第5章 数字电路的分析与设计new

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1、第5章数字电路的分析与设计•5.1数字电路中的常用元件与•5.3四路彩灯仪器–5.3.1核心器件74LS194简介–5.1.1CMOS4000系列–5.3.2题目分析与设计–5.1.2TTL74系列–5.3.3仿真–5.1.3数据转换器–5.3.4扩展电路–5.1.4可编程逻辑器件及现场•5.4八路抢答器可编程逻辑阵列–5.4.1核心器件74LS148简介–5.1.5显示器件–5.4.2题目分析与设计–5.1.6调试工具•5.5数字钟•5.2555定时器–5.5.1核心器件74LS90简介–5.2.1555定时器的内部构

2、成–5.5.2分步设计与仿真–5.2.2555定时器组成的多谐振•5.6音乐教室控制台荡器–5.6.1核心器件74LS190简介–5.2.3555定时器组成的单稳态电路–5.6.2题目分析与设计淘宝之家：1www.taobaojia.info/index.html第5章数字电路的分析与设计数字电路不同于模拟电路，它是以数字信为处理对象，研究各输入与输出之间的联系，实现一定的逻辑关系的电路。数字逻辑基础主要涵盖数制与编码、布尔代数及其逻辑实现、集成逻辑电路、触发器，为电路分析和设计准备基础知识；数字电路的分析和设计方法，包

3、括组合逻辑电路、同步时序逻辑电路、异步时序逻辑电路以及脉冲产生与整形电路；可编程逻辑器件，包括ROM、PLA、PAL、GAL及在系统编程技术。本章我们以几个数字逻辑电路设计中的经典例子，来说明Proteus在数字电路的分析和设计中的强有力辅助作用。淘宝之家：2www.taobaojia.info/index.html5.1数字电路中的常用元件与仪器•由于Proteus为英文界面，这对于部分专业英文不太好的读者来说，调用各类元件是件头疼的事。我们除了在第二章把元件的分类给大家作了系统介绍外，还会在各章对各类常用元件和仪器做

4、进一步的介绍。希望读者能够通过重复来加深记忆，熟能生巧。淘宝之家：3www.taobaojia.info/index.html5.1.1CMOS4000系列•打开拾取元件对话框，在类别中位于第三的是CMOS4000series，即CMOS4000系列元件，如图5-1所示，它是一种早期生产的CMOS器件，在国外已限用，但由于这类器件比较便宜，目前我们国家使用的还比较多。淘宝之家：4www.taobaojia.info/index.html图5-1CMOS4000系列元件淘宝之家：5www.taobaojia.info/in

5、dex.html•4000系列与74系列是对应的，比如4000系列的4511和74系列的7448对应，都是BCD到七段显示译码器，输出高电平有效，如图5-2所示。从图中可以看出，除了4、5管脚的标识和用法稍有不同外，其他管脚号及标识都一样。它们用来驱动共阴极七段数码显示。但提醒大家注意的是，它们的工作电压和逻辑电平标准并不完全一致。淘宝之家：6www.taobaojia.info/index.html图5-2BCD到七段显示译码器4511与7448淘宝之家：7www.taobaojia.info/index.html40

6、00系列元件的子类划分，如图5-3所示，和74系列也是对应的，如表5-1所示。名称含义Adders加法器Buffers&Drivers缓冲器和驱动器Comperators比较器Counters计数器Decoders译码器Encoders编码器Flip-Flops&Latches触发器和锁存器FrequencyDividers&Timers分频器和定时器Gates&Inverters门电路和反相器Memory存储器Misc.Logic混杂逻辑器件Multiplexers选择器Multivibrators多谐振荡器Phase

7、-Locked-Loops(PLL)锁相环Registers寄存器SignalSwitches信号开关淘宝之家：8www.taobaojia.info/index.html•另外，元件也可按生产厂家来查找，如图5-3中的Fairchild、Miccochip和TexasInstruments都是制造商的名称。图5-34000系列元件的子类淘宝之家：9www.taobaojia.info/index.html5.1.2TTL74系列•TTL74系列根据制造工艺的不同又分为如图5-4所示的几大类，每一类的元件的子类都相似，比

8、如7400和74LS00功能一样。图5-4TTL74系列淘宝之家：10www.taobaojia.info/index.html•由于每一类元件众多，而对于学过数字电子技术的读者来说，对常用的元件功能代号已熟悉，可在元件拾取对话框中的“Keywords”中键入元件名称，采用直接查询的方式比较省时，如图5-5所示。图5