數(shù)字集成電路及其應(yīng)用講稿ppt課件

1、三、數(shù)字集成電路四、數(shù)字集成電路的運(yùn)用乍浦高級中學(xué)王敏課標(biāo)內(nèi)容1、了解晶體三極管的開關(guān)特性及其在數(shù)字電路中的運(yùn)用2、知道常見的數(shù)字集成電路的類型，并能用數(shù)字集成電路安裝簡單的適用電路安裝3、可以對數(shù)字電路進(jìn)展簡單的組合設(shè)計和制造第三節(jié) 數(shù)字集成電路#教學(xué)要求1、了解晶體三極管的開關(guān)特性及其在數(shù)字電路中的運(yùn)用2、知道常用數(shù)字集成電路類型闡明：場效應(yīng)管不作要求。對于有根底的學(xué)生，學(xué)會分析簡單的三極管開關(guān)電路（1）晶體三級管的開關(guān)特性及其在數(shù)字電路中的應(yīng)用（2）常用數(shù)字集成電路類型aa考試規(guī)范 第四節(jié) 數(shù)字電路的運(yùn)用#教學(xué)要求1、會對簡單的組合邏輯電路進(jìn)展分析和組裝，并進(jìn)展測試2、認(rèn)識根本觸發(fā)器的組

2、成特征，了解根本觸發(fā)器及其在電子控制系統(tǒng)中的作用闡明：常用根本觸發(fā)器不作要求。有條件的學(xué)?？蓪唵谓M合數(shù)字電路的設(shè)計進(jìn)展教學(xué)（1）簡單的組合邏輯電路的分析、制作和測試（2）基本觸發(fā)器的組成特征及作用Ca考試規(guī)范 高電平:就是與低電平相對的高電壓，是電工程上的一種說法。在電子電路中，我們通常是以電路中的地(邏輯地或者實(shí)踐地的根底0V為準(zhǔn)的，那么高于0V的就可以稱為高電平，低于0V的就可以稱為低電平。 在數(shù)字邏輯電路中，低電平表示0，高電平表示1。普通規(guī)定低電平為00.25V，高電平為3.55V。高低電平的劃分：對于TTL來說高電平是:2.4V-5.0V，低電平是:0.0V-0.8V；對于CMOS

3、來說高電平是:3-5.0v 低電平是:0.0-2v非門開關(guān)模型在右圖所示用電阻和開關(guān)構(gòu)成的電路中，開封鎖合時，開關(guān)所呈現(xiàn)的電阻為0，使得開關(guān)兩端的電壓也就是輸出電壓為0，輸出低電平。反之，假設(shè)開關(guān)斷開，由于電阻R上沒有電流流過，R上的電壓等于電源電壓，即輸出高電平。三極管開關(guān)特性三極管開關(guān)特性1.可看成電路2.可看成電路0實(shí)驗?zāi)康模翰炜淳w三極管的開關(guān)特性實(shí)驗預(yù)備：晶體三極管3DK4C1只，10 k 、2.2 k電阻各1只，3v5v電源1只，多用電表1只。實(shí)驗過程：在電路實(shí)驗板上按左圖搭接電路，并在以下各空格處填入實(shí)驗結(jié)果。1將輸入端接地，用多用電表丈量電阻Rc兩端的電壓Ur= V，此時晶體三

4、極管集電極的電流Ice= 填“很大或者“很小，三極管處于 填“導(dǎo)通或“截止形狀；三極管集電極c與發(fā)射極e之間的電壓Uce= V,屬于 填“高或“低電平。2將輸入端接3V電壓，用多用電表丈量電阻Rc兩端的電壓Ur= V，此時晶體三極管集電極的電流Ice= 填“很大或者“很小，三極管處于 填“導(dǎo)通或“截止形狀；三極管集電極c與發(fā)射極e之間的電壓Uce= V,屬于 填“高或“低電平。很小截止3高2.8很大導(dǎo)通0.2低截止時，相當(dāng)于開關(guān)“斷開；等效電路：飽和時，相當(dāng)于開關(guān)“閉合。等效電路：結(jié)論：三極管相當(dāng)于一個由基極電流控制的無觸點(diǎn)開關(guān)。三、數(shù)字集成電路晶體三極管的開關(guān)特性jx101/html/jxd

5、zspa/1484.html電子技術(shù)視頻網(wǎng)站三、數(shù)字集成電路晶體三極管在數(shù)字電路中的運(yùn)用#圖1 NPN PNP三極管反相器電路 Vin無輸入電位Q1截止。Vin高電平常Q1導(dǎo)通，Q2基極得高電位，Q2截止。圖2 兩只NPN三極管反相器電路 vin無輸入電位Q1截止,Q2導(dǎo)通。Vin接入高電平Q1導(dǎo)通，促使Q2基極電位下級,Q2截止。圖3 PNP三極管開關(guān)電路 當(dāng)輸入端懸空時Q1截止。VIN輸入端接入低電平常，Q1導(dǎo)通，繼電器吸合。圖4 PNP三極管開關(guān)電路 當(dāng)vin無輸入電位時Q1截止。Vin接入高電平Q1導(dǎo)通，繼電器吸合。圖5 三極管上拉電阻：當(dāng)有高電位輸入時Q導(dǎo)通，因E-C導(dǎo)通，又因有負(fù)載

6、電阻，所以輸出看作是低電平。圖6 三極管下拉電阻：當(dāng)有高電位輸入時Q導(dǎo)通，因E-C導(dǎo)通，又因有負(fù)載電阻，所以輸出看作是高電平。 數(shù)字集成電路的分類 CMOS和TTL集成電路是消費(fèi)數(shù)量最多、運(yùn)用 最廣泛、通用性最強(qiáng)的兩大主流數(shù)字集成電路。 數(shù)字集成電路的分類與特性 數(shù)字集成電路的種類繁多，在實(shí)踐運(yùn)用中，廣泛運(yùn)用的是雙極型如TTL、HTL、DTL、ECL等和單極型如CMOS、PMOS、NMOS等集成電路。1. TTL數(shù)字集成電路174系列274H系列 374S系列 474LS系列 574ALS系列674AS系列774F系列 TTL是晶體管輸入-晶體管輸出的邏輯電路，它由NPN或PNP型晶體管組成。

7、 14VCC131211986A76543216Y5A5Y4A4Y1A1Y2A2Y3A3YGND11111174LS041074LS0074LS04、 74LS00、 74LS20 管腳陳列圖2. CMOS數(shù)字集成電路 1規(guī)范型4000B/4500B系列 274HC系列 374AC系列 電壓范圍寬318V、功耗小、速度較低、種類多、價錢低廉 。是高速CMOS規(guī)范邏輯電路系列，在堅持低功耗的前提下，具有與74LS系列同等的任務(wù)速度。具有與74AS系列同等的任務(wù)速度和CMOS集成電路固有的低功耗及電源電壓寬等特點(diǎn)。 CMOS數(shù)字集成電路是由P溝道加強(qiáng)型MOS管和N溝道加強(qiáng)型MOS管，按照互補(bǔ)對稱方

8、式銜接起來的。 1.TTL電路的普通特性數(shù)字集成電路的普通特性1電源電壓范圍 2頻率特性 3TTL電路的電壓輸出特性 TTL電路的任務(wù)電源電壓范圍很窄。S、LS、F系列為5.05%；AS、ALS系列為5.010% TTL電路的任務(wù)頻率比4000系列的高。 當(dāng)任務(wù)電壓為+5V時，輸出高電平大于2.4V，輸入高電平大于2.0V；輸出低電平小于0.4V，輸入低電平小于0.8V 。 2. CMOS系列集成電路的普通特性 1電源電壓范圍 2功耗3輸入阻抗 4抗干擾才干 電源電壓范圍為318V。74HC系列約在26伏。 當(dāng)電源電壓VDD=5V時，CMOS電路的靜態(tài)功耗分別是：門電路類為2.55W；緩沖器和

9、觸發(fā)器類為520uW；中規(guī)模集成電路類為25100W 。 CMOS電路的輸入阻抗取決于輸入端維護(hù)二極管的漏電流，因此輸入阻抗極高，可達(dá)1081011以上。 由于它們的電源電壓允許范圍大，因此它們輸出高低電平擺幅也大，抗干擾才干就強(qiáng)。 1. 不允許在超越極限參數(shù)的條件下任務(wù)。電路在超越極限參數(shù)的條件下任務(wù)，就能夠任務(wù)不正常，且容易引起損壞。 運(yùn)用數(shù)字集成電路的本卷須知2. 電源的電壓的極性千萬不能接反。 3. CMOS電路要求輸入信號幅度不能超越VDDVSS。4. 對多余輸入端的處置。對CMOS電路，多余的輸入端不能懸空；對TTL電路,對多余的輸入端允許懸空。 5. 多余的輸出端，應(yīng)該懸空處置，

10、決不允許直接接到VDD或VSS 。 觸發(fā)器：數(shù)字電路中能將二進(jìn)制數(shù)據(jù)記憶住的根本單元電路。是由門電路加上適當(dāng)?shù)姆错懚鴺?gòu)成的邏輯部件。觸發(fā)器及其在電子控制系統(tǒng)中的作用四、數(shù)字電路的運(yùn)用 根本觸發(fā)器是數(shù)字電路的根本部件之一，它具有記憶和存儲的功能。 觸發(fā)器特點(diǎn) 具有兩個形狀，分別表示邏輯0和邏輯1。 在輸入信號作用下，可從一種形狀翻轉(zhuǎn)到另一種形狀；在輸入信號取消后，能堅持形狀不變。 觸發(fā)器分類 按觸發(fā)方式分：電位觸發(fā)方式、主從觸發(fā)方式及邊沿觸發(fā)方式。 按邏輯功能分：RS 觸發(fā)器、D 觸發(fā)器、JK 觸發(fā)器和T 觸發(fā)器。兩個輸入端兩個輸出端高電平有效正常時邏輯形狀相反根本S-R觸發(fā)器由2個或非門組成Q

11、QRS11100101輸入S=1, R=0時有1那么0全0那么1不論原形狀如何，輸出均為：，直接置1端直接置位端QQRS11010110有1那么0全0那么1不論原形狀如何，輸出均為：1，0直接置0端直接復(fù)位端輸入S=0, R=1時QQRS11010010輸入S=0, R =0時10觸發(fā)器堅持原態(tài)QQRS11假設(shè)原形狀為：1，0010001輸入R=0, S=0時假設(shè)原形狀為：0，110觸發(fā)器堅持原態(tài)QQRS111100信號撤銷后觸發(fā)器形狀由二或非門信號傳輸?shù)目炻龥Q議，仍為不定形狀破壞了二輸出形狀相反的要求觸發(fā)器形狀不定輸入S=1, R=1時QQRS11根本S-R觸發(fā)器的真值表 1 1不定 1 0

12、QQ蘇蘇和蓉蓉是一對高興的孿生兄妹。有一天他們隨父母一同去兒童公園，走進(jìn)公園只見一個蹺蹺板安靜地等待小朋友來玩。蘇蘇和蓉蓉一陣風(fēng)似的沖過去，蘇蘇占領(lǐng)了標(biāo)有Q的一邊，蓉蓉只好在標(biāo)有Q的一邊就坐，蘇蘇一蹬地，猶如觸發(fā)器的S端加上觸發(fā)器信號，蹺蹺板標(biāo)有Q的一邊翹了上去，成了Q高Q低的形狀，蓉蓉一蹬地，又猶如觸發(fā)器的R端加上觸發(fā)信號，蹺蹺板又回到Q低Q高的形狀，接著蘇蘇又一蹬地，蹺蹺板又變成了Q高Q低媽媽過來了，喊到：“停。蘇蘇和蓉蓉都停頓用力，蹺蹺板也停住了，不在變化，媽媽說：“剛剛最后一次是蘇蘇蹬地的，對不對？蘇蘇和蓉蓉很奇異，媽媽怎樣會知道的呢？媽媽說：“剛剛誰是最后一個用力，蹺蹺板上記著哩。不

13、一會兒，蘇蘇和蓉蓉鬧別扭了，他們同時用力蹬地，爭持不下。這時的蹺蹺板會處于什么形狀呢？還能堅持一邊高一邊低嗎？&1&2QQRS兩個輸入端兩個輸出端低電平有效正常時邏輯形狀相反根本R-S觸發(fā)器由2個與非門組成100101&1&2QQRS輸入R=0, S=1時全1那么0任0那么1不論原形狀如何，輸出均為：，直接置0端直接復(fù)位端010110&1&2QQRS輸入R=1, S=0時全1那么0任0那么1不論原形狀如何，輸出均為：1，0直接置1端直接置位端101101&1&2QQRS輸入R=1, S=1時假設(shè)原形狀為：0，101觸發(fā)器堅持原態(tài)101110&1&2QQRS輸入R=1, S=1時假設(shè)原形狀為：1

14、，001觸發(fā)器堅持原態(tài)0011&1&2QQRS輸入R=0, S=0時信號撤銷后觸發(fā)器形狀由二與非門信號傳輸?shù)目炻龥Q議，仍為不定形狀破壞了二輸出形狀相反的要求觸發(fā)器形狀不定根本R-S觸發(fā)器的真值表不定根本R-S觸發(fā)器的邏輯符號SRQQRS低電平有效R-S 觸發(fā)器特點(diǎn):(1) 具有兩個穩(wěn)態(tài)(Q=0,Q=1或Q=1,Q=0), 稱為 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器.(2) 可觸發(fā)使之翻轉(zhuǎn) (使RD、SD之一為0時可翻轉(zhuǎn)).(3) 具有記憶功能(RD、SD都為1時，堅持原來形狀).(4) 觸發(fā)器 (RD、SD都為0時，形狀不定).亮實(shí)驗?zāi)康模菏炝?xí)根本觸發(fā)器的功能。實(shí)驗預(yù)備:CT74LS001片,電位器1只,電阻6只,發(fā)

15、光二極管1只。實(shí)驗過程:按電路圖搭接電路,調(diào)理Ui使其由0變大,察看發(fā)光二極管的發(fā)光情況,并記錄發(fā)光二極管形狀變化時的Ui值。.當(dāng)發(fā)光二極管形狀變化后,再將Ui由大變小,察看發(fā)光二極管的發(fā)光情況,并記錄發(fā)光二極管形狀改動時的Ui值。實(shí)驗記錄：初始形狀(Ui =0),發(fā)光二極管形狀發(fā)光二極管形狀改動時的Ui發(fā)光二極管形狀 再次改動時的Ui實(shí)驗總結(jié):1.該電路是如何表達(dá)根本觸發(fā)器功能的?2.該電路有何用途？根本觸發(fā)器功能由小變大到3.2V時二極管滅單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1. 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的任務(wù)原理 1有一個 穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)；2在外來觸發(fā) 脈沖作用下，電路將從穩(wěn)態(tài) 翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)；暫穩(wěn)態(tài)停留一段時間后, 又前往到穩(wěn)定形狀;3暫穩(wěn)態(tài)繼續(xù)時間取決于