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1、第十三章 数字电路基础第一节 数字电路概述第二节 基本逻辑关系及其门电路第三节 TTL集成门电路第六节 逻辑代数的基本公式和定律第一节 数字电路概述n 数字电路与模拟电路n 集成数字电路的分类n 脉冲信号n 晶体管的开关作用 一、数字电路与模拟电路模拟信号随时间连续变化的信号。 模拟电路处理模拟信号的电路。数字信号不随时间连续变化的脉冲 信号。 数字电路处理数字信号的电路。模拟电路与数字电路的区别所处理的信号不同；研究电路的着重点不同；晶体管的工作状态不同。二、集成数字电路的分类小规模集成电路 ( SSI )110门片或10100元件片中规模集成电路 ( MSI )10100门片或 1000门
2、片或 10万元件片三、脉冲信号脉冲宽度tP - - -前后沿之间的时间间隔。正脉冲负脉冲脉冲幅度A脉冲变化最大值。A脉冲周期T脉冲频率f - - f = 1/TT脉冲前沿:正脉冲的上升沿或负脉冲的下降沿。脉冲后沿:正脉冲的下降沿或负脉冲的上升沿。前沿后沿tP四、晶体管的开关作用二极管ABAB ABUA UBUA UA 3VVDB率先导通，UFUB3VVDA截止解：三极管RC UOUCCRBUiT当UI 0.5V ，iB IBS= UCC/RCUO = UOL 0.3V BE、BC正偏，T饱和bcebce当0 IBS ，T 处于饱和状态RC15Va bc5V1.5VRB1RB2解：开关合向cIB
3、 0IC 0T处于截止状态第二节 基本逻辑关系及其门电路n 与 门n 或 门n 非 门n 与非门和或非门 条件与结果的关系称为逻辑关系，用以 实现基本逻辑关系的电子电路称为门电路。基本逻辑关系：与、或、非相对应的基本门电路：与门、或门、非门门电路用二值逻辑中的“0”、“1”分别表 示高低电平。1 高电平 0 低电平正逻辑1 低电平 0 高电平负逻辑一、与 门与逻辑只有决定事物结果的各 种条件(A、B)同时具备时， 结果（F）才会发生，这种 逻辑叫做与逻辑。ABFU与门电路输入量作为条件，输出量作为结果， 输入、输出之间满足与逻辑的电路。AFVCCRBVDAVDBUA UB UF0.3 0.3
4、0.3 3 3 0.3 3 3 0.3 0.3 0.3 3与门真值表真值表能够完整 的表达输入与输出间 所有可能逻辑关系的 表格，有n个输入端 ，就有2n 种组合。A BF0 00 11 01 10 0 0 1有有0 0出出0 0 全全1 1出出1 1与门逻辑符号及表达式&A BF F = A B例：有一条传输线，用来传送连续的方波信 号。现在要求增设一个控制信号，使得方波 在某种条件下才能送出，试问如何解决？解： &方波信号 控制信号输出 控制信号为 0 时，输出为0，门关闭。 控制信号为 1 时，输出为方波，门打开。二、或 门ABFU或逻辑 决定事物结果的各种条件(A 、B)只要有任意一个
5、具备时 ，结果（F）就会发生，这 种逻辑叫做或逻辑。或门电路AFVCC RBVDAVDBUA UB UF 0.3 0.3 0.3 3 3 0.3 3 3 0.3 3 3 3A BF0 00 11 01 10 1 1 1或门真值表有有1 1出出1 1 全全0 0出出0 0或门逻辑符号及表达式1A BF F = A B例：图示电路为保险柜的报警电路，保险柜 的两层门上各装有一个开关S1和S2。门关上 时，开关闭合。当任一层门被打开时，报警 灯亮，试分析工作原理。解：1S1 S2+5V 1K1K 30A0，B0，F0报警灯不亮。任一层门被打开时，相对应的开关断 开. A1， B0A BF故 F1，
6、报警灯亮。两层门都关上时，三、非 门AFU 非逻辑决定事物结果的条件A具备 时，结果F 就不会发生，这 种逻辑叫做非逻辑。非门电路UA UF0.333RC FUCCRBA0.3A F01 01非门逻辑符号及表达式非门真值表1AF 四、与非门和或非门与非门&A BF A BF0 00 11 01 11 1 1 0或非门1A BF A BF0 00 11 01 11 0 0 0ABF1例：已知与门、或门输入端A、B、C的波 形，试画出输出波形。1A CF2 &A BF1 CF2第三节 TTL集成门电路n TTL与非门一、TTL与非门电路结构UCCFABT1 T2T1 - - 多发射极三极管ABT1
7、ABTTL与非门的输 入电压与输出电压之 间的关系曲线称为电 压传输曲线。UOHUOLuOuI UONUOFF输出高电平UOH和输出低电平UOL UOH3.6V UOL0.3V规定 UOH2.4VUOL0.4V开门电平UON和关门电平UOFF输出为低电平时，称为开门；输出为高 电平时，称为关门。电压传输特性及主要参数UON在额定负载下，使输出电平达到标 准低电平的输入电平的最小值。 UOFF空负载时，使输出电平达到标准高 电平的输入电平的最大值。UON、UOFF 反映TTL 与非门的抗干扰能 力， UON与UOFF 越接近，抗干扰能力越强， 与非门的开关性能越好。扇出系数N即带负载能力，表示T
8、TL与非门输出端 最多能带同类与非门的个数。一般N8平均传输延迟时间tpdtpd表示门电路的开关速度。5050UI UOtpd1tpd2tpd1导通延迟时间tpd2截止延迟时间第六节 逻辑代数的基本公式 和定律n 基本定律n 重要规则n 逻辑函数的代数化简法一、基本定律基本运算规则0A=01A=A0+A=A 1+A=1 AA=AA+A=A交换律 AB= BAA+B= B+A结合律 ABC= (AB)C=A(BC) A+B+C= (A+B)+C=A+(B+C)分配律 A( B+C )=AB+AC A +B C=(A+B) (A +C)吸收律 AABAA（AB）A反演律（摩根定理）证明：二、重要规
9、则代入规则任何一个含有变量A的等式，如果将所有 出现A的位置都代之以一个逻辑函数，则等 式仍然成立。B(A+C)=BA+BCB(A+D)+C=B(A+D)+BC=BA+BD+BC反演规则求一个逻辑函数F的非函数 时，可以将F 中的与（）换成或()，或()换成与（）； 再将原变量换成非变量，非变量换成原变量； 1换成0，0换成1，所得的逻辑函数式就是 。变换时保持先 与后或的顺序。对偶规则一个逻辑函数F，如果将F中的与（）换 成或()，或()换成与（）；再将1换成0， 0换成1，所得的逻辑函数式就是 F的对偶式 ，记作F。例:利用摩根定理将下列逻辑函数转换成独 立变量。反之利用摩根定理将下列逻辑函数转换成与 非式.三、逻辑函数的代数化简法并项法例：吸收法配项法如：例：证明例: 化简例: 化简
