上海大学数字电子技术课程实践项目.docx
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上海大学数字电子技术课程实践项目
数字电子技术课程
实践项目
项目名称:
_____逻辑门_________
指导老师:
_____李智华________
学号:
____13120952_______
姓名:
____________
日期:
__________
所选题目:
数字电子技术课程实践项目一:
了解运用标准、规范、设计手册等有关
技术资料的方法,选择题目查阅设计手册,了解相关芯片及电路的特点、具体型号、参数及应用。
1、与、或、非、与非、或非、与或非等逻辑门。
目录
与门4
概念4
逻辑表达式4
逻辑门电路符号4
真值表5
二极管实现原理5
集成电路6
或门8
概念8
逻辑表达式8
逻辑门电路符号8
真值表8
二极管实现原理9
非门9
概念9
逻辑表达式10
逻辑门电路符号10
真值表10
实现原理10
集成电路11
与非门11
概念11
逻辑表达式12
逻辑门电路符号12
真值表13
实现原理13
或非门13
概念13
逻辑门电路符号14
真值表14
实现原理15
集成电路15
基本逻辑门
与门
概念
与门(英语:
ANDgate)又称“与电路”。
是执行“与”运算的基本逻辑门电路。
有多个输入端,一个输出端。
当所有的输入同时为高电平(逻辑1)时,输出才为高电平,否则输出为低电平(逻辑0)。
逻辑表达式
F=A·B
逻辑门电路符号
真值表
二极管实现原理
如图:
为二极管与门电路,Vcc=10v,假设3v及以上代表高电平,0.7及以下代表低电平,下面根据图中情况具体分析一下,
1.Ua=Ub=0v时,D1,D2正向偏置,两个二极管均会导通,此时Uy点电压即为二极管导通电压,也就是D1,D2导通电压0.7v.
2.当Ua,Ub一高一低时,不妨假设Ua=3v,Ub=0v,这时我们不妨先从D2开始分析,D2会导通,导通后D2压降将会被限制在0.7v,那么D1由于右边是0.7v左边是3v所以会反向偏置截止,因此最后Uy为0.7v,这里也可以从D1开始分析,如果D1导通,那么Uy应当为3.7v,此时D2将导通,那么D2导通,压降又会变回0.7,最终状态Uy仍然是0.7v.
3.Va=Vb=3v,这个情况很好理解,D1,D2都会正偏,Uy被限定在3.7V.
总结(借用个定义):
通常二极管导通之后,如果其阴极电位是不变的,那么就把它的阳极电位固定在比阴极高0.7V的电位上;如果其阳极电位是不变的,那么就把它的阴极电位固定在比阳极低0.7V的电位上,人们把导通后二极管的这种作用叫做钳位。
集成电路
与门是基本的逻辑门,因此在TTL和CMOS集成电路中都是可以使用的。
标准的74系列CMOS集成电路有74X08、74X09(OC),包含四个独立的2输入与门;74X11,包含三个独立的3输入与门;74X21,包含两个独立的4输入与门。
CD4000系列集成电路有:
CD4081,包含四个2输入端与门;CD4082,包含两个4输入端与门。
引脚分配如下:
或门
概念
或门,又称或电路。
如果几个条件中,只要有一个条件得到满足,某事件就会发生,这种关系叫做“或”逻辑关系。
具有“或”逻辑关系的电路叫做或门。
或门有多个输入端,一个输出端,多输入或门可由多个2输入或门构成。
只要输入中有一个为高电平时(逻辑1),输出就为高电平(逻辑1);只有当所有的输入全为低电平时,输出才为低电平。
逻辑表达式
逻辑门电路符号
真值表
二极管实现原理
如图,这里取Vss=0v,不取-10v
1、当Ua=Ub=0v时,D1,D2都截至,那么y点为0v.
2、当Ua=3v,Ub=0v时,此时D1导通,Uy=3-0.7=2.3v,D2则截至
同理Ua=0v,Ub=3v时,D2导通,D1截至,Uy=2.3v.
3、当Ua=Ub=3v时,此时D1,D2都导通,Uy=3-0.7=2.3v.
非门
概念
非门(英文:
NOTgate)又称反相器,是逻辑电路的基本单元,非门有一个输入和一个输出端。
逻辑符号中输出端的圆圈代表反相的意思。
当其输入端为高电平(逻辑1)时输出端为低电平(逻辑0),当其输入端为低电平时输出端为高电平。
也就是说,输入端和输出端的电平状态总是反相的。
逻辑表达式
逻辑门电路符号
真值表
实现原理
CMOS逻辑:
两管的栅极相连作为输入端,两管的漏极相连作为输出端。
TN的源极接地,TP的源极接电源。
为了保证电路正常工作,VDD需要大于TN管开启电压VTN和TP管开启电压VTP的绝对值的和,即UDD>UTN+|UTP|。
当Ui=0V时,TN截止,TP导通,Uo≈UDD为高电平;当Ui=UDD时,TN导通,TP截止,Uo≈0V为低电平。
因此实现了非逻辑功能。
集成电路
非门是基本的逻辑门,因此在TTL和CMOS集成电路中都是可以使用的。
标准的集成电路有74X04和CD4049。
74X04TTL芯片有14个引脚,4049CMOS芯片有16个引脚,两种芯片都各有2个引脚用于电源供电/基准电压,12个引脚用于6个反相器的输入和输出(4049有2个引脚悬空)。
在数字电路中最具代表性的CMOS非门集成电路是CD4069。
与非门
概念
与非门(英语:
NANDgate)是数字电路的一种基本逻辑电路。
若当输入均为高电平
(1),则输出为低电平(0);若输入中至少有一个为低电平(0),则输出为高电平
(1)。
与非门可以看作是与门和非门的叠加。
与非门是与门和非门的结合,先进行与运算,再进行非运算。
与非运算输入要求有两个,如果输入都用0和1表示的话,那么与运算的结果就是这两个数的乘积。
如1和1(两端都有信号),则输出为0;1和0,则输出为1;0和0,则输出为1。
与非门的结果就是对两个输入信号先进行与运算,再对此与运算结果进行非运算的结果。
简单说,与非与非,就是先与后非。
电工学里一种基本逻辑电路,是与门和非门的叠加,有两个输入和一个输出。
CMOS电路中的逻辑门有非门、与门、与非门、或非门、或门、异或门、异或非门,施密特触发门、缓冲器、驱动器等。
与非门则是当输入端中有1个或1个以上是低电平时,输出为高电平;只有所有输入是高电平时,输出才是低电平。
与非门芯片:
74ls系列:
74ls00,COMS系列:
CD4011
逻辑表达式
Y=(A·B)'=A'+B'
逻辑门电路符号
真值表
实现原理
或非门
概念
或非门(英语:
NORgate)是数字逻辑电路中的基本元件,实现逻辑或非功能。
有多个输入端,1个输出端,多输入或非门可由2输入或非门和反相器构成。
只有当两个输入A和B为低电平(逻辑0)时输出为高电平(逻辑1)。
也可以理解为任意输入为高电平(逻辑1),输出为低电平(逻辑0)。
逻辑门电路符号
真值表
实现原理
在绝大多数但不是所有的电路设计中,逻辑非的功能本身就包含在结构中,如CMOS和TTL等。
在这样的逻辑系列中,要实现或门,唯一的方法是用2个或更多的逻辑门来实现,如一个或非门加一个反相器。
集成电路
或非门是基本的逻辑门,因此在TTL和CMOS集成电路中都有标准逻辑芯片。
标准的4000系列CMOS集成电路有:
CD4000,包含两个3输入端或非门和一个单非门;CD4001,包含四个2输入端或非门;CD4002,包含两个4输入端或非门。
标准的74系列集成电路有:
74X02,包含四个2输入端或非门;74X27,包含三个3输入端或非门;7428,包含两个4输入端或非门。
引脚分配如下:
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- 关 键 词:
- 上海 大学 数字 电子技术 课程 实践 项目