1、電工電子技術-數字電路基礎第1頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五 第一節 數字電路概述 數字電路與模擬電路 集成數字電路的分類 脈沖信號 晶體管的開關作用 第2頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五一、數字電路與模擬電路 模擬信號隨時間連續變化的信號。模擬電路處理模擬信號的電路。 數字信號不隨時間連續變化的脈沖 信號。數字電路處理數字信號的電路。 模擬電路與數字電路的區別 所處理的信號不同； 研究電路的著重點不同； 晶體管的工作狀態不同。第3頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五二、集成數字電路的分類 小規模集成電路 ( SSI )11

2、0門片或10100元件片 中規模集成電路 ( MSI )10100門片或 1000元件片 大規模集成電路 ( LSI )1001000門片或1000門片或 10萬元件片第4頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五三、脈沖信號脈沖寬度tP - - -前后沿之間的時間間隔。正脈沖負脈沖脈沖幅度A脈沖變化最大值。A脈沖周期T脈沖頻率f - - f = 1/TT脈沖前沿:正脈沖的上升沿或負脈沖的下降沿。脈沖后沿:正脈沖的下降沿或負脈沖的上升沿。前沿后沿tP第5頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五四、晶體管的開關作用 二極管ABABABUA UBUA UA 3VVDB

3、率先導通， UFUB3VVDA截止解：第7頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五 三極管RCUOUCCRBUiT當UI 0.5V ，iB IBS= UCC/RCUO = UOL 0.3V BE、BC正偏，T飽和bcebce當0 iB IBS ，T 放大只要用UI的高、低電平控制三極管，使之工作在截止、飽和狀態，就可以控制它的開關狀態，并可在輸出端得到高低電平。第8頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五開關合向aIB5RB15500103 0.01mAUB0IBS15 RC =151005103 0.03mA 0 IB IBS ，T 處于飽和狀態RC15Vab

4、c5V1.5VRB1RB2解：開關合向c IB 0 IC 0T處于截止狀態第9頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五第二節 基本邏輯關系及其 門電路 與 門 或 門 非 門 與非門和或非門 第10頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五 條件與結果的關系稱為邏輯關系，用以實現基本邏輯關系的電子電路稱為門電路。 基本邏輯關系：與、或、非 相對應的基本門電路：與門、或門、非門 門電路用二值邏輯中的“0”、“1”分別表示高低電平。1 高電平0 低電平正邏輯1 低電平0 高電平負邏輯第11頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五一、與 門 與邏輯 只有

5、決定事物結果的各種條件(A、B)同時具備時，結果（F）才會發生，這種邏輯叫做與邏輯。ABFU 與門電路 輸入量作為條件，輸出量作為結果，輸入、輸出之間滿足與邏輯的電路。第12頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五AFVCCRBVDAVDB UA UB UF0.3 0.3 0.3 3 3 0.3 3 3 0.30.30.33 與門真值表真值表能夠完整的表達輸入與輸出間所有可能邏輯關系的表格，有n個輸入端，就有2n 種組合。 A BF 0 0 0 1 1 0 1 10001有0出0全1出1第13頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五 與門邏輯符號及表達式&ABF

6、 F = A B例：有一條傳輸線，用來傳送連續的方波信號。現在要求增設一個控制信號，使得方波在某種條件下才能送出，試問如何解決？解：&方波信號控制信號輸出 控制信號為 0 時，輸出為0，門關閉。控制信號為 1 時，輸出為方波，門打開。第14頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五二、或 門ABFU 或邏輯決定事物結果的各種條件(A、B)只要有任意一個具備時，結果（F）就會發生，這種邏輯叫做或邏輯。 或門電路AFVCCRBVDAVDB UA UB UF0.3 0.3 0.3 3 3 0.3 3 3 0.3333第15頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五 A B

7、F 0 0 0 1 1 0 1 10111 或門真值表有1出1全0出0 或門邏輯符號及表達式1ABF F = A B第16頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五例：圖示電路為保險柜的報警電路，保險柜的兩層門上各裝有一個開關S1和S2。門關上時，開關閉合。當任一層門被打開時，報警燈亮，試分析工作原理。解：1S1S2+5V1K1K30A0，B0，F0報警燈不亮。 任一層門被打開時，相對應的開關斷開. A1， B0ABF故 F1， 報警燈亮。兩層門都關上時，第17頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五三、非 門AFU 非邏輯決定事物結果的條件A具備時，結果F 就不

8、會發生，這種邏輯叫做非邏輯。 非門電路 UA UF0.3 33RCFUCCRBA0.3第18頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五 A F 0 1 01 非門邏輯符號及表達式 非門真值表1AF 第19頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五四、與非門和或非門 與非門&ABF A BF 0 0 0 1 1 0 1 11110 或非門1ABF A BF 0 0 0 1 1 0 1 11000第20頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五ABF1例：已知與門、或門輸入端A、B、C的波形，試畫出輸出波形。1ACF2 &ABF1 CF2第21頁，共35頁

9、，2022年，5月20日，5點11分，星期五第三節 TTL集成門電路 TTL與非門第22頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五一、TTL與非門 電路結構UCCFABT1T2T1 - - 多發射極三極管ABT1AB第23頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五 TTL與非門的輸入電壓與輸出電壓之間的關系曲線稱為電壓傳輸曲線。UOHUOLuOuIUONUOFF 輸出高電平UOH和輸出低電平UOLUOH3.6VUOL0.3V規定 UOH2.4V UOL0.4V 開門電平UON和關門電平UOFF 輸出為低電平時，稱為開門；輸出為高電平時，稱為關門。 電壓傳輸特性及主要

10、參數第24頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五UON在額定負載下，使輸出電平達到標準低電平的輸入電平的最小值。UOFF空負載時，使輸出電平達到標準高電平的輸入電平的最大值。 UON、UOFF 反映TTL 與非門的抗干擾能力， UON與UOFF 越接近，抗干擾能力越強，與非門的開關性能越好。 扇出系數N 即帶負載能力，表示TTL與非門輸出端最多能帶同類與非門的個數。一般N8第25頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五 平均傳輸延遲時間tpdtpd表示門電路的開關速度。5050UIUOtpd1tpd2tpd1導通延遲時間tpd2截止延遲時間第26頁，共35頁，

11、2022年，5月20日，5點11分，星期五第六節 邏輯代數的基本公式 和定律 基本定律 重要規則 邏輯函數的代數化簡法第27頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五一、基本定律 基本運算規則0A=01A=A0+A=A1+A=1AA=AA+A=A 交換律AB= BAA+B= B+A 結合律ABC= (AB)C=A(BC)A+B+C= (A+B)+C=A+(B+C)第28頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五 分配律A( B+C )=AB+ACA +B C=(A+B) (A +C) 吸收律AABAA（AB）A 反演律（摩根定理）第29頁，共35頁，2022年，5月

12、20日，5點11分，星期五證明：二、重要規則 代入規則 任何一個含有變量A的等式，如果將所有出現A的位置都代之以一個邏輯函數，則等式仍然成立。B(A+C)=BA+BCB(A+D)+C=B(A+D)+BC=BA+BD+BC第30頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五 反演規則 求一個邏輯函數F的非函數 時，可以將F中的與（）換成或()，或()換成與（）；再將原變量換成非變量，非變量換成原變量；1換成0，0換成1，所得的邏輯函數式就是 。 變換時保持先與后或的順序。 對偶規則 一個邏輯函數F，如果將F中的與（）換成或()，或()換成與（）；再將1換成0，0換成1，所得的邏輯函數式就是 F的對偶式，記作F。第31頁，共35頁，2022年，5月20日，5點11分，星期五例:利用摩根定理將下列邏輯函數轉換成獨