全套电子课件：数字逻辑电路（第四版）

实现逻辑运算功能的电路称为逻辑门电路，简称门电路。在数字逻辑电路中，有三种基本逻辑关系，即与逻辑、或逻辑和非逻辑。实现这三种逻辑功能的电路分别称为与门电路、或门电路和非门电路。一、与门1．与门逻辑功能（１）与逻辑１）定义开关控制与门电路与门的逻辑表达式：Y=AB（２）二极管与门电路二极管与门输入、输出关系表VA

(V)VB(V)VY(V)0.30.30.30.330.330.30.3333１）工作原理二极管与门电路真值表——用1和0表示的所有可能的输入状态的取值和相应的输出状态的取值所组成的表格。ABY000010100111与门的真值表“有0出0，全1出1”２）真值表2．与门逻辑符号与门逻辑符号与门的输入、输出波形图开关控制或门电路二、或门1．或门逻辑功能（１）或逻辑１）定义或门的逻辑表达式为：Y=A+B或逻辑关系——在决定一个事件发生的几个条件中，只要其中一个或者一个以上的条件成立，事件就会发生的逻辑关系。Y=A＋B（读作“A或B”）２）运算规则：0＋0

=

01＋0

=

10＋1

=

11＋1

=

1（２）二极管或门电路二极管或门电路１）工作原理VA

(V)VB(V)VY(V)0.30.30.30.33330.33333２）真值表ABY000011101111“有1出1，全0出0”2．或门逻辑符号或门逻辑符号或门的输入、输出波形图非逻辑关系——在事件中，结果总是和条件呈相反状态的逻辑关系。２）运算规则：晶体管非门电路（２）晶体管非门电路１）工作原理①当Vi为低电平时：输出Vo

=VCC②当Vi为高电平时：输出Vo

=0.3VAY0110２）真值表非门电路的真值表四、集成门电路概述将门电路的所有元器件及连接导线制作在同一块半导体基片上，就构成集成逻辑门电路。2．集成门电路产品简介（1）TTL门电路产品系列及型号的命名法TTL集成门电路CT54／74（普通）CT54／74H（高速）CT54／74S（肖特基）CT544／74LS（低功耗）以上表格中给出的产品型号含义等内容均出自相关的国家标准和技术规范，查阅相关资料或通过互联网检索，了解这些标准的出处和内容，掌握获取类似信息的方法和路径，为在日后的学习中更准确、迅速地查询所需国家标准和技术规范打下基础。一、实训目的１．能识别数字集成电路芯片外形，能对基本门电路进行检测。２．能按工艺要求正确安装电路。３．能使用电子仪器仪表测量分析电路。实训项目1两个开关共同控制一盏灯二、实训任务完成如图所示两开关控制一盏灯测试电路的安装与测试。三、工具、仪表及器材1．工具电子钳、电烙铁、镊子等常用电子组装工具一套。2．仪表+15V稳压电源、万用表。3．元器件元器件明细表代号名称型号数量V1三极管90131V2红发光二极管1IC1六反相器CD40691IC22输入四与门CD40811IC32输入四或门CD40711集成电路插座14脚3S1、S2按钮开关2R1~R4电阻器47kΩ4R5电阻器10kΩ1R6电阻器1kΩ1C1、C2电容器0.01μF2印制试验板14×14（焊点数）1四、训练步骤及工艺要求1．识别、检测元器件（１）识别集成电路芯片1）非门CD4069UBE外形CD4069UBE引脚排列图（２）清点元器件按元器件明细表核对元器件的数量、型号和规格。（３）检测元器件用万用表的电阻挡对元器件进行检测装配电路画出装配图试验板的插装与焊接按装配图将元器件插装在试验板上，安装原则是先低后高，先里后外，上道工序不得影响下道工序的安装。圆柱形的元件(如电阻器)采用卧式安装,占用四个焊盘，紧贴板面安装，色标法电阻的色环标志顺序方向一致。6）按钮占用3×4个焊盘。按钮外形图按钮安装示意图测试步骤及要求通电前的检查要求对照测试线路图和装配图进行检查，仔细检查电路中各电路是否安装正确，导线、焊点是否符合要求，检查有极性器件是否安装并连接正确。用万用表R×1挡测电源与地之间的电阻。发现短路，应先检查，排除短路点。检查无误后，按集成电路标记口的方向插上集成电路，方可通电测试。五、实训总结1.

分析电路工作原理。２．在安装测试过程中遇到哪些问题，是如何解决的？３．该电路还可以移植应用于哪些场合？（2）逻辑表达式逻辑表达式——由逻辑变量和与、或、非三种运算符号所构成的表达式，简称函数式或表达式。电灯的状态Y与开关的状态A、B的关系可由真值表写出逻辑表达式：3．正逻辑和负逻辑正逻辑——电路的高电平代表逻辑1，低电平代表逻辑0。负逻辑——电路的低电平代表逻辑1，高电平代表逻辑0。逻辑门正逻辑电平关系表

逻辑门负逻辑电平关系表输入输

出XY与门或门0000010110011111输入输

出XY与门或门0000011010101111正逻辑与门和负逻辑或门相对应；正逻辑或门和负逻辑与门相对应。3．TTL与非门电路的特性和主要参数TTL与非门电路的电压传输特性②输入高电平VIH、输入低电平VIL③阈值电压VTH④关门电平VOFF和开门电平VON⑤噪声容限电压低电平噪声容限电压VNL高电平噪声容限VNH⑥扇出系数N①输出高电平VOH

和输出低电平VOL2.单个ＯＣ门的使用3.多个OC门的使用OC门的使用单个使用多个使用4.OC门的典型应用OC门不仅可实现线与逻辑，而且可实现逻辑电平的转换。电平转换接口电路驱动感性负载的接口电路驱动发光二极管的接口电路OC门除作为电平转换接口外，还可作为驱动电路四．三态门（TSL门）1.结构和逻辑符号EN为低：V4输出高电平，V12截止，与非门电路，

，工作状态；EN为高：V6、V7、V10截止；V12导通，V9截止，电路处于高阻状态。三态门电路逻辑符号2.真值表三态门的逻辑真值表ENABY00010011010101101××高阻态另一种三态门的逻辑符号逻辑符号3.三态门的用途也可作为三态反相器或缓冲器，常用作计算机系统中各部件的输出级。若EN1＝1，EN2＝EN3＝0，则门D1为与非门，门D2、D3高阻态，D1输出；EN1＝EN2＝EN3＝1，轮流输出。三态门的用法五．ＭＯＳ与非门1.MOS管的开关特性MOS管的开关特性对于NMOS管：VGS>VT时，开关闭合；VGS<VT时，开关断开。2输入四与非门CD4011引脚排列图六、或非门和与或非门或非门逻辑符号或非门逻辑符号2)逻辑表达式：（２）逻辑功能当

,

时，

ＣＭＯＳ

传输门开通，

此时右端输出Ｖ

ｏ

等于左端输入Ｖ

ｉ

。由于ＭＯＳ

管的结构是对称的，

源、

漏极可以互换，

ＣＭＯＳ

传输门的输入端和输出端也可以互换。因此，ＣＭＯＳ传输门具有双向性，也称双向开关。１．ＣＭＯＳ集成电路使用中应注意的问题避免静电损失。多余输入端的处理方法。CMOS电路的多余端不允许悬空。八、集成电路使用中应注意的问题常用ＴＴＬ、ＣＭＯＳ集成与非门、或非门、与或非门电路1.

逻辑函数的常用表示方法有哪几种？２．常用的复合门有哪些？描述其功能。３．在使用集成门电路时多余的引脚应如何处理？思考与练习二、工具、仪表及器材1．工具电子钳、电烙铁、镊子等常用电子组装工具一套。2．仪表+12V稳压电源、万用表。3．元器件代号名称型号数量V1红发光二极管1V2黄发光二极管1V3绿发光二极管1IC1六反相器CD40691IC22输入四与非门CD40111IC32输入四或非门CD40011IC4OC门ULN2003AN1集成电路插座14脚4S1、S2按钮开关2R1-R4电阻器47kΩ4R5-R7电阻器27kΩ3R8-R10电阻器1kΩ3C1、C2电容器0.01μF2印制试验板14×14（焊点数）1元件明细表3．测试前的检查要求4．测试步骤及要求S1S2VAVBVCVDVEVFVY发光二极管状态打开打开闭合打开打开闭合闭合闭合真值表测试记录表ABCDEFY00011011试一试练一练４．逻辑函数的卡诺图化简法卡诺图——将真值表按一定的规则转换成相应变量的方格图。最小项——在一个有n个变量的逻辑函数中，包括全部n个变量的

乘积项（每个变量必须而且只能以原变量或反变量的形式出现一次）。（1）卡诺图的画法1)由真值表画卡诺图。卡诺图的画法Y(A、B)的真值表ABY00Y001Y110Y211Y3两个变量卡诺图三、工具、仪表及器材1．工具电子钳、电烙铁、镊子等常用电子组装工具一套。2．仪表+12V稳压电源、万用表。2．装配电路画出装配图元器件检测试验板的插装和焊接三人表决电路装配图在学习中，注意区分逻辑代数中的０和１与二进制运算中的０和１在概念上的区别。如逻辑代数中的１＋１＝１，表示或逻辑关系中的“两个条件都成立，那么事件发生”，而二进制运算中的１＋１＝１０则是数学上的加法运算，类似于十进制中最简单的１＋１＝２。（3）二进制数与八进制数、十六进制数的相互转换1)二进制数与八进制数的相互转换一位八进制数可以用三位二进制数来表示。练一练2．二—十进制编码器二—十进制编码器——将十进制数字0~9编成二进制代码的电路，也称为BCD码编码器。8421

BCD码的编码表十进制数输入变量输出Y3Y2Y1Y00I000001I100012I200103I300114I401005I501016I601107I701118I810009I9100174HC147型优先编码器的编码表输

入输出1111

1111111110×××

×××××011010××

×××××0111110×

×××××10001110

×××××10011111

0××××10101111

10×××10111111

110××11001111

1110×11011111

111101110一位数值比较器逻辑电路图3．集成数值比较器CD4585的真值表（简化）输

入输

出A3

B3A2

B2A1

B1A0

B0A>BA<BA=BA3

>

B3×××100A3

<

B3×××010A3

=

B3A2

>

B2××100A3

=

B3A2

<

B2××010A3

=

B3A2

=

B2A1

>

B1×100A3

=

B3A2

=

B2A1

<

B1×010A3

=

B3A2

=

B2A1

=

B1A0

>

B0100A3

=

B3A2

=

B2A1

=

B1A0

<

B0010A3

=

B3A2

=

B2A1

=

B1A0

=

B0001十进制比较器示意框图二、实训任务利用集成的组合逻辑电路和门电路完成两位十进制数的比较，比较输出的结果用发光二极管来指示。当两个数相等时，黄灯亮；当数Ａ大于数Ｂ时，红灯亮；当数Ａ小于数Ｂ时，绿灯亮，三、工具、仪表及器材1．工具电子钳、电烙铁、镊子等常用电子组装工具一套。2．仪表+5V稳压电源、万用表。四、训练步骤及工艺要求１．识别、检测元器件（１）识别集成电路（２）检测元器件装配电路画出装配图试验板的插装与焊接十进制数比较器电路板（１）通电前的检查要求１）

电路安装完毕后，

对照电路图和装配图仔细检

查电路中各元器件是否安装正确，导线、

焊点是否符合要求，

检查有极性器件是否安装连接正确。２）用万用表检测电源是否有短路问题，若发现短路，应先排除短路点。３）检测无误后，按集成电路标记口的方向插上集成电路，方可通电测试。3．测试步骤及要求（２）测试要求将Ｓ１～Ｓ４分别按下表中置位，用万用表测量ＣＭＯＳ４５８５相关端的电平，录填入表中，并观察记录发光二极管的状态。记录表K1K2K3K4IC1（输出）IC2（输出）发光二极管状态A>BA=BV1V2A=BA<B红黄绿000011117676989899898990五、实训总结1.

按Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４设置，用真值表分析输出结果（ＩＣ１、Ｉ

Ｃ２），并与测试记录对照，说明与哪组相符及其理由。２．在安装测试过程中遇到哪些问题，是如何解决的？３．该电路可以移植应用于哪些场合？§２—４译码器与显示器１．了解译码器、显示器的基本原理。２．掌握译码器、显示器的逻辑符号、真值表和逻辑功能。３．掌握译码器、显示器的应用。学习目标译码器的功能：将具有特定含意的二进制代码按其原意“翻译”出来，并转换成相应的输出信号。输出信号可以是脉冲，也可以是电位。译码器也叫解码器。一、二进制译码器二进制译码器——将二进制代码按其原意“翻译”成相应的输出信号的电路。１．二位二进制译码器的真值表SBA1××111100011100011101010101101101112线—4线译码器真值表二、二—十进制译码器二—十进制译码器——将二—十进制代码译成十进制数码0~9的电路，有4个输入端、10个输出端。三、显示译码器七段显示器字形图1．常用的数码显示器（1）半导体发光二极管显示器（LED数字显示器）发光二极管驱动电路共阳极数码管

共阴极数码管LED数码管若要共阴极接法的数码管显示数字“５”，ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ应该分别加什么电平？（2）液晶显示器（简称LCD）液晶是一种介于固体和液体之间的有机化合物。它和液体一样可以流动，但在不同方向上的光学特性不同，具有类似于晶体的性质。液晶显示器本身不发光，它是用电来控制光在显示部位的反射和不反射（光被吸收）而实现显示的。BCD—七段显示译码器2．BCD—七段显示译码器作用：把“8421”二-十进制代码译成对应于数码管的七个字段信号，驱动数码管，显示出相应的十进制数码。七段显示译码器真值表１．译码器的功能是什么？２．二进制译码器和显示译码器有何区别？３．简要描述数码管的内部结构。４．数码管有共阴极和共阳极两种接法，分别在什么条件下才能发光？思考与练习一、实训目的１．能识别数字集成电路芯片引脚，按工艺要求正确装配电路。２．能分析、设计使用８４２１编码器、译码器实现的十进制数显示电路。３．能使用电子仪器仪表测量分析电路。实训项目５ 十进制数显示电路的安装与测试二、实训任务利用集成的组合逻辑电路和门电路实现十进制数的译码显示，电路示意框图如右图所示。显示十进制数示意框图四、训练步骤及工艺要求识别元器件装配电路装配图S9S8S7S6S5S4S3S2S1数码管的状态1111111110××××××××10×××××××110××××××1110×××××11110××××111110×××1111110××11111110×111111110测试记录表五、实训总结１．完成测试记录，并分析测量结果。测量电路中为什么要加集成电路ＣＤ４０６９？２．在安装测试过程中遇到哪些问题，是如何解决的？３．该电路可以移植应用于哪些场合？数据选择器构成方框图一、数据选择器1．基本概念数据选择器又叫多路调制器，它相当于一只单刀多掷选择开关。在选择输入（又称地址输入）信号的作用下，从多个数据输入通道中选择某一通道的数据（数字信息）传输到输出端。较常见的有：2选1，4选1，8选1，16选1等。二、数据分配器数据分配器——根据地址选择信号将一路输入数据传送到多路设备的某一输出端。有一个输入端，多个输出端和相应各地址控制端。功能：根据地址控制信号，将输入信号送到对应的输出端。数据分配器示意图74LS139的逻辑功能表输入端输出端ABY

3Y

2Y

1Y

01××11110001110001110101010110110111列出上述４路数据分配器的真值表。练一练思考与练习１．数据选择器的功能是什么？２．数据分配器的功能是什么？３．一个８选１数据选择器的数据输入端有几个？４．８路数据分配器的地址输入端有几个？一、实训目的１．能识别数字集成电路芯片引脚，按工艺要求正确装配电路。２．能分析、设计使用８４２１编码器、译码器和显示器实现的四位十进制数轮流显示电路。３．能使用电子仪器仪表测量分析电路。实训项目６四位十进制数显示电路的安装与测试二、实训任务轮流显示十进制数示意框图数据选择器和译码器的应用测试电路三、工具、仪表及器材1．工具电子钳、电烙铁、镊子等常用电子组装工具一套。2．仪表+5V稳压电源、万用表。元器件明细表3．元器件代号名称型号数量IC1LED数码管BS2044IC2显示译码器74LS491IC3数据选择器74LS153IC5IC42线-4线译码器74LS1391集成电路插座16脚3集成电路插座14脚1S1~S2按钮开关2S3~S6编码开关4V1~V4三极管90124R1~R7电阻器620Ω7R8~R11电阻器2kΩ4R12~R15电阻器47kΩ4试验板28×56(焊点数)1四、训练步骤及工艺要求１．识别、检测元器件（１）识别集成电路（２）检测元器件１．掌握基本ＲＳ触发器的电路结构、工作原理和动作特点。２．掌握同步ＲＳ触发器的电路结构、工作原理和动作特点。３．掌握基本ＲＳ触发器和同步ＲＳ触发器的应用。§ ３—１基本RS触发器与同步 RS触发器学习目标一、触发器的概念及特点触发器由门电路构成，具有如下特点：（１）具有两个稳定的工作状态。当Ｑ＝１、＝０时，称为触发器的１状态，记Ｑ＝１；当Ｑ＝０、＝１时，称为触发器的０状态，记Ｑ＝０。（２）两个稳定的工作状态可以相互转换。（３）具有记忆功能。（2）工作原理：①

R=

1、S=

1

根据与非门的逻辑功能——“有0出1、全1出0”，可知在这种情况下，G1、G2的输出决定于Q、的状态。②

R=

1、S=

0

由于S=

0，G2输出Q=

1，此时G1的两个输入端全为1则输出

=0。③

R=

0、S=

1

由于R=

0，G1输出 =

1，此时G2的两个输入端为全1，输出Q=

0。④

R=

0、S=

0

显然，在这种情况下，Q=

1、

=

1。它破坏了触发器的功能。基本RS触发器真值表RSQ001*1*0101101011不变“与非”型基本RS触发器的逻辑符号练一练2.“或非”型基本RS触发器“或非”型基本RS触发器工作原理：当R=0、S=0时，触发器维持原状态。当R=1、S=0时，不论触发器原状态是什么，G2的一个输入端R=1，则Q=0；而G1两个输入端Q、S全为0，所以

=1，即触发器被置“0”。当R=0、S=1时，触发器被置“1”。4）当R=1、S=1时，G1、G2都有一个输入端为1，所以Q=0、=0。如果输入端由R=1、S=1同时变为R=0、S=0，则触发器状态不定。因此必须避免R=1、S=1的情况出现。“或非”型基本RS触发器的真值表RSQ00不变01101001110*0*2．边沿JK触发器（１）逻辑图边沿JK触发器逻辑图逻辑符号分解后的等效电路逻辑图三、D触发器1．钟控D触发器（１）电路钟控D触发器（２）工作原理１）当ＣＰ＝１时若Ｄ＝０，Ｇ５输出为１，Ｇ３输出为０，Ｇ４输出为１，则Ｑ＝０。若Ｄ＝１，Ｇ４输出为０，Ｇ３输出为１，则Ｑ＝１。２）当ＣＰ＝０时，钟控Ｄ触发器的输出维持原态不变。钟控D触发器的特性表DQnQn+1000010101111特性方程：钟控D触发器的状态图2．维持阻塞D触发器（１）电路维持阻塞D触发器逻辑图逻辑符号（2）工作原理：CP=0时，G3、G4被封锁，触发器维持原态不变。CP的上升沿到来时：①D=0，则Q5

=1，Q6=0，Q3

=0，Q4

=1，触发器置“0”，Q=0，=1；G3输出端到G5输入端的连线叫做“置0维持线”。②D

=1，则Q5

=0，Q3

=1，Q6=1，Q4=0，触发器置“1”，Q=1，=0；G4输出端到G6输入端的连线叫做“置1维持线”。维持阻塞触发器不会有空翻现象维持阻塞D触发器就是D触发器。由于是上升沿触发，又称为边沿D触发器。练一练3.T触发器的工作波形图思考与练习１．常用的触发器有哪几种？２．若要实现计数功能，可以采用哪几种触发器实现？一、实训目的1.能识别数字集成电路芯片引脚，按工艺要求正确装配电路。２．能分析、设计动态显示电路。３．能使用电子仪器仪表测量分析电路。实训项目７动态显示电路的安装与测试二、实训任务利用触发器和前面所学过的集成组合逻辑电路构成动态扫描显示电路。动态显示位选控制测试电路三、工具、仪表及器材1．工具电子钳、电烙铁、镊子等常用电子组装工具一套。2．仪表+5V稳压电源、万用表、脉冲信号发生器。3．元器件元器件明细表代号名称型号数量R1~R4电阻器2.7

kΩ4R5~R11电阻器620Ω7R12~R27电阻器10kΩ16VT1~VT4三极管90124DS1、DS2数码管SM42052IC1多路分配器74LS1391IC2双上升沿D触发器74LS741IC3七段译码器74LS491IC4、IC5双4-1数据选择器74LS1532集成块管座24脚216脚414脚1印制试验板28×56（焊点数）12．装配电路安装好的电路板测试前的检查要求对照测试线路图和装配图进行检查，仔细检查电路中各电路是否安装正确，导线、焊点是否符合要求，检查有极性器件是否安装并连接正确。用万用表R×1挡测电源与地之间的电阻。发现短路，应先检查，排除短路点。检查无误后，按集成电路标记口的方向插上集成电路，方可通电测试。五、实训总结１．完成测试记录，并分析测量结果。２．在安装测试过程中遇到哪些问题，是如何解决的？３．该电路可以移植应用于哪些场合？一、触发器的分类1.

根据逻辑功能分类：ＲＳ触发器、ＪＫ触发器、Ｄ触发器、Ｔ触发器、Ｔ′触发器等。２．根据触发器状态转换时的触发方式分类：电平触发和边沿触发两类。３．根据电路结构分类：基本触发器、维持阻塞触发器、主从触发器、边沿触发器等。一、时序逻辑电路的概念时序逻辑电路又称时序电路。时序逻辑电路在任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态。流水灯控制电路的测试电路（３）工作原理只输入计数脉冲C0，由Q0输出,为二进制计数器。只输入计数脉冲C1，由Q3Q2Q1端输出,为五进制计数器。五进制计数器的状态表时钟脉冲数J3=Q1Q2K3=

1J2=K2=

1J1=K1=

1Q2Q1Q00011

1110001011

1110012011

1110103111

1110114011

1011005011

111000实训项目９０～９９９９计数显示电路的安装与测试一、实训目的１．能识别数字集成电路芯片引脚，按工艺要求正确装配电路。２．能分析、设计计数显示控制电路。３．能使用电子仪器仪表测量分析电路。0~9999计数显示测试原理图二、实训任务完成０～９９９９计数显示电路的设计、安装与测试。3．元器件元器件明细表代号名称型号数量R1~R4电阻器2.7

kΩ4R5~R11电阻器680Ω7V1~V4三极管90124DS1、DS2数码管SM42052IC1多路分配器74LS1391IC2双上升沿D触发器74LS741IC3七段译码器CD

45111IC4、IC5双4-1数据选择器74LS1532IC6、IC7二-五-十进制计数器74LS3902集成块管座24脚216脚614脚2印制试验板14×14（焊点数）1四、训练步骤及工艺要求1．识别、检测元器件74LS390外形图74LS390引脚排列图2．装配电路0~9999计数显示电路板测试步骤及要求通电前的检查要求对照测试线路图和装配图进行检查，仔细检查电路中各电路是否安装正确，导线、焊点是否符合要求，检查有极性器件是否安装并连接正确。用万用表R×1挡测电源与地之间的电阻。若发现短路现象，应先检查，并排除短路点。检差无误后，按集成电路标记口的方向插上集成电路，方可通电测试。０～9999计数显示电路测试表五、实训总结１．完成测试记录，并分析测量结果。２．在安装测试过程中遇到哪些问题，是如何解决的？３．该电路可以移植应用于哪些场合？§

５—１单稳态触发器与振荡器１．了解脉冲电路的概念，熟悉微分电路、积分电路的功能。２．掌握单稳态触发器和振荡器的功能，能对脉冲产生与变换电路进行分析。学习目标（２）工作原理74HC221集成单稳态触发器（2）可重触发单稳态触发器可重触发单稳态触发器的波形图可重触发单稳态电路与非重触发的集成单稳态触发器不一样，当外界输入触发信号使电路进入暂稳态之后，输入新的触发信号就可延长暂稳态的持续时间，输出脉宽可任意展宽。可重触发的集成单稳态触发器74LS123可重触发集成单稳态触发器７４１２３外形引脚和真值表2．环形振荡器（1）TTL与非门环形振荡器与非门构成的环形振荡器振荡器各点的电压波形（2）带有RC电路的环形振荡器T≈2.23RC带有RC电路的环形振荡器带有RC电路的环形振荡器各点的电压波形3．石英晶体振荡器石英晶体振荡器石英晶体的特性只有当信号频率为f0时，石英晶体的等效阻抗最小，信号最容易通过，所以这种电路的振荡频率只决定于晶体本身的谐振频率f0，而与电路中R、C数值无关。小资料——石英晶体振荡器思考与练习１．什么是单稳态触发器？２．单稳态触发器和双稳态触发器的区别是什么？３．单稳态触发器能用于定时控制和脉冲整形吗？４．多谐振荡器的输出脉冲周期如何调整二、实训任务利用振荡器产生的脉冲信号控制灯的闪烁，电路示意框图如图：三、工具、仪表及器材工具电子钳、电烙铁、镊子等常用电子组装工具一套。仪表+12V稳压电源、万用表。五、实训总结１．完成测试记录，分析测量结果是否与理论分析一致，并分析电路工作过程。２．在安装测试过程中遇到哪些问题，是如何解决的？３．该电路可以应用于哪些场合？§５—２555定时器１．熟悉555定时器的原理。２．掌握555定时器构成的单稳态电路、振荡电路等应用电路的功能。学习目标定时器基本功能表输入输出QOUT放电管V××01110101×0100101导通截止导通截止（２）工作原理单稳态触发器无触发脉冲信号时，电路保持原态“０”不变。这种状态即是单稳态触发器的稳定状态。单稳态触发器有触发脉冲信号时，输出保持原状态“１”不变。这种状态即是单稳态触发器的暂稳状态。输出脉冲宽度：（２）工作原理回差电压：（3）施密特触发器的应用１）波形转换一、A/D转换器1．转换过程(1)采样和保持采样——保持原理图采样频率fS≥2fimax（fimax输入Vi的最高频率）时，采样信号Vo才能表达模拟信号Vi，为保证信号不失真，通常取fS=(5～10)fimax采样和保持（2）量化和编码量化——将离散电压幅度值化为某个最小单位电压（量化单位△）的整数倍，即进行取整。编码——将量化的数值用二进制代码表示。只舍不入法有舍有入法有舍有入法取量化单位△=2/15V。最大量化误差为△=2/15V，显然量化单位越小，量化误差就越小。输入模拟电压量化值二进制输出0≤

V0

＜1/15V0V(0△)0001/15V≤

V0

＜3/15V2/15V(1△)0013/15V≤

V0

＜5/15V4/15V(2△)0105/15V≤

V0

＜7/15V6/15V(3△)0117/15V

≤

V0

＜

9/15V8/15V(4△)1009/15V

≤

V0

＜

11/15V10/15V(5△)10111/15V

≤

V0

＜13/15V12/15V(6△)11013/15V≤

V0

＜1V14/15V(7△)111二．逐次渐近型A/D转换器逐次渐进型A/D转换器1.电路组成：寄存器

D/A转换器电压比较器顺序脉冲发生器控制逻辑门设参考电压Uref

=5V，待转换的电压uim

=3.8V，转换开始前，先将寄存器FA、FB、FC清零，QA

=QB

=QC

=0，并将环形计数器置成Q1Q2Q3Q4Q5

=00001，当uL为“1”时，转换开始：1)当第一个CP脉冲的上升沿到来时，环形计数器Q1Q2Q3Q4Q5

=10000RS触发器的CP=1Q1=SA=1Q2=SB=0Q3=SC=0QA=1BQ

=0CQ

=0QAQBQC=100D/A转换uo=-Uref

×22=5×2-1=2.5(V)23∵uo＜uim，∴uC为低电平“0”。2.工作原理2)当第二个CP脉冲到来后，Q1Q2Q3Q4Q5

=01000RS触发器的CP=1Q1=SA=1Q2=SB=0Q3=SC=0QA=1(维持原态)BQ

=1CQ=0(维持原态)QAQBQC=110D/A转换u0=（5×2-1+5×2-2）=3.75

(V)∵uo＜uim，∴uC为低电平“0”。5)当第五个CP脉冲到来后，Q1Q2Q3Q4Q5

=00001打开三态门，输出A／D转换的结果：Q5=1，d2d1d0=110三位逐次渐次型A／D转换器完成一次转换需要经过五个CP脉冲周期的时间。三位逐次渐次型Ａ／Ｄ转换器完成一次转换需要经过多少个ＣＰ周期的§６—２Ｄ／Ａ转换器１．了解Ｄ／Ａ转换的基本原理。２．了解倒Ｔ型电阻网络Ｄ／Ａ转换器的基本工作原理。３．了解常用Ｄ／Ａ集成芯片的功能和使用。学习目标一、Ｄ／Ａ转换的基本工作原理通常由译码网络、模拟开关、求和运算放大器、基准电压源等部分组成。4位倒T型电阻网络DAC集成DAC0832结构框图集成DAC0832管脚排列图二．DAC的主要技术指标1.分辨率DAC的分辨率——是指最小输出电压（对应的输入数字量仅最低位为1）与最大输出电压（对应的输入数字量各有效位全为1）之比：例题2.转换精度指DAC实际输出模拟电压值与理论输出模拟电压值之差。3.建立时间（转换速度）指DAC从输入数字信号开始到输出模拟电压或电流达到稳定值时所用的时间。１．Ａ／Ｄ转换器的功能是什么？

２．Ｄ／Ａ转换器的功能是什么？

３．数字电压表的分辨率是多少？思考与练习实训项目12数字电压表电路的安装与测试一、实训目的１．能识别数字集成电路芯片引脚，按工艺要求正确装配电路。２．能分析、设计数字电压表电路。３．能使用电子仪器仪表测量分析电路。二、实训任务利用模数转换的原理对数字电压表进行设计、安装与测试。数字电压表示意框图数字电压表的测试电路数字电压表的测试电路二、工具、仪表及器材工具电子钳、电烙铁、镊子等常用电子组装工具一套。仪表双+5V稳压电源、万用表3．元器件元器件明细表代号名称型号数量R1电阻器1800KΩ1R2电阻器200KΩ1R3电阻器47KΩ1R4、R5电阻器510Ω2R6电阻器150Ω1R7电阻器4.7KΩ1R8、R9电阻器470KΩ2R10~R17电阻器390Ω8RP电位器1KΩ1C1~C3电容器0.1μF3V稳压管2CW521DS1~DS2数码管TBC5011H3IC1A/D转换器TC144331IC2译码器CD45111IC3七反相驱动器ULN2003AN1集成块管座16脚224脚3印制试验板28×56（焊点数）1CD4511外形图CD4511引脚排列图四、训练步骤及工艺要求1．识别、检测元器件A/D转换器MC14433的外形图2．装配电路数字电压表电路板3．测试前的检查要求安装电路完毕后，对照测试线路图和装配图进行检查，仔细检查电路中各电路是否安装正确，导线、焊点是否符合要求，检查有极性器件是否安装连接正确。通电前用万用表R×1挡测电源与地之间的电阻。发现短路，应先进行检查，以排除短路点。检查无误后，按集成电路标记口的方向插上集成电路，方可通电测试。测试记录表基准电压输入模拟电压数码管显示输出情况2V0V2V五、实训总结１．完成测试记录，并分析测量结果。２．在安装测试过程中遇到哪些问题，是如何解决的？３．Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ转换电路还可以应用于哪些场合？§７—１０～９９ｓ定时器１．掌握集成组合逻辑电路译码器和显示器的使用。２．能正确分析、设计十进制数显示电路。学习目标定时控制电路的示意框图由设定电路设定定时时间，启动定时器，计数器开始计数，并由译码显示电路进行显示，当定时时间到，计数器停止计数。一、０～９９

ｓ定时器的控制要求二、定时控制器基本控制原理及电路设计1.脉冲产生电路由555集成定时器构成的振荡器振荡器输出脉冲周期：0.5s试一试分析555振荡器原理，画出输出计算输出脉冲周期。的波形，并2.计时电路100进制计数器S2：复位按钮，当按下时，正脉冲加在计数器的复位端，使计数器复位。当有计数脉冲时，按十进制规律进行计数，最大计到99。3.设定电路编码开关原理图设定电路由编码器构成。编码器的作用由编码开关来实现，将0～9转换成8421码。例如，编码开关拨到显示数字5，则S1和S3打开，S2和S4闭合，输出8421码为0101。4.译码显示电路译码显示电路图中所示的译码显示电路中译码显示器是共阴极还是共阳极的？5.比较控制电路（1）比较器比较器控制原理图来自编码开关的设定值与计数值相比较，当计数值达到设定值时，输出控制信号。（2）触发器控制电路CD4013引脚排列图CD4013控制原理图S1为启动按钮，当S1按下时，正脉冲加在置“1”端（S2），使Q2=1，

=0，置“0”端R1=0不起作用，周期为0.5S的振荡脉冲经D触发器二分频后，Q1输出周期为1S的脉冲作为计数器的计数脉冲。Q2=0，

=1，使R1=1，则Q1=0，封锁计数脉冲。当手动复位时，R2=1，则Q2=0，

=1，又使R1=1，故Q1=0，封锁计数脉冲。工作原理：定时控制电原理图１．555定时器在定时控制电路中的作用是什么？２．双二－五—十进制计数器74LS390在定时控制电路中的作用是什么？３．双Ｄ触发器CD4013在定时控制电路中的作用是什么？思考与练习实训项目130~99s定时器电路的安装与测试一、实训目的１．能识别数字集成电路芯片引脚。２．能按工艺要求正确装配０～99

ｓ定时器电路。３．能使用电子仪器测量分析电路