數(shù)電第14講數(shù)字電路基礎(chǔ)課件.ppt
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1、2022/12/1912022/12/1912022/12/1912022/12/19113.1 數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識 數(shù)字信號和模擬信號數(shù)字信號和模擬信號電電子子電電路路中中的的信信號號模擬信號模擬信號數(shù)字信號數(shù)字信號幅度隨時間連續(xù)變化幅度隨時間連續(xù)變化的信號的信號例:正弦波信號、鋸齒波信號等。例:正弦波信號、鋸齒波信號等。幅度不隨時間連續(xù)變幅度不隨時間連續(xù)變化化,而是跳躍變化而是跳躍變化計算機中計算機中,時間和幅度都不連續(xù)時間和幅度都不連續(xù),稱為離散稱為離散變量變量2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/1922022/12/1922022/12/1922022/1
2、2/192模擬信號模擬信號tV(t)tV(t)數(shù)字信號數(shù)字信號高電平高電平低電平低電平上跳沿上跳沿引言引言下跳沿下跳沿2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/1932022/12/1932022/12/1932022/12/193模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別1 1、工作任務(wù)不同:、工作任務(wù)不同:模擬電路研究的是輸出與輸入信號之間的大小、模擬電路研究的是輸出與輸入信號之間的大小、相位、失真等方面的關(guān)系;相位、失真等方面的關(guān)系;數(shù)字電路主要研究的數(shù)字電路主要研究的是輸出與輸入間的邏輯關(guān)系是輸出與輸入間的邏輯關(guān)系(因果關(guān)系)。(因果關(guān)系)。模擬電路中的三極管工作在線性放大
3、區(qū)模擬電路中的三極管工作在線性放大區(qū),是是一個放大元件;一個放大元件;數(shù)字電路中的三極管工作在飽數(shù)字電路中的三極管工作在飽和或截止?fàn)顟B(tài)和或截止?fàn)顟B(tài),起開關(guān)作用起開關(guān)作用。因此,基本單元電路、分析方法及研究的范因此,基本單元電路、分析方法及研究的范圍均不同。圍均不同。2 2、三極管的工作狀態(tài)不同:、三極管的工作狀態(tài)不同:2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/1942022/12/1942022/12/1942022/12/194模擬電路研究的問題模擬電路研究的問題引言引言基本電路元件基本電路元件:基本模擬電路基本模擬電路:晶體三極管晶體三極管場效應(yīng)管場效應(yīng)管集成運算放大器集成運算放大器
4、 信號放大及運算信號放大及運算 (信號放大、功率放大)信號放大、功率放大)信號處理(采樣保持、電壓比較、有源濾波)信號處理(采樣保持、電壓比較、有源濾波)信號發(fā)生(正弦波發(fā)生器、三角波發(fā)生器、信號發(fā)生(正弦波發(fā)生器、三角波發(fā)生器、)2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/1952022/12/1952022/12/1952022/12/195數(shù)字電路研究的問題數(shù)字電路研究的問題基本電路元件基本電路元件引言引言基本數(shù)字電路基本數(shù)字電路邏輯門電路邏輯門電路觸發(fā)器觸發(fā)器 組合邏輯電路組合邏輯電路 時序電路(寄存器、計數(shù)器、脈沖發(fā)生器、時序電路(寄存器、計數(shù)器、脈沖發(fā)生器、脈沖整形電路)脈沖整
5、形電路)A/DA/D轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換器、D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/1962022/12/1962022/12/1962022/12/196基本邏輯關(guān)系基本邏輯關(guān)系 與與 (and)或或(or)非非(not)13.2 基本邏輯關(guān)系基本邏輯關(guān)系2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/1972022/12/1972022/12/1972022/12/1971.與邏輯關(guān)系與邏輯關(guān)系UABY 真值表真值表A B Y0 0 00 1 01 0 01 1 1規(guī)定規(guī)定:開關(guān)合為邏輯開關(guān)合為邏輯“1”開關(guān)斷為邏輯開關(guān)斷為邏輯“0”燈亮為邏輯燈亮為邏輯“1”燈滅為
6、邏輯燈滅為邏輯“0”真值表特點真值表特點:任任0 則則0,全全1則則1一一、“與與”邏輯關(guān)系和與邏輯關(guān)系和與門門與邏輯與邏輯:決定事件發(fā)生的各條件中,:決定事件發(fā)生的各條件中,所有條件都具備,事件才會發(fā)生所有條件都具備,事件才會發(fā)生(成立)。(成立)。2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/1982022/12/1982022/12/1982022/12/1982.二極管組成的與門電路二極管組成的與門電路+5VVAVBVO輸入輸出電平對應(yīng)表輸入輸出電平對應(yīng)表 (忽略二極管壓降忽略二極管壓降)VA VB VO 0.3 0.3 0.3 0.3 3 0.3 3 0.3 0.3 3 3 30.
7、3V=邏輯邏輯0,3V=邏輯邏輯1 此電路實現(xiàn)此電路實現(xiàn)“與與”邏輯關(guān)邏輯關(guān)系系與門符號:&ABY2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/1992022/12/1992022/12/1992022/12/199與邏輯運算規(guī)則與邏輯運算規(guī)則 邏輯乘邏輯乘3.3.與邏輯關(guān)系表示式與邏輯關(guān)系表示式Y(jié)=AB=ABY=AB=AB 與門符號與門符號:&A AB BY Y基本邏輯關(guān)系基本邏輯關(guān)系0 0 00 0 00 1 00 1 01 0 01 0 01 1 11 1 1A B YA B Y與邏輯真值表與邏輯真值表0 0=0 0 1=01 0=0 1 1=12022/12/19電工電子技術(shù)2022
8、/12/19102022/12/19102022/12/19102022/12/1910二二、“或或”邏輯關(guān)系和或邏輯關(guān)系和或門門或邏輯或邏輯:決定事件發(fā)生的各條件中,有一個或一個:決定事件發(fā)生的各條件中,有一個或一個以上的條件具備,事件就會發(fā)生(成立)。以上的條件具備,事件就會發(fā)生(成立)。1 1、“或或”邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系UABY0 0 00 0 00 1 10 1 11 0 11 0 11 1 11 1 1A B YA B Y開關(guān)合為邏輯開關(guān)合為邏輯“1”1”,開關(guān)斷為,開關(guān)斷為邏輯邏輯“0”0”;燈亮;燈亮為邏輯為邏輯“1”1”,燈燈滅為邏輯滅為邏輯“0”0”。設(shè):設(shè):特點特點:任任1
9、1 則則1,1,全全0 0則則0 0真值表真值表基本邏輯關(guān)系基本邏輯關(guān)系2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/19112022/12/19112022/12/19112022/12/19112 2、二極管組成的二極管組成的“或或”門電路門電路0.3V=0.3V=邏輯邏輯0,3V=0,3V=邏輯邏輯1 1此電路實現(xiàn)此電路實現(xiàn)“或或”邏輯關(guān)邏輯關(guān)系。系。VA VB VO 0.3 0.3 0.3 0.3 3 3 3 0.3 3 3 3 3輸入輸出電平對應(yīng)表輸入輸出電平對應(yīng)表 (忽略二極管壓降忽略二極管壓降)0 0 00 0 00 1 10 1 11 0 11 0 11 1 11 1 1V
10、VA AV VB BV VO OR R-5V-5V基本邏輯關(guān)系基本邏輯關(guān)系或門符號或門符號:A AB BY Y1 12022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/19122022/12/19122022/12/19122022/12/1912或邏輯運算規(guī)則或邏輯運算規(guī)則 邏輯加邏輯加3.3.或邏輯關(guān)系表示式或邏輯關(guān)系表示式 Y=A B 或門符號或門符號:A AB BY Y1 10 0 00 0 00 1 10 1 11 0 11 0 11 1 11 1 1A B YA B Y或邏輯真值表或邏輯真值表基本邏輯關(guān)系基本邏輯關(guān)系0+0=0 0+1=11+0=1 1+1=12022/12/19電工電
11、子技術(shù)2022/12/19132022/12/19132022/12/19132022/12/1913三三、“非非”邏輯關(guān)系與非邏輯關(guān)系與非門門“非非”邏輯邏輯:決定事件發(fā)生的條件只有一個,條件不具決定事件發(fā)生的條件只有一個,條件不具備時事件發(fā)生(成立),條件具備時事件不發(fā)生。備時事件發(fā)生(成立),條件具備時事件不發(fā)生。特點特點:1:1則則0,00,0則則1 1真值表真值表0 10 11 01 0A YA YYRAU1 1、“非非”邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系基本邏輯關(guān)系基本邏輯關(guān)系2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/19142022/12/19142022/12/19142022/12/19
12、142 2、非門電路、非門電路-三極管反相器三極管反相器三極管反相器電路實現(xiàn)三極管反相器電路實現(xiàn)“非非”邏輯關(guān)系。邏輯關(guān)系。非門表示符號非門表示符號:1 1Y YA A 輸入輸出電平對應(yīng)表輸入輸出電平對應(yīng)表 VA VO 0 1 (三極管截止三極管截止)1 0 (三極管飽和三極管飽和)+E+Ec cV VA AV VO OR Rc cR R1 1基本邏輯關(guān)系基本邏輯關(guān)系2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/19152022/12/19152022/12/19152022/12/1915非邏輯非邏輯 邏輯反邏輯反非邏輯真值表非邏輯真值表 A Y 0 1 1 0 運算規(guī)則:運算規(guī)則:0 1
13、 1 0 3.3.非邏輯關(guān)系表示式非邏輯關(guān)系表示式非邏輯關(guān)系表非邏輯關(guān)系表示式示式:Y A2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/19162022/12/19162022/12/19162022/12/1916四、基本邏輯關(guān)系的擴展四、基本邏輯關(guān)系的擴展 將基本邏輯門加以組合,可構(gòu)成將基本邏輯門加以組合,可構(gòu)成“與非與非”、“或非或非”、“異或異或”等門電路。等門電路。1、與非門與非門表示式表示式:Y=AB 真值表真值表 A B AB Y 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0Y=AB C多個邏輯變量時多個邏輯變量時:&A AB BY Y符號:符號:2022/1
14、2/19電工電子技術(shù)2022/12/19172022/12/19172022/12/19172022/12/19172 2、或非門、或非門表示式表示式:Y=A+B 真值表真值表 A B AB Y 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0多個邏輯變量時多個邏輯變量時:Y=A+B+CA AB BY Y1 1符號:符號:2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/19182022/12/19182022/12/19182022/12/1918真值表特點真值表特點:相同則相同則0,0,不同則不同則1 1 真值表真值表 A B AB AB Y 0 0 0 0 0 0 1 1 0
15、 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 03、異或異或門門Y=A B=AB+AB表示式表示式:=1=1A AB BY Y符號:符號:2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/19192022/12/19192022/12/19192022/12/1919用基本邏輯門組成異或門用基本邏輯門組成異或門11&1ABY=A B=AB+AB表示式表示式:ABABABY=AB+AB異或門異或門2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/19202022/12/19202022/12/19202022/12/1920門電路是實現(xiàn)一定邏輯關(guān)系的電路。門電路是實現(xiàn)一定邏輯關(guān)系的電路。類型類型:與門、
16、或門、非門、與非門、或非門、與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門異或門 。1 1、用二極管、三極管實現(xiàn)、用二極管、三極管實現(xiàn)2 2、數(shù)字集成電路、數(shù)字集成電路(大量使用大量使用)1)TTL 1)TTL集成門電路集成門電路 2)MOS2)MOS集成門電路集成門電路 實現(xiàn)方法實現(xiàn)方法:門電路小結(jié)門電路小結(jié)2022/12/19電工電子技術(shù)2022/12/19212022/12/19212022/12/19212022/12/1921門電路門電路小結(jié)小結(jié)門電路門電路 符號符號 表示式表示式與門與門&A AB BY YA AB BY Y1 1或門或門非門非門1 1Y YA AY=ABY=ABY=A+
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