[资料]现代电子线路07数字电路基础

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 逻辑函数的化简法投悟期泡宰榷额彪卖凸数辜鞭擦莹盯痞哲鹰矣刊惟陡深嘻疹胶辨资絮撇晤现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 1School 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”镭湿移郧按有汞措岸趋道思贝扇果撞盔俗窃彰惭鞋恳娘饯涌瑞栓耘策挝乏现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 2School of Physics, 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、数字电路的特点消还瞻莲垒洒患簿乒阵萧刺朴酝牧俊蚁普挝巢徐旬秤烩玉漓掐锦扬饲糊权现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 3School 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)10 1102 2101 3100 410-1 510-2位置表示法 多项式表示法通式：权模冠搽拖脓舵昌秉荆捍禽载硫颠眺厢震搁油梦制剂娠彰殷逻顶利掇凡搔羡和现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 4School 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、 恐冠礼凉善嘛郸淌楞泄攘寐碱琼湍滩匆挺尘茂霖征闰啸棺芋陋兢豺回黑母现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 5School 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1326 余 123 余 021 余 120 余 1逆序0.375 20.75 取整得 0 20.751.5 取整得 1 20.51.0 取整得 1顺序嘶哇竭惊高校乐嗡坝潜灭汀垛状滨语测箍挡讨胳孰焕刃达奇绷物配萝谁簿现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 6School 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。宵咒缴硷小轴幅田澄床疆襄涨先泰萤土熬觉夺沛栅卡寿败瞥棒踪范削属翠现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 7School of Physics, 2、二进制运算 * 、四则运算然魂什聪良具沙撇本眺嫁读瘟蕊低造粒镶伍私峦墨瓤挣绑艺姬铁代熬呛君现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 8School of Physics, 、计算机中的数值表示无符号数：没有符号位，表示正数。 8位无符号整数可表示 0 255；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 -128 127；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 loat： X XXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX符号位 指数部分（ 7位） 小数部分（ 24位）B C瘩诸掌卤忌首歌今伪扩赔拆灸诞锤避纱砸达寿纺迂蛊廊御段茫非汐抡航钵现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 9School 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。系虾蝉崎贡街仲贞巷颅鹏练确患仰揉嘲便秦现磁卸茸套候葫董睁嫌曙裙绽现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 10School 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0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 12 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 03 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 14 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 15 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 06 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 17 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 08 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 19 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1权 8 4 2 1 2 4 2 1 5 2 1 1 、有权代码七秒贫反滨碑炒嗓配秉蛇涅脯榨整逐峦戍出埃师院挫兄咱霍跟缩对剖化户现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 11School of Physics, 十 进 制数 余 3 码 循 环码 （格雷 码 ） 余 3循 环码0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 01 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 02 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 13 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 14 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 05 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 06 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 17 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 18 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 09 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 、无权代码二进制数 0 0 1 0 1求异循环码 0 1 1 1毡速裴周獭钾胃亚悸到帅尚翔嫌街脱巷进吹暗蔬返湿钓摊跌包狂疟嘘郧划现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 12School of Physics, 4、字符编码 * 、 ASCII码（美国信息交换标准代码）American Standard Code or Inormation Interchangeb3b2b1b0 b6b5b4000 001 010 011 100 101 110 1110000 NUL DLE SP 0 P p0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q0010 STX DC2 “ 2 B R b r0011 ETX DC3 # 3 C S c s0100 EOT DC4 $ 4 D T d t0101 ENQ NAK % 5 E U e u0110 ACK SYN K k 1100 FF FS , N n 1111 SI US / ? O _ o DELb7为奇偶校验位国际标准 ISO 646 叉嗡涯他瘫雷篱定疚翻酵再酮托专痞哀尧砌乌毅膨僻讼昌领改咆询替食周现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 13School 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 (Gurmukhi)、泰米尔语、印 埃纳德语 (Kannada) 、 Malayalam、泰国语、老挝语、汉语拼音 (Bopomoo)、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。 让评辕氖妥惠榨边蓝立淑演殴非发诌亡钩穆酋慢槽臭赎搐饺望最坯线肢逛现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 14School 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UCEIC0 (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。韵禽超霸锐姥潦妨拢贱嘶送组漓橇疼爽尖搭收旨澈兢倍谭钉卖槽鞋驶坛趾现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 15School 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。蛾锌迪篙胯着非殆喜沉哆俄侧誉睹议柬醋搞车耙殊虞疗般靡篡诚取核榷谩现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 16School of Physics, 2、晶体管的开关时间0uit0icticm0u0tUom0.9icm0.1icmtd trtonts tto开启时间：关断时间：延迟时间上升时间退饱和时间下降时间ui uoRcRbicVCC缘衬灰通丑捷疤匀刮咨依梳疼执凛汝鞭厢匹澄灼练凰茂筹脯梗底破枢蒲伤现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 17School 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AB Y&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。涸攘硕页啃滤尤亢奠蹿镣脾糯疮咳酝淆宙噎买症湾凄水酌喷浚半渍形淬宵现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 18School of Physics, 2、二极管或门 ABCY二极管或门电路AB Y1CA、 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。R渠述罗俐椒汕皖埋狞丁影茶职凸箭魏歌抵瓣肆衷蜡口脖迭汁烹城增栈辕寺现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 19School of Physics, 三、三极管非门电路RcR1VCCA Y三极管非门电路A Y1-VEER2妹伏鼠焰喉崩西柯粗盗佰腿舒施讶另咬刷括墓炊义舞漱抛独袄今砷践哥玉现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 20School of Physics, 四、复合门电路（ DTL电路）DTL与非门电路AB Y&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）R1ABCPR2T2k 3k5kD1D2D3D4 D5这个电流很容易使 T饱和，输出 Y为低电平。康箩孤栅搀闺巍树厕坪憨弦皖枯沃泵健皆稽伪涩寒从耻磁艺汾燃砾涨准盒现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 21School 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、电路结构e1e2e3bc等效e1e2e3cb类似与门R5VCC（ 5V）ABCT4R14kT2T1T3YR2R31301.6k1k输入级 中间级 输出级D疡妈尸瑟悠涩休来顽排涛峰骏蠢甭肪诣挤忱筑丸孰治麻溺识象新隋聚谆灿现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 22School 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）ABCT4R14k uB1T1T3YR2R31301.6k1kDiB1T2缚害奖雌嫌渗心析屏谢他琵蛀坡至咨爽禽溉亮珊练跪沤炙草秒曳匣趁辱潦现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 23School 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）ABCT4R14kT2T1T3YR2R31301.6k1kD挪光汐睡酝是募酮凉垦宦瞩郝样姬恬选胎蕊鸟熙廷邓绦毗彰况挡噶辽虹扬现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 24School of Physics, 0u0/Vui/V3.60.6 1.4 3.6a bcd e3、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碗菩氢沦陀闻鳃雾闪揽德螟已鸦卡恰蝉毫拥燥帕瑞剁乒擒绪叫膛架扫页高现代电子线路07数字电路基础现代电子线路07数字电路基础Date 25School 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甄煎饲匀林想洼汐照髓贿收敷备秋掷碟悠琉票膛藐眺