项目一-基本逻辑门电路

模块五模块五 数字电路基础数字电路基础 项目二项目二 基本逻辑门电路基本逻辑门电路 任务一 逻辑门电路任务一 逻辑门电路 问题情景问题情景 如图所示电路 小灯泡在什么情况下会亮 知识目标 1 掌握基本逻辑门电路的逻辑功能 图形符号 真值表 逻辑代数表达式 技能目标 会进行简单的逻辑运算 基础知识基础知识 一 基本逻辑门 1 与逻辑门 1 与逻辑关系 Y A B 图 5 1 与逻辑实例 2 二极管与门电路 全 1 出 1 有 0 出 0 图 5 2 与门电路与门图形符号 2 或逻辑门 1 或逻辑关系 或逻辑关系 Y A B 图 5 3 或逻辑实例 2 二极管或门电路 二极管或门电路 有有 1 出出 l 全 全 0 出出 0 图 5 4 或门电路与或门图形符号 3 非逻辑门 1 非逻辑关系 非逻辑关系 图 5 5 非逻辑实例 2 三极管非门电路 三极管非门电路 入入 0 出出 1 入 入 l 出出 0 图 5 6 非门原理电路非门图形符号 二 复合逻辑门 7 3 2 复合逻辑门 1 与非门 图 5 7 与非门电路 图 5 8 与非门逻辑结构与电路符号 与非门的逻辑函数式为 其逻辑功能可归纳为 有 0 出 1 全 1 出 0 2 或非门 在或门后串联非门就构成或非门 如图所示 图 5 8 或非门逻辑结构及电路符号 或非门的逻辑函数式为 其逻辑功能可归纳为 有 1 出 0 全 0 出 1 3 与或非门 与或非的逻辑结构图及电路符号如下图所示 ABY BAY 图 5 9 与或非门逻辑结构及电路符号 与或非门的逻辑函数式为 其逻辑功能为 当输入端的任何一组全 l 时 输出为 0 任何一组输入都至少有一个为 0 时 输出端才能为 l 应知训练 1 门电路中最简单的逻辑门是 和 任务二 门电路任务二 门电路 问题情景问题情景 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 知识目标 1 掌握 TTL 门电路的引脚功能 2 掌握 CMOS 门电路的引脚功能 技能目标 会测试与非门和逻辑门的功能测试 基础知识基础知识 一 一 TTLTTL 门电路门电路 集成门电路若是由三极管为主要元件 输入端和输出端都是三极管结构 这种电路称为 三极管 三极管逻辑电路 简称 TTL 电路 1 型号的规定 按现行国家标准规定 TTL 集成电路的型号由五部分构成 现以 CT74LS04CP 为例说明型号意义 C T 74LS04 C P 第五部分用字母表示器件封装 第四部分用字母表示器件工作温度 第三部分是器件系列和品种代号 第二部分表示器件的类型 T 代表 TTL 电路 第一部分是字母 C 表示符合中国国家标准 CDABY 2 引脚读识 TTL 集成电路通常是双列直插式外形 根据功能不同 有 8 24 个引脚 引脚编号判读方法是把凹槽标志置于左方 引脚向下 逆时针自下而上顺序排列 图 5 10 TTL 引脚编号排列 74LS00 为 2 输入四与非门 其引脚排列见图 5 11 a 74LS86 为 2 输入四异或门集成 电路 其引脚排列见图 b 图 5 11 a 74LS00 引脚排列图 图 b 74LS86 引脚排列图 二 二 CMOSCMOS 门电路门电路 1 种类 CMOS 电路主要有以下三个子系列的产品 4000 系列 40H 系列 74HC 系列 2 型号的规定 CMOS 集成电路的型号由五部分构成 C C 4066 E J 第五部分用字母表示器件封装 第四部分用字母表示器件工作温度 第三部分是器件系列和品种代号 第二部分表示器件的类型 C 代表 CMOS 电路 第一部分是字母 C 表示符合中国国家标准 3 引脚读识 CMOS 集成电路通常是双列直插式外形 引脚编号判读方法与 TTL 电 路相同 技能实践技能实践 操作任务一 TTL 与非门功能的简单测试方法 用万用表直流电压挡测出相应的输出逻辑电平 并将结果记录于表中 1 74LS00 接通 5V 电源 14 脚接电源正极 7 脚接电源负极 2 用万用表直流电压挡测与非门输出端电压 3 6 8 11 脚对地的电压 输出低电平为 0 状态 输出高电平为 1 状态 3 按表 5 2 要求输入信号 并将结果记录在下表中 表 5 2 74LS00 与非门逻辑功能测试 G1G1 门门G2G2 门门G3G3 门门G4G4 门门 A1A1B1B1Y1Y1A2A2B2B2Y2Y2A3A3B3B3Y3Y3A4A4B4B4Y4Y4 0 01 10 01 10 01 10 01 1 1 10 01 10 01 10 01 10 0 1 11 11 11 11 11 11 11 1 0 00 00 00 00 00 00 00 0 操作任务二 CMOS 或非门功能测试 1 CC4001 接通 10V 电源 14 脚接电源正极 7 脚接电源负极 2 用万用表直流电压挡测或非门输出端电压 3 4 10 11 脚对地电压 3 输入端通过 1k 电阻接正电源 VDD 为 l 状态 输入端接地为 0 状 态 按表 5 3 输入信号 测出相应的输出逻辑电平 并将结果记录于表 5 3 中 表 5 3 CC4001 或非门逻辑功能测试 G1 门G2 门G3 门G4 门 A1B1Y1A2B2Y2A3B3Y3A4B4Y4 01 01 01 01 10 10 10 10 11 11 11 11 00 00 00 00 记录与评价记录与评价记录与评价 工作评价 序号操作内容操作记录及结果 自我评价小组评价 1 74LS00 与非门 逻辑功能测试 2 CC4001 或非 门逻辑功能测 试 应知训练应知训练 1 设计一个用与门控制的报警器 你知道么 你知道么 TTL 门电路应用提示 1 TTL 集成电路的功耗较大 且电源电压必须保证在 4 75 5 25V 的范围 内才能正常工作 为避免电池电压下降影响电路正常工作 建议使用稳压电源 供电 2 TTL 电路的电源的正负极性不允许接错 否则可能造成器件的损坏 3 为防止干扰 增加工作的稳定性 TTL 电路若有不使用的多余输入端一 般不能悬空 与非门多余端应将其接至固定的高电平 或门和或非门多余端应 将其接地 4 在电源接通的情况下 不可插拔集成电路 以避免电流冲击造成永久损 坏 5 TTL 电路的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 否则可能会损坏器件 6 TTL 电路的输出端不允许与正电源或地端短路 必须通过电阻与正电源 或地端连接 CMOS 门电路应用提示 1 以电池为供电电源的数字电路 建议选用 CMOS 集成电路较为合适 2 CMOS 集成电路的电源电压一般为 10V 电源电压的极性不能接错 3 平时要用防静电材料存放 CMOS 集成电路 切不可放在易产生静电的 泡沫塑料 塑料袋中 组装及调试时应注意电烙铁 仪表 工作台等良好接地 操作人员的服装和手套应选用防静电的材料制成 4 CMOS 集成电路不使用的多余输入端不能悬空 CMOS 集成电路的与 门和与非门多余端应接至固定的高电平 或门和或非门多余端应接地 5 在电源接通的情况下 不可插拔集成电路 以避免造成器件的永久损坏 6 CMOS 集成电路的输出端不允许与正电源或地端短路 必须通过电阻与 正电源或地端连接 7 当电路的工作频率较低时 可选用 COMS 集成电路 当电路的工作频 率较高时 例如 1MHz 以上 建议选用 TTL 电路 模块小结模块小结 1 数字电子技术是有关数字信号的产生 整形 编码 存储 计数和传输的科学技术 由脉冲组成的数码称为数字信号 脉冲的主要参数有幅度 上升时间 下降时间 脉 冲宽度 脉冲周期等 2 RC 电路可以对矩形脉冲进行变形 RC 微分电路的构成条件为 tw 在 R 两端 输出正 负尖脉冲 RC 积分电路的构成条件为 tw 在 C 两端输出为锯齿波 3 数的进制有十进制 二进制和十六进制等 在数字电路中主要用二进制数 4 基本逻辑门电路有 与