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1、数字电子电路 1. 电子系统内，组件与组件之间的电连系有以下情况：a. 组件之间的电压可以有任意数值，例如 3.74 V, 2.83V, 7.25 等b. 组件之间的电压只有两个数值，例如 0V, 及 5V。如果只有两个数值，电路的制作便可以大为简化而电路所有特性也可以用二进数学来代表（当然还有其好处）。专题研习1. 二进制数学：2. 进制的数的特点，二进制十进制的互换，二进制的加减乘除 例 0+0 = 0, 1+0 = 1, 0+1=1, 1+1 = ?）3. 数字电子电路就是以二进制数字为基础的电路，即0和1，对应电路上就是低电平（0 V）和高电平（通常是 5 V）。数字电子电路的学习重点
2、就是电路输入信号的状态（0和1）与输出信号的状态（0和1）之间的关系，即所谓逻辑关系。（因果关系）3. 在数字电子电路中，由于以电平的高低来代表0和1的状态，故此有两种表达方法：正逻辑关系以高电平来代表1，低电平来代表0，负逻辑关系以高电平来代表0，低电平来代表1。一般用途的均是正逻辑关系。最基本的逻辑关系称为与逻辑、或逻辑、非逻辑。任何复杂的逻辑关系都可以它们为基础来组合。练习1. 数字电子学中使用的数学是什么数学？2. 数字电子学的学习重点是什么？3. 什么是正逻辑关系？4. 最基本的逻辑关系有哪三种？5. 画出下列逻辑门的符号：与门、或门、非门。6. 写出与门、或门、非门的逻辑特性。与逻
3、辑和与门或逻辑和或门非逻辑和非门逻辑关系决定某事物的所有条件完全具备时，这事件才会发生，这种因果关系称为与逻辑关系决定某事物的各个条件中，只要具备一个或一个以上的条件，这事件就会发生，这种因果关系称为或逻辑关系输入和输出的状态总是相反，这种因果关系称为非逻辑关系逻辑关系例图 A B Z E A B Z E R A Z E逻辑表达式 Z = AB 逻辑与、逻辑乘 Z = A + B 逻辑或、逻辑加 Z = A 逻辑非、逻辑反逻辑状态表 A | B | (Z)- 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 A | B | (Z)- 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 A | (Z)
4、- 0 1 1 0逻辑门符号 A & Z B A 1 Z B A Z 逻辑门符号1. 逻辑电路的基本概念1.1 所谓逻辑 (Logic) ，就是有一定规律的意思。 1.2 输入信号与输出信号之间有一定逻辑关系的电子电路，称为逻辑电路 (Logic Circuit)。1.3 逻辑电路里的电子组件能对通过它的信号起着开(通过)和关(不通过)的作用，从而实现了电路输入信号与输出信号的逻辑关系，所以逻辑电路又称为逻辑门(Logic Gate) ，又称为逻辑闸。1.4 逻辑门基本上可分为以下五种：非门 NOT Gate或门 OR Gate与门 AND Gate或非门 NOR Gate与非门 NAND G
5、ate1.5 布尔代数布尔代数 (Boolean Algebra)又称逻辑代数，是分析电子逻辑电路中输入与输出间的逻辑关系的一种数学工具，亦用来表示逻辑电路的逻辑状态。 逻辑电路各输入端用A、B、C表示；而输出端的则惯用Z表示。 布尔代数的变量的取值则只有两个 l和0两种，并且1和0不是表示数量的大小，而是表示两种对立的逻辑状态。1.6 在电子逻辑电路里，用l和()来表示高电平和低电平这两种状态。1.7 以下是运用布尔代数来表示三种常用的逻辑运算。AZ0110逻辑非门的运算规律ABZ000011101111逻辑或门的运算规律ABZ000010100111逻辑与门的运算规律1.8 真值表如果我们
6、把一个逻辑电路各输入逻辑变量的所有可能取值和相应的输出逻辑变量值，一一排列在一个表上，这个表就称为逻辑电路的真值表 (Truth Table)。 逻辑电路各输入的所有可能取值的组合总数C可用下式计算:C = 2n上式中n代表输入端的数目，例如两个输入端的逻辑电路，输入逻辑变量的全部取值组合的总数是4，而三个输入端的逻辑电路，输入逻辑变量的全部取值组合的总数是8。 输入逻辑变量输出逻辑变量输入逻辑变量输出逻辑变量ABZABCZ00000010011001011011100101110111两个输入逻辑变量有四个取值组合 三个输入逻辑变量有八个取值组合w 练习题1 逻辑电路符号绘出以下五种逻辑电路
7、的电路符号。 非门 NOT Gate或门 OR Gate与门 AND Gate或非门 NOR Gate与非门 NAND Gate数字电子电路 - （2）数字电路的应用例子汽水售卖机1. 汽水售卖机的简单模型进币口退还杆汽水选择MTS1S2S3S42. 汽水售卖机的逻辑状态(a)进币口足够硬币不足够硬币M, 1M, 0(b)退还杆按下不按下T, 1T, 0 (c)汽水选择按下不按下Sn, 1Sn,03. 弹出汽水逻辑状态文字：足够硬币 与 不按下退还杆 与 按下汽水选择（任意一个）逻辑：F = MT(S1 + S2 + S3 + S4)4. 逻辑电路图 M&F T S1 1 S2 S3 S45.
8、 实物布线图M o T o 74LS04 74LS11 F 弹出汽水信号 o o o o 74LS32S1 S2 S3 S46. 汽水售卖机方块图进币口 M （电子机械）逻辑电路 退还杆T 汽水弹出（机械） 装置（机械） Sn 汽水选择 （开关制）专题研究试研究其它自动售卖机的逻辑状态。集成电路概述1. 晶体管电路 早期的晶体管制作过程是在一块硅（硅）芯片上独立制作多个晶体管，然后把它们分割和包装（例 - 9014）。通过外部接线，晶体管与其它组件连接才能组成一个完整的电路。2. 集成电路 六十年代初期在半导体晶体管制造工艺的基础上，把晶体管和其它组件如电阻、二极管等制作在同一块硅（硅）芯片上
9、，并按一定功能连接成相应的电路，这就制成集成电路，可代替传统的分立组件电路。与分立组件相比，具有体积小，重量轻，引线短，功耗低，可靠性高，灵活性大以及成本低等优点3. 集成电路的分类 按功能可分为数字集成电路（例 4017）和仿真集成电路（例 555）。数字集成电路还可按集成度分类。规模品体管数片逻辑门数片实现功能小规模集成SSI1001 9单元电路如逻辑门，触发器中规模集成MSI100 99910 99部件，如计数器大规模集成LSI1000 99999100 9999子系统，如控制器、存储器超大规模集成VLSI10000010000系统，如整个微型计算机4. 集成电路布线常用的集成电路有下列接脚数目：8, 14, 16, 18, 20, 24, 28, 401111IC 脚与脚之间距离为 0.1 吋，一般20脚以下之 IC 两排脚之间距离为 0.3 吋，20脚以上之 IC 两排脚之间距离为 0.6 吋。凹陷位置对下为 1 脚，其余接脚反时钟方向须序。下图为数字IC常见情况： 0.3 “ 0.1 “5. 集成电路工艺展练习1. 甚么是集成电路?2. 集成电路有甚么优点?3. 数字集成电路按集成度可分成哪四类？ IC 4017 是哪一类？计算机芯片 PIII 又是哪一类？4. IC 4017在电路板布线时脚与脚之间距离及两排脚之间距离应为多少？5. IC 第1脚的位置有甚么特征？
