电工技术电子技术-清华-30数字电路的基础知识

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1、第30讲第13章数字电路的基础知识13.1数字电路的基础知识13.2基本逻辑关系13.3逻辑代数及运算规则13.4逻辑函数的表示法13.5逻辑函数的化简7/25/2021电工技术13.1数字电路的基础知识数字信号和模拟信号电子电路中的信号模拟信号数字信号幅度随时间连续变化的信号例：正弦波信号、锯齿波信号等。幅度不随时间连续变化,而是跳跃变化计算机中,时间和幅度都不连续,称为离散变量7/25/2021电工技术模拟信号tV(t)tV(t)数字信号高电平低电平上跳沿引言下跳沿7/25/2021电工技术模拟电路与数字电路的区别1、工作任务不同：模拟电路研究的是输

2、出与输入信号之间的大小、相位、失真等方面的关系；数字电路主要研究的是输出与输入间的逻辑关系（因果关系）。模拟电路中的三极管工作在线性放大区,是一个放大元件；数字电路中的三极管工作在饱和或截止状态,起开关作用。因此，基本单元电路、分析方法及研究的范围均不同。2、三极管的工作状态不同：7/25/2021电工技术模拟电路研究的问题引言基本电路元件:基本模拟电路:晶体三极管场效应管集成运算放大器信号放大及运算(信号放大、功率放大）信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波）信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、…）7/25/2021电工技术数字电路研究的问题基本电路

3、元件引言基本数字电路逻辑门电路触发器组合逻辑电路时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、脉冲整形电路）A/D转换器、D/A转换器7/25/2021电工技术基本逻辑关系与(and)或(or)非(not)13.2基本逻辑关系7/25/2021电工技术1.与逻辑关系UABY真值表ABY000010100111规定:开关合为逻辑“1”开关断为逻辑“0”灯亮为逻辑“1”灯灭为逻辑“0”真值表特点:任0则0,全1则1一、“与”逻辑关系和与门与逻辑：决定事件发生的各条件中，所有条件都具备，事件才会发生（成立）。7/25/2021电工技术2.二极管组成的与门电路+5VVA

4、VBVO输入输出电平对应表(忽略二极管压降)VAVBVO0.30.30.30.330.330.30.33330.3V=逻辑0,3V=逻辑1此电路实现“与”逻辑关系与门符号:&ABY7/25/2021电工技术与逻辑运算规则—逻辑乘3.与逻辑关系表示式Y=A•B=AB与门符号:&ABY基本逻辑关系000010100111ABY与逻辑真值表0•0=00•1=01•0=01•1=17/25/2021电工技术二、“或”逻辑关系和或门或逻辑：决定事件发生的各条件中，有一个或一个以上的条件具备，事件就会发生（成立）。1、“或”逻辑关系UABY000011101111A

5、BY开关合为逻辑“1”，开关断为逻辑“0”；灯亮为逻辑“1”，灯灭为逻辑“0”。设：特点:任1则1,全0则0真值表基本逻辑关系7/25/2021电工技术2、二极管组成的“或”门电路0.3V=逻辑0,3V=逻辑1此电路实现“或”逻辑关系。VAVBVO0.30.30.30.33330.33333输入输出电平对应表(忽略二极管压降)000011101111VAVBVOR-5V基本逻辑关系或门符号:ABY≥17/25/2021电工技术或逻辑运算规则—逻辑加3.或逻辑关系表示式Y=A＋B或门符号:ABY≥1000011101111ABY或逻辑真值表基本逻辑关系0+

6、0=00+1=11+0=11+1=17/25/2021电工技术三、“非”逻辑关系与非门“非”逻辑：决定事件发生的条件只有一个，条件不具备时事件发生（成立），条件具备时事件不发生。特点:1则0,0则1真值表0110AYYRAU1、“非”逻辑关系基本逻辑关系7/25/2021电工技术2、非门电路--三极管反相器三极管反相器电路实现“非”逻辑关系。非门表示符号:1YA输入输出电平对应表VAVO01(三极管截止)10(三极管饱和)+EcVAVORcR1基本逻辑关系7/25/2021电工技术非逻辑—逻辑反非逻辑真值表AY0110运算规则：0＝11＝03.非逻辑关系

7、表示式非逻辑关系表示式:Y＝A7/25/2021电工技术四、基本逻辑关系的扩展将基本逻辑门加以组合，可构成“与非”、“或非”、“异或”等门电路。1、与非门表示式：Y=AB真值表ABABY0001010110011110Y=ABC多个逻辑变量时:&ABY符号：7/25/2021电工技术2、或非门表示式：Y=A+B真值表ABABY0001011010101110多个逻辑变量时:Y=A+B+CABY≥1符号：7/25/2021电工技术真值表特点:相同则0,不同则1真值表ABABABY000000110110011110003、异或门Y=AB=AB+AB表示式

8、：=1ABY符号：7/25/2021电工技术用基本逻辑门组成异或门11&&≥1A