qū)分高電平和低電平就可以，對元件的精度要求不高，因此有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)和低電平就可以，對元件的精度要求不高，因此有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路集成化。字電路集成化。（2 2）數(shù)字信號在傳遞時(shí)采用高電平、低電平二值信號，因）數(shù)字信號在傳遞時(shí)采用高電平、低電平二值信號，因此數(shù)字電路抗干擾能力強(qiáng)，不易受外界干擾。此數(shù)字電路抗干擾能力強(qiáng)，不易受外界干擾。數(shù)字電路與模擬電路相比有如下

3、優(yōu)點(diǎn)：（3 3）數(shù)字電路不僅能完成數(shù)值運(yùn)算，還可以進(jìn)行邏）數(shù)字電路不僅能完成數(shù)值運(yùn)算，還可以進(jìn)行邏輯運(yùn)算和判斷，這在控制系統(tǒng)中是不可缺少的，因此輯運(yùn)算和判斷，這在控制系統(tǒng)中是不可缺少的，因此數(shù)字電路又稱為數(shù)字邏輯電路。數(shù)字電路又稱為數(shù)字邏輯電路。（4 4）數(shù)字電路中元件處于開關(guān)狀態(tài)，功耗小。）數(shù)字電路中元件處于開關(guān)狀態(tài)，功耗小。（5 5）數(shù)字電路中半導(dǎo)體器件工作在開關(guān)狀態(tài)，）數(shù)字電路中半導(dǎo)體器件工作在開關(guān)狀態(tài)，即工作在截止?fàn)顟B(tài)或飽和狀態(tài)，放大狀態(tài)只是即工作在截止?fàn)顟B(tài)或飽和狀態(tài)，放大狀態(tài)只是其過度狀態(tài)。其過度狀態(tài)。（6 6）數(shù)字電路的研究對象是電路的輸入與輸）數(shù)字電路的研究對象是電路的輸入與輸出

4、之間的邏輯關(guān)系。出之間的邏輯關(guān)系。（7 7）分析數(shù)字電路的工具是邏輯代數(shù)。）分析數(shù)字電路的工具是邏輯代數(shù)。（8 8）數(shù)字電路邏輯功能的常用表示方法是真）數(shù)字電路邏輯功能的常用表示方法是真值表、邏輯函數(shù)表達(dá)式、波形圖等。值表、邏輯函數(shù)表達(dá)式、波形圖等。 數(shù)字電路數(shù)字電路的特點(diǎn)的特點(diǎn)數(shù)字?jǐn)?shù)字電路電路的分的分類類按組成的結(jié)構(gòu)按集成度有無記憶功能分立元件集成電路小規(guī)模集成電路(每片10 100個(gè)元器件)中規(guī)模集成電路(每片100 1000個(gè)元器件)大規(guī)模集成電路(每片1000 10000個(gè)元器件)超大規(guī)模集成電路(每片1萬個(gè)元器件以上)組合邏輯電路(無記憶)時(shí)序邏輯電路(有記憶)知識結(jié)構(gòu)邏輯門電路邏輯

5、門電路基本邏輯門電路復(fù)合邏輯門電路與門或門非門與非門 或非門 與或非門 異或門邏輯門電路的概念： 邏輯門電路是數(shù)字電路的基本單元。門電路能按照給定的條件決定是否讓信號通過。門電路一般有多個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端，其輸入的條件與輸出的結(jié)果之間，符合一定的規(guī)律性。事物條件與結(jié)果的規(guī)律性稱為邏輯，所以門電路又稱為邏輯門電路。邏輯變量只有兩個(gè)取值，不是邏輯變量只有兩個(gè)取值，不是1 1就是就是0 0。這里的。這里的1 1和和0 0不不是表示數(shù)值的大小，而是代表邏輯變量的兩種狀態(tài)。是表示數(shù)值的大小，而是代表邏輯變量的兩種狀態(tài)。與邏輯 當(dāng)決定一事件結(jié)果的所有條件都滿足時(shí)，結(jié)果才會發(fā)生，這種條件和結(jié)果之間的關(guān)系稱

6、為與邏輯關(guān)系。如圖所示電路，只有當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，燈才會亮，若有一個(gè)開關(guān)不閉合，燈就不會亮。S1S2ELE與門電路用二極管組成的與門電路：VAVBVD1VD2VL0V0V導(dǎo)通導(dǎo)通0V0V3V優(yōu)先導(dǎo)通截止0V3V0V截止優(yōu)先導(dǎo)通 0V3V3V導(dǎo)通導(dǎo)通3V12VVD1VD2ABL3.9K +與門電路的輸入與輸出關(guān)系與與門電路的符號：門電路的符號：ABL& 若用0表示低電平，用1表示高電平，表示門電路輸入與輸出邏輯關(guān)系的表格稱為真值表。從表中可以看出，只有A、B都是1時(shí)，輸出L才為1，只要A或B中有一個(gè)是0，輸出L就是0?？筛爬ā?”，這樣的關(guān)系就是與邏輯關(guān)系。ABL0000101001

7、11與門電路的真值表與門電路的真值表邏輯表達(dá)式：L=A B或或 L=AB0 0=00 1=01 0=01 1=1運(yùn)算規(guī)則：有0出0，全1出1應(yīng)用舉例ABL&A接控制信號B接輸入信號ABL門打開門關(guān)閉000ttt或邏輯 在決定某一事件的各個(gè)條件中，只要有一個(gè)或一個(gè)以上的條件具備，結(jié)果就會發(fā)生，這種條件與結(jié)果之間的關(guān)系稱為或邏輯關(guān)系。 如圖所示電路，用兩個(gè)開關(guān)S1、S2并聯(lián)控制燈的亮暗，只要其中任一開關(guān)閉合，燈就會亮，若兩個(gè)開關(guān)都不閉合，燈就不會亮，這種關(guān)系即符合或邏輯關(guān)系。S1S2EEL或門電路二極管組成的二極管組成的或或門電路：門電路：12V3.9K VD1VD2-ABL或門電路的符號

8、：1ABLVAVBVD1VD2VL0V0V導(dǎo)通導(dǎo)通0V0V3V截止優(yōu)先導(dǎo)通 3V3V0V優(yōu)先導(dǎo)通截止3V3V3V導(dǎo)通導(dǎo)通3V或門電路的輸入與輸出關(guān)系 由上表可知，只要有一個(gè)輸入端為高電平時(shí)，輸出就是高電平，只有當(dāng)輸入全為低電平時(shí)，輸出才為低電平。 用0與1分別表示低電平和高電平，或門電路的真值表為：ABL000011101111或門電路的真值表或門電路的真值表或門電路的輸入與輸出關(guān)系為“ ”。這樣的關(guān)系就是或邏輯關(guān)系?；蜻壿嫳磉_(dá)式： L=A+B或邏輯運(yùn)算規(guī)則：或邏輯運(yùn)算規(guī)則： 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1有1出1，全0出0應(yīng)用舉例A接控制信號B接輸入信號ABL門打開門關(guān)閉00

9、0ttt1ABL非邏輯 當(dāng)條件不成立時(shí)，結(jié)果就會發(fā)生，條件成立時(shí)結(jié)果反而不會發(fā)生，這種條件和結(jié)果之間的關(guān)系稱為非非邏輯關(guān)系。 如圖所示，將開關(guān)S和燈EL并聯(lián)，燈亮的條件是S斷開，而S閉合時(shí)燈反而不亮。燈的亮暗與開關(guān)的狀態(tài)符合非非邏輯關(guān)系。ERSEL非門電路非門電路（反相器）：非門電路（反相器）：A+5V+2.5VLVT=40 K 10AL0.3V3.2V3.2V0.3V與門電路的輸入與輸出關(guān)系邏輯符號：邏輯符號：1ALL=A非門電路的真值表非門電路的真值表AL0110用0與1分別表示低電平和高電平。非邏輯表達(dá)式：非邏輯表達(dá)式：運(yùn)算規(guī)則：運(yùn)算規(guī)則：0=11=0非門電路的輸入與輸出關(guān)系為非門電路的

10、輸入與輸出關(guān)系為“ ”，符合符合非非邏輯邏輯 入入0出出1，入，入1出出0應(yīng)用舉例1ALL=AL=AAL門打開門關(guān)閉復(fù)合邏輯門電路復(fù)合邏輯門電路與門、或門和非門是基本門電路，我們常把他們組合起來，成為與非門電路、或非門電路、與或非門電路和異或門電路等，稱為復(fù)合邏輯門電路。定義：與非門電路一個(gè)與門和一個(gè)非門連接起來，便組成一個(gè)與非門電路。邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)圖圖邏輯符號邏輯符號AB&1LABL&與非門電路與非門電路的真值表ABL001011101110與非門的邏輯與非門的邏輯函數(shù)表達(dá)式函數(shù)表達(dá)式L=AB或非門電路 一個(gè)或門和一個(gè)非門連接一個(gè)或門和一個(gè)非門連接起來，便組成一個(gè)或非門電路

11、。起來，便組成一個(gè)或非門電路。邏輯結(jié)構(gòu)圖邏輯符號1AB1L1ABL或非門電路或非門電路的真值表ABL001 010100110邏輯函數(shù)表達(dá)式L=A+B與或非門與或非門電路電路 兩個(gè)與門、一個(gè)或門和一兩個(gè)與門、一個(gè)或門和一個(gè)非門連接起來，便組成一個(gè)非門連接起來，便組成一個(gè)與或非門電路個(gè)與或非門電路邏輯結(jié)構(gòu)圖邏輯符號1AB1L&CDA&1CDBL與或非門與或非門電路電路與或非門電路的真值表與或非門電路的真值表ABCDL00001000110010100110010010101101101011101000110011101011011011000110101110011110邏輯函

12、數(shù)表達(dá)式L=AB+CD 由兩個(gè)非門、兩個(gè)與門及一個(gè)或門按由兩個(gè)非門、兩個(gè)與門及一個(gè)或門按下圖連接起來，便組成一個(gè)異或門電路。下圖連接起來，便組成一個(gè)異或門電路。11&1ABL異或門的邏輯圖=1ABL邏輯函數(shù)表達(dá)式L=AB+AB=A B異或門電路的真值異或門電路的真值表表ABL000011101110邏輯功能：邏輯功能：入異出入異出1，入同出，入同出0練習(xí)題一、填空題一、填空題1、決定一件事件的各種條件全部具備之后，這件事才能發(fā)生，這種邏輯關(guān)系稱（ ）。 與邏輯2 2、最基本的三種門電路是（ ）門、（ ）門和（ ）門。與或非3、異或門的邏輯功能為（ ），邏輯表達(dá)式 為（ ）。 入異出1，入同出0A B太棒太棒了了練習(xí)題二、選擇題 符合下列真值表的是（符合下列真值表的是（ ）門）門電路。電路。ABL000111101011ABCD與與或或非非與非與非很可惜，做錯(cuò)了很可惜，做錯(cuò)了認(rèn)真思考再選認(rèn)真思考再選很好，您做對了！很可惜，做錯(cuò)了很可惜，做錯(cuò)了認(rèn)真思考再選認(rèn)真思考再選很可惜，做錯(cuò)了很可惜，做錯(cuò)了認(rèn)真思考再選認(rèn)真思考再選本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié):1、數(shù)字電路的概念；2、數(shù)字電路的特點(diǎn)，分類；3、基本邏輯門電路4、復(fù)合邏輯門電路本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié):1、數(shù)字電路的概念；2、數(shù)字電路的特點(diǎn)，分類；3、基本邏輯門電