电子技术基本知识及技能 教学课件 作者 李文 单元6 逻辑门电路.ppt

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1、单元6逻辑门电路【单元概述】本单元介绍数字电路的基本概念；主要介绍几种常用门电路的逻辑功能及描述方法；重点介绍TTL电路的电路结构、工作原理及与非门的参数、逻辑功能和使用方法；简单介绍CMOS非门电路的结构和工作原理，及集成门电路的型号与使用方法。【学习目标】了解TTL与非门电路的结构和主要参数，CMOS非门电路的电路结构，集成门电路的型号与使用方法。理解TTL与非门和CMOS非门电路的工作原理。掌握数字电路的特点和分类，二、十进制数和BCD码及其相互转换，与、或、非三种基本逻辑关系及与、或、非、与非、或非、

2、与或非、异或门电路的逻辑功能，三态门与OC门的逻辑功能、结构特点及使用方法。6.1.1　脉冲信号与数字电路1.脉冲信号2.数字电路及其特点1.脉冲信号图6-1　常见的脉冲波形ａ）矩形波ｂ）尖顶波ｃ）锯齿波2.数字电路及其特点按照电子电路中工作信号的不同，通常将电子电路分为模拟电路和数字电路。处理模拟信号的电子电路称为模拟电路；处理脉冲信号的电子电路称为数字电路。6.1.2　数制和码制1.数制2.码制6.1.3　数字电路分类(1)按电路组成的结构分类　可分为分立元件电路和集成电路。(2)按集成度的大小分类　可分为小规模

3、(SSL)、中规模(MSL)、大规模(LSL)和超大规模(VLSL)集成电路。(3)按构成电路的半导体器件分类　可分为双极型晶体管集成电路和单极型MOS集成电路。(4)按电路是否有记忆功能分类　可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。6.2.1　三种基本逻辑运算1.与逻辑2.或逻辑3.非逻辑6.2.1　三种基本逻辑运算图6-2　与逻辑运算6.2.2　三种基本逻辑门电路1.与门电路2.或门电路3.非门电路1.与门电路图6-5　与门电路及其符号1.与门电路图6-6　或门电路及其符号3.非门电路图6-7　非门电路及其符号6.2.

4、3　复合门电路1.与非门电路2.或非门电路2.或非门电路图6-10　复合门逻辑符号2.或非门电路图6-11　典型的TTL与非门电路6.3.1　TTL与非门1.电路组成2.工作原理3.主要参数(1)输出高电平ＵＯＨ电路截止时，即VT3截止时的输出电平，典型值为3.6V。(2)输出低电平ＵＯL电路导通时，即VT3饱和导通时的输出电平，典型值为0.3V。(3)关门电平ＵＯFF通常规定在保证输出为标准高电平ＵＳＨ，即生产厂家所规定的输出高电平下限值时，所允许的最大输入低电平值，一般规定ＵＯFF≈0.8V。6.3.1　TTL与

5、非门(4)开门电平ＵＯN通常规定在保证输出为标准低电平ＵＳＬ，即生产厂家所规定的输出低电平上限值时，所允许的最小输入高电平值，一般规定ＵＯＮ≤1.8V。(5)噪声容限　为了保证电路可靠工作，应该给输入信号规定一个允许波动的范围，即噪声容限，分为低电平噪声容限和高电平噪声容限。(6)扇出系数N是指保证输出低电平时，能够驱动同类与非门的个数，通常Ｎ≥8。(7)平均传输延迟时间ｔｐｄ指输出信号滞后于输入信号的时间，反映了开关速度。6.3.2　TTL三态门1.电路组成2.工作原理3.功能4.三态门的应用1.电路组成图6-12

6、　TTL三态门电路2.工作原理图6-13　三态门的应用举例6.3.3　集电极开路与非门(OC门)图6-15　OC门线与6.3.4　驱动电路图6-16　74LS244集成驱动器6.3.5　MOS门电路图6-17　CMOS非门6.3.6　集成门电路简介1.常用门电路介绍2.接口电路3.TTL电路使用注意事项1.常用门电路介绍在国际通用逻辑集成电路中，TTL和CMOS是两种产量大、应用广泛的主流产品。其中74LS××系列是当前TTL类型中的主要产品系列，标准型4000B／4500B系列是目前CMOS集成电路的主要应用产品，

7、54／74HC××系列是高速CMOS标准逻辑电路系列，具有与74LS××系列同等的工作速度和CMOS集成电路固有的低功耗及电源电压范围宽等特点。2.接口电路图6-18　TTL电路驱动CMOS电路的连接电路1)当TTL电路驱动CMOS电路时，TTL电路的输出高电平与CMOS电路的输入高电平不能匹配。2.接口电路2)当CMOS电路驱动TTL电路时，由于CMOS电路驱动电流小，一般不能直接驱动TTL电路，可采用电平转换器作为缓冲驱动，如图6-19a、b所示，其中CC4049为反相驱动，CC4050为同相驱动；也可采用漏极开

8、路的CMOS驱动器，如图6-19c所示，40107电路可驱动10个TTL电路负载。图6-19　CMOS电路驱动TTL电路的连接电路3.TTL电路使用注意事项(1)正确选择电源电压　电源电压ＵＣＣ要保持+5(１±10%)V，且ＵＣＣ及地线不能接错或漏接。(2)对多余输入端的处理　TTL门电路有多余输入端时，一般不悬空，以免引入干扰信号。(3)对输