第八章数字电路基础.ppt

第八章 数字电路基础 第八章 数字电路基础 基本要求 理解二进制数、十进制数、十六进制数和8421BCD码的表示方法及整数的相互转换。 掌握基本逻辑运算及逻辑门 基本内容 数字电路的特点 数制 码制 基本逻辑运算及逻辑门 8.1 数字电路的特点 1）数字信号只有两种状态； 2）数字电路中的晶体管多工作于开关状； 3）数字电路主要研究输入与输出的逻辑关系； 4）数字电路采用的数学工具是逻辑代数； 5）数字电路逻辑关系的表达方式有逻辑函数表达式、真值表、波形图、卡若图、状态图和状态表。 8.2 数制 1.常用的数制 十进制： (989)D=9×102+8×101+9×100 二进制: (1001)B=1×23+0×22+0×21+1×20 十六进制：(6F)H=6×161+15×160 2 数制间的转换 任意进制数→十进制数： 各位系数乘权值之和＝十进制数 二进制数←→十六进制数 四位二进制数表示一位十六进制数 反之一位十六进制数表示四位二进制数十进制数→二进制数： 整数部分:除基取余 小数部分:乘基取整 十进制数→十六进制数： 方法与转换成二进制数类似 8.3 码制 用二进制数码，表示的数字、字母、符号及其它信息的过程称为编码。表示这些离散信息的二进制数码称为代码。 用来表示数值的二进制代码称为自然二进制数码。 例： (18)D＝(10010)数码 BCD码是用四位二进制数码表示十进制数的代码，最常用的是8421BCD码。 例： (659)D＝(0110 0101 1001)BCD 二、或逻辑运算及或门 1）因果关系 决定一个事件的条件中，只要有一个或多个成立，事件就发生。 三、逻辑非及非门 1）因果关系 因果对立。 2）逻辑表达式 F＝ā 3）真值表 A F 0 1 1 0 五、正负逻辑 在数字电路中，通常用电路的高电平和低电平来分别代表逻辑1和逻辑0，在这种规定下的逻辑关系称为正逻辑。反之称为负逻辑。 对于一个数字电路，既可以采用正逻辑，也可采用负逻辑。同一电路，如果采用不同的逻辑规定，那么电路所实现的逻辑运算是不同的。 例1:己知两输入与非门的输入形如图A和B 所示，请在(1) ～(4)波形中选择输出F的波形。如果B=0，F波形如何 ？ 解：满足入全1，出为0的有 (2)、(4)； 同时满足入有0，出为1的有 (2) 。 所以 (2) 是输出F波形。 例2:逻辑门的输入端A、B和输出波形图所示，请列出真值表，写出逻辑门的表达式。 解： A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 × F=A+B 或 F=A⊕B 8.5 TTL数字逻辑门电路 TTL与非门的技术参数 输出高电平VOH： 典型值VOH=3.6V， VOH（min）=2.4V。 输出低电平VOL： 典型值VOL =0.3V，VOL（max）=0.4V。 输入高电平VIH： 典型值VIH =3.6V， VIH （min）=2.0V。 输入低电平VIL： 典型值VIL =0.3V， VIL （max）= 0.8V。 噪声容限：衡量逻辑门的抗干扰能力。 高电平噪声容限VNH=VOH(min)- VIH （min） 低电平噪声容限VNL= VIL （max） -VOL(max 扇入系数NI：由TTL与非门输入端的个数确定。 扇出系数：表示一个逻辑门能驱动同类门的最大数目。 NO=IOL/IIL 4.平均传输延迟时间tPd 平均传输延迟时间tPd是通导延时时间tPHL和截止延时时间tPLH的平均值，即 tPd =（tPHL+tPLH ）/2 (tPd越小，工作速度越快)  静态功耗 它是指与非门空载时电源总电流IC与电源电压VCC的乘积，是门电路的重要参数之一。 TTL逻辑门应用时应注意：多个逻辑门的输出端不能连接在一起，否则会引起逻辑混乱。当输入端悬空时 ，相当于接逻辑1. 三. TTL集电极开路门 （简称OC门） OC门的电路特点在于用外接电阻RC代替了原来的T3、D3和R4部分。 两个OC门输