电工电子技术基础课件12

电工电子技术基础知识要点集成组合逻辑器件集成触发器集成时基电路555及其应用常用集成时序逻辑电路返回主目录第十二章常用数字集成电路及其应用电工电子技术基础知识要点各种集成组合逻辑器件的功能和应用集成触发器的种类、功能和应用集成时基电路555的结构、功能和应用集成寄存器的的种类、功能和应用集成计数器的种类、功能和应用电工电子技术基础12.1集成组合逻辑器件一、编码器能够实现编码操作过程的器件被称为编码器。1、二进制编码器三位二进制编码器135702367146572IIIIYIIIIYIIIIY电工电子技术基础三位二进制编码器的真值表输入输出I7I6I5I4I3I2I1I0Y2Y1Y00000000100000010000001000000100000010001001000000100000010000000000011110011001101010101电工电子技术基础2、优先编码器74LS148优先编码器优先编码器允许电路同时输入多个信号，而电路只对其中优先级别最高的信号进行编码。电工电子技术基础3、BCD编码器集成8421BCD码编码器74LS147BCD编码器是对输入的十进制数0～9进行二进制编码。电工电子技术基础输入输出10111111111×011111111××01111111×××0111111××××011111×××××01111××××××0111×××××××011××××××××010011111111110000111111001100110101010100Y1Y2Y3Y8I7I6I5I9I4I3I2I1I74LS147的真值表电工电子技术基础二、译码器译码是编码的逆过程。译码器可分为二进制译码器、BCD码译码器和数码显示译码器三种。1、二进制译码器01270126012501240123012201210120AAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAY集成3线-8线译码器74LS138电工电子技术基础输入输出SAA2A1A0×0111111111×00000000××00001111××00110011××0101010111111111101111111101111111101111111101111111101111111101111111101111111101111111BCSS5Y2Y3Y4Y1Y0Y6Y7Y74LS138的真值表电工电子技术基础2、BCD码译码器译码器74LS42BCD码译码器是能将BCD代码转换成一位十进制数的电路，常见的有8421BCD码译码器、余3码译码器等。电工电子技术基础3、数码显示译码器七段LED显示器显示的数字数字显示器件常用的有荧光显示器、辉光显示器、LED（半导体发光二极管）显示器。LED显示器是一种七段显示器，它由七个发光二极管封装而成。电工电子技术基础LED显示器有两种接法，即共阴极接法和共阳极接法。七段发光二极管的两种形式电工电子技术基础集成译码器74LS48能将输入的8421BCD码译成七段LED显示器所需要的七位输入代码。集成显示译码器电工电子技术基础三、数据选择器数据选择器又称多路选择器，它能从多个输入数据中选择一个数据输出，数据选择器有四选一、八选一、十六选一等多种类型。集成8选1数据选择器电工电子技术基础输入输出A2A1A0Y1×××010000D00001D10010D20011D30100D40101D50110D60111D7Y7D0DST6D1D5D4D3D2D74LS151的真值表电工电子技术基础数据选择器的主要应用是进行数据传输和实现任意的逻辑函数。1、数据传输从多路输入信号中选择一个输出，是数据选择器的基本用途。此外，它还可以将多路数据的并行输入转换成串行输出。2、实现任意逻辑函数用数据选择器则可以实现逻辑函数的任意改变，只要将数据输入端的信号变化一下即可。对于n变量的逻辑函数，可以选用2n选一的数据选择器来实现。电工电子技术基础例如：用数据选择器产生序列01101001。解:使用一片八选一数据选择器，使D0=D3=D5=D6=1，D1=D2=D4=D7=0，在地址控制端上将A2～A0由000顺序变换到111，则在输出端就能得到序列01101001。电工电子技术基础四、数据分配器数据分配器是将一路输入数据按需要分配到指定输出通道上的电路。用3线-8线译码器74LS138构成的8路数据分配器电工电子技术基础五、数值比较器1、一位数值比较器输入输出ABYABYABYA=B00110101001001001001BAYBABAYBAABABYBA一位数值比较器的真值表电工电子技术基础2、集成数值比较器多位二进制数码的比较，是逐位进行的，通常从高位开始。高位数值的比较结果就是该二进制数的比较结果；只有高位相等时，才能对低位进行比较。四位数值比较器74LS85电工电子技术基础比较输入级联输入输出A3B3A2B2A1B1A0B0IABIABIA=BYABYABYA=BA3B3A3B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3A3=B3××A2B2A2B2A2=B2A2=B2A2=B2A2=B2A2=B2A2=B2A2=B2××××A1B1A1B1A1=B1A1=B1A1=B1A1=B1A1=B1××××××A0B0A0B0A0=B0A0=B0A0=B0××××××××100××××××××010××××××××00110101010100010101010100000000000174LS85的真值表电工电子技术基础六、加法器加法运算的核心部件是半加器和全加器。1、半加器逻辑表达式：S=B+A=ABC=AB输入输出ABSC0011010101100001半加器的真值表AB半加器电工电子技术基础2、全加器输入输出AiBiCi-1SiCi00001111001100110101010101101001000101111iiiiCBAS全加器的真值表逻辑表达式：全加器)(1iiiiiiBACBAC电工电子技术基础将多个一位全加器组合起来，可以实现多位二进制数的相加。四位二进制加法器集成四位全加器74LS283电工电子技术基础七、集成存储器1、半导体存储器的概念•存储元和存储单元•存储单元地址•存储容量和存储时间2、只读存储器ROM3、可编程只读存储器PROM4、可擦除可编程的只读存储器EPROM5、可编程逻辑阵列PLA只读存储器ROM的结构电工电子技术基础12.2集成触发器一、触发器的基本电路1、基本RS触发器输入原态次态功能说明QnQn+1000001不定态不允许01010100置010100111置111110101保持SR与非门构成的基本RS触发器的特性表特性方程：与非门构成的基本RS触发器11SRQRSQnn电工电子技术基础2、用或非门构成的基本RS触发器输入原态次态功能说明RSQnQn+100000101保持01010111置110100100置0111101不定不允许或非门构成的基本RS触发器用或非门构成的基本RS触发器的特性表特性方程：01RSQRSQnn电工电子技术基础二、同步触发器1、同步RS触发器时钟输入原态新态功能说明CPRSQnQn+100××××0101保持1100000101保持1101010111置11110100100置011111101不定不允许同步RS触发器的特性表特性方程：01RSQSSQnn同步RS触发器的逻辑符号电工电子技术基础2、同步JK触发器Qn+1=JKQnQn+1功能说明000101Qn+1=Q保持010100Qn+1=0置0100111Qn+1=1置1110110翻转功能JK触发器特性表同步JK触发器的逻辑符号nnnQKQJQ1nQ特性方程：电工电子技术基础3、同步D触发器DQnQn+1功能说明000100置0110111置1D触发器特性表同步D触发器特性方程：Qn+1=D电工电子技术基础4、T和T′触发器nnQQ1TQn+1功能说明0Qn保持1翻转nQT触发器的特性表令J=K=T可得特性方程：令T=1可得T′触发器的特性方程：nnnQTQTQ1把JK触发器的两个输入端J和K相连，并把相连后的输入端用T表示，就构成了T触发器。电工电子技术基础三、集成触发器1、主从JK触发器主从JK触发器电工电子技术基础2、边沿触发器⑴边沿D触发器⑵边沿JK触发器维持阻塞D触发器的逻辑符号(上升沿触发)集成双D触发器74LS74的外引线排列图下降沿触发的JK触发器的逻辑符号电工电子技术基础12.3集成时基电路555及其应用集成时基电路555是一种应用广泛的器件，其内部既有运算放大器这样的模拟电子电路，又有触发器这样的逻辑电路，是模拟电子技术与数字电子技术的结合体。集成时基电路555的结构简单，使用方便灵活，只要外部配接少数几个阻容元件，便可组成数字电路的三种最基本的电路:双稳态电路（施密特触发器）、单稳态电路、无稳态电路（多谐振荡器）。电工电子技术基础一、集成时基电路555的内部结构及其功能1、电路结构集成555时基电路电工电子技术基础2、功能分析清0端()高触发端（TH）低触发端()输出(Uo)放电管VT0××0导通11截止10导通1保持保持DRTRCCU31CCU31CCU31CCU32CCU32CCU32555时基电路功能表电工电子技术基础二、时基电路555的典型应用1、用555组成单稳态触发器输出脉冲宽度：TW≈1.1RC555构成的单稳态触发器电工电子技术基础2、用555构成多谐振荡器电路的振荡周期：T≈0.7(R1+2R2)C555构成的多谐振荡器电工电子技术基础3、用555构成施密特触发器555构成的施密特触发器CCTTTUUUU31回差电压：电工电子技术基础三、集成时基电路555的扩展应用1、单稳态触发器的应用单稳态触发器可以构成定时电路，与继电器或驱动放大电路配合，可实现自动控制、定时开关的功能。单稳态触发器还可以用于波形的整形及信号的分频。555构成开机延时接通电源电路555构成的定时电路电工电子技术基础2、多谐振荡器的应用555构成的光控开关电路555构成的多谐振荡器通常作为脉冲信号发生器，在时序电路中的时钟脉冲信号就可以由多谐振荡器产生。多谐振荡器还可构成定时、声响等其他电路。电工电子技术基础12.4常用集成时序逻辑电路一、时序逻辑电路概述1、时序逻辑电路的组成时序电路由组合逻辑电路和存储电路组成，组合逻辑电路是由各种逻辑门电路组成，存储电路是由各种触发器组成。时序逻辑电路框图电工电子技术基础2、时序逻辑电路的分类•同步时序逻辑电路：所有触发器的时钟输入端CP都连在一起，使所有触发器的状态变化和时钟脉冲CP是同步的。•异步时序逻辑电路：时钟脉冲只触发部分触发器，其余触发器则是由电路内部信号触发的。电工电子技术基础3、时序逻辑电路的分析方法⑴写方程式根据给定的时序电路写出时钟方程、驱动方程和输出方程，也就是各个触发器的时钟信号、输入信号及电路输出信号的逻辑表达式。⑵求状态方程把驱动方程代入相应触发器的特性方程，即可求出电路的状态方程，也就是各个触发器的次态方程。⑶列出状态转换表把电路的输入和现态的各种取值组合代入状态方程和输出方程进行计算，求出相应的次态和输出，填入状态转换表。⑷用文字对电路的逻辑功能进行描述。电工电子技术基础二、集成寄存器寄存器是一种重要的数字逻辑部件，常用于接收、暂存、传递数码和指令等信息。寄存器按它的功能可分为两大类：数码寄存器和移位寄存器。1、数码寄存器在数字系统中，用来暂时存放数码的单元电路称为数码寄存器，它只有接收、暂存和清除原有数码的功能。集成四位数码寄存器74LS175由4个D触发器组成。电工电子技术基础四位数码寄存器输入输出CPQn+10×011↑101↑0110Qn1nQnQDR74LS175的