《现代电子线路07数字电路基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代电子线路07数字电路基础（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章：数字电路基础本章内容： 7.1 数字电路概述 7.2 基本逻辑门电路 7.3 TTL逻辑门电路 7.4 逻辑函数及其表示方法 7.5 逻辑函数的化简法Date1School of Physics, 7.1 数字电路概述1、数字信号tu(t)高电平低电平上升沿下降沿数字信号表示数字量的信号，研究时要注重它的有无或出现次数，数字信号的出 现时间一般由时钟信号控制，而取值的离散性更使数字信号在处理、存 储和传输等方面比模拟信号有很多优势。一、数字电路的特点正逻辑高电平逻辑“1”低电平逻辑“0”一般情况下，采用正逻辑。负逻辑高电平逻辑“0”低电平逻辑“1”Date2School of Phys
2、ics, 数字电路：处理数字信号的电路称为数字电路。、数字电路中的电子器件工作于饱和状态或截至状态，起开关作用；、基本电路单元结构简单（逻辑门电路、触发器），易于大规模集成；、研究对象是输出与输入信号间的逻辑关系（因果关系），即电路的逻辑 功能；、基本数字电路：组合逻辑电路时序逻辑电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、脉冲整形电路）、易于采用EDA工具进行分析与设计；、应用范围非常广泛。2、数字电路的特点Date3School of Physics, 二、数制与码制1、数制数制是指进位计数的方法与规则，如十进制、二进制等等。、十进制逢十进一、借一当十(123.45)1011022101310041
3、0-1510-2位置 表示法多项式表示法通式：权模Date4School of Physics, 、二进制权模逢二进一、借一当二、R进制权模逢R进一、借一当R、十六进制逢16进一、借一当16系数： 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15 表示为：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、 B、 C、 D 、 E、 FDate5School of Physics, 、数制间的转换、R进制转换成十进制方法：按权展开，求和。、十进制转换成R进制方法：整数部分：除R取余，逆序排列小数部分：乘R取整，顺序排列整数小数132 6余12 3余02 1余120余1逆序0.
4、375 2 0.75取整得0 20.751.5取整得1 20.51.0取整得1顺序Date6School of Physics, 、其它数制间的转换方法：先转成十进制数，再转成所需数制。特例：十六进制和二进制的相互转换十六进制转二进制：将每位十六进制数转成4位二进制数，依序排列即可； 二进制转十六进制：以小数点为基准，整数部分从右往左，小树部分从左往右，将二进制数按4位一组分组，不足位置补0，然后将每组的4位二进制数转换成1位十六进制数，依序排列即可。Date7School of Physics, 2、二进制运算*、四则运算Date8School of Physics, 、计算机中的数值表示无
5、符号数：没有符号位，表示正数。8位无符号整数可表示0255；有符号数：第1位（最高位）为符号位，“0”表示正数，“1”表示负数。8位有符号整数可表示-128127；定点数：小数点固定浮点数：小数点不固定，由符号位、指数部分、小数部分组成。定点整数：没有小数部分定点小数：纯小数，默认小数点在符号位之后 10111001-0.0111001single float：X XXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX符号位指数部分（7位）小数部分（24位）BCDate9School of Physics, 、原码、反码、补码原码：将数值表示成二进制数，并在最高位增加一个符号位，正
6、数为0，负数为1，即得到该数值的原码。反码：正数的反码等于原码，负数的反码为保留符号位，按位求反。补码：正数的补码等于原码，负数的补码为反码加1。Date10School of Physics, 3、十进制数的二进制代码十进制数8421 码（BCD码）2421码5211码 00 0 0 00 0 0 00 0 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 1 20 0 1 00 0 1 00 1 0 0 30 0 1 10 0 1 10 1 0 1 40 1 0 00 1 0 00 1 1 1 50 1 0 11 0 1 11 0 0 0 60 1 1 01 1 0 01 0 0 1 70
7、 1 1 11 1 0 11 1 0 0 81 0 0 01 1 1 01 1 0 1 91 0 0 11 1 1 11 1 1 1 权8 4 2 12 4 2 15 2 1 1、有权代码Date11School of Physics, 十进制数余3 码循环码 （格雷码）余3循环码 00 0 1 10 0 0 00 0 1 0 10 1 0 00 0 0 10 1 1 0 20 1 0 10 0 1 10 1 1 1 30 1 1 00 0 1 00 1 0 1 40 1 1 10 1 1 00 1 0 0 51 0 0 00 1 1 11 1 0 0 61 0 0 10 1 0 11 1 0
8、 1 71 0 1 00 1 0 01 1 1 1 81 0 1 11 1 0 01 1 1 0 91 1 0 01 1 0 11 0 1 0、无权代码二进制数0 0 1 0 1求异循环码 0 1 1 1Date12School of Physics, 4、字符编码*、ASCII码（美国信息交换标准代码）American Standard Code for Information Interchangeb3b2b1b0b6b5b40000010100111001011101110000NULDLESP0Pp0001SOHDC1! 1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#
9、 3CScs0100EOTDC4$ 4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYNKk1100FFFS, Nn1111SIUS/?O_oDELb7为奇偶校验位国际标准ISO 646 Date13School of Physics, 、通用字符集 (UCS：Universal Character Set)编码长度32位，目前只分配了16位共65534个字符，包含了用于表达所有已 知语言的字符，不仅包括拉丁语、希腊语、斯拉夫语、希伯来语、阿拉伯语 、亚美尼亚语和乔治亚语的描述，还包括中文、日文和韩文这样的象形文字 ，以及平假名、片假名、孟加拉语、旁遮普语果鲁穆奇字符(Gurmukh
10、i)、泰 米尔语、印埃纳德语(Kannada) 、Malayalam、泰国语、老挝语、汉语拼音 (Bopomofo)、Hangul、Devangari、Gujarati、Oriya、Telugu等等。ISO10646、汉字编码国家标准（16位）GB2312：收录6763个简体字； GBK：对GB2312的扩充，收入中、日、韩汉字20912个； GB18030：对GBK的扩展，收入中、日、韩汉字27533个，GB18030是中国 所有非手持/嵌入式计算机系统的强制实施标准。 Date14School of Physics, 7.2 基本逻辑门电路一、晶体三极管的开关特性1、晶体管工作状态UCEI
11、C0(V)(mA)放大区饱 和 区截止区临界饱和线、放大状态晶体管工作在放大区， 发射结正偏，集电结反偏。Date15School of Physics, UCEIC0(V)(mA)放大区饱 和 区截止区临界饱和线 、饱和状态晶体管工作在饱和区， 发射结正偏，集电结正偏。CE间近似于短路，相当于开关的接通状态。 、截止状态晶体管工作在截止区， 发射结反偏，集电结反偏。CE间近似于断路，相当于开关的断开状态。Date16School of Physics, 2、晶体管的开关时间0uit0icticm0u0tUom0.9icm0.1icm tdtrtontstftoff开启时间：关断时间：延迟时间
12、上升时间退饱和时间下降时间uiuoRcRbicVCCDate17School of Physics, 二、二极管门电路1、二极管与门VCC（5V）RABCY二极管与门电路A BY&C只有在A、B、C都接高电 平5V时，二极管截止，输 出Y才为高电平。该电路具有与门的逻辑功能。Date18School of Physics, 2、二极管或门ABCY二极管或门电路A BY1CA、B、C任何一个都接高 电平5V时，输出Y即为高电平。该电路具有或门的 逻辑功能。RDate19School of Physics, 三、三极管非门电路RcR1VCCAY三极管非门电路AY1-VEER2Date20Schoo
13、l of Physics, 四、复合门电路（DTL电路）DTL与非门电路A BY&CDTL与非门电路A、B、C任何一个接低电平 （0.3V）时，P被钳位在1V 左右，D4、D5、T截止，输 出Y为高电平；Diode Transistor LogicA、B、C都接高电平（5V） 时，D1、D2、D3均截止，此时RcYVCC（5V）R1ABCP R2T2k3k5kD1D2D3D4D5这个电流很容易使T饱和，输出Y 为低电平。Date21School of Physics, 7.3 TTL逻辑门电路*一、TTL与非门电路Transistor Transistor LogicTTL与非门电路1、电路结
14、构e1e2e3bc等效e1e2e3cb类似与门R5VCC（5V）ABCT4R1 4kT2T1T3YR2R31301.6k1k输入级中间级输出级DDate22School of Physics, 2、工作原理、不防设A为低电平（0.2V）则T1管深度饱和T2、T3截止，Y为高电平R5VCC（5V）ABCT4R1 4kuB1T1T3YR2R31301.6k1kDiB1T2Date23School of Physics, 、T1管工作于倒置放大状态，Y为低电平T2饱和，D、T4截止， T3深度饱和，R5VCC（5V）ABCT4R1 4kT2T1T3YR2R31301.6k1kDDate24Schoo
15、l of Physics, 0u0/Vui/V3.60.61.43.6abcde3、电压传输特性ab段：ui1.4V，T2、T3饱和，T4、 D截止，输出低电平。截止区线性区转折区 饱和区Date25School of Physics, 4、输入端噪声容限低电平噪声容限：高电平噪声容限：输出低电平的最大值输出高电平的最小值Date26School of Physics, 1、负载能力拉电流负载：输出高电平时，负载电流的增大会使 输出电压下降； 灌电流负载：输出高电平时，负载电流的增大会使 输出电压下降。负载能力用扇出系数表示，一般的TTL门电路的扇出系数为810。二、TTL与非门的主要性能参数
16、Date27School of Physics, 2、传输延迟时间0uit0.5Uim0u0tUomUim0.5Uomtpd1tpd2平均传输延迟时间：Date28School of Physics, 三、抗饱合TTL门电路1、肖特基势垒二极管（SBDSchottky barrier diode）SBD符号利用铝和N型硅形成势 垒，导通阈值电压约 为0.4V，将三极管BC 间的电压钳位，使三 极管无法进入深度饱 和。Date29School of Physics, 2、电路Date30School of Physics, Date31School of Physics, Date32School of Physics, 7400 的典 型参 数Date33Sch
