授课PPT431逻辑门基础知识

1、电子电路的分析与应用课程教学资源建设,建设院校：,主要参与企业：,金华职业技术学院,金华市灵声电子有限公司 浙江省东晶电子有限公司 杭州康芯电子有限公司,逻辑门基础知识,学习任务布置,1理解基本概念、查询其定义及计算公式 与 或 非 与非 或非 与或非 异或 同或 三态门 2收集集成逻辑门芯片资料与应用电路 3完成相关作业 4识别、测试与应用集成逻辑门；制作实物 5收集相关电子书籍、网站、资料、进行学习交流与总结,OC门 传输门 输出高电平 输出低电平 输入高电平 输入低电平 噪声容限 扇出系数,教学过程设计,学生学习参考资源列表,学习参考图片 1.集成逻辑门电路图片; 2.集成逻辑门应用电路

2、图片; 3.集成逻辑门应用产品图片。,学习参考网站 1 2 3 4 5 6 应用电子网 7 电子开发网 8. 电子天下 9. 各校精品课程网站,学生学习参考资源列表,学习参考书 1. 杨志忠，数字电子技术，高等教育出版社，2008年11月出版。 2. 吴志荣，电子技术与实践，高等教育出版社，2008年11月出版。 3. 余红娟，电子技术基本技术技能，人民邮电出版社。 4. 余红娟，电子电路分析与调试，人民邮电出版社。,学习资料 1. 基本和常用复合逻辑运算 2. 集成逻辑门基础知识 3. 集成逻辑门芯片资料,习题与试题 1. 例题 2. 作业 3. 单元测试题,教师授课1学时: 基本和常用复合

3、逻辑运算,目录 1. 基本逻辑运算.熟练 1.1 与运算 1.2 或运算 1.3 非运算 2. 常用复合逻辑运算.会 3. 基本逻辑门电路.了解 3.1 二极管与门和或门电路 3.2 三极管非门电路 3.3 DTL与非门电路,教师授课1学时: 基本和常用复合逻辑运算,逻辑代数,逻辑是指事物的因果关系，或者说条件和结果的关系，这些因果关系可以用逻辑运算来表示，即用逻辑代数来描述。,事物往往存在两种对立的状态，在逻辑代数中可以抽象地表示为 0 和 1 ，称为逻辑0状态和逻辑1状态。,逻辑代数是按一定的逻辑关系进行运算的代数，是分析和设计数字电路的数学工具。在逻辑代数，只有和两种逻辑值，有与、或、非

4、三种基本逻辑运算，还有与或、与非、与或非、异或几种导出逻辑运算。,教师授课1学时: 基本和常用复合逻辑运算,基本逻辑运算,教师授课1学时: 基本和常用复合逻辑运算,基本逻辑运算,教师授课1学时: 基本和常用复合逻辑运算,基本逻辑运算,教师授课1学时: 基本和常用复合逻辑运算,复合逻辑运算,教师授课1学时: 基本和常用复合逻辑运算,复合逻辑运算,教师授课1学时: 基本和常用复合逻辑运算,复合逻辑运算,教师授课1学时: 基本和常用复合逻辑运算,二极管与门,Y=AB,教师授课1学时: 基本和常用复合逻辑运算,二极管或门,Y=A+B,教师授课1学时: 基本和常用复合逻辑运算,三极管非门,uA0V时，三

5、极管截止，iB0，iC0，输出电压uYVCC5V,uA5V时，三极管导通。基极电流为：,iBIBS，三极管工作在饱和状态。输出电压uYUCES0.3V。,三极管临界饱和时的基极电流为：,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,目录 1. TTL逻辑门电路.了解 1.1 TTL与非门的基本结构及工作原理 1.2 TTL电路特性及性能参数 1.3 TTL门电路的其他类型 1.4 TTL集成逻辑门电路系列简介 2. CMOS逻辑门电路.了解 2.1 CMOS非门的基本结构及工作原理 2.2 其他CMOS门电路 2.3 CMOS逻辑门电路的系列及主要参数 3. 集成逻辑门电路的应用.会,教师授课1学时:

6、 集成逻辑门基础知识,TTL与非门,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,TTL与非门,输入信号不全为1：如uA=0.3V， uB=3.6V,1V,则uB1=0.3+0.7=1V，T2、T5截止，T3、T4导通,忽略iB3，输出端的电位为：,输出Y为高电平。,uY50.70.73.6V,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,TTL与非门,输入信号全为1：如uA=uB=3.6V,2.1V,则uB1=2.1V，T2、T5导通，T3、T4截止,输出端的电位为：,uY=UCES0.3V,输出Y为低电平。,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,TTL与非门,功能表,真值表,逻辑表达式,输入有低，输出为高

7、；输入全高，输出为低。,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,OC门,问题的提出：,为解决一般TTL与非门不能线与而设计的。,A、B不全为1时，uB1=1V，T2、T3截止，Y=1。,接入外接电阻R后：,A、B全为1时，uB1=2.1V，T2、T3饱和导通，Y=0。,外接电阻R的取值范围为：,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,三态门,E0时，二极管D导通，T1基极和T2基极均被钳制在低电平，因而T2T5均截止，输出端开路，电路处于高阻状态。,结论：电路的输出有高阻态、高电平和低电平3种状态。,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,三态门应用,构成数据总线：让各门的控制端轮流处于低电平，即任

8、何时刻只让一个TSL门处于工作状态，而其余TSL门均处于高阻状态，这样总线就会轮流接受各TSL门的输出。,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,TTL与非门主要参数,（1）输出高电平UOH：TTL与非门的一个或几个输入为低电平时的输出电平。产品规范值UOH2.4V，标准高电平USH2.4V。 （2）高电平输出电流IOH：输出为高电平时，提供给外接负载的最大输出电流，超过此值会使输出高电平下降。IOH表示电路的拉电流负载能力。 （3）输出低电平UOL：TTL与非门的输入全为高电平时的输出电平。产品规范值UOL0.4V，标准低电平USL0.4V。 （4）低电平输出电流IOL：输出为低电平时，外接负

9、载的最大输出电流，超过此值会使输出低电平上升。IOL表示电路的灌电流负载能力。 （5）扇出系数NO：指一个门电路能带同类门的最大数目，它表示门电路的带负载能力。一般TTL门电路NO8，功率驱动门的NO可达25。 （6）最大工作频率fmax：超过此频率电路就不能正常工作。,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,TTL与非门主要参数,（7）输入开门电平UON：是在额定负载下使与非门的输出电平达到标准低电平USL的输入电平。它表示使与非门开通的最小输入电平。一般TTL门电路的UON1.8V。 （8）输入关门电平UOFF：使与非门的输出电平达到标准高电平USH的输入电平。它表示使与非门关断所需的最大输

10、入电平。一般TTL门电路的UOFF0.8V。 （9）高电平输入电流IIH：输入为高电平时的输入电流，也即当前级输出为高电平时，本级输入电路造成的前级拉电流。 （10）低电平输入电流IIL：输入为低电平时的输出电流，也即当前级输出为低电平时，本级输入电路造成的前级灌电流。 （11）平均传输时间tpd：信号通过与非门时所需的平均延迟时间。在工作频率较高的数字电路中，信号经过多级传输后造成的时间延迟，会影响电路的逻辑功能。 （12）空载功耗：与非门空载时电源总电流ICC与电源电压VCC的乘积。,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,TTL系列集成电路,74：标准系列，前面介绍的TTL门电路都属于74

11、系列，其典型电路与非门的平均传输时间tpd10ns，平均功耗P10mW。,74H：高速系列，是在74系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd6ns，平均功耗P22mW。,74S：肖特基系列，是在74H系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd3ns，平均功耗P19mW。,74LS：低功耗肖特基系列，是在74S系列基础上改进得到的，其典型电路与非门的平均传输时间tpd9ns，平均功耗P2mW。74LS系列产品具有最佳的综合性能，是TTL集成电路的主流，是应用最广的系列。,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,TTL系列集成电路,不同系列 TTL 中，器件型号后面

12、几位数字相同时，通常逻辑功能、外型尺寸、外引线排列都相同。但工作速度和平均功耗不同。实际使用时，高速门电路可以替换低速的；反之则不行。,双列直插 14 引脚 四 2 输入与非门,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,CMOS非门,（1）uA0V时，TN截止，TP导通。输出电压uYVDD10V。 （2）uA10V时，TN导通，TP截止。输出电压uY0V。,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,CMOS三态门,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,CMOS传输门,C0、 ，即C端为低电平（0V）、 端为高电平 （VDD）时， TN和TP都不具备开启条件而截止，输入 和输出之间相当于开关断开一样。

13、C1、 ，即C端为高电平（VDD）、 端为低电 平（0V）时，TN和TP都具备了导通条件，输入和输出 之间相当于开关接通一样，uoui。,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,TTL集成逻辑门使用要点,电源电压+5V，74系列应满足5V5%,输出端的连接,普通TTL门输出端不允许直接并联使用 输出端不允许直接接电源 VCC 或直接接地；输出电流应小于产品手册上规定的最大值,多余输入端的处理,与门、与非门的多余输入端：接逻辑1或与有用输入端并联 或门、或非门的多余输入端：接逻辑0或与有用输入端并联,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,TTL集成逻辑门使用要点,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,TTL集成逻辑门使用要点,多余输入端处理,接地,与有用输入端并接,教师授课1学时: 集成逻辑门基础知识,CMOS集成逻辑门使用要点,不同系列 CMOS 电路允许的电源电压范围不同，一般多用 + 5 V。电源电压越高，抗干扰能力也越