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1、长安大学考研813电子技术基础命题规律分析及复习要点精讲主讲人：尹其畅老师第五章 综合一 逻辑门电路二 半导体存储器 三 脉冲波形的产生与变换1、本章考情分析本章综合部分首先介绍了逻辑门电路，重点讲述了三态门的三种状态和T1000序列的TTL门电路；简要讨论了半导体存储器的基本概念。最后介绍555的基本概念和应用。在历年考研中逻辑门电路只考填空选择，不考大题，也不会考大题；半导体存储器没有出现题，考的可能虽说不大，但还是要注意一下，容易出小题；555在2009年中考了一道小题，大题是每年都有。2、本章框架结构本章首先介绍了逻辑门，然后介绍了半导体存储器，最后介绍555，这三点都是重点，我们要好
2、好学习。3、本章考点预测在逻辑门这一章出小题，可能还会走老路，如三态门，半导体这一章有可能出概念题，555这一章是重点，但是这一章有对策。4、本章要点精讲要点一：逻辑门电路的概述数字电路中，用来实现各种逻辑运算的电子电路，称作逻辑门电路。数字系统中常用高、低电平分别表示二值逻辑(只具有两种取值的逻辑关系)的1和0。获得高、低电平的基本方法如图所示。要点二：三态门（TSL门）一，三态门三态门有三种输出状态：输出高电平、低电平、高阻状态(也称为禁止状态、开路状态)。EN是使能端，图B是高电平时能，当EN=1,时，三态门打开，相当于一个与非门，则输出相当于一个两变量输入的与非门。当EN=0时，三态门
3、关闭，输出端是高阻态。二，逻辑表示方法如果逻辑1用高电平表示，逻辑0用低电平表示，称为用正逻辑方法描述；反之，则称为用负逻辑方法描述。用来描述1和0这两种逻辑状态的高、低电平均允许有一定的变化范围，在正常变化范围内的高、低电平均可以正确的描述各自代表的逻辑状态。三 衡量门电路的性能指标1.传输延迟时间（Transmission Delay Time）2.功耗（Power Dissipation）3.逻辑电平（Logic Level）4.阈值电压（Threshold Voltage）5.噪声容限（Noise Margin）6.扇入（FanIn），扇出(FanOut)7.工作温度范围（Operat
4、ing Temperature Range）要点三：TTL门电路使用注意事项1电源和地电源的变化范围应控制在VCC(5V)的10%以内；对要求严格的电源，应控制在VCC的0.25%变化范围内。要注意消除动态尖峰电流。尖峰电流会干扰门电路的正常工作，严重时造成逻辑错误。降低尖峰电流应注意布线时尽量减小分布电容，并降低电源内阻。同时，为了保证系统正常工作，必须保证电路接地的良好性。2电路外引线端的连接(1)正确辨别电路的电源端和接地端，不能接反。(2)各输入端不能直接与高于5.5V或低于-0.5V的低内阻电源连接。(3)输出端应通过电阻与低内阻电源连接。(4)输出端接有较大容性负载时，应串入电阻。
5、(5)除具有OC和三态结构的电路之外，不允许电路输出端并联使用3多余输入端的处理门电路的输入负载特性：在与非门电路输入端接入较大电阻(此处Ri1.4k)，相当于在该输入端接入高电平。所以，TTL门电路输入端对地悬空，相当于接高电平。1 TTL与门(与非门) 的多余输入端可悬空处理，相当于接高电平输入2 TTL门(或非门) 的多余输入端不能悬空，应采取直接接地的办法3 以上各门电路多余输入端也可以采取与其他输入端并联使用的办法 4 与或非门存在多余“与”组，则多余“与”组中至少有一个输入端接“0”。 要点四：逻辑门习题1 为什么说TTL与非门输入端在以下三种接法时，在逻辑上都属于输入为1？（1）
6、输入端悬空；（2）输入端接高于2V的电源；（3）输入端接同类与非门的输出高电平3.6V。解：回答上述问题也可以有3种途径，即结合具体电路在所给条件下分析其输入输出关系、利用电压传输特性或者利用与非门的主要参数进行分析。（1）输入端悬空：输入端悬空可以看作是输入端所接电阻R无穷大，由输入负载特性得输入端电压1.4V，此时UB12.1V，T2、T3饱和导通，由与非门的逻辑功能知只有输入全部为高电平时，T2、T3饱和导通，所以输入为1。（2）由TTL与非门的电压传输特性可见：当输入端接高于2V的电源或者接同类与非门的输出高电压3.6 V时，输出低电平即逻辑0，此时输入一定是逻辑1。（3）输入端通过1
7、0k电阻接地时，UR3.1V。由TTL与非门的主要技术参数可知：UIH（min）2V，可见UR UIH（min），所以输入为高电平，即逻辑1。2 指出图2中各门电路的输出是什么状态（高电平、低电平或高阻态）。假定它们都是T1000系列的TTL门电路。图2解：在图a中，三个输入端都相当于高电平，即逻辑1，由与非门的功能可知，其输出为低电平。在图b中，输入端接10k电阻相当于高电平，即逻辑1，由或门的功能可知，其输出为高电平。在图c中，输入端接51电阻相当于低电平，即逻辑0，由与非门的功能可知，其输出为高电平。在图d中，输入端接10k电阻相当于高电平，即逻辑1，由或非门的功能可知，其输出为低电平。
8、在图e中，EN=0，三态门电路处于禁止工作状态，其输出为高阻态。在图f中，2个输入端分别为高电平和低电平，由异或门的功能可知，其输出为高电平。要点五：半导体半导体存储器是能够存储大量二值信息的半导体器件，具有容量大、存取速度快、耗电低、体积小、使用寿命长等优点而被广泛应用。根据存取功能的不同，半导体存储器可分为只读存储器 简称ROM）和随机存储器 简称RAM）。根据制造工艺的不同，存储器分为双极型和MOS型。 衡量存储器性能的指标包括存储容量和存取时间。存储容量一般用存储的字数和每个字所含位数的乘积表示；存取时间反映存储器工作速度的快慢。一 只读存储器ROM只读存储器的特点是只能读出、不能写入
9、。ROM分为掩模ROM（可编程ROM（简称PROM）、可擦除的可编程ROM（简称EPROM）。1.掩模ROM2.可编程ROM3 可擦除的可编程ROM二 随机存储器RAM随机存储器也称为随机读/写存储器，工作时可以随时从指定地址读出数据、或将数据写入指定存储单元中。读写方便、使用灵活。但一旦掉电，存储的数据将丢失。RAM可以分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。SRAM由存储矩阵、地址译码器、读/写控制电路组成。 三:存储器容量的扩展（1）位扩展将4片1024（210）1位的RAM连接，组成10244位的RAM。 （2）字扩展一片RAM的容量是256（28）8位，需要1024（21
10、0）8位的容量时，需将4片RAM连接。 要点六：脉冲波形的产生和变换数字电路中的信号大多数是矩形脉冲信号。将在较短时间间隔内作用于电路的电压或电流信号，称为脉冲信号。这个时间间隔可以和电路过渡过程持续时间（35）相比拟。数字电路中常见的脉冲信号波形 如下 上图中所示的矩形脉冲信号波形是理想的，即波形的上升沿与下降沿均是跳变的且波形幅度保持不变，一直保持幅度为。而实际的矩形脉冲信号波形无理想跳变、顶部也不平坦。 具体波形如下为衡量实际矩形脉冲信号的优劣，经常使用以下参数对其进行描述。描述矩形脉冲特性的主要参数T 脉冲周期( f )。Vm 脉冲电压最大变化幅度。tw 脉冲宽度。tr 上升时间。tf
11、 下降时间。q 占空比，脉冲宽度与脉冲周期的比值即：q = tw / T与产生模拟信号要用模拟振荡器一样，产生脉冲信号要用脉冲振荡器。 脉冲波形变换则包括脉冲宽度、幅度、相位及上升和下降时间等等的改变，通过变换，使这些特性符合要求。获取脉冲信号的方法通常有两种： 直接产生； 将其它非脉冲信号经过整形变换电路变为脉冲信号。数字电路中，获得矩形脉冲信号的方法主要有两种：一种是利用各种形式的多谐振荡电路，直接产生所需要的周期性矩形脉冲信号；另一种是利用脉冲信号的变换电路，将现有的脉冲信号变换成所需要的矩形脉冲信号。在这种方法中，电路本身不产生脉冲信号，而仅仅起脉冲波形的变换作用。 要点七： 555定
12、时器555定时器电路是一种用途广泛的数-模混合中规模集成电路。只需外接几个阻容元件,就可以方便地构成各种不同用途的脉冲电路,如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。流行产品:TTL：555，556（含有两个555）；CMOS：7555，7556（含有两个7555），755 （含有三个7555）。 555定时电路有TTL集成定时电路和CMOS集成定时电路,它们的逻辑功能与外引线排列都完全相同。555电路的逻辑图、外引线功能图、内部等效电路图如一 555电路主要由以下几部分构成：1.一个RS触发器2.两个电压比较电路电压比较器的功能：v+ v-，vO=1v+ v-，vO=0（3）基本RS触发
13、器、（4）放电三极管T及缓冲器G。二 555内部电路介绍：（1）4脚为复位输入端：RD=0时，输出vo为低电平。正常工作时，应将其接高电平。（2）5脚为电压控制端：当其悬空时，比较器C1和C2的比较电压分别为2/3VCC 和1/3VCC ；而当其输入电压为VCO时: 比较器C1和C2的比较电压分别为VCO和1/2 VCO 。当不用时，应在该端和地之间接一个0.01mf的去耦电容，以消除干扰，保证其稳定在2/3VCC（3）2脚为触发输入端，6脚为阈值输入端，两端的电位高低控制比较器C1和C2的输出，从而控制RS触发器，决定输出状态。（4）3脚为输出端，7脚是放电端，8、4脚分别是电源和地。三 5
14、55定时器功能描述555集成电路端口介绍 管脚 表示方法 作用2触发输入端 决定电压比较器C2的反相输入电压 5电压控制端CO 决定电压比较器C1的反相输入电压 6阈值输入端TH 决定电压比较器C1的同相输入电压7放电端口D 作为VT的集电极开路输出，并提供放电通路 四 555定时器功能表阈值电压TH 触发输入 复位 放电管VT 输出OUT 0导通01导通01原状态原状态1截止1五.555定时器的工作原理六555定时器的特点：1）定时的精度、工作速度和可靠性高；2）使用的电源电压范围宽，从 2V 18V，能和数字电路直接连接；3）有一定的输出功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等；4）结构简单，使用灵活，用途广泛(有“万能芯片”之称)。555定时器的用途：555定时器主要用于脉冲波形的产生、变换、控制与检测。可组成各种波形的脉冲振荡器、定时延时电路、检测电路、电源变换电路、频率变换电路。下面介绍由定时器构成的多谐振荡器、施密特触发器、单稳态触发器。要点八： 多谐振荡器1 工作情况多谐振荡器不需外加触发脉
