逻辑门与触发器
数字电路中的逻辑门和触发器
数字电路中的逻辑门和触发器数字电路是由数字信号处理器构成的系统，它们能处理数字量。
在数字电路中，逻辑门和触发器是两个非常重要的组件，因为它们可以实现复杂的数字逻辑功能。
在本文中，我们将介绍逻辑门和触发器的基本原理和应用。
逻辑门逻辑门是数字电路中最基本的元件之一。
它可以通过输入和输出的逻辑状态来实现布尔逻辑功能。
常用的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门、与非门和或非门等。
与门是一个基本的逻辑门，它由两个输入和一个输出组成。
当两个输入都为1时，输出为1；否则输出为0。
与门的符号为“&”。
例如，1&1=1，1&0=0，0&0=0。
或门是另一个基本的逻辑门，它也由两个输入和一个输出组成。
当两个输入都为0时，输出为0；否则输出为1。
或门的符号为“|”。
例如，1|1=1，1|0=1，0|0=0。
非门是最简单的逻辑门之一。
它只有一个输入和一个输出。
当输入为1时，输出为0；当输入为0时，输出为1。
非门的符号为“~”。
例如，~1=0，~0=1。
相对于与门和或门，异或门执行的操作更为复杂。
它也由两个输入和一个输出组成。
当两个输入不同时，输出为1；否则输出为0。
异或门的符号为“^”。
例如，1^1=0，1^0=1，0^0=0。
与非门是另一种基本的逻辑门。
与门和非门的组合，它由两个输入和一个输出组成。
当两个输入都为1时，输出为0；否则输出为1。
与非门的符号为“!&”。
例如，!&(1,1)=0，!&(1,0)=1，!&(0,0)=1。
或非门是最后一种基本的逻辑门。
或门和非门的组合，它由两个输入和一个输出组成。
当两个输入都为0时，输出为1；否则输出为0。
或非门的符号为“!|”。
例如，!|(1,0)=0，!|(0,0)=1，!|(1,1)=0。
逻辑门在数字电路中的应用非常广泛。
通过逻辑门的组合，可以实现各种复杂的数字逻辑功能，例如加法器、减法器、乘法器和除法器等。
逻辑板的工作原理
逻辑板的工作原理
逻辑板是一种由数字逻辑电路组成的电子元件，它的工作原理是基于逻辑门和触发器等元件的组合和串联。
逻辑板通常由多个逻辑门和触发器等电子元件组成，这些元件可以被编程和控制来进行特定的逻辑操作。
在逻辑板中，逻辑门被用来处理不同的逻辑运算，例如与门、或门、非门、异或门等。
这些逻辑门可以通过逻辑电平的输入来产生相应的逻辑电平输出。
触发器则用于存储和传输二进制数据，它可以根据时钟信号来控制数据的读写。
逻辑板的工作原理是通过将不同的逻辑门和触发器组合在一起，从而实现复杂的逻辑运算和数据处理。
例如，在一个逻辑板中，可以通过组合多个与门和或门来实现多个输入变量的逻辑运算，并使用触发器来存储输出结果。
这样的逻辑板可以用于解决各种不同的问题和应用，例如计算、控制和通信等方面。
在逻辑板中，信号的传输和处理是通过电路中的电流和电压完成的。
当输入信号传入逻辑板时，它会经过逻辑门和触发器的处理，然后输出相应的逻辑电平。
这些逻辑电平可以用来控制其他逻辑板或其他电子设备，从而实现不同的功能和应用。
总体来说，逻辑板的工作原理是通过组合和串联不同的逻辑门和触发器等元件，来实现复杂的逻辑运算和数据处理。
它通过对信号的传输和处理来控制和实现不同的功能和应用。
计算机组成原理13-控制器-微程序
微程序控制器的组成框图
指令的OP与微程序入口的可能映射方式及比较 指令的OP OP与微程序入口的可能映射方式及比较 OP就是指令微程序的入口地址 或高几位) OP就是指令微程序的入口地址(或高几位) 就是指令微程序的入口地址(
OP 01000 10001 11001
01000 . . 10001 . . 11001
微指令格式
水平型微指令 垂直型微指令 混合型微指令
（1）垂直型微指令 一条微指令定义并执行一种基本操作。 一条微指令定义并执行一种基本操作。 优点： 微指令短、简单、规整，便于编写微程序。 优点： 微指令短、简单、规整，便于编写微程序。 缺点： 微程序长，执行速度慢；工作效率低。 缺点： 微程序长，执行速度慢；工作效率低。 （2）水平型微指令 一条微指令定义并执行几种并行的基本操作。 一条微指令定义并执行几种并行的基本操作。 优点： 微程序短，执行速度快。 优点： 微程序短，执行速度快。 缺点： 微指令长，编写微程序较麻烦。 缺点： 微指令长，编写微程序较麻烦。
CPU周期与微指令周期的关系 CPU周期与微指令周期的关系
机器指令与微指令的关系
一条机器指令对应一段微程序，由微指令解释执行 一条机器指令对应一段微程序，
机器指令与内存M有关，微指令与控制存储器CM有关 机器指令与内存M有关，微指令与控制存储器CM CM有关
每个CPU周期对应一条微指令 每个CPU CPU周期对应一条微指令
(IR(AD)) MAR , M(R); (MBR) ALU , ALU AC ; IRo , MARi , R; S0S1(直送), MBRo , S0S1(直送), ACi 直送
4 2 PCo PCi M 1 P
P S W
A ACi ALU C
数字电子电路
数字电子电路简介数字电子电路是一种将输入和输出表示为数字信号的电路。
它由逻辑门和触发器等基本电子元件组成，用于处理和存储数字信号。
数字电子电路广泛应用于计算机、通信、嵌入式系统等领域。
数字信号与模拟信号在电子电路中，信号可以分为模拟信号和数字信号。
模拟信号是连续变化的电压或电流信号，而数字信号是离散的信号，只有两个离散的状态，通常表示为高电平和低电平。
数字信号可以通过模拟信号经过一系列变换和处理得到。
逻辑门逻辑门是数字电子电路中的基本构建块，通过对输入信号进行逻辑运算得到输出信号。
最常见的逻辑门有与门（AND）、或门（OR）和非门（NOT）。
与门（AND）与门具有两个或多个输入，只有当所有输入都为高电平时，输出才为高电平。
与门的逻辑运算符表示为“∧”。
AND门AND门或门（OR）或门具有两个或多个输入，只要有一个输入为高电平，输出就为高电平。
或门的逻辑运算符表示为“∨”。
OR门OR门非门（NOT）非门只有一个输入，将输入信号取反输出。
非门的逻辑运算符表示为“¬”。
NOT门NOT门触发器触发器是一种存储和处理数字信号的器件，常用于存储数据或时序控制。
最常用的触发器是SR触发器和D触发器。
SR触发器SR触发器有两个输入（S和R）和两个输出（Q和Q’）。
当S和R同时为低电平时，Q和Q’的状态保持不变。
当S为高电平，R为低电平时，Q为高电平，Q’为低电平。
当S为低电平，R为高电平时，Q为低电平，Q’为高电平。
当S和R同时为高电平时，Q和Q’的状态是不确定的。
D触发器D触发器只有一个输入（D）和一个输出（Q）。
当D为高电平时，Q的状态与D的状态相同。
当D为低电平时，Q的状态保持不变。
D触发器常用于存储数据。
串行与并行传输在数字电子电路中，数据可以通过串行传输或并行传输。
串行传输是指将一组数据位逐个地传输，每个数据位依次经过传输线路。
并行传输是指同时传输多位数据，每个数据位通过独立的传输线路传输。
逻辑电路的器件
逻辑电路的器件逻辑电路是电子电路中的一种，它是由逻辑门组成的电路，用于实现逻辑运算。
逻辑电路的器件是指用于构建逻辑电路的各种电子元件，包括逻辑门、触发器、计数器、多路选择器等。
这些器件在数字电路中起着至关重要的作用，下面我们将逐一介绍这些器件的特点和应用。
1. 逻辑门逻辑门是逻辑电路中最基本的器件，它是用于实现逻辑运算的电子元件。
逻辑门有与门、或门、非门、异或门等多种类型，每种类型的逻辑门都有其特定的逻辑运算规则。
例如，与门的输出只有在所有输入都为1时才为1，否则为0；或门的输出只有在任意一个输入为1时才为1，否则为0。
逻辑门广泛应用于数字电路中，例如计算机的CPU中就包含了大量的逻辑门。
2. 触发器触发器是一种存储器件，它可以存储一个二进制位的状态，并在时钟信号的作用下改变其状态。
触发器有很多种类型，例如SR触发器、D触发器、JK触发器等。
其中，D触发器是最常用的一种，它可以存储一个二进制位的状态，并在时钟信号的上升沿或下降沿改变其状态。
触发器广泛应用于数字电路中，例如计数器、寄存器等电路中都需要使用触发器。
3. 计数器计数器是一种用于计数的电路，它可以实现二进制计数、十进制计数等多种计数方式。
计数器通常由多个触发器组成，每个触发器存储一个二进制位的状态，当计数器接收到时钟信号时，触发器的状态会按照一定的规律改变，从而实现计数。
计数器广泛应用于数字电路中，例如计算机的时钟电路中就包含了多个计数器。
4. 多路选择器多路选择器是一种用于选择输入信号的电路，它可以从多个输入信号中选择一个输出信号。
多路选择器通常由多个逻辑门组成，每个逻辑门的输出都与一个输入信号相连，当选择器接收到控制信号时，只有与控制信号相对应的逻辑门的输出才会被选中，从而实现输入信号的选择。
多路选择器广泛应用于数字电路中，例如计算机的指令译码电路中就包含了多个多路选择器。
逻辑电路的器件是数字电路中不可或缺的组成部分，它们的特点和应用各不相同，但都起着至关重要的作用。
pls电气原理
pls电气原理引言概述：PLS电气原理是指Programmable Logic System（可编程逻辑系统）电气原理的简称。
它是一种基于数字电路的自动化控制系统，广泛应用于工业自动化领域。
本文将从五个大点来详细阐述PLS电气原理的相关内容，包括其基本原理、工作方式、应用领域、优势和发展趋势。
正文内容：1. 基本原理1.1 逻辑门和触发器：PLS电气原理的基础是逻辑门和触发器，逻辑门用于实现逻辑运算，触发器用于存储和传输数据。
1.2 寄存器和计数器：寄存器用于存储数据，计数器用于计数和控制逻辑运算。
2. 工作方式2.1 输入和输出信号：PLS电气原理通过输入信号来接收外部的控制命令和传感器信号，通过输出信号来控制执行器和显示设备。
2.2 程序设计：PLS电气原理通过编写程序来控制逻辑运算和数据处理，程序可以通过编程软件进行编辑和调试。
2.3 时序控制：PLS电气原理通过时序控制来控制各个逻辑模块的工作顺序和时间间隔。
3. 应用领域3.1 自动化生产线：PLS电气原理广泛应用于自动化生产线中，可以实现对生产过程的自动控制和监测。
3.2 机器人控制：PLS电气原理可以用于机器人的运动控制和路径规划，实现复杂的自动化操作。
3.3 智能家居：PLS电气原理可以应用于智能家居系统中，实现对家居设备的智能控制和管理。
4. 优势4.1 灵活性：PLS电气原理可以根据需求进行编程和调整，实现不同控制逻辑和功能。
4.2 可靠性：PLS电气原理采用数字电路，具有较高的稳定性和可靠性。
4.3 高效性：PLS电气原理可以实现快速的数据处理和逻辑运算，提高系统的响应速度。
5. 发展趋势5.1 网络化：PLS电气原理将越来越多地与网络技术相结合，实现远程监控和控制。
5.2 智能化：PLS电气原理将逐渐发展为智能化的控制系统，具备自学习和自适应能力。
5.3 集成化：PLS电气原理将与其他控制系统进行集成，实现更高级别的自动化控制。
数字电路构造
数字电路构造1. 介绍数字电路是计算机系统中的重要组成部分，它们被用于处理和存储数字信息。
数字电路使用逻辑门和触发器等基本元件来执行逻辑运算、存储数据和控制信号等操作。
在本文中，我们将探讨数字电路的基本原理和构造方法。
2. 数字电路的基本元件2.1 逻辑门逻辑门是数字电路中最基本的构建块，用于执行逻辑运算。
常见的逻辑门有AND门、OR门、NOT门、NAND门、NOR门和XOR门等。
每个逻辑门都有特定的真值表，根据输入信号的真值，输出对应的结果。
例如，一个AND门的真值表如下所示：输入A 输入B 输出0 0 00 1 01 0 01 1 12.2 触发器触发器用于存储数字信号，并在触发条件满足时改变输出。
常见的触发器有RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等。
触发器可以用来构建存储器和时序逻辑电路等。
例如，一个D触发器的逻辑图如下所示：3. 数字电路的构造方法3.1 组合逻辑电路组合逻辑电路由逻辑门构成，没有存储功能，输出仅基于当前的输入信号。
组合逻辑电路通常用于执行数学运算和逻辑运算。
例如，一个加法器可以使用多个逻辑门构建，将两个二进制数相加并输出结果。
加法器的构造可以参考以下的电路图：---- ----A --| |------| |------ SUM---- |\ | |B --| | | + | |---- | \ ----|-| || |AND ||-| \| |------ CARRY--|AND || \------|OR |------3.2 时序逻辑电路时序逻辑电路包含存储元件（如触发器）和组合逻辑电路。
存储元件可以记录过去的输入信号，并在时钟触发的时候改变其输出。
时序逻辑电路常用于存储器和状态机的设计。
例如，一个简单的计数器可以使用D触发器和组合逻辑电路构建。
计数器的构造可以参考以下的电路图：---- ----D --| |--------------| |-------------- Q---- | |CLK --| |\ | |---- | | --+------+ || | \| ----- || \----+---| AND |----|| ---- ----- || |---- --------| |--------------| |-------------- Q---- | |CO --| |--------------| |---- ----4. 应用领域数字电路广泛应用于计算机系统和通信系统中。
数电实验报告计数器
数电实验报告计数器计数器是数字电路中常见的一种电路元件，用于计数和显示数字。
在数电实验中，我们通常会设计和实现各种类型的计数器电路，以探究其工作原理和性能特点。
本文将介绍数电实验中的计数器的设计和实验结果，并探讨其应用和改进。
一、设计和实现在数电实验中，我们通常使用逻辑门和触发器来实现计数器电路。
逻辑门用于控制计数器的输入和输出，而触发器则用于存储和更新计数器的状态。
以4位二进制计数器为例，我们可以使用四个触发器和适当的逻辑门来实现。
触发器的输入端连接到逻辑门的输出端，而逻辑门的输入端连接到触发器的输出端。
通过适当的控制信号，我们可以实现计数器的正向计数、逆向计数、清零和加载等功能。
在实验中，我们需要根据设计要求选择适当的逻辑门和触发器，并将其连接起来。
然后，通过给逻辑门和触发器提供适当的输入信号，我们可以观察计数器的输出结果，并验证其正确性和稳定性。
二、实验结果在实验中，我们设计了一个4位二进制计数器，并通过适当的输入信号进行了测试。
实验结果表明，计数器能够正确地进行正向计数和逆向计数，并能够在达到最大计数值或最小计数值时自动清零。
此外，我们还观察到计数器的输出信号在计数过程中保持稳定，并且能够及时响应输入信号的变化。
这说明计数器具有较高的稳定性和响应速度，适用于各种计数应用场景。
三、应用和改进计数器在数字电路中有广泛的应用，例如频率分频、时序控制、计时器等。
通过适当的设计和连接，我们可以实现各种复杂的计数功能，满足不同的应用需求。
在实验中，我们还可以对计数器进行改进和优化，以提高其性能和功能。
例如，我们可以增加计数器的位数，以扩大计数范围；我们还可以添加输入输出接口，以实现与其他电路元件的连接和通信。
此外，我们还可以使用更高级的计数器电路，如同步计数器、环形计数器等，以实现更复杂的计数功能。
这些改进和扩展将进一步提高计数器的灵活性和实用性。
总结：通过数电实验，我们了解了计数器的设计和实现原理，并验证了其在实际应用中的性能和功能。
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二、CMOS门电路的主要参数及使用规则 1. CMOS与非门电路的主要参数
•平均传输延迟时间tpd : CMOS电路的平均传输延迟 时间比TTL电路的长得多，通常tpd200ns。 •直流噪声容限VNH和VNL : CMOS器件的噪声容限通 常以电源电压+VDD的30%来估算。
当+VDD= +5V时，VNH VNL=1.5V，可见CMOS 器件的噪声容限比TTL电路的要大得多，因此，抗 干扰能力也强得多。
1. CMOS与非门电路的主要参数 2. CMOS器件的使用规则
三、集成逻辑门的基本应用
3. 门电路构成的触发器 4. 集电极开路(OC)门和三态(TS)门的应用
2
一、TTL门电路的主要参数及使用规则
1. TTL与非门电路的主要参数 PD 50 mW • 静态功耗PD: • 输出高电平VOH : VOH 3.5 V，为逻辑1； • 输出低电平VOL : VOL 0.4 V，为逻辑0；
因OC门输出端是悬空的，使用时一定要在输 出端与电源之间接一电阻RL。
11
三、集成逻辑门的基本应用
4. OC门和三态(TS)门的应用
OC门输出逻辑是 高电平时：
74LS03 &
＋V CC ＋5V
IL
RL
VOH
n
74LS00 &
RL max
VCC VOH min nI OH m' I IH
• 扇出系数NO :
NO = IOL/IIS
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一般：
IIS
mA
+VCC （+5V）
+5V
&
&
100 RP 1k mA + V – VO≤0.4V 为合格
IIS 1.6mA IOL 16mA
3
一、TTL门电路的主要参数及使用规则
1. TTL与非门电路的主要参数
• 平均传输延迟时间tpd :
tpd= (tPLH+tPHL)/2
6
二、CMOS门电路的主要参数及使用规则 1. CMOS与非门电路的主要参数
•电源电压+VDD: +VDD一般在+5V~+15V范围内均可 正常工作，并允许波动±10%。 •静态功耗PD : 约在微瓦量级。 •输出高电平VOH : VOH≥VDD– 0.5V为逻辑1。 •输出低电平VOL:VOL≤VSS+0.5V为逻辑0(VSS=0V)。 •扇出系数NO :在工作频率较低时，扇出系数不受限 制。但在高频工作时，由于后级门的输入电容成为 主要负载，扇出系数将受到限制，一般 NO=10~20 。
提高电源电压+VDD是提高CMOS器件抗干扰能力 的有效措施。
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二、CMOS门电路的主要参数及使用规则 2. CMOS器件的使用规则
电源电压+VDD:电源电压不能接反，规定+VDD接电 源正极，VSS接电源负极(通常接地)。
•输出端的连接：输出端不允许直接接+VDD或地， 除三态门外，不允许两个器件的输出端连接使用。
•输入端的连接：输入信号Vi应为VSS≤Vi≤VDD，超出该 范围会损坏器件内部的保护二极管或绝缘栅极，可在 输入端串接一只限流电阻(10~100 ) k ； 多余的输出端不能悬空，应按逻辑要求直接接 +VDD或VSS(地)； 工作速度不高时，允许输入端并联使用。
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三、集成逻辑门的基本应用
3. 门电路构成的触发器
•电源电压+VCC: 只允许在+5V±10%范围内，超过 该范围可能会损坏器件或使逻辑功能混乱。 •电源滤波 TTL器件的高速切换会产生电流跳变， 其幅度约4mA~5mA。该电流在公共走线上的压降会 引起噪声干扰，因此，要尽量缩短地线以减小干扰。 可在电源端并接1个100F的电容作为低频滤波及1个 0.01F~0.1F的电容作为高频滤波。
输入
50%
50%
tPLH
同相 输出
50%
tPLH
50%
tpd的数值很小，一般为几纳秒至几十纳秒。
• 直流噪声容限VNH和VNL : 指输入端所允许的输入电压变化的极限范围。 VNH= VOH min–VIH min VNL= VIL max–VOL max
4
一、TTL门电路的主要参数及使用规则 2. TTL器件的使用规则
集成逻辑门与触发器
学习要求：
掌握TTL、CMOS与非门电路主要参数 了解OC门、TS门的“线与”功能； 设计与安装OC门驱动负载电路，并进行测量； 计数器+译码器组成的流水灯（163）
1
一、TTL门电路的主要参数及使用规则
1. TTL与非门电路的主要参数 2. TTL器件的使用规则
二、CMOS门电路的主要参数及使用规则
S +5V R 1k
vo
vO
Q
& R
Q
(a)
(b)
& S
74LS00
K由1到2
S
＋5V
K由2到1
K
1 2
3.3k2
R
Q
去抖开关
10
三、集成逻辑门的基本应用
4. 集电极开路门(OC门)
V CC R A B TTL 电路 T 1
R PL
VCC
A B C D &
L
C D
TTL 电路
T
2
AB CD
&
…
&
…
m’
IIH IIH
…
&
m’为负载门输入端总个数。
IOH
n个OC门线与驱动m个TTL门电路
式中，VOH min=2.4V， IOH =100A，IIH =50A
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三、集成逻辑门的基本应用
4. OC门和三态(TS)门的应用
OC门输出逻辑是 低电平时：
L 74LS03 & VOH
＋V CC ＋5V
I
RL
74LS00 &
IOH
&
RL min
VCC VOL max I OL mIIL
VOH
IIL
… …
m
…
&
n
IOL VOL
IIL
&
m为负载门输入端总个数。
n个OC门线与驱动m个TTL门电路
VOL max=0.4V， IOL=8mA，IIL=0.4mA
13
5
2. TTL器件的使用规则
•输出端的连接 不允许输出端直接接+5V或接地。除OC门
和三态(TS)门外，其它门电路的输出端不允许并联使用，否 则，会引起逻辑混乱或损坏器件。
•输入端的连接 输入端串入1只1k~10k电阻与电源连接
或直接接电源电压+VCC来获得高电平输入。直接接地为低电 平输入。 或门、或非门等TTL电路的多余的输入端不能悬空，只能 接地； 与门、与非门等TTL电路的多余输入端可以悬空(相当于接 高电平)，但易受到外界干扰，可将它们接+VCC或与其它输入 端并联使用，输入端并联时，从信号获取的电流将增加。