数字电路的基础知识培训课件PPT(共 52张)
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数字电子技术基础全套ppt课件
输出方程
Y ( A Q ( 1 Q 2 ) ( A Q 1 Q 2 ) ) A Q 1 Q 2 A Q 1 Q 2
③计算、 列状态转
换表
Y 输A 入Q 1 Q 2 现A Q 态1 Q 2
A Q2 Q1
次
Q2*
态
Q1*
00 0
01
00 1
10
01 0
11
QQ102*1*AQ01 1 Q1
双向移位寄存器
2片74LS194A接成8位双向移位寄存器
用双向移位寄存器74LS194组成节日彩灯控制电路
1k
LED 发光 二极管
Q=0时 LED亮
+5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
74LS194
S0
D1 D2 D3 DIL CLK +5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
二.一般掌握的内容：
（1）同步、异步的概念，电路现态、次态、有效 状态、无效状态、有效循环、无效循环、自启动的 概念，寄存的概念；
（2）同步时序逻辑电路设计方法。
6.1 概述
一、组合电路与时序电路的区别
1. 组合电路： 电路的输出只与电路的输入有关， 与电路的前一时刻的状态无关。
2. 时序电路：
电路在某一给定时刻的输出
1 0 Q2
0 1
0 1
10 1
00
11 0
01
11 1
10
输出
Y
0 0 0 1 1 0 0 0
Q Q2*1*D D21A Q1 Q1 Q2
YA Q 1 Q 2A Q 1 Q 2
转换条件
Y ( A Q ( 1 Q 2 ) ( A Q 1 Q 2 ) ) A Q 1 Q 2 A Q 1 Q 2
③计算、 列状态转
换表
Y 输A 入Q 1 Q 2 现A Q 态1 Q 2
A Q2 Q1
次
Q2*
态
Q1*
00 0
01
00 1
10
01 0
11
QQ102*1*AQ01 1 Q1
双向移位寄存器
2片74LS194A接成8位双向移位寄存器
用双向移位寄存器74LS194组成节日彩灯控制电路
1k
LED 发光 二极管
Q=0时 LED亮
+5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
74LS194
S0
D1 D2 D3 DIL CLK +5V
RD Q0 DIR D0
Q1
Q2
Q3 S1
二.一般掌握的内容：
（1）同步、异步的概念，电路现态、次态、有效 状态、无效状态、有效循环、无效循环、自启动的 概念，寄存的概念；
（2）同步时序逻辑电路设计方法。
6.1 概述
一、组合电路与时序电路的区别
1. 组合电路： 电路的输出只与电路的输入有关， 与电路的前一时刻的状态无关。
2. 时序电路：
电路在某一给定时刻的输出
1 0 Q2
0 1
0 1
10 1
00
11 0
01
11 1
10
输出
Y
0 0 0 1 1 0 0 0
Q Q2*1*D D21A Q1 Q1 Q2
YA Q 1 Q 2A Q 1 Q 2
转换条件
《数字电路基础知识》课件
译码器电路的实现方法
译码器电路可以将二进制码译 成对应的输出信号，用于解码 器索引和操作译码器等。
时序电路的基本概念
时序电路是一种存储器、计数器或时钟驱动电路，需要实时累计和监测信号。时序电路是数字电 路的重要部分。
1
电平触发器的工作原理
触发器是时序电路中最重要的元件之一，能够对电路的状态进行存储和传输。基 本电平触发器的工作原理是使用两个交替的输入信号。
与门电路的实现方法
与门实现的最简单的方法是使 用传统的晶体管，并将它们放 置在一个电路中以实现多个与 门。
或门电路的实现方法
或门的实现方式是将输入值通 过晶体管或其他逻辑门与门电 路相连，利用传输功能对各个 输入执行逻辑或运算。
非门电路的实现方法
一般使用晶体管构建反相器电 路实现非门的功能。
逻辑函数的表达式
存储和传输信息更方便、可靠、快速，
数字电路的缺点
2
且信息可以以数字形式进行编码传输， 从而增强了信息的安全性。
过多的操作会增加电路复杂度，掉电
后信号需要重新设置，同时存在噪声
干扰的影响。
3
数字电路的应用
应用领域涉及电脑、手机、无人驾驶 汽车等，数字逻辑电路的实现可以加 速复杂计算、数据处理和控制过程。
二进制数的基本概念
在计算机系统中，数据以二进制形式存储和处理。因此，理解二进制数的基本概念是理解数字电路的前 提。
数位
二进制数由1和0组成的数码表示，在数码中 表现为位。
进位
由于二进制只有0和1，进位是加法必须的。 当两个二进制数相加时，当每一位相加结果 超过1时，需要进位。
原码、反码和补码
计算机中采用补码作为数字的存储方式，可 以实现加减运算。
《数字电路~》PPT课件
NOL
IOL IIL
1616 1
IOH=－7.5mA,但手册规定 |IOH|<0.4mA,故取|IOH|=0.4mA;
IIL IOL
每个负载门的输入电流为
IIHNO=H 40μAIIOIHH
0.4 10 0.04
综上所述,扇出系数NO=10
IOH IIH
例：为保证G1输出的高低电平 能正确传递到G2,要求vO1=VOH、 vI2≥VIH<min>；vO1=VOL、 vI2≤VIL<max>,试计算RP的最 大允许值.所有参数见前
0 Voff1 Vth 2Von 3 VI/V
③ 输出高、低电平的最小值
输出高电平最小值VOHmin 输出低电平最大值VOLmax
2.4V 0. 4V
VOH VO/V
4 AB
VoHmin
2
C
VOL
DE 0 Voff1 Vth 2Von 3 VI/V
④ 阈值电压<Vth>: 转折区中点对应的输入电压称阈值电压Vth.
A&
B
AB
00 01 10 11
Y
Y
0 0 0 1
Y=AB
A Y
B
继续
2、二极管或门
5V A
D1 0V B
D2
Y
R
3kΩ
uA uB
0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
uY
0V 4.3V 4.3V 4.3V
D1 D2 截止 截止 截止 导通 导通 截止 导通 导通
A ≥1
Y B
AB Y
00 0 01 1 10 1 11 1
扇出系数=10
<2> 74S20为4输入与非门：
数电PPT课件专题培训
【解】（1）列真值表：
设楼上开关为A 、
AB
Y
楼下开关为B，断
00
0
开时为0，闭合时
01
1
为1；设路灯为Y，
10
1
灯灭时为0，灯亮
11
0
时为1。
组合逻辑电路旳设计
【例】试设计一种在楼上、楼下均能开关路灯旳 控制逻辑电路，要求全用与非门实现。 【解】（2）写体现式：
AB 00 01 10 11
Y
Y AB AB
4 组合逻辑电路
4.1 组合逻辑电路旳分析
教学要求
1、了解逻辑电路旳分类及基本特点； 2、了解组合电路分析旳目旳； 3、掌握组合电路分析旳基本环节。
逻辑电路旳分类
组合 电路
特点：输出只取决于目前旳输入 构成：门电路（无记忆元件）
逻辑电路
时序 电路
目前旳输入 特点：输出取决于
原来旳状态 构成：组合电路 + 记忆元件
000
000 000
G BC AC
ABC00 01 11 10
01 0 0 1
11 0 0 0
BC
AC
课堂练习
2、由真值表填卡诺图,并化为最简与或式:
输入
ABC 000 100 010 001 011 101
110 111
输出
R GY 111 110 011 1 01 000
000
000 000
1 +1 10
本位 加数
C :进位
S:本位和
注意：二进制加法不同于逻辑加！
全加器
两个一位二进制数相加，除了本位旳两个 加数，还要考虑低位送来旳进位。
高位 进位
101 + 1、1、1 1 1 00
数字电路ppt课件
主要的工具是逻辑代数，电路的功能用真值表、
逻辑表达式及波形图表示。
3
模拟电路研究的问题
基本电路元件: 基本模拟电路:
•晶体三极管 •场效应管 •集成运算放大器
• 信号放大及运算 (信号放大、功率放大） • 信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波） • 信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、…）
4
数字电路研究的问题
长中含反， 去掉反。
A B(A A) A B
例如：A ABC DE A BC DE
被吸收
32
3.混合变量的吸收： AB AC BC AB AC
证明： AB AC BC
1
AB AC (A A)BC
正负相对， 余全完。
AB AC ABC ABC AB AC
BA BD BC
38
吸收
例如： AB AC BCD AB AC BC BCD AB AC BC AB AC
33
五、摩根定理
AB AB AB AB
还有更多变量
可以用列真值表的方法证明：
A
B A•B A • B A
B AB
00 01
1
11
01 01
1
01
10 01
0
11
11 10
0
00
34
反演定理：将函数式 F 中所有的
C
开关断为逻辑“0”
E
F
灯亮为逻辑“1”
灯灭为逻辑“0”
20
E
真值表 AB 00 00 01 01 10 10 11 11
A B C
CF 00 11 01 11 01 11 01 11
真值表特点： 任1 则1, 全0则0。
数字电路基础(全部课件)
②如果一个N进制数M包含ｎ位整数和ｍ位小数，即 (an-1 an-2 … a1 a0 ·a－1 a－2 … a－m)2
则该数的权展开式为： (M)2 ＝ an-1×Nn-1 ＋ an-2 ×Nn-2 ＋ … ＋a1×N1＋ a0 ×N0
＋a－1 ×N-1＋a－2 ×N-2＋… ＋a－m×N-m ③由权展开式很容易将一个N进制数转换为十进制数。
事物往往存在两种对立的状态，在逻辑代数中可以抽 象地表示为 0 和 1 ，称为逻辑0状态和逻辑1状态。
逻辑代数中的变量称为逻辑变量，用大写字母表示。 逻辑变量的取值只有两种，即逻辑0和逻辑1，0 和 1 称为 逻辑常量，并不表示数量的大小，而是表示两种对立的逻 辑状态。
1.3.1 基本逻辑运算
1、与逻辑（与运算）
2、二进制
数码为：0、1；基数是2。 运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。 二进制数的权展开式： 如：(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2
－2 ＝(5.25)10
各数位的权是２的幂
二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元 件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。
（3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高， 只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可。
2、数字电路的分类
（1）按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每 片数十器件）、中规模（MSI，每片数百器件）、大规模 （LSI，每片数千器件）和超大规模（VLSI，每片器件数 目大于1万）数字集成电路。集成电路从应用的角度又可 分为通用型和专用型两大类型。
A
B
B
E
Y
E
Y
A接通、B断开，灯亮。
A、B都接通，灯亮。
则该数的权展开式为： (M)2 ＝ an-1×Nn-1 ＋ an-2 ×Nn-2 ＋ … ＋a1×N1＋ a0 ×N0
＋a－1 ×N-1＋a－2 ×N-2＋… ＋a－m×N-m ③由权展开式很容易将一个N进制数转换为十进制数。
事物往往存在两种对立的状态，在逻辑代数中可以抽 象地表示为 0 和 1 ，称为逻辑0状态和逻辑1状态。
逻辑代数中的变量称为逻辑变量，用大写字母表示。 逻辑变量的取值只有两种，即逻辑0和逻辑1，0 和 1 称为 逻辑常量，并不表示数量的大小，而是表示两种对立的逻 辑状态。
1.3.1 基本逻辑运算
1、与逻辑（与运算）
2、二进制
数码为：0、1；基数是2。 运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。 二进制数的权展开式： 如：(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2
－2 ＝(5.25)10
各数位的权是２的幂
二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元 件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。
（3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高， 只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可。
2、数字电路的分类
（1）按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每 片数十器件）、中规模（MSI，每片数百器件）、大规模 （LSI，每片数千器件）和超大规模（VLSI，每片器件数 目大于1万）数字集成电路。集成电路从应用的角度又可 分为通用型和专用型两大类型。
A
B
B
E
Y
E
Y
A接通、B断开，灯亮。
A、B都接通，灯亮。
数字逻辑电路大全PPT课件(2024版)
第6页/共48页
Rb1 4kΩ
Rc 2 1.6kΩ
Vc 2
1
+VCC（ +5V） Rc4 130Ω
3
T2 4
1
3
A
31
2T2
D Vo
B
T1
C
Ve 2
1
3
2T 3
Re2
1kΩ
输入级
中间级
输出级
第7页/共48页
2．TTL与非门的逻辑关系
（1）输入全为高电平3.6V时。
T2、T3导通，VB1=0.7×3=2.1（V ），
列。 6 ． 74AS 系 列 —— 为 先 进 肖 特 基 系
列， 它是74S系列的后继产品。 7．74ALS系列——为先进低 功耗肖特基系列， 是74LS系列的后继产品。
第30页/共48页
2.3
一、 NMOS门电路 1．NMOS非门
MOS逻辑门电路
VDD (+12V)
VDD (+12V)
VDD (+12V)
0.4V
高 电 平 噪 声 容 限 第1V5页NH/共＝48V页OH （ min ） - VON ＝ 2.4V-2.0V ＝
四、TTL与非门的带负载能力
1．输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH （1）输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端
接低电平时，从门电路输入端流出的电流。
& Vo G0
呈 现 高 阻 ， 称 为 高 阻 态 ， 或 禁 止 态+V。CC
Rc2
Rc4
Rb1
Vc2 1
3
T2 4
A
&
B
L
EN
数字电子技术基础ppt课件
R
vo K合------vo=0, 输出低电平
vi
K
只要能判
可用三极管 代替
断高低电 平即可
在数字电路中，一般用高电平代表1、低 电平代表0，即所谓的正逻辑系统。
2.2.2 二极管与门
VCC
A
D1
FY
B
D2
二极管与门
A
B
【 】 内容 回顾
AB Y 00 0 01 0 100 11 1
&
Y
2.2.2 二极管或门
一般TTL门的扇出系数为10。
三、输入端负载特性
输入端 “1”,“0”？
A
ui
RP
R1 b1
c1
T1
D1
•
R2
•
T2
•
R3
VCC
•
R4
T4 D2
•
Y
T5
•
简化电路
R1
VCC
ui
A ui
T1
be
RP
2
be 0
RP
5
RP较小时
ui
RP RP R1
(Vcc Von )
当RP<<R1时, ui ∝ RP
•
R4
T4 D2
•
Y
T5
•
TTL非门的内部结构
•
R1
R2
A
b1 c1
T1
•
T2
D1
•
R3
VCC
•
R4
T4 D2
•
Y
T5
•
前级输出为 高电平时
•
R2
R4
VCC
T4 D2
数字电子技术教学课件-第01章 数字电路基础知识
2020/7/27
12
1.2 数制及编码
1.2.1 数制 1.2.2 数制转换 1.2.3 编码
2020/7/27
13
1.2.1 数制
数码：由数字符号构成且表示物理量大小的数 字和数字组合。
计数制（简称数制）：多位数码中每一位的构 成方法，以及从低位到高位的进制规则。
1. 十进制
数字符号（系数）：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 计数规则：逢十进一 基数：10 权：10的幂
（101011100101）2 =（101，011，100，101）2 =（5345）8
2020/7/27
20
（2）二进制与十六进制之间的转换 四位二进制数对应一位十六进制数。
例如： （9A7E）16 =（1001 1010 0111 1110）2
=（1001101001111110）2
（10111010110）2 =（0101 1101 0110）2
逻辑代数的运算公式和基本规则；
逻辑函数的化简方法（代数化简法和卡诺图化 简法） 。
2020/7/27
34
1.3.1 逻辑代数的基本运算
逻辑：一定的因果关系。
逻辑代数是描述客观事物逻辑关系的数学方法，
是进行逻辑分析与综合的数学工具。因为它是英国数
学家乔治·布尔(George Boole)于1847年提出的,所以又
表1-2 几种常用的BCD码
十进制数 8421码 5421码
0
0000
0000
1
0001
0001
2
0010
0010
3
0011
0011
4
0100
0100
5
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基本逻辑关系
或逻辑：决定事件发生的各条件中，有一个或一个 以上的条件具备，事件就会发生（成立）。
A
真值表 A B Y
B
00 0
U
Y
01 1
10 1
设：开关合为逻辑“1”， 开关断为逻辑“0”；
11 1
灯亮为逻辑“1”， 特点:任1 则1, 全0则0 灯灭为逻辑“0” 。
2、二极管组成的“或”门电路
A
&
Y
B
0.3V=逻辑0, 3V=逻辑1
此电路实现“与”逻辑关 系
3.与逻辑关系表示式
Y= A•B = AB
与逻辑运算规则 — 逻辑乘
0 • 0=0 1 • 0=0
0 • 1=0 1 • 1=1
与门符号:
A B
&Y
基本逻辑关系
与逻辑真值表 AB Y 00 0 01 0 10 0 11 1
二、“或”逻辑关系和或 门1、 “或”逻辑关系
基本逻辑关系
输入输出电平对应表
VA VB
(忽略二极管压降)
VO
VA VB VO
0.3 00
或门符号:
13 0.3 13 13 13 13
A ≥1 Y 0.3V =逻辑0, 3V =逻辑1
B
此电路实现“或”逻辑关
3.或逻辑关系表示式
Y=A＋ B
或逻辑运算规则 — 逻辑加
U
Y
规定:
开关合为逻辑“1”
开关断为逻辑“0”
灯亮为逻辑“1” 灯灭为逻辑“0”
真值表 ABY 000 010 100 111
真值表特点: 任0 则0, 全1则1
2.二极管组成的与门电路 +5V
VA
VO
VB
与门符号:
输入输出电平对应表 (忽略二极管压降) VA VB VO 0.3 0.3 0.3 0.3 3 0.3 3 0.3 0.3 333
第14讲
第13章 数字电路的基础知识 13.1 数字电路的基础知识 13.2 基本逻辑关系 13.3 逻辑代数及运算规则 13.4 逻辑函数的表示法 13.5 逻辑函数的化简
13.1 数字电路的基础知识
数字信号和模拟信号
电
模拟信号
幅度随时间连续变化 的信号
子
电
例：正弦波信号、锯齿波信号等。
路
中
数字信号 幅度不随时间连续变
R
UA
Y
真值表
AY 01 10
特点: 1则0, 0则1
2、非门电路--三极管反相器
基本逻辑关系
+Ec
Rc
VA
R1
VO
输入输出电平对应表
VA VO 0 1 (三极管截止) 1 0 (三极管饱和)
非门表示符号:
三极管反相器电路实现 “非”逻辑关系。
A1 Y
3.非逻辑关系表示式
非逻辑真值表
AY
0
1
1
0
在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能取两个 值（二值变量），即0和1。
1、逻辑代数基本运算规则 加运算规则: 0+0=0 ，0+1=1 ，1+0=1，1+1=1
A+0 =A，A+1 =1，A+A =A，A+A =1 乘运算规则: 0•0=0 0•1=0 1•0=0 1•1=1
A•0 =0 A•1 =A A•A =A A•A =0 非运算规则: 0=1 1=0
真值表特点: 相同则0, 不同则1
用基本逻辑门组成异或门
表示式：Y=A B =AB + AB
异或门
A
A
AB
1
&
≥1 Y=AB + AB
B
1B
&
AB
门电路小结
门电路是实现一定逻辑关系的电路。 实现方法: 1、用二极管、三极管实现
2、数字集成电路(大量使用) 1) TTL集成门电路 2) MOS集成门电路
引言
数字电路研究的问题
基本电路元件
逻辑门电路
触发器
基本数字电路
组合逻辑电路 时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、
脉冲整形电路） A/D转换器、D/A转换器
13.2 基本逻辑关系
基本逻辑关系 与 ( and ) 或 (or ) 非 ( not )
一、“与”逻辑关系和与
门1.与逻辑关系
A
B
与逻辑：决定事件发生的各条件中， 所有条件都具备，事件才会发生 （成立）。
0+0=0 1+0=1
0+1=1 1+1=1
或门符号: A ≥1 Y B
基本逻辑关系
或逻辑真值表 AB Y 00 0 01 1 10 1 11 1
三、“非”逻辑关系与非 基本逻辑关系 1、“非”门逻辑关系
“非”逻辑：决定事件发生的条件只有一个，条件不具 备时事件发生（成立），条件具备时事件不发生。
11 1 0
2、或非门
表示式： Y= A+B 符号： A ≥1 Y
B
真值表
A B AB Y 00 0 1 01 1 0 10 1 0 11 1 0
多个逻辑变量时: Y= A+B+C
3、 异或门
表示式：Y=A B =AB + AB
符号： A =1
Y
B
真值表
A B AB AB Y 00 0 0 0 01 1 0 1 10 0 1 1 11 0 0 0
的
化,而是跳跃变化
信
号
计算机中,时间和幅度都不连续,称为离
散变量
模拟信号 数字信号
引言
V(t)
t
高电平
低电平 上跳沿
V(t)
下跳沿
t
模拟电路与数字电路的区别
1、工作任务不同： 模拟电路研究的是输出与输入信号之间的大小、
相位、失真等方面的关系；数字电路主要研究的 是输出与输入间的逻辑关系（因果关系）。
2、三极管的工作状态不同： 模拟电路中的三极管工作在线性放大区,是
一个放大元件；数字电路中的三极管工作在饱 和或截止状态,起开关作用。
因此，基本单元电路、分析方法及研究的范 围均不同。
引言
模拟电路研究的问题
基本电路元件: 基本模拟电路:
晶体三极管 场效应管 集成运算放大器
信号放大及运算 (信号放大、功率放大） 信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波） 信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、…）
类型:与门、或门、非门、与非门、或非门、 异或门 …… 。
门电路 小结
门电路 与门 或门
非门
与非门
或非门 异或门
符号
A B
&Y
A ≥1 Y B
A1
Y
A
B
&
Y
A ≥1 Y B
A
=1
Y
B
表示式 Y=AB Y=A+B Y= A Y= AB Y= A+B Y= AB
13.3 逻辑代数及运算规则
数字电路要研究的是电路的输入输出之间的 逻辑关系，所以数字电路又称逻辑电路，相应的 研究工具是逻辑代数（布尔代数）。
非逻辑关系表 示式:
Y＝ A
运算规则： 0＝ 1 1＝ 0
非逻辑— 逻辑反
四、基本逻辑关系的扩展
将基本逻辑门加以组合，可构成“与非”、“或 非”、
“异或”等门电路。
1、与非门
真值表
表示式：Y = AB
符号： A B
&
Y
A B AB Y 00 0 1 01 0 1 10 0 1
多个逻辑变量时: Y=AB C