数字电子技术---逻辑门电路.ppt

可用两级电路 2 个或非门实现之 (4) 用或非门实现或门 设法将 Y = A + B 用或非式表示 因为 Y = A + B = A + B 因此，用或非门实现的或门电路为 Y = A + B [例] 有一个火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外光感三种不同类型的火灾探测器。为了防止误报警，只有当其中两种或三种探测器发出探测信号时，报警系统才产生报警信号，试用与非门设计产生报警信号的电路。 输 入 输 出 A B C Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 解：(1) 分析设计要求，建立真值表 感三种不同类型的火灾探测器 有烟感、温感和紫外光 产生报警信号 两种或三种探测器发出探测信号时，报警系统才 与非门设计 报警电路的输入信号为烟感、温感和紫外光感三种探测器的输出信号，设用 A、B、C 表示，且规定有火灾探测信号时用 1 表示，否则用 0 表示。 报警电路的输出用 Y 表示，且规定需报警时Y 为 1 ，否则 Y 为 0。 由此可列出真值表如右图所示 1 1 1 1 0 0 0 0 (2) 根据真值表画函数卡诺图 1 1 A BC 0 1 00 01 11 10 1 1 (3) 用卡诺图化简法求出输出逻辑函数的最简与或表达式，再变换为与非表达式。 Y = AB + AC + BC (4) 画逻辑图 根据 Y 的与非表达式画逻辑图 =AB · AC · BC A B C Y =AB · AC · BC 门电路是组成数字电路的基本单元之一，最基 本的逻辑门电路有与门、或门和非门。实用中 通常采用集成门电路，常用的有与非门、或非 门、与或非门、异或门、输出开路门、三态门 和 CMOS 传输门等。门电路的学习重点是常 用集成门的逻辑功能、外特性和应用方法。 本章小结 在数字电路中，三极管作为开关使用。 　　硅 NPN 管的截止条件为 UBE ＜ 0.5 V ，可靠截止条件为 UBE ≤ 0 V，这时 iB ? 0，iC ? 0，集电极和发射极之间相当于开关断开；饱和条件为 iB ≥ IB(sat) ，这时，硅管的 UBE(sat) ? 0.7 V，UCE(sat) ? 0.3 V，集电极和发射极之间相当于开关闭合。 　　三极管的开关时间限制了开关速度。开关时间主要由电荷存储效应引起，要提高开关速度，必须降低三极管饱和深度，加速基区存储电荷的消散。 TTL 数字集成电路主要有 CT74 标准系列、 CT74L 低功耗系列、CT74H 高速系列、 CT74S 肖特基系列、CT74LS 低功耗肖特基 系列、CT74AS 先进肖特基系列和 CT74ALS 先进低功耗肖特基系列。其中，CT74L 系列 功耗最小，CT74AS 系列工作频率最高。 通常用功耗 - 延迟积来综合评价门电路性能。 CT74LS 系列功耗-延迟积很小、性能优越、 品种多、价格便宜，实用中多选用之。 ALSTTL 系列性能更优于 LSTTL， 但品种少、价格较高。 CMOS 数字集成电路主要有 CMOS4000 系列和HCMOS 系列。CMOS4000 系列工作速度低，负载能力差，但功耗极低、抗干扰能力强，电源电压范围宽，因此，在工作频率不高的情况下应用很多。CC74HC 和 CC74HCT 两个系列的工作频率和负载能力都已达到 TTL 集成电路 CT74LS的水平，但功耗、抗干扰能力和对电源电压变化的适应性等比 CT74LS 更优越。因此，CMOS 电路在数字集成电路中，特别是大规模集成电路应用更广泛，已成为数字集成电路的发展方向。 应用集成门电路时，应注意： TTL电路只能用＋5 V(74系列允许误差±5%)；CMOS 4000 系列可用 3 ~ 15 V；HCMOS系列可用 2 ~ 6 V；CTMOS 系列用 4.5 ~ 5.5 V。一般情况下，CMOS 门多用 5 V，以便与 TTL 电路兼容。 (1)电源电压的正确使用 (2)输出端的连接 开路门的输出端可并联使用实现线与，还可用来驱动需要一定功率的负载。 三态输出门的输出端也可并联，用来实现总线结构，但三态输出门必须分时使能。使用三态门时，需注意使能端的有效电平。 普通门(具有推拉式输出结构)的输出端不允许直接并联实现线与。 (3) 闲置输入端的处理 (4)信号的正确使用 TTL 电路输入端悬空时相当于输入高电平， CMOS 电路多余输入端不允许悬空。 CMOS电路多余输入端与有用输入端的并接仅适用