《电工电子技术与技能教学课件 PPT 作者 陈振源 第10章数字电路基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子技术与技能教学课件 PPT 作者 陈振源 第10章数字电路基础知识（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第10章 数字电路基础知识,知识目标 了解数字信号的特点及应用。 了解二进制的表示方法，会进行二进制与十进制数之间的转换。 了解8421BCD码的表示形式。, 熟悉基本逻辑门、复合逻辑门的逻辑功能，能识别其电路符号。 了解TTL、CMOS门电路的型号及其使用常识，能识别引脚。,技能目标 掌握CMOS门电路的安全操作方法。 初步掌握逻辑门电路的逻辑功能测试方法。,10.1 脉冲与数字信号,10.1.1 脉冲的基本概念 脉冲信号是指持续时间短暂的电信号。,图10.2 常见脉冲波形,图10.3 矩形脉冲主要参数,1脉冲幅值Um 2脉冲上升时间tr 3脉冲下降时间tf 4脉冲宽度tw 5脉冲周期T 6
2、占空比D,10.1.2 数字信号 通常把脉冲的出现或消失用l和0来表示，这样一串脉冲就变成由一串1和0组成的代码，如图10.4所示，这种信号称为数字信号。,图10.4 数字信号,10.2 数制与码制,10.2.1 数制 选取一定的进位规则，用多位数码来表示某个数的值，这就是所谓的数制。,“逢十进一”的十进制是人们在日常生活中常用的一种计数体制，而数字电路中常采用二进制、八进制、十六进制。 本节重点介绍二进制和十六进制及相互间的转换。,1十进制数 十进制数有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10个符号，我们称这些符号为数码。十进制数运算加法时遵循“逢十进一”，减法时遵循“借一当十”。 （1
3、98.56）10=1 102 + 9 101 + 8 100 + 5 101 + 6 102,2二进制数 二进制数仅有0和1两个不同的数码。进位规则为“逢二进一”；借位规则为“借一当二”。 对于任意一个二进制数可表示为：,3十六进制 二进制数在数字电路中处理很方便，但当位数较多时，比较难于读取和书写，为了减少位数，可将二进制数用十六进制数来表示。 十六进制是“逢十六进一”，十六进制有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共16个不同的数码。,4不同数制的转换 （1）二进制数转换为十进制数。 把二进制数按权展开，再把每一位的位值相加，即可得到相应的十进制数。,（2）十进制
4、整数转换为二进制数。 转换方法是：把十进制数逐次用2除取余数，一直除到商数为零。 然后将先取出的余数作为二进制数的最低位数码。,如将十进制数21转化为二进制数，则,（3）二进制数转换为十六进制数。 转换方法是：将二进制数的整数部分自右向左每4位分为一组，最后不足4位的，高位用零补足；小数部分自左向右每4位分为一组，最后不足4位的在右面补零，再把每四位二进制数对应的十六进制数写出即可。,（4）十六进制数转换为二进制数。 转换方法是：将每个十六进制数用四位二进制数表示，然后按十六进制数的排序将这些四位二进制数排列好，就可得到相应的二进制数。,10.2.2 码制 用于表示十进制数的二进制代码称为二-
5、十进制代码（Binary Coded Decimal），简称为BCD码。,10.3 逻辑门电路,数字电路的基本单元是逻辑门电路。 所谓“逻辑”是指事件的前因后果所遵循的规律，如果把数字电路的输入信号看作“条件”，把输出信号看作“结果”，那么数字电路的输入与输出信号之间存在着一定的因果关系，即存在逻辑关系，能实现一定逻辑功能的电路称为逻辑门电路。,逻辑门电路由半导体开关元器件等组成，其电路的种类很多，基本逻辑门电路有：与门、或门和非门，复合逻辑门电路有：与非门、或非门、与或非门等。,10.3.1 基本逻辑门 1与逻辑门 （1）与逻辑关系。 如图10.7所示，其逻辑代数表达式为 Y = AB,图1
6、0.7 与逻辑实例,（2）与门电路。,图10.8 与门电路,2或逻辑门 （1）或逻辑关系。 其逻辑代数表达式为 Y = A + B,图10.10 或逻辑实例,（2）或门电路。,图10.11 或门电路,3非逻辑门 （1）非逻辑关系。 非逻辑代数表达式为,图10.12 非逻辑实例,非逻辑的运算规则为：,（2）三极管非门电路。,图10.13 非门电路,10.3.2 复合逻辑门 由以上介绍的3种基本门电路可以组合成多种复合逻辑门。 1与非门 在与门后串接非门就构成与非门，如图10.14（a）所示.,图10.14 与非门,与非门的逻辑函数式为,2或非门 在或门后串联非门就构成或非门，如图10.15所示。
7、 或非门的逻辑函数式为,（a）逻辑结构 （b）电路符号 图10.15 或非门逻辑结构及电路符号,3与或非门 与或非门一般由两个或多个与门和一个或门，再和一个非门串联而成，其逻辑结构与电路符号如图10.16所示。 与或非的逻辑关系是，输入端分别先与，然后再或，最后是非。,图10.16 与或非门逻辑结构及电路符号,与或非门的逻辑函数式为,10.3.3 集成逻辑门电路 集成逻辑门电路是将逻辑电路的元件和连线都制作在一块半导体基片上。 由P型和N型绝缘栅场效晶体管组成的互补型集成电路，简称为CMOS电路。 CMOS电路具有集成度高、功耗低、工作电压范围较宽等特点。,1TTL门电路 74系列集成电路是应
8、用广泛的通用数字逻辑门电路，它包含各种TTL门电路和其他逻辑功能的电路。,（1）型号的规定。 按现行国家标准规定，TTL集成电路的型号由5部分构成，现以CT74LS04CP为例说明型号意义。,第1部分是字母C，表示符合中国国家标准。 第2部分表示器件的类型，T代表TTL电路。 第3部分是器件系列和品种代号。 第4部分用字母表示器件工作温度。 第5部分用字母表示器件封装，P表示塑封双列直插式，J为黑瓷封装。,（2）引脚识读。,图10.17 TTL引脚编号排列,图10.18 74LS00引脚排列图,2CMOS门电路 （1）型号的规定。 MOS集成电路的型号由5部分构成，现以CC4066EJ为例说明
9、型号意义。,第1部分是字母C，表示符合中国国家标准。 第2部分表示器件的类型，C代表CMOS电路。 第3部分是器件系列和品种代号，4066表示该集成电路为4000系列四双向开关电路。,第4部分用字母表示器件工作温度。 第5部分用字母表示器件封装。,图10.19 CC4001引脚功能,（2）引脚识读。,10.4 技能实训,任务 基本逻辑电路的功能测试 1实训目的 （1）学习TTL集成电路74LS00的逻辑功能测试。,（2）学习CMOS集成电路CC4001的逻辑功能测试。 （3）掌握逻辑集成电路多余输入端的处理方法。,2器材准备 直流稳压电源、数字万用表、集成电路74LS00和CC4001各一块。
10、,3实训相关知识 基本逻辑门电路是数字电路中广泛使用的元器件，使用时必须对它的逻辑功能进行测试，以确定其性能好坏。 本实训对TTL集成与非门74LS00和CMOS集成或非门CC4001进行功能的测试。,74LS00是一个2输入端四与非门，形状为双列直插式，其引脚功能如图10.22（a）所示；CC4001是一个2输入端四或非门，形状为双列直插式，其引脚功能如图10.22（b）所示。,图10.22 基本逻辑门集成电路引脚功能,4实训内容与步骤 （1）TTL与非门功能的简单测试方法。 （2）CMOS或非门功能测试。,5问题讨论 （1）如何检测与非门集成电路质量的好坏? （2）TTL、CMOS集成电路的多余输入端应怎样处理?,
