数字电路的基础知识

T1、T2 之间存在强烈的反馈关系，可使 T2 迅速进入放大状态，甚至饱和导通状态，而 T1 很
快进入截止状态，甚至深截止状态。如此循环下去，便形成了持续的振荡，可以由 T1、T2 集
电极输出连续的矩形脉冲电压。
三、寄存器和存储器
1、寄存器
在数字运算或处理过程中，需要将它存放在指定的地点，有时还需要从一个地址转移到
和。
3、“非”逻辑及其电路
所谓逻辑“非”是指：一个事物（Y）是另一个事物（A）的否定。可用下式表示：Y=A。
式中字母上面加横道，表示“非”的意思。
利用三极管的开关特性及倒相特性可以实现“非”功能，如图 2.1.3 所示（及其电路符号）。
表 2.1.3 是它的真值表。
A
0
+VCC
Y
0
A
Y
表 2.1.3 与逻辑真值表
中 S、R 字母上加一横，且各输入端加圆圈。
2、自激多谐振荡器
自激多谐振荡器也叫无稳态多谐振荡器，是自激振荡器的一种，它是一种脉冲发生器，可
以输出脉冲矩形波。
可有多种电路构成自激多谐振荡器，图 2.1.6 是常见的电路形式。由两级反相器构成，在
两级电路中存在正反馈关系。现说明其工作原理。
电路内两个三极管总是工作于不同状态，一个 导通时另一个截止，并且不断地转换导通、截止状 态。转换状态不是依靠外界的输入信号，而是通过 C1、C2 的充放电来完成。例如，由于电路和元件的
上式的 Y 与 A、B、C 间的关系也可用表 2.1.2 所示的真值 表表示。在表中，高电位与高电位之和仍为高电位，所以当 A、 BC 都为“1”时，Y 也为“1”。上式为或逻辑函数，也称逻辑
表 2.1.2 与逻辑真值表 A BC Y 000 0 100 1 010 1 001 1 110 1 101 1 011 1 111 1
二极管将正偏导通，则输出端 Y 与地间电压仅为二极管正向电压（0.6V），是低电压，即为逻
辑“0”。只有当 A、B、C 三端都处于高电压（比如 5V，称为逻辑“1”）时，3 个二极管才均
不导通，使输出端 Y 是电压近于电源电压，是高电位，即为逻辑“1”。所以，Y 与 A、B、C
的关系可用电路图或真值表表示。
R1 R2 C1
T1
R3 R4 +Ec
C2 T2
不对称性所决定，若起始状态是 T1 导通，T2 截止， 两管可暂时处于这种状态；但因 T1 的集电极电位降
图 2.1.6 由分立元件组成
低，使电容 C1 经电阻 R2 和 T1 放电，(C1 已经充上了电)，随着 C1 放电，C1 右端电位不断升
高，当其值达到一定程度后，可使 T2 由截止状态转入导通状态，随之 T2 集电极电位降低。因
存储矩阵是 RAM 的核心。它是由若干个相同的存储单元构成的行、列矩阵，每个存储单元
可存储 1 位二进制数据，存储单元的数量决定了 RAM 的容量。下面，结合图 2.1.8 对容量为
256 字×4 位的存储器作一些
说明。该存储器的存储矩阵有 A0 1024 个存储单元。这些单元是 A1 由 32 行和 32 列共同排列起来， A2 可构成 32 行×32 列的矩阵形 A3 式。若各行均以 4 个存储单元
稳定状态，即 Q=1、Q=0 或者 Q=0、Q=1，当触发器处于其中一个状态时，只要输出端为低电位
“0”的与非门输入端不为“0”，则触发器 Q、Q 状态不变。当“0”，即输入触发信号，就可使触发器状态翻转。
上述触发器的翻转条件：在输入端的触发器信号从高电位“1”跳变为低电位“0”。为此图
则电路可由一种稳定状态翻转到另一个稳定状态。R—S 双稳触发器又叫做复位置位双稳态触
发器。电路如图 2.1.5 所示。它是由两个与非门组成。它有两个输入端，一个称置位端，用 S
代表；另一个称复位端，用 R 代表。它有两个
Q
输出端，分别用 Q 和 Q 代表。所谓“复位”是
Q
QQ
指把 Q 输出变为“1”，把 Q 输出变为“0”。该
A
Y
1
0
0
1
图 2.1.3 非门电路与符号
4 4、“与非”门电路
在电路中，经常把“与”、“或”、“非”门电路组合起来。其中“与”门和“非”门是最重 要的一种。现在的“与非”门都是由集成电路构成的，如图 2.1.4 所示。其中图 2.1.4（B）是 图 2.1.4（A）的简化图。
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因 Y’与 A、B、C 之间服从“与”逻辑，而 Y 与 Y’之间为“非”逻辑，所以 Y 与 A、B、 C 之间逻辑关系为 Y=A.B.C。
A4
为一
组，一行可分成 8 组，即由 8
X0
行
地 X1 0-0
址 译 码
X........31
器
1-.......0
31-0
0-1 ………… 0-7
1-.......1
…………
1-.......7
31-1 ………… 31-7
条选择线联系起来。如果一组 存一个字，那么一行可存 8 个 字。 那么 32 行共存 256 字。每个字
触发器在电路中的符号，如图 2.1.5（右）所示。 A
B
图中 S、R 上面的负号，表示负脉冲有效。
如果输入端 S 为低电位（“0”状态），R 为 S 高电位（“1”状态）时，根据与门和非门工作 原理，与非门 A 的输出端 Q 为高电位“1”。于
R
SR
图 2.1.5 R－S 触发器与符号
是，B 的两个输入端都为高电位“1”，其输出端 Q 必为低电位“0”。因 Q 为“0”，它又保证了
可能 8 种可能情况，如表 2.1.1 所示。该表称为与逻辑的真值表。该真值表与逻辑乘函数式是
等价的，都能表达与逻辑的关系。
利用图 2.1.1 所示二极管电路也可表示“与”逻辑。此电路称为与电路或与门。当 3 个输
入端 A、B、C 中任何一个（比如 A 端）接地，即为 0 电位时，称为逻辑“0”，与该端相连的
在电路中，可用图 2.1.2 所示的电路实现“或”逻辑。此电路称为“或”逻辑电路或者“或”
门。当任何一个输入端（例如 A）处于高电压（“1”），而另外 二个输入端（则 B、C）处于高电压（“0”）时，则正偏二极管 将为正向导通状态，而其它管仍为截止状态，故输出端 Y 为高 电压，即“1”状态。只有各输入端都处 0 电压（“0”）时，输 出端才为 0 电压（“0”）。因此，Y 与 A、B、C 的关系可用下式 表达：Y=A+B+ C。
二、双稳态触发器和振荡器
触发器是一个常用的单元电路，经常应用于激光视盘机的系统控制电路、伺服电路等。由
于双稳态触发器具有记忆功能，因此可用于计数器、寄存器及存储器等。这里重点介绍 R－S
触发器和自激多谐振荡器。
1、R—S 双稳触发器
双稳态触发器，有两个稳定的状态，即“0”和“1”状态。每当有外界触发脉冲输入时，
2、“或”逻辑及其电路
所谓“或”逻辑是指，决定某事物的各种条件中，只要有一个条件具备，该事物就能成立，
只有当所有条件都不具备时，该事件才不成立。该事件与各种条件之间的关系称为“或”的关
系，也称为“或”逻辑。
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+Vcc A
R
B
A
A
&
C
B
YB
Y
C
C
图 2.1.1 与门电路与符号
Y
A
R
B
+
Y
C
图 2.1.2 或门电路与符号
双稳态触发器是构成寄存器的基本电路。不同双稳态触发器的不同组合，可以构成不同功
能的寄存器。
(1) 数据寄存器
图 2.1.7 是一个 4 位二进制寄存器。它是由 4 个基本 R-S 触发器和 4 个与非门构成的。可
以寄存 4 位二进制数据。下面简述数据存入寄存器的工作过程。
在输入数据之前，先在“置 0 端”输入置 0 脉冲，这个脉冲先由高电位“1”跳到低电位
状态，因此使 RS3、RS2、RS0 三个 R－S 触发器翻转成 1 状态，即 Q3=Q2=Q0=1，只有 Q1
仍然为 0，即此时 4 个触发器输出端 Q3、Q2、Q1、Q0 的状态为 1101。只要让该触发器寄存
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端始终保持在低电位 0 状态，置 0 端不由高电位跳成低电位，则该寄存器输出端，即 4 个触发
数字电路的基础知识
维修数字高清、平板彩电和识读电路图需要较多的基础知识。由于研究、维修数字电视
的读者，大多数已经具有模拟电视技术、普通音响技术的基础，故本章重点讨论数字电路的基
础知识。
为了减少基础内容的篇幅，本节内容写得比较简洁。基础较差的读者阅读本节时，可以参
考、阅读一些别的书刊，本篇部分内容涉及大家比较熟悉的激光视盘机技术。
功能。MOS 存储器可分为随机存储器(简称 RAM)、只读存储器(简称 ROM)和可编程只读存储 器(简称 PROM)。在可编程只读存储器(PROM)中，又分为可擦除型只读存储器(简称 EPROM) 和电可改写型只读存储器(简称 EAROM)。这里仅谈谈 RAM 和 ROM。
（1）随机存取存储器(RAM) 随机存取存储器(RAM)的功能，可以随意把数据、信息存入或读出。RAM 中包括存储矩 阵、地址选择器、控制电路、输入、输出电路等，如图 2.1.8 所示。 ①存储矩阵
A 的输也端 Q 为高电位“1”。这时，即使 S 变为高电位也不会改变 A、B 输也端 Q 为 1、Q 为 0
的状态。这是该触发器的一个稳定状态。
当 R 端由高电位“1”变为低电位“0”（S 为高电位 1）时，B 的输也端 Q 由 0 变为 1 状态，
从而使 A 的输也端由 1 变为 0 状态，即触发器又进入另一个稳定状态。可见，该触发器有两个