目录

一、数字电路指的是什么... 2

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二、逻辑代数基础... 2

1.逻辑代数... 2

2.逻辑符号... 3

3.复合逻辑... 3

4.各进制数之间的相互转换... 4

(1)其他进制转换为十进制... 4

(2)十进制转换为其他进制... 4

(3)二进制、八进制、十六进制间的快捷转换... 5

二、集成逻辑门... 5

1.集成电路... 5

2.晶体管... 5

(1)二极管... 5

(2)三极管... 5

3.特殊逻辑门... 6

4.常见的集成逻辑电路产品型号... 8

5.注意事项... 8

三、组合逻辑电路... 9

1.根据逻辑表达式写出真值表... 9

2.化简逻辑表达式... 9

3.连接电路并测试... 10

四、集成触发器... 10

五、时序逻辑电路... 10

六、附录... 10

1.使用EWB做模拟测试... 10

(1)信号源库... 11

(2)基本元件库... 11

(3)二极管库... 11

(4)晶体管库... 11

(5)模拟集成电路库... 11

(6)混合集成电路库... 11

(7)数字集成电路库... 11

(8)逻辑门库... 11

(9)数字器件库... 11

(10)指示器件库... 11

(11)控制器件库... 12

(12)其他器件库... 12

正文

一、数字电路指的是什么

用于逻辑处理和数值计算的电路,电路中使用数字信号,非0即1;按制造工艺又分为TTL型集成电路、MOS型集成电路,多采用 DIP封装。

二、逻辑代数基础

相邻十进制数的格雷码仅有一位不同、在数据传输中不容易出错,可以由这个数的二进制数转换而来:最高位不变、其他位相邻的异或结果,比如二进制10110得到的格雷码是11101。

1.逻辑代数

因为运算符{·,+,-}的做法和十进制运算容易混淆、而且很难统一各种吸收律,所以采用的是人工智能方面的做法:使用运算符数字电路 随笔 第1张、使用正逻辑体制(1表示高电平、0表示低电平);括号的优先级最高,其次是数字电路 随笔 第2张运算符,数字电路 随笔 第3张的优先级高于数字电路 随笔 第4张;对偶规则:在运算顺序不变的前提下,与变或、或变与得到一个对偶式,如果原式子相等,那么它们的对偶式也相等

与运算

数字电路 随笔 第5张

与运算

数字电路 随笔 第6张

或运算

数字电路 随笔 第7张

或运算

数字电路 随笔 第8张

交换律

数字电路 随笔 第9张数字电路 随笔 第10张

结合律

数字电路 随笔 第11张数字电路 随笔 第12张

分配律

数字电路 随笔 第13张数字电路 随笔 第14张

得摩根律

数字电路 随笔 第15张数字电路 随笔 第16张

双重否定律

数字电路 随笔 第17张

补余律

数字电路 随笔 第18张数字电路 随笔 第19张

吸收律

数字电路 随笔 第20张数字电路 随笔 第21张

连接词化归律(不会用到,只做了解)

数字电路 随笔 第22张

逆否律(不会用到,只做了解)

数字电路 随笔 第23张

2.逻辑符号

数字电路 随笔 第24张数字电路 随笔 第25张数字电路 随笔 第26张

3.复合逻辑

表达式

通用门完备集

逻辑门

与非

数字电路 随笔 第27张

得到与门:整体取非;

得到或门:每个输入都取非;

得到非门:B取值为1

数字电路 随笔 第28张

或非

数字电路 随笔 第29张

得到与门:每个输入都取非;

得到或门:整体取非;

得到非门:B取值为0

数字电路 随笔 第30张

与或非

数字电路 随笔 第31张

C、D都取0得到与非门,通过与非门得到其他门

数字电路 随笔 第32张

同或

A⊙B=数字电路 随笔 第33张

数字电路 随笔 第34张

异或

数字电路 随笔 第35张

数字电路 随笔 第36张

4.各进制数之间的相互转换

方法是先转换为十进制数,再由十进制数转换为其他进制的数

(1)其他进制转换为十进制

R进制表示“逢R进一”,每个位置有0~R-1种选择,将它转换成十进制:

数字电路 随笔 第37张

(2)十进制转换为其他进制

整数部分除R取余,小数部分乘R取整,再将它们连接起来;比如数字电路 随笔 第38张

数字电路 随笔 第39张

(3)二进制、八进制、十六进制间的快捷转换

从小数点到数的两边,八进制每一位的数值和3位二进制数一一对应,十六进制每一位的数值和4位二进制数一一对应

二、集成逻辑门

1.集成电路

双极性集成电路TTL、电子和空穴都参与导电,单极性集成电路MOS、只有一种载流子参与导电

将电子元器件和它们的连线封装在半导体基片上,得到具有一定功能的电路,以逻辑门的数量为单位、规模上可以划分为:

数字电路 随笔 第40张

2.晶体管

常见的是晶体二极管、晶体三极管,可以用来实现各种门电路,更多的细节应该要再学习模拟电路

(1)二极管

具有单向导电性

(2)三极管

①NPN管

数字电路 随笔 第41张

Emitter发射极

Base基极

Collector集电极

②输出特性

数字电路 随笔 第42张

数字电路 随笔 第43张时处于饱和区,集电极电流数字电路 随笔 第44张几乎不随基极电流数字电路 随笔 第45张变化而变化(数字电路 随笔 第46张较小时曲线在这块区域几乎重叠);

数字电路 随笔 第47张时处于截止区,数字电路 随笔 第48张几乎为0、相当于开关断开;

放大区,数字电路 随笔 第49张

过损耗区,功率较高容易烧坏三极管器件

3.特殊逻辑门

三态门的开关速度高于OC门而且接到总线上的数目不受限制,而OC门的数目是受限制的(和上拉电阻有关)

①OC门

可以多路与输出,这个特性运用在总线分时传输、驱动非逻辑性负载上,但是接到总线上的门数目是有限的(和上拉电阻有关)

数字电路 随笔 第50张

②三态门

输出端有三种状态:高电平、低电平、高阻态;三态门可以实现数据的双向传输、开关速度高于OC门,而且接到总线上的数目原则上不受限制的

数字电路 随笔 第51张

4.常见的集成逻辑电路产品型号

74…或者CT10…

TTL系列

74H…或者CT20…

高速TTL系列

74S…或者CT30…

肖特基系列

74LS…或者CT40…

低功耗肖特基系列

40…或者CC40…

CMOS系列

数字电路 随笔 第52张

5.注意事项

TTL逻辑门的接受的电压是5V±5%;

除OC门、三态门外,其他逻辑门的输出不能并联使用;

根据不同的逻辑需要处理多余的输入端(根据运算律,与非门接高电平、或非门接低电平将不影响其他输入),对于CMOS门来说多余端应该接数字电路 随笔 第53张

三、组合逻辑电路

该时刻的输出仅由该时刻的输入决定,信号总是单向传输的没有用于反馈的电路、没有记忆性的电子元器件

1.根据逻辑表达式写出真值表

原变量取1、反变量取0,计算各种情况下表达式的值;为测试方便也是采用格雷码

数字电路 随笔 第54张

2.化简逻辑表达式

采用与或表达式的标准形式、比如项数字电路 随笔 第55张,真值表中计算结果为1就是最小项表达式中的项 ;化简的办法:根据数字电路 随笔 第56张的值从小到大画圈(除了正常相邻外还需要上下、左右卷起来看,圈要尽可能大、包含项的个数是2^n),之后仅保留相同的元素、合并这些相邻项作为最终与或表达式中的一项

数字电路 随笔 第57张

3.连接电路并测试

输入信号做成总线结构;草稿纸上的电路图的连线尽量是直线

四、集成触发器

五、时序逻辑电路

六、附录

1.使用EWB做模拟测试

EWB的器件库从左到右依次是:信号源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟集成电路库、混合集成电路库、数字集成电路库、逻辑门库、数字器件库、指示器件库、其他器件库、自定义器件库

(1)信号源库

地、直流电压源、直流电流源、交流电压源、交流电流源、电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源、数字电路 随笔 第58张数字电路 随笔 第59张、时钟、AM、FM、压控正弦波、压控三角波、压控方波、压控单稳态脉冲、分段线性源、压控分段线性源、频移键控源、多项式源、非线性受控源

(2)基本元件库

连接点、电阻、电容、电感、变压器、继电器、开关、时延开关、压控开关、电流控制开关、上拉电阻、可变电阻、排电阻、压控模拟开关、极性电容、可变电容、可变电感、无芯线圈、磁芯线圈、非线性变压器

(3)二极管库

普通二极管、稳压二极管、发光二极管、整流桥、肖特基二极管、可控硅整流器、双向稳压二极管、双向晶闸管

(4)晶体管库

NPN晶体管、PNP晶体管、N沟道结型场效晶体管、P沟道结型场效晶体管、3端耗尽型N沟道MOS管、3端耗尽型P沟道MOS管、4端耗尽型N沟道MOS管、4端耗尽型P沟道MOS管、3端增强型N沟道MOS管、3端增强型P沟道MOS管、4端增强型N沟道MOS管、4端增强型P沟道MOS管、N沟道砷化镓场效晶体管、P沟道砷化镓畅销晶体管

(5)模拟集成电路库

3、5、7、9端运放,比较器,锁相环

(6)混合集成电路库

A/D转换器、电流式D/A转换器、电压式D/A转换器、单稳触发器、555定时器

(7)数字集成电路库

74系列、4000系列常用数字电路

(8)逻辑门库

AND与、OR或、NOT非、NOR或非、NAND与非、XOR异或、XNOR同或、三态缓冲器、缓冲器、施密特触发器

(9)数字器件库

半加器、全加器、RS触发器、JK触发器、D触发器、多路选择器、编码器、译码器、算数单元、计数器、移位寄存器、通用触发器

(10)指示器件库

电压表、电流表、指示灯、逻辑指示探针、七段数码管显示器、译码显示器、蜂鸣器、条码显示器、译码条码显示器

(11)控制器件库

微分器、积分器、电压增益模块、传递函数模块、乘法器、除法器、三端电压加法器、各种限幅器

(12)其他器件库

熔断器,数据写入器,子电路网表,有损和无损传输线,石英晶体,直流电动机,电子管,开关电源中的升压、降压、升降压变压器

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