分立元件門電路TTL門電路-半加器全加器課件

7.5分立元件門電路7.5.1二極管與三極管的開關特性7.5.2分立元件門電路7.5.3復合邏輯門電路8.1集成門電路1TTL與非門2OC門3三態(tài)門(TS門)4集成門電路使用的一些實際問題(了解)8.2半加器和全加器7.5分立元件門電路7.5.1二極管與三極管的開關特性1什么是最小項？復習卡諾圖化簡法2n變量的最小項有？個。

2n個3如何給最小項編號？000001010011與項(乘積項)中所有變量都出現(xiàn)且只出現(xiàn)一次，出現(xiàn)的形式可以是原變量也可以是反變量。100101110111m0m1m2m3m4m5m6m71什么是最小項？復習卡諾圖化簡法2n變量的最小項有？個F=∑m(1,3,4,5,7,10,12,14)FABCD000111100001111001F=++11111110000000BCDAD

ACDF=∑m(1,3,4,5,7,10,12,17.5分立元件門電路

門電路是用以實現(xiàn)邏輯關系的電子電路，門電路主要有：與門、或門、與非門、或非門、異或門等。由電子電路實現(xiàn)邏輯運算時，它的輸入和輸出信號都是用電位（或稱電平）的高低表示的。高電平和低電平都不是一個固定的數(shù)值，而是有一定的變化范圍。7.5分立元件門電路門電路是用以實現(xiàn)邏輯關系的電子電7.5.1二極管與三極管的開關特性開關電路uiuoUccRui=UCC----uo=1ui=0----uo=0D7.5.1二極管與三極管的開關特性開關電路uiuoUccR飽和截止3V0VuO0相當于開關斷開相當于開關閉合uOUCC+UCCuiRBRCuOTuO+UCCRCECuO+UCCRCEC3V0V飽和截止3V0VuO0相當于相當于uOUCC+U二極管與門電路ZD1D2AB+5V7.5.2分立元件門電路

AB00Z0010100111二極管與門電路ZD1D2AB+5V7.5.2分立元件門電路二極管或門電路ZDADBAB-12VAB00Z0011101111二極管或門電路ZDADBAB-12VAB00Z+UCC-UBBARKRBRCYT10截止飽和邏輯表達式：Y=A“0”10“1”“0”“1”AY“非”門邏輯狀態(tài)表邏輯符號1AY三極管非門電路(反相器)+UCC-UBBARKRBRCYT10截止飽和邏輯表ABD1D2+12V3.9KR二極管與門A?BAB-12V三極管非門D+12V+3V1.5K1K18KP=30Z與非門電路7.5.3復合邏輯門電路

Z=有0出1，全1出0ABD1D2+12V3.9KR二極管與門A?BABABD1D2-12VR二極管或門A+BD+12V+3V1.5K1K18K-12VP=30三極管非門FA+B或非門電路F=有1出0，全0出1ABD1D2-12VR二極管或門A+BD+12V+3V1根據(jù)輸入波形畫出輸出波形ABY1有“0”出“0”，全“1”出“1”有“1”出“1”，全“0”出“0”&ABY1>1ABY2Y2根據(jù)輸入波形畫出輸出波形ABY1有“0”出“0”，全“1”出贈送精美圖標贈送精美圖標1、字體安裝與設置如果您對PPT模板中的字體風格不滿意，可進行批量替換，一次性更改各頁面字體。在“開始”選項卡中，點擊“替換”按鈕右側箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點擊“替換”按鈕，完成。142、替換模板中的圖片模板中的圖片展示頁面，您可以根據(jù)需要替換這些圖片，下面介紹兩種替換方法。方法一：更改圖片選中模版中的圖片（有些圖片與其他對象進行了組合，選擇時一定要選中圖片本身，而不是組合）。單擊鼠標右鍵，選擇“更改圖片”，選擇要替換的圖片。（如下圖）注意：為防止替換圖片發(fā)生變形，請使用與原圖長寬比例相同的圖片。141、字體安裝與設置如果您對PPT模板中的字體風格不滿意，可進PPT放映設置PPT放映場合不同，放映的要求也不同，下面將例舉幾種常用的放映設置方式。讓PPT停止自動播放1.單擊”幻燈片放映”選項卡，去除“使用計時”選項即可。讓PPT進行循環(huán)播放1.單擊”幻燈片放映”選項卡中的“設置幻燈片放映”，在彈出對話框中勾選“循環(huán)放映，按ESC鍵終止”。15PPT放映設置PPT放映場合不同，放映的要求也不同，下面將例8.1集成門電路分立元件門電路：體積大，速度低，帶負載能力差，工作不可靠集成門電路：體積小、速度快、可靠性高按制作工藝可分為雙極型/單極性兩大類。TTL、CMOS邏輯門電路應用最廣泛。TTL:輸入和輸出端都是半導體晶體管，稱之為transistor–transistorlogicgate8.1集成門電路分立元件門電路：體積大，速度低，帶負載輸入級中間級輸出級T5Y

R3R5AB

CR4R2R1T3T4T2+5VT1E2E3E1B等效電路C多發(fā)射極三極管1TTL與非門Y=ABC輸入級中間級輸出級T5YR3R5ABCR4R2R1T5YR3R5AB

CR4R2R1T3T4T2+5VT11VT2、T5截止負載電流（拉電流）(1)輸入端有一個低電平“0”(0.3V)(0.3V)“1”“0”輸入有低“0”輸出為高“1”VY5-0.7-0.7

=3.6V5VT5YR3R5ABCR4R2R1T3T4T2T5Y

R3R5AB

CR4R2R1T3T4T2+5VT1“1”(3.6V)(2)輸入全為高電平“1”(3.6V)時4.3VT2、T5飽和導通鉗位2.1VE結反偏截止“0”(0.3V)負載電流（灌電流）輸入全高“1”,輸出為低“0”1V全導通T5YR3R5ABCR4R2R1T3T4T2有“0”出“1”全“1”出“0”“與非”邏輯關系00010011101111011001011101011110ABYC“與非”門邏輯狀態(tài)表邏輯表達式：Y=ABCY&ABC輸入端至少有一個低電平時，T4發(fā)射極輸出高電平，產(chǎn)生拉電流；輸入全是高電平時，T5集電極輸出低電平，產(chǎn)生灌電流。有“0”出“1”全“1”出“0”“與非”邏輯關系000100T2截止時，uc2為高電平，uE2為低電平；+5VuoR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC1007503603KT2導通使uc2降低uE2升高T2集電極電壓和發(fā)射極電壓變化方向相反，所以把這一級叫做倒相級輸出級工作特點：T4和T5總是一個導通一個截止，有利于降低輸出級的靜態(tài)功耗，這種形式的電路叫做推拉式電路。T2截止時，uc2為高電平，uE2為低電平；+5VuoR4R(3)TTL反相器傳輸特性(不要求)AB段:T2,T5截止，T3,T4導通,uo=3.6V+5VuoR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC1007503603KBC段:uB2增大T2發(fā)射結正偏處于放大狀態(tài),T5仍截止CD段:Ui增大到1.4V，T2,T5迅速轉為飽和導通(3)TTL反相器傳輸特性(不要求)AB段:T2,T5截止輸出高電平的下限值輸出低電平的上限值閾值電壓或門檻電壓UOH(min)(4)TTL與非門的主要參數(shù)(不要求)UOL(max)UTH低電平輸入電流IIL

高電平輸入電流IIH

輸入為高電平時流入輸入端的電流(幾十微安)輸入為低電平時流入輸入端的電流輸入短路電流IIS(-1.6mA)輸出高電平的下限值UOH(min)(4)TTL與非門的主要參+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1IOLIIs1IIs2IIs3輸出為低電平時扇出系數(shù):與非門最多能帶同類負載門的個數(shù)+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1IOLIIs1IIIiH3+5VR4R2R5T3T4T1T1T1IiH1IiH2輸出為高電平時IOH一般為8-10個IiH3+5VR4R2R5T3T4T1T1T1IiH1IiH平均傳輸延遲時間：與非門工作速度的參數(shù)tuiotuoo50%50%tpd1tpd2平均傳輸延遲時間：與非門工作速度的參數(shù)tuiotuoo50%普通TTL與非門的輸出端是不允許直接相連的。當一個門的輸出為高電平另一個為低電平時，將有一個很大的電流同時流過著兩個門的輸出級，該電流的數(shù)值遠遠超出正常的工作電流，可能使門電路損壞。(連接方式)將多個與非門輸出端直接并聯(lián)連接(5)線與普通TTL與非門的輸出端是不允許直接相iORL+5VR4R2R5T3T4UOH+5VR2R13kT2R3T1T5b1c1UOL+5V輸出為低電平時輸出為高電平時iORL+5VR4R2R5T3T4UOH+5VR2R13kTi+5VR4R2T3T4T51007503KR3UOH+5VR4R2T3T4T51007503KR3UOLi+5VR4R2T3T4T51007503KR3UOHOC門電路OC門邏輯符號2OC門(Open

CollectorGate)集電極開路與非門OC門電路OC門邏輯符號2OC門+V當輸出為高電平時，T3截止，由V經(jīng)過上拉電阻向負載提供電流。+VCCRCY1AB&G1Y2CD&G2Y+V當輸出為高電平時，T3截止，由V經(jīng)過上拉電阻3三態(tài)門（TS門）

Three-StateOutputGate

高電平、低電平、高電阻使能端TS門邏輯符號高電平有效0

高阻0

0

1

1

0

1

11

1

0

111

1

10表示任意態(tài)三態(tài)輸出“與非”狀態(tài)表ABEY1V1V3三態(tài)門（TS門）高電平、低電平、高電阻使能端TS門邏輯符

應用舉例：(1)用做多路開關YA11E1EA21G1G2使能端10禁止使能01使能禁止應用舉例：(1)用做多路開關YA11E1EA21G1G任何時刻只允許一個三態(tài)門使能，其余為高阻態(tài)。(2)構成數(shù)據(jù)總線E1E1E1…G1G2GnA1A2An數(shù)據(jù)總線011…101…110…實現(xiàn)用一條總線分時傳送幾個不同的數(shù)據(jù)或控制信號任何時刻只允許一個三態(tài)門使能，其余為高阻態(tài)。(2)構成數(shù)據(jù)4集成門電路使用的一些實際問題TTL門電路多余輸入端的處理懸空(視為“1”)⑴與非門多余輸入端的三種處理方法a接電源b通過R接電源c與使用輸入端并聯(lián)abc4集成門電路使用的一些實際問題TTL門電路多余輸入端的處理a接地b通過R接地c與使用輸入端并聯(lián)⑵或非門多余輸入端的三種處理方法abca接地b通過R接地例：A=1101,B=1001，計算A+B。11011001+011010011加法運算的基本規(guī)則(1)逢二進一。(2)最低位是兩個數(shù)最低位的疊加，不需考慮進位。(3)其余各位都是三個數(shù)相加，包括加數(shù)、被加數(shù)和低位來的進位。(4)任何位相加都產(chǎn)生兩個結果：本位和、向高位的進位。用半加器實現(xiàn)用全加器實現(xiàn)例：A=1101,B=1001，計算A+B。1101.半加器邏輯圖=1&ABSC∑ABCS邏輯符號COABSC0000011010101101真值表8.2半加器和全加器1.半加器邏輯圖=1&ABSC∑ABCS邏輯符號COA2.全加器A---加數(shù)；B---被加數(shù)；CI---低位的進位；S---本位和；C---進位。真值表ABCISC0000000110010100110110010101011100111111

2.全加器A---加數(shù)；B---被加數(shù)；CI---低位的進位全加器邏輯圖邏輯圖C=邏輯符號全加器邏輯圖邏輯圖C=邏輯符號實現(xiàn)兩個四位二進制數(shù)的加法運算。

A—1101；B—1011

用四個全加器組成串聯(lián)電路C3A3B3S3S2S1S0A2A1A0B2B1B0∑∑∑∑C0CIC0CIC0CIC0CIC1C2C011011011=0=1=0=1=0=1=1=1串行進位；運算速度慢；電路簡單；加法運算電路是微型機CPU中一個關鍵部件1101（A）（B）（S）+101111000例題實現(xiàn)兩個四位二進制數(shù)的加法運算。用四個全加器組成串聯(lián)電路C作業(yè)：P1668-1,8-11預習：8.3編碼器和譯碼器8.4數(shù)據(jù)選擇器作業(yè)：P1668-1,8-11預習：8.3編碼器和譯贈送精美圖標贈送精美圖標1、字體安裝與設置如果您對PPT模板中的字體風格不滿意，可進行批量替換，一次性更改各頁面字體。在“開始”選項卡中，點擊“替換”按鈕右側箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點擊“替換”按鈕，完成。442、替換模板中的圖片模板中的圖片展示頁面，您可以根據(jù)需要替換這些圖片，下面介紹兩種替換方法。方法一：更改圖片選中模版中的圖片（有些圖片與其他對象進行了組合，選擇時一定要選中圖片本身，而不是組合）。單擊鼠標右鍵，選擇“更改圖片”，選擇要替換的圖片。（如下圖）注意：為防止替換圖片發(fā)生變形