子任务1-1-3 集成逻辑门电路

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数制与码制3逻辑代数基础2

项目一声光控楼道灯电路的制作

任务1-1学习声光控楼道灯电路知识

集成逻辑门电路子任务1-1-3集成逻辑门电路

第5章数字逻辑电路基础项目1声光控楼道灯电路的制作

数字电子技术及其实训子任务1-1-3集成逻辑门电路

主要学习内容：

（1）掌握TTL集成逻辑门电路的类型和工作原理（2）掌握CMOS集成逻辑门电路的类型和工作原理

第5章数字逻辑电路基础项目一、声光控楼道灯电路的制作

数字电子技术项目教程一、TTL集成逻辑门电路

TTL集成逻辑门电路的输入端至输出均采用晶体三极管，故又称晶体管逻辑门电路。它的优点是开关速度快、抗静电能力强、工作可靠。广泛应用于中、小规模集成电路。

1.集成TTL与非门电路结构组成（a）电路（b）多发射极三极管等效电路（c）逻辑符号

图6-4

TTL与非门典型电路TTL与非门典型电路由三部分组成：（1）输入级：由多发射极三极管V1和电阻R1组成，其等效电路如图6-4（b）所示，由图可知，它相当于一个与门电路，所以在输入级就可以实现与逻辑功能。（2）倒相级：由V2、R2和R3组成，从V2管的集电极和发射机同时输出两个逻辑电平相反的信号去控制输出管V4、V5工作在截然相反的工作状态。（3）输出级：由V3、V4、V5、R4、R5构成的推拉式输出结构。项目1声光控楼道灯电路的制作

数字电子技术项目教程（一）、TTL集成与非门电路

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数字电子技术项目教程2.集成TTL与非门电路的工作原理（1）当输入端A、B至少有一个为低电平U时，V1饱和导通，V2、V5都截止，导致V3、V4饱和导通，输出Y为高电平U。当输入端A、B全部为高电平U时，V1倒置（反向导通）想V2提供基极电流，使得V2、V5饱和导通，此时V2的集电极电位（2）可V3导通，但不足以使V4导通，故V4截止，输出Y为低电平U。综上所述：可知TTL与非门的输入与输出间的逻辑关系是：

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数字电子技术项目教程（二）其它功能的TTL门电路1.集电极开路的与非门（又称OC门）电路如图6-5（a）所示，图6-5（b）是它的逻辑符号。从电路图来看，和图6-13（a）相比，OC门少了V3、V4、R4、R5.所以OC门的工作原理，读者可以参照普通TTL与非门的原理自行分析。但要注意：由于V5的集电极开路，在使用OC们的时候须在输出端与电源之间接一电阻RL，如图6-14（a）中虚线部分，此电阻又称上拉电阻。（a）OC门电路（b）逻辑符号

图6-5集电极开路的与非门电路

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数字电子技术项目教程这种电路的一个特点是几个与非门的输出端可以直接相连而实现线与功能。如图6-所示，从图（b）可以看出：任何一个门的V5管饱和导通都使输出Y为低电平；只有当全部V5管截止，输出才是高电平。这样就实现了多个与非门输出间的与关系，图（a）所示电路的逻辑表达式为

OC门的另一个特点是可以直接驱动高电压、小电流的负载。如图6-7（a）中，负载RL可以是一个继电器。

图6-7线与功能电路

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数字电子技术项目教程2.三态输出门（又称TS门货3S门）三态门不仅可以输出0和1两种状态，还可以输出第三种状态：高组态Z，此状态输出端相当于开路。图6-8（a）为所示电路，图6-8（b）是它的逻辑符号。（a）3S门电路（b）逻辑符号

图1-8三态输出门电路

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数字电子技术项目教程

TTL三态输出与非门的状态表ENABF0××高阻10011011110

1110用三态输出门可以构成单向总线和双向总线。如图6-9

所示为三态门构成的单向总线。当EN1、EN2、EN3轮流为高电平,且任何时候只能有一个三态门工作时，则输人信号A1B1、A2B2、A3B3轮流以与非关系将信号送到总线上，而其他三态门由于EN=0面处于高阻状态。图6-9单向总线

图6-10双向总线

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数字电子技术项目教程（三）、常用TTL集成逻辑门1.TTL集成逻辑门系列介绍国产 TTL 集成门电路按功耗和速度可分为七大系列;系列名称型号速度功耗标准TTLCT54/741010高速TTLCT54H/74H622低功耗TTLCT54L/74L331超高速TTLCT54S/74S319超高速低功耗TTLCT54LS/74LS92先进低功耗TTLCT54ALS/74ALS41先进TTLCT54AS/74AS1.520

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数字电子技术项目教程2.常用 TTL 集成门

常用 TTL 集成门有与非门、与门、非门、或非门、异或门、OC 与非门、三态输出门‍等。（1）TTL 与非门常用集成 TTL 与非门型号型号

逻辑功能74LS0074LS1074LS2074LS30四-2 输入与非门三-3 输入与非门二-4 输入与非门8 输入与非门

集成 TTL 与非门根据其内部包含门电路的个数、各门输入端个数、电路工作速度、功耗等，分为多种型号。

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数字电子技术项目教程集成与非门引脚排列图（2）TTL与门集成与门引脚排列图

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数字电子技术项目教程（3）TTL 非门（4）TTL 或非门集成非门引脚排列图集成或非门引脚排列图

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数字电子技术项目教程（5）TTL异或门和同或门集成异或门引脚排列图集成同或门引脚排列图（6）TTLOC与非门集成OC与非门引脚排列图

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数字电子技术项目教程（7）TTL三态门集成三态门引脚排列图

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数字电子技术项目教程二．CMOS集成门电路CMOS集成门电路是由PMOS和NMOS构成的互补（Complementary)MOS集成电路，简称CMOS集成电路。CMOS电路的突出优点是微功耗、抗干扰能力强，工作速度可与TTL相比较，是近几年来国内外迅速发展而且应用广泛的电路。

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数字电子技术项目教程（一）CMOS反相器CMOS反相器原理图如图示。它由一个增强型PMOS管作为负载管和一个增强型NMOS管作为驱动管申接而成。两管的栅极连在一起作为输入端，漏极连在一起作为输出端。为了电路能正常工作，要求电源电压VDD大于两个管子的开启电压的绝对值之和，即

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数字电子技术项目教程（二）CMOS与非门如图是2输入端CMOS与非门电路，其中包括两个串联的N沟道增强型MOS管和两个并联的P沟道增强型MOS管。每个输入端连到一个N沟道和一个P沟道MOS管的栅极。当输入端中只要有一个为低电平时，就会使与它相连的NMOS管截止，与它相连的PMOS管导通，输出为高电平；仅当输入全为高电平时，才会使两个串联的NMOS管都导通，使两个并联的PMOS管都截止，输出为低电平。因此，该电路具有与非逻辑，

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数字电子技术项目教程（三）CMOS或非门电路如图是2输入端CMOS或非门电路。其中包括两个并联的N沟道增强型MOS管和两个串联的P沟道增强型MOS管。当输入端中只要有一个为高电平时，就会使与它相连的NMOS管导通，与它相连的PMOS管截止，输出为低电平；仅当输入全为低电平时，才会使两个并联的NMOS管都截止，使两个串联的PMOS管都导通，输出为高电平。因此，该电路具有或非的逻辑功能，即（四）CMOS数字传输门和模拟开关

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数字电子技术项目教程

传输门是由一个NMOS管VTN和一个PMOS管VTP组成的，其电路图和逻辑符号如图所示。逻辑电路逻辑符号

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数字电子技术项目教程子系列名称型号电源/VCMOS标准CMOS系列4000系列/4500系列/14500系列3～18HCOMS高速CMOS系列40H系列2～6HC新高速型CMOS系列74HC/74HC4000/74HC4500系列4.5～6AC先进CMOS系列74AC系列1.5～5.5ACTTTL兼容AC系列（输入电平与TTL兼容）74ACT系列4.5～5.5F快速TTL系列74F4.5～5.5CMOS逻辑门系列表（五）常用 CMOS 集成门

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数字电子技术教程（2）CMOS 反相器CMOS与非门引脚排列图CMOS反相器引脚排列图（1）CMOS 与非门

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数字电子技术项目教程（3）CMOS 传输门CMOS传输门引脚排列图CC4016 的逻辑符号控制端开关通道1导通0截止模拟开关真值表

第5章数字逻辑电路基础

数字电子技术项目教程（六） CMOS 门电路的主要特点

1.静态功耗低。CMOS 集成门电路工作时，几乎不吸取静态电流，所以功耗极‍低。

2.电源电压范围宽。CMOS 集成门电路的工作电压从 3～18V 均可正常工作，与严格限制电源的 TTL 与非门相比要方便得多，便于和其他电路接‍口。项目1声光控楼道灯电路的制作

第5章数字逻辑电路基础

数字电子技术项目教程

3.抗干扰能力强。输出高、低电平的差值大，因此抗干扰能力，工作稳定性‍好。

4.制造工艺简‍单。

5.集成度高，易于实现大规模集‍成。

6.它的缺点是速度比 74LS 系列‍低。项目1声光控楼道灯电路的制作

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数字电子技术项目教程（1）防静电。CMOS电路本身较易因静电击穿而损坏，因此运输和保存过程应采用防静电包装，不能直接将CMOS电路装在口袋中，因为化纤材料容易产生高压静电。(七）CMOS集成门电路的使用注意事项（2）CMOS电路输出端不