最为经典的基本逻辑门电路课堂.doc

基本逻辑门电路逻辑门电路也就是电子开关，在数字电路中使用了大量的电子开关。逻辑门电路是指有两个以上的输入和一个输出的逻辑电路。最基本的3个逻辑电路是AND(与门)电路、OR(或门)电路和NOT(非门)电路。此外还有NAND(与非门)电路等。1、逻辑与运算-AND电路当地铁靠站时，站台一侧的车门一起打 开，车门信号灯一起点亮。上下车完毕、铃 声停止后，车门关闭。这时，车门没有完全 关闭的车厢其车门信号灯依旧亮着，当全部 车门完全关闭、车门信号灯熄灭的同时，司 机驾驶台上的确认指示灯点亮。 图2-29 与门电路原理 如图2-29（a）所示的串联接点电路，开关A、B的输入状态与指示灯的亮灭状态可归结为真值表图2-29（d）。完成这种动作的电路称作逻辑与 （运算）电路或称作AND电路。这种电路的逻辑符号是图2-29（b），逻辑关系式是：X=A.B如图2-29（c），即若输入全部为“H”则输出为“H”，若输入有一个为“L”则输出为“L” 图2-30 用普通二极管构成的AND电路其应用电路如图2-30（a）所示是用普通二极管构成的AND电路。输入A和B的电压是5伏。在此，5伏为高电平H，0伏为低电平L。当开关A和开关L相连时，电压表指示的电压为0伏，开关A和开关B中，只要有一个与L相连，电压电表上的输出电压就是0伏，只有两个开关都切换到H时，电压表X的指示才为5伏（H）。因此，可以得到如图2-30（b）所示的真值表。2、逻辑或运算OR电路无人售票公共汽车的座位旁边有几组通知司机用的下车呼叫灯与按钮。乘客只要按下其中的任何一个开关，所有的信号灯就一起点亮，通知司机有乘客要下车。汽车到站、打开车 门后，复位电路发挥作用，使电路恢复原状（关掉所有的信号灯）。其基本电路原理如图2-31所示：图中表示的是以并联方式连接的2个开关A和B与信号灯的关系。将开关的合、并（ON、OFF） 与信号灯的亮、灭之间用“1”、“0”对应，总结了输入输出的所有状态。这称作真值表。 完成这种动作的电路（并联节点电路）称作逻辑或（运算）电路或OR电路。 图2-31 逻辑或电路原理图这个电路的逻辑符号如图2-31（b）， 逻辑式是X=A+B如图2-31（c）， 即若输入中有“1”则输出为“1” 输入全部为“0”则输出为“0” 用普通二极管构成的逻辑OR电路。输入电压均为5伏，用H表示5伏，用L表示0伏。当开关A和开关B与L连接时，电阻上没有电流流动，电压表指示0伏，即输出为L。当开关B的二极管导通，电阻上有电流流动。此时，电阻两端的电压为5伏，即输出为H。反之，当开关A与H相连，开关B与L相连时，输出状态与上述相同。 图2-32 用普通二极管逻辑或电路示意图最后，当开关A和开关B都连接H时，电阻上有电流通过，电压表指示5伏，即输出为H从而，可得到如图2-32（b）所示的真值表。 3、逻辑非运算NOT电路 小轿车的车内灯是有（1）关灯、（2）持续亮灯、 （3）闪烁三部分电路组合而成的。这里介绍闪烁电路。 打开车门时，装在车门一角的推杠弹出，无论哪个车门打开或者两个车门都打开时车内灯都点亮。反之，只要不是全部的车门都关闭则车内灯不熄灭。 如图2-33（a）所示为车内灯的开关原理图。从图中可见，开关A断开时，电磁继电器的线圈没有励磁，所以电磁继电器的接点是闭合的，因此灯图2-33 逻辑非运算NOT电路 被点亮。 合上开关A时电磁继电器被通电励磁，接点断开，灯就熄灭了。完成这种动作的电路是进行逻辑非运算的电路，即非门电路或者是NOT电路，也称为反向器。图2-33（d）是NOT电路的真值表。这种电路的逻辑符号如图2-33（b），逻辑式是：X=A如图2-33（c），即输入与输出状态始终相反。如图2-34所示是使用一般三极管的NOT电路。开关A连接L时，三极管截止，电阻RC上没有电流流动，因此没有电压降，电压表X的指示值为5伏。当开关A连接H时，三极管的基极电压上升，集电极导通，电阻RC上有电流通过而产生电压降，电压表X的指示值为0伏，即输出为L。可见这种电路中，输入端与输出端的逻辑状态相反。 3、复合门电路简介。 在逻辑电路中，二极管、晶体管等半导体器也被用来作为开关元器件发挥着很大的作用。因为没有接点，所以被称作无接点继电器。 图2-34 使用一般三极管的NOT电路上述门电路多级连接，即一个门的输出接到另一个门的输入时，带来两个问题：第一，使用二极管和电阻构成的逻辑元件（二极管门电路）时，当将多个门串联起来后，电压电平（1）和（0）的电平差逐渐缩小，即使设计的再好，在3-4极后仍会不可分辨。而且二极管不具备使输入波形反相的功能，所以仅用二极管和电阻不能构成NOT门电路。第二、这种门带负载能力差，由于分布电容和负载的影响，信号经过几级门以后，信号的前沿、后沿变坏，波形将严重失真。 为了克服以上缺点，实际应用中在与门及或门的后面加一级非门，利用三极管对与门(或门)的输出波形进行放大、整形；并将二极管接在集电极上进行嵌位，保证输出高