来源:爱游戏下载安装 发布时间:2024-12-30 17:08:54 阅读量:1
这种电路一起又被叫做逻辑电路,那是由于电路中的“ 1 ”和“ 0 ”还具有逻辑含义,例如逻辑“ 1 ”和逻辑“ 0 ”能够别离表明电路的接通和断开、事情的是和否、逻辑推理的真和假等等。电路的输出和输入之间是一种逻辑联系。这种电路除了能进行二进制算术运算外还能完结逻辑运算和具有逻辑推理才能,所以才把它叫做逻辑电路。
由于数字逻辑电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理才能等长处,因而被大范围的运用在计算机、自动操控、通讯、丈量等范畴。一般家电产品中,如定时器、告警器、操控器、电子挂钟、电子玩具等都要用数字逻辑电路。
数字逻辑电路的第一个特色是为了杰出“逻辑”两个字,运用的是共同的图形符号。数字逻辑电路中有门电路和触发器两种根本单元电路,它们都是以晶体管和电阻等元件组成的,但在逻辑电路中咱们只用几个简化了的图形符号去表明它们,而不画出它们的详细电路,也不论它们运用多高电压,是 TTL 电路仍是 CMOS 电路等等。按逻辑功用要求把这些图形符号组合起来画成的图便是逻辑电路图,它彻底不同于一般的扩大振动或脉冲电路图。
数字电路中有关信息是包含在 0 和 1 的数字组合内的,所以只需电路能显着区域分隔 0 和 1 , 0 和 1 的组合联系没有损坏就行,脉冲波形的好坏咱们是不大理睬的。所以数字逻辑电路的第二个特色是咱们首要关怀它能完结什么样的逻辑功用,较少考虑它的电气参数功用等问题。也由于这个原因,数字逻辑电路中运用了一些特别的表达方法如真值表、特征方程等,还运用一些特别的剖析东西如逻辑代数、卡诺图等等,这些也都与扩大振动电路不同。
门电路能够看成是数字逻辑电路中最简略的元件。现在有很多集成化产品可供选用。
最根本的门电路有 3 种:非门、与门和或门。非门便是反相器,它把输入的 0 信号变成 1 , 1 变成 0 。这种逻辑功用叫“非”,假如输入是 A ,输出写成 P=A 。与门有 2 个以上输入,它的功用是当输入都是 1 时,输出才是 1 。这种功用也叫逻辑乘,假如输入是 A 、 B ,输出写成 P=A·B 。或门也有 2 个以上输入,它的功用是输入有一个 1 时,输出便是 1 。这种功用也叫逻辑加,输出就写成 P=A + B 。
把这三种根本门电路组合起来能够取得各种复合门电路,如与门加非门成与非门,或门加非门成或非门。图 1 是它们的图形符号和真值表。除此以外还有与或非门、异或门等等。
数字集成电路有 TTL 、 HTL 、 CMOS 等多种,所用的电源电压和极性也不同,但只需它们有相同的逻辑功用,就用相同的逻辑符号。并且一般都规则高电平为 1 、低电平为 0 。
触发器实际上便是脉冲电路中的双稳电路,它的电路和功用都比门电路杂乱,它也可看成是数字逻辑电路中的元件。现在也已有集成化产品可供选用。常用的触发器有 D 触发器和 J—K 触发器。
D 触发器有一个输入端 D 和一个时钟信号输入端 CP ,为了差异在 CP 端加有箭头。它有两个输出端,一个是 Q 一个是 Q ,加有小圈的输出端是 Q 端。别的它还有两个预置端 R D 和 S D ,平常正常作业时要 R D 和 S D 端都加高电平 1 ,假如使 R D =0 ( S D 仍为 1 ),则触发器被置成 Q=0 ;假如使 S D =0 ( R D =1 ),则被置成 Q=1 。因而 R D 端称为置 0 端, S D 端称为置 1 端。 D 触发器的逻辑符号见图 2 ,图中 Q 、 D 、 SD 端画在同一侧; Q 、R D 画在另一侧。 R D 和 S D 都带小圆圈,表明要加上低电平才有用。
D 触发器是受 CP 和 D 端两层操控的, CP 加高电平 1 时,它的输出和 D 的状况相同。如 D=0 , CP 来到后, Q=0 ;如 D=1 , CP 来到后, Q=1 。 CP 脉冲起操控开门效果,假如 CP=0 ,则不论 D 是什么状况,触发器都保持本来状况不变。这样的逻辑功用画成表格就称为功用表或特性表,见图 2 。表中 Q n+1 表明加上触发信号后变成的状况, Qn 是本来的状况。“ X ”表明是 0 或 1 的恣意状况。
有的 D 触发器有几个 D 输入端: D 1 、 D 2 … 它们之间是逻辑与的联系,也便是只有当 D 1 、 D 2 … 都是 1 时,输出端 Q 才是 1 。
另一种功用更完善的触发器叫 J - K 触发器。它有两个输入端: J 端和 K 端,一个 CP 端,两个预置端: R D 端和 S D 端,以及两个输出端: Q 和 Q 端。它的逻辑符号见图 3 。 J - K 触发器是在 CP 脉冲的下阵沿触发翻转的,所以在 CP 端画一个小圆圈以示差异。图中, J 、 S D 、 Q 画在同一侧, K 、 R D 、 Q 画在另一侧。
J - K 触发器的逻辑功用见图 3 。有 CP 脉冲时(即 CP=1 ): J 、 K 都为 0 ,触发器状况不变; Q n + 1 =Qn , J = 0 、 K=1 ,触发器被置 0 : Q n + 1 =0 ; J=1 、 K=0 , Q n+1 =1 ; J=1 、 K=1 ,触发器翻转一下: Q n + 1 =Qn 。假如不加时钟脉冲,即 CP=0 时,不论 J 、 K 端是什么状况,触发器都保持本来状况不变: Q n + 1 =Qn 。有的 J—K 触发器一起有好几个 J 端和 K 端, J 1 、 J 2 … 和 K 1 、 K 2 … 之间都是逻辑与的联系。有的 J - K 触发器是在 CP 的上升沿触发翻转的,这时它的逻辑符号图的 CP 端就不带小圆圈。也有些时分为了使图更简练,常常把 R D 和 S D 端省掉不画。
能够把数字、字母变换成二进制数码的电路称为编码器。反过来能把二进制数码还原成数字、字母的电路就称为译码器。
图 4 ( a )是一个能把十进制数变成二进制码的编码器。一个十进制数被表明成二进制码有必要 4 位,常用的码是使从低到高的每一位二进制码相当于
十进制数的 1 、 2 、 4 、 8 ,这种码称为 8 - 4 - 2 - 1 码或简称 BCD 码。所以这种编码器就称为“ 10 线 线编码器”或“ DEC / BCD 编码器”。
从图看到,它是由与非门组成的。有 10 个输入端,用按键操控,平常按键悬空相当于接高电平 1 。它有 4 个输出端 ABCD ,输出 8421 码。假如按下“ 1 ”键,与“ 1 ”键对应的线被接地,等于输入低电平 0 、所以门 D 输出为 1 ,整个输出成 0001 。
如按下“ 7 ”键,则 B 门、 C 门、 D 门输出为 1 ,整个输出成 0111 。假如把这些电路都做在一个集成片内,便得到集成化的 10 线 线编码器,它的逻辑符号见图 4 ( b )。左边有 10 个输入端,带小圆圈表明要用低电平,右侧有 4 个输出端,从上到下按从低到高摆放。运用时能够直接选用。
要把二进制码还原成十进制数就要用译码器。它也是由门电路组成的,现在也有集成化产品供选用。图 5 是一个 4 线 线 个二进制码的输入端,右侧有 10 个输出端,从上到下按 0 、 1 、 …9 摆放表明 10 个十进制数。输出端带小圆圈表明低电平有用。平常 10 个输出端都是高电平 1 ,如输入为 1001 码,输出“ 9 ”端为低电平 0 ,其他 9 根线 ”线被译中。
二极管,如每段都接低电平 0 ,七段都被点亮,显现出数字“ 8 ”;如 b 、 c 段接低电平 0 ,其他都接 1 ,显现的是“ 1 ”。可见要把十进制数用七段显现管显现出来还要通过一次译码。若运用“ 4 线 线译码器”和显现管合作运用,就很简略,输入二进制码可直接显现十进制数,见图 6 。译码器左边有 4 个二进制码的输入端,右侧有 7 个输出可直接和数码管相连。左上侧还有一个灭灯操控端 I B ,正常作业时应加高电平 1 ,如不需求这位数字显现就在 I B 上加低电平 0 ,就可使这位数字平息。