數位電路基礎知識

2022-08-20 21:54:03 字數 4176 閱讀 3633

教學重點:

1.掌握與門、或門、非門的邏輯功能及邏輯符號。

2.了解與或非門、同或門、異或門、oc門與三態門等複合門的邏輯功能和邏輯符號。

3.掌握基本邏輯運算、邏輯函式的表示方法。

4.掌握邏輯代數的基本公式;熟練應用公式化簡邏輯函式。

教學難點:

1.各種邏輯關係的含義。

2.用公式化簡邏輯函式。

3.根據函式表示式畫出邏輯圖。

學時分配:

11.1 數位電路概述

11.1.1 數位電路及其特點

電子線路中的電訊號有兩大類:模擬訊號和數碼訊號。

1.概念

模擬訊號:在數值上和時間上都是連續變化的訊號。

數碼訊號:在數值上和時間上不連續變化的訊號。

模擬電路:處理模擬訊號的電路。

數位電路:處理數碼訊號的電路。

2.數位電路特點

(1) 電路中工作的半導體管多數工作在開關狀態。

(2) 研究物件是電路的輸入與輸出之間的邏輯關係,分析工具是邏輯代數,表達電路的功能主要用真值表,邏輯函式表示式及波形圖等。

11.1.2 數位電路的發展和應用

數位電路的發展:與器件的改進密切相關,積體電路的出現促進了數位電路的發展。

數位電路的應用:範圍廣泛,國民經濟許多部門中都將大量應用數位電路。

11.2 基本邏輯閘電路

各種邏輯閘電路是組成數位電路的基本單元。

11.2.1 關於邏輯電路的幾個規定

一、邏輯狀態的表示方法

用數字符號0和1表示相互對立的邏輯狀態,稱為邏輯0和邏輯1。

表11.2.1 常見的對立邏輯狀態示例

二、高、低電平規定

用高電平、低電平來描述電位的高低。

高低電平不是乙個固定值,而是乙個電平變化範圍,如圖11.2.1(a)所示。

單位用「v」表示。

在整合邏輯閘電路中規定——

標準高電平vsh——高電平的下限值;

標準低電平vsl——低電平的上限值。

應用時,高電平應大於或等於vsh;低電平應小於或等於vsl。

三、正、負邏輯規定

正邏輯:用1表示高電平,用0表示低電平的邏輯體制。

負邏輯:用1表示低電平,用0表示高電平的邏輯體制。

11.2.2 與閘電路

基本的邏輯關係:與邏輯、或邏輯和非邏輯。

一、與邏輯

1.與邏輯關係

與邏輯關係如圖11.2.2所示。當決定一件事情的幾個條件全部具備後,這件事情才能發生,否則不發生。

圖11.2.2 用串聯開關說明與邏輯關係圖11.2.3 與閘電路

2.與閘電路,如圖11.2.3(a)所示。

a、b輸入端;y— —輸出端。

3.邏輯符號,如圖11.2.3(b)所示。

二、工作原理

1.工作原理

動畫與閘電路

2.邏輯函式式

y=ab

或y=ab

或y=ab11.2.1)

3.真值表

真值表——表明邏輯閘電路輸入端狀態和輸出端狀態邏輯對應關係的表。

表11.2.2 與門真值表

4.邏輯功能

如圖11.2.4所示,與門邏輯功能為:「有0出0,全1出1」。即

y=abcd

說明:輸入端不論是幾個,邏輯關係相同。

11.2.3 或閘電路

一、或邏輯

1.或邏輯關係

或邏輯關係如圖11.2.5所示。當決定一件事情的幾個條件中只要有乙個條件得到滿足,這件事情就會發生。

2.或閘電路

或閘電路如圖11.2.6(a)所示。

3.邏輯符號

或門的邏輯符號如圖11.2.6(b)所示。

圖11.2.5 用併聯開關說明或邏輯關係圖11.2.6 或閘電路

二、工作原理

1.工作原理

va=0v,vb=0v,v1 、v2均截止,y=-12v;

va=6v,vb=0v,v1導通,v2截止,y=6v;

va=0v,vb=6v,v1截止,v2導通,y=6v;

va=6v,vb=6v,v1、v2均導通,y=6v。

2.邏輯函式式

y=a+b11.2.2)

3.真值表

表 11.2.3 或門真值表

4.邏輯功能

或門的邏輯功能為「全0出0,有1出1」,其邏輯表示式為

y=a+b+c+d

說明:輸入端不論是幾個,邏輯關係是相同的,如圖11.2.7所示。

11.2.4 非閘電路

一、非邏輯關係

1.非邏輯關係

非邏輯關係:事情和條件總是相反狀態。

2.非閘電路

非閘電路如圖11.2.8(a)所示。

3.邏輯符號

非門邏輯符號如圖11.2.8(b)所示。

二、工作原理

1.工作原理

va=6v,v導通,y=0;

va=0v,v截止,y=vg。

2.邏輯函式式為

11.2.3)

3.真值表

表 11.2.4 非門真值表

4.邏輯功能:有0出1,有1出0。

11.3 組合邏輯閘電路

實用中常把與門、或門和非門組合起來使用。

11.3.1 幾種常見的簡單組合閘電路

一、與非門

1.電路組成

在與門後面接乙個非門,就構成了與非門,如圖11.3.1所示。

2.邏輯符號

在與門輸出端加上乙個小圓圈,就構成了與非門的邏輯符號。

3.函式表達示式

與非門的函式邏輯式為

11.3.1)

4.真值表

表11.3.1給出了與非門的真值表。

5.邏輯功能

與非門的邏輯功能為「全1出0,有0出1」。

表11.3.1 與非門真值表

二、或非門

1.電路組成

在或門後面接乙個非門就構成了或非門,如圖11.3.2所示。

2.邏輯符號

在或門輸出端加一小圓圈就變成了或非門的邏輯符號。

3.邏輯函式式

或非門邏輯函式式為

11.3.2)

4.真值表

表11.3.2給出了或非門的真值表。

表11.3.2 或非門真值表

5.邏輯功能

或非門的邏輯功能為「全0出1,有1出0」。

三、與或非門

1.電路組成

把兩個(或兩個以上)與門的輸出端接到乙個或非門的各個輸入端,就構成了與或非門。與或非門的電路如圖11.3.3(a)所示。

2.邏輯符號

與或非門的邏輯符號如圖11.3.3(b)所示。

3.邏輯函式式

與或非門的邏輯函式式為

11.3.3)

4.真值表

表11.3.3給出了與或非門真值表。

表11.3.3 與或非門真值表

5.邏輯功能

與或非門的邏輯功能為:當輸入端中任何一組全為1時,輸出即為0;只有各組輸入都至少有乙個為0時,輸出才為1。

四、異或門

1.電路組成

異或門的電路如圖11.3.4(a)所示。

2.邏輯符號

異或門的邏輯符號如圖11.3.4(b)所示。

3.邏輯函式式

異或門的邏輯函式式為

11.3.4)

上式通常也寫成

y=a⊕b11.3.5)

4.真值表

表11.3.4給出了異或門真值表。

表11.3.4 異或門真值表

5.邏輯功能:當兩個輸入端的狀態相同(都為0或都為1)時輸出為0;反之,當兩個輸入端狀態不同(乙個為0,另乙個為1)時,輸出端為1。

6.應用:判斷兩個輸入訊號是否不同。

五、同或門

1.電路組成

在異或門的基礎上,最後加上乙個非門就構成了同或門,如圖11.3.5(a)所示。

2.邏輯符號

同或門邏輯符號如圖11.3.5(b)所示。

3.邏輯函式式

同或門邏輯函式式為

11.3.6)

同或門邏輯函式式通常也寫成

y=a⊙b11.3.7)

4.真值表

表11.3.5給出了同或門的真值表。

表11.3.5 同或門真值表

5.邏輯功能:當兩個輸入端的狀態相同(都為0或都為1)時輸出為1;反之,當兩個輸入端狀態不同(乙個為0,另乙個為1)時,輸出端為0。

數位電路基礎知識

一 填空題 1 模擬訊號是在時間上和數值上都是變化的訊號。2 脈衝訊號則是指極短時間內的電訊號。3 廣義地凡是規律變化的,帶有突變特點的電訊號均稱脈衝。4 數碼訊號是指在時間和數值上都是的訊號,是脈衝訊號的一種。5 常見的脈衝波形有,矩形波 三角波 階梯波。6 乙個脈衝的引數主要有 tr tp t等...

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一 填空題 1 模擬訊號是在時間上和數值上都是變化的訊號。2 脈衝訊號則是指極短時間內的電訊號。3 廣義地凡是規律變化的,帶有突變特點的電訊號均稱脈衝。4 數碼訊號是指在時間和數值上都是的訊號,是脈衝訊號的一種。5 常見的脈衝波形有,矩形波 三角波 階梯波。6 乙個脈衝的引數主要有 tr tp t等...

數位電路基礎知識 附答案

b 模擬電路的電晶體多工作在放大狀態,脈衝電路的電晶體多工作在開關狀態。c 模擬電路的電晶體多工作在截止狀態,脈衝電路的電晶體多工作在飽和狀態。d 模擬電路的電晶體多工作在飽和狀態,脈衝電路的電晶體多工作在截止狀態。6 己知一實際矩形脈衝,則其脈衝上公升時間 c a 從0到vm所需時間b 從0到vm...