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課件32張PPT。2.1 邏輯門電路◆ 基本門電路:與門、或門、非門（又稱反相器）。 第2章 邏輯門電路 與門 或門 非門2.1.1 非門定義：輸入與輸出信號狀態滿足“非”邏輯關系。 非門電路：邏輯符號：波形圖：●　A=1（+5V）時，T導通，L輸出0.2V～0.3V,即：L=0；●　A=0（0V）時，T截止，L輸出近似+5V,即：L=1；2.1.2 與門與門電路：邏輯符號：與門波形圖：1）兩個輸入，一個輸出
2）分析電路，（圍繞導通與否，先看輸入，再分析輸出）
3）確定邏輯關系，L=AB2.1.3 或門或門電路：邏輯符號：或門波形圖：1）兩個輸入，一個輸出
2）分析電路，（圍繞導通與否，先看輸入，再分析輸出）
3）確定邏輯關系，L=A+B2.1.4 其他常見門電路1. 與非門 與非門電路：邏輯符號：與非門波形圖：邏輯關系式：提 示◆ 常用門電路也可以由基本門電路“非門”、“與門”、“或門”間接構成。例如：
◆ 通常我們將由邏輯符號表示的邏輯電路稱為“邏輯圖”。2. 或非門 或非門電路：邏輯符號：或非門波形圖：◆ 能夠實現 “或非”邏輯關系的電路均稱為“或非門”。在一個或門的輸出端連接一個非門就構成了“或非門”，如下圖所示。如圖藍色線條時刻,L輸出為……3. 異或門 異或門電路：邏輯符號：雙輸入端異或門波形圖：◆ 能夠實現 “異或”邏輯關系的電路均稱為“異或門”。異或門可由非門、與門和或門組合而成，如下圖所示。提 示
當輸入端A、B 的電平狀態互為相反時，輸出端L一定為高電平；當輸入端A、B的電平狀態相同時輸出L一定為低電平。 4. 同或門 同或門電路：邏輯符號：雙輸入端同或門波形圖：提 示
當輸入端A、B 的電平狀態互為相反時，輸出端L一定為低電平；而當輸入端A、B 的電平狀態相同時，輸出端 L 一定為高電平。◆ 能夠實現 A⊙B “同或”邏輯關系的電路均稱為“同或門”。由非門、與門和或門組合而成的同或門及邏輯符號如下圖所示。2.2 不同系列門電路 目前使用的門電路大多為集成門電路，最常用的是TTL系列和CMOS系列。在兩種不同系列的門電路中，他們雖具有相同的邏輯功能而兩者的結構、制造工藝卻不同，其外形尺寸、性能指標也有所差別。
因此有必要了解兩種不同系列門電路的結構特點、工作原理及主要特性，以便在實際設計中合理選擇芯片。2.2.1 TTL系列門電路◆ TTL（晶體管—晶體管邏輯）門電路只制成單片集成電路。輸入級由多發射極晶體管構成，輸出級由推挽電路（功率輸出電路）構成。標準TTL與非門如下圖所示。◆ 標準TTL與非門◆ 電路工作原理電路組成2. 邏輯關系3. 分析負載情況◆ 小 結（1）輸入信號與輸出信號符合與非邏輯關系。（2）拉電流與灌電流：輸出為高電平時，向負載輸出的電流稱為拉電流；
輸出端L為低電平時，負載電流流入輸出端L并經T4流向地端，稱為灌電流。（4）若某一輸入端懸空，無論其他輸入端接高電平或是低電平，懸空端的作用相當于接高電平。在實際應用中，為避免引入干擾不用的輸入端一般不允許懸空。（3）若輸出端L所接的負載較重（即負載從輸出端汲取的控制電流較大），輸出的高電平經電阻R4后會略有下降。（5）TTL與非門74LS00集成電路示意圖◆ 4個雙輸入與非門，
◆ 此類電路多數采用雙列直插式封裝。2.2.2 MOS系列門電路◆ CMOS門電路舉例▲ CMOS非門電路▲ CMOS與非門▲ CMOS或非門工作原理
A為高電平，T1截止T2導通，L為低電平，符合非邏輯關系。工作原理
A、 B同為高電平時T1 、T2截止， T3 、T4導通，L為低電平，符合與非邏輯關系。反之亦然。工作原理
請自行分析2-22.3 門電路綜合應用2.3.1 三選二電路例1： 由于檢測危險的報警器自身也可能出現差錯，因此為提高報警信號的可靠性，在每個關鍵部位都安置了三個同類型的危險報警器，如下圖所示。只有當三個危險報警器中至少有兩個指示危險時，才實現關機操作。這就是三選二電路。 1） 根據題意作出真值表2） 根據真值表確定標準“與或”表達式 3） 卡諾圖化簡為最簡“與或”表達式 4）畫出邏輯圖1111提 示
在實際電路設計中常用與非門集成電路芯片。為此，用摩根定理進行如下變換：用與非門構成的三選二電路 2.3.2 產品分類電路例2： 某產品出廠前，要檢查 4個重要參數A、B、C、D 是否在允許的誤差范圍之內。分別使用4種數字測量裝置對這4個參數進行測量。若所測參數在允許范圍內，裝置輸出高電平1；若測得的參數超出了允許范圍，裝置輸出低電平0。1）列真值表▲ 當所有4個參數都在允許范圍內時，電路的輸出端 L1 為1。
▲ 當只有B 超出允許范圍時，輸出端L2為1。
▲ 當只有B 和D 超出允許誤差范圍時，輸出端L3應為1。
▲ 在所有其他情況下，輸出端L4為1，說明產品是廢品。1111
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112) 寫出邏輯表達式寫成與非形式的邏輯表達式
3) 滿足以上邏輯關系的產品分類電路，如下圖所示： 2.3.3 門電路組成數字信號源◆ 概 述◆ 實 例 數字信號源可由產生脈沖波形的振蕩電路構成。在數字電路的應用中，它可提供連續的且具有一定頻率（周期）的脈沖信號。可作為微型計算機、單片機等數字電路的時鐘信號源。1. 可變頻率TTL振蕩器 2. 固定頻率TTL振蕩器 可應用在哪些地方？2.3.4 門電路構成控制門◆ 與門控制電路 ◆ 或門控制電路 可應用在什么地方？ 2.3.4 門電路組成單穩態觸發器◆ 什么是單穩態觸發器 單穩態觸發器具有兩個開關狀態：一個是穩定狀態，另一個是非穩定狀態，也稱為暫態。 1. 微分型單穩態觸發器邏輯電路 2. 積分型單穩態觸發器邏輯電路 積分型單穩態觸發電路 積分型單穩態觸發器波形 3.單穩態觸發器構成的定時控制脈沖門電路方框圖及其波形圖 用于移位電路、計數電路和存儲電路等。2.4 常用IC門簡介(Integrate Circuit)本節內容提要2.4.1　TTL系列數字電路的分類及
主要參數指標2.4.2　其他常用TTL門電路 2.4.3　常用CMOS門電路TTL系列數字電路的主要參數指標（1）高電平輸出電壓VOH：2.7 ～ 3.4V（2）高電平輸出電流I0H：（3）低電平輸出電壓VOL：0.2 ～ 0.5V（4）低電平輸出電流IOL（5）高電平輸入電壓VIH：一般為2V（6）高電平輸入電流IIH（7）低電平輸入電壓VIL：一般為0.8V2.4 常用IC門簡介（8） 低電平輸入電流IIL（9） 輸出短路電流IOS（10）電源電流（11）傳輸延遲時間tPLH和tPHL（12）時鐘脈沖fmaxIOH和IOL反映芯片帶載能力
IIH和IIL反映其對前級集成電路的影響2.4.1　TTL系列數字電路的分類及主要參數指標 TTL系列數字電路分類2. TTL系列數字電路的主要參數指標3. TTL與非門輸入特性和輸出特性 TTL系列數字電路分類◆按集成度大小分類 ◆按邏輯功能分類 ◆按國家標準分類 小規模集成電路
中規模集成電路
大規模集成電路
超大規模的集成電路。 CV54/74系列
CV54/74H系列
CV54/74S系列
CV54/74LS系列小規模集成電路 小規模集成電路集成度比較低，大多數是
與門、或門、與非門、或非門、與或非門、反相器、三態門、鎖存器、觸發器、單穩態、多諧振蕩器；
以及一些擴展門、緩沖器、驅動器等比較基本、簡單、通用的數字邏輯單元電路。
可以根據電路設計需要利用手冊從中選擇適用的電路構成所需的各種數字邏輯電路。 中規模集成電路
大規模集成電路 中、大規模集成電路的集成度比較高，大多數是一些具有特定邏輯功能的邏輯電路。其中包括：加法器、累加器、乘法器、比較器、奇偶發生器/校驗器、算術運算器、多（四、六、八）觸發器、寄存器堆、時鐘發生器、碼制轉換器、數據選擇器/多路開關、譯碼器/分配器、顯示譯碼器/驅動器、位片式處理器片、異步計數器、同步計數器、A/VD和VD/A轉換器、隨機存取器（RAM）、只讀存儲器（ROM/PROM/EPROM/EEPROM）、處理機控制器和支持功能器件等。 2.4.2 其他常用TTL門電路 集電極開路門電路（OC門）2. 三態門3. 驅動電路◆ 問題的提出 在實際應用中，有時要將n 個門電路的輸出端連接在一起，稱為“線與”。
試分析：當其中一個F2輸出為低電平，另一個F1輸出為高電平時會出現什么狀況？ i 過大一方面會使與非門F2的輸出低電平狀態受到破壞（使L2=1）；另一方面會使與非門F1的T3管燒壞。所以，實際應用中這種接法是不允許的。◆ 問題的解決集電極開路的TTL門電路，又稱“OC門” ◆ OC門的邏輯符號◆ OC門線與的應用2. 三態門◆ 什么是三態門除0、1外還有第三種狀態——高阻抗狀態 ◆ 三態門的特點高阻抗狀態時的輸出阻抗非常大，輸入與輸出視為開路，對外電路不起任何作用◆ 三態與非門的原理示意圖及其符號 計算機接口電路中廣泛應用◆ 三態門真值表◆ 三態門應用舉例 （a）門電路選擇
（b）數據雙向傳輸
（c）總線結構作 業 P50 2.6 2.7 2.8

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