电子线路 教学课件 作者 孙成林 第九章数字电路基础知识.ppt

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1、第九章数字电路基础知识教学目标第一节数制与码制第二节门电路第三节CMOS门电路第四节数字集成门电路教学目标1.掌握二进制、十进制及其互相转换。2.掌握“与”门、“或”门、“非”门的逻辑功能。3.理解TFL“与非”门、"0C”门和“三态”门的功能和典型应用。4.理解CMOS反相器的工作原理、CMOS门电路和CMOS传输器。返回第一节数制与码制一、数制1.数制人们通常采用的数制有十进制、二进制、八进制和十六进制。(1)十进制数：生活中常用的表示方法(2)二进制数：用0和1两个数码来表示基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”位权是以2为底的幂(3)

2、十六进制数：由0-9,A-F组成，A-F对应10-15“逢十六进一”下一页返回第一节数制与码制2.不同数制之间的互相转换(1)二进制数与十进制数的互换①二进制数转换成十进制数：只需按权展开然后相加即可②十进制数转换成二进制数：一整数部分采用除2取余法，小数部分采用乘2取整法，然后通过小数点将转换后的二进制数连接起来即可。(2)二进制数与八进制数的互换：二进制三位数对应于八进制一位①二进制数转换成八进制数：“三位并一位”②八进制数转换成二进制数：“一位拆三位”下一页返回上一页第一节数制与码制(3)二进制数与十六进制数的互换①二进制数转换成十六进制数：“四位并一位

3、”②十六进制数转换成二进制数：“一位拆四位”例：将（1011100.00111）2转化为十六进制数例：将（16E.5F）16转换成二进制数下一页返回上一页第一节数制与码制二、码制1.8421码每一位代表一个固定的数0或1，它的权值自左向右为8,4,2,1，将每一位上的数分别乘以各自的权值，然后相加，得到的和即是所表示的一位十进制数。例（0110）8421=（6）10注意：8421码中的1010到1111是没有意义的，不能使用（10）10=（D001D0D0）8421下一页返回上一页第一节数制与码制2.余3码余3码所表示的4位二进制数的大小要比它对应的十进制数大

4、3。如0101表示十进制数是2.常见的二一十进制编码如表9-1所示。3.循环码(格雷码或反射码)循环码见表9-2所示优点：相邻的两个编码中只有一位的状态不同返回上一页第二节门电路一、二极管“与”门电路1.电路结构：如图9-1(a)所示2.工作原理(1)当输入端全为1：VD1,VD2导通，输出端也为高电平“1”(2)若输入端有一个或一个以上为0：假定是A为0,B为1二极管VD1导通，输出端为低电平“0”所以这种门电路称为“与”门电路。图9-1(b)图是国标与门画法，(c),(d)图是常见的画法。图9-2是与门电路工作波形图下一页返回第二节门电路二、二极管“或”门

5、电路1.电路结构：如图9-3(a)所示2.工作原理分析过程如与门电路或”门电路逻辑图如图9-3(b),(c),(d)所示，其中(b)图是国标画法.(d)图是常见画法。“或”门电路工作波形图如图9-4所示。下一页返回上一页第二节门电路3.三极管“非”门电路如图9-5(a)所示，三极管只工作在截止和饱和状态其工作原理与反相器相同“非”门电路逻辑图9-5(b)、(c)、(d)所示，工作波形图如图9-6所示。下一页返回上一页第二节门电路三、组合逻辑门电路1.“与非”门：·逻辑图如图9-7所示2.“或非”门：逻辑图如图9-8所示3.“与或非”门：逻辑图如图9-9所示。4

6、.“异或”门由“异或”的逻辑函数表达式:可得“异或”门电路逻辑图如图9-10所示5.“同或”门逻辑图表示如图9-11所示下一页返回上一页第二节门电路6.0C门晶体管的集电极是开路的TTL“与非”门电路，简称"0C”门电路。该电路使用时要外接负载电阻。逻辑符号如图9-12所示。7.三态门三态门的输出除了高电平和低电平两种状态外，还可以出现第三种状态，即高阻状态图9-13所示是一个三态门的逻辑符号。EN是控制端三态门可以实现用一根导线轮流传送几个不同设备的数据或控制信号，如图9-14所示电路。返回上一页第三节CMOS门电路MOS门电路主要有3种:NMOS门电路、P

7、MOS门电路和CMOS门电路一、CMOS反相器CMOS反相器是采用增强型NMOS管和增强型PMOS管构成的互补型MOS反相器。优点：功耗极低、抗干扰能力强、开关速度快、带负载能力强和稳定性好下一页返回第三节CMOS门电路1.电路结构：如图9-15所示V1是驱动管，V2是负载管，它们的栅极连接在一起作为输入端，漏极连接在一起作为输出端为保证电路正常工作，应该有下一页返回上一页第三节CMOS门电路2.静态特性（1）VA=0时，VCS1=VA=0,所以V1截止，V2导通，输出电压为：Roff1为V1的截止电阻，Ron2为V2的导通电阻，由于所以下一页返回上一页第三节

8、CMOS门电路（2）VA=EV时，,所