电工电子技术-逻辑门电路.ppt

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1、电工电子技术第12章逻辑门电路1.数制、数制转换、编码。2.逻辑代数的运算法则、逻辑函数化简。3.基本门电路。4.集成门电路。知识点：要求掌握：1.数制的概念及数制间转换方法。2.逻辑代数运算法则和逻辑函数的化简。3.基本门电路的逻辑功能和特性。了解：集成门电路逻辑功能和特性。建立信息化社会，“数字”一词越来越多的出现在人们的生活中，数字电表、数字电视、数字通信、数字控制……数字化已成为当今电子技术的发展潮流。数字电路是数字电子技术的核心，是计算机和数字通信的硬件基础。本章首先介绍数字电路的一些基本概念及数字电路中常用的数制与码制，介绍逻辑代数的运算法则和逻辑函数的化简，然后介绍基本门电路和

2、集成门电路的逻辑功能。第12章逻辑门电路12.1数字信号与数字电路电子电路中所处理的电子信号可分为两大类，一类为模拟信号；一类为数字信号。模拟电信号一般是指模拟物理量的信号形式，模拟信号在时间上和数值上都是连续的。处理这类信号时，考虑的是放大倍数、频率特性、非线性失真等，着重分析波形的形状、幅度和频率如何变化。数字信号是指时间上和数值上都是离散的信号，信号表现的形式是一系列由高、低电平组成的脉冲波。对于数字信号，重要的是要能根据信号的高、低电平，正确反映电路的输出/输入之间关系，至于高、低电平值精确为多少则无关紧要。模拟信号和数字信号是性质不同的两种信号，对于处理这两种信号的电路，分析问题的

3、侧重点是不同的。12.1.1模拟信号与数字信号12.1数字信号与数字电路在数字电路中，它的输出/输入电压一般只有两种取值状态：高电平和低电平，这两种状态分别可以逻辑值1和逻辑值0表示。就信号的形状来说，数字信号通常是以时间上或空间上这样的0、1符号序列来表示的。数字电路输入与输出的0、1符号序列间的逻辑关系，就是数字电路的逻辑功能。因此，数字电路是实现各种逻辑关系的电路，数字电路可称为逻辑电路。数字电路包括信号的传送、控制、记忆、计数、产生、整形等内容。数字电路在结构、分析方法、功能、特点等方面均不同于模拟电路。数字电路的基本单元是逻辑门电路，分析工具是逻辑代数，在功能上则着重强调电路输入与

4、输出间的因果关系。数字电路比较简单、抗干扰性强、精度高、便于集成，它已广泛应用于数字通信、自动控制、数字测量仪表以及家用电器等各个技术领域。特别是在数字电路基础上发展起来的电子计算机，已进入现代社会的各个领域，不仅在高科技研究领域，而且在生产、管理、教育及服务行业，甚至家庭中都得到了广泛应用，它标志着电子技术的发展进入了一个新的阶段。另外，数字式移动电话、数字式高清晰度电视以及数码照相机等也都是数字电路发展的产物。12.1.2数字电路的特点与应用12.1数字信号与数字电路数字信号通常用矩形脉冲波形来表示。理想的矩形脉冲波形如图12.1所示。非理想的矩形脉冲波形是一种最常见的脉冲信号，如图12

5、.2所示。12.1.3数字信号的波形图12.1理想的矩形脉冲波形图12.2非理想的矩形脉冲波形12.1数字信号与数字电路从图12.2可看出，非理想的矩形脉冲波形的主要参数有以下几种。1）脉冲幅度Um：脉冲电压的最大变化幅度。2）脉冲宽度tw：脉冲波形前后沿0.5Um处的时间间隔。3）上升时间tr：脉冲前沿从0.1Um上升到0.9Um所需要的时间。4）下降时间tf：脉冲后沿从0.9Um下降到0.1Um所需要的时间。5）脉冲周期T：在周期性连续脉冲中，两个相邻脉冲间的时间间隔。频率f=1/T则表示单位时间内脉冲变化的次数。6）占空比D：脉冲宽度tw与脉冲周期T之比值，即D=tw/T。当占空比D=

6、0.5，矩形波为方波。12.2数制与编码数制是计数进位制的简称，常用的有十进制、二进制、八进制、十六进制等。12.2.1数制在日常生活中，人们习惯采用十进制，但在数字系统中都采用二进制数。二进制数只有两个符号0、1，具有两个状态的器件在工程上比较容易实现，例如，开关的通断、半导体管的导通与截止、脉冲的有无都可表用0、1两个符号表示。在数字系统中，需要将十进制数转换成二进制数，以便机器能够接受。当机器运算结束时，结果仍为二进制数，为便于阅读，常将该二进制数再转换成十进制数，这就需要采用各种数制间的转换及不同的编码方式，以便于实现信息的传输。1.十进制十进制数是最常用的计数体制，十进制数的特征如

7、下所述。12.2数制与编码1)基数是10。十进制数采用10个基本数码：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。任何数值都可以用上述10个数码按一定规律排列起来来表示。2)计数规律是“逢十进一”，即9+1=10。0～9这10个数可以用一位基本数码表示，10以上的数则要用两位以上的数码表示。例如，11这个数，右边的“1”为个位数，左边的“1”，为十位数，也就是11：1×101+1×100。2.二进制二进制的特征如