第十章 数字电路的基础知识

[新课导入]

直接导入，从今天开始，我们学习数字电路。首先学习数字电路基础知识。

[新授内容]

§10.1数字电路的基础知识

一、数字电路及其特点：

1．模拟信号：凡是在时间上和数值上都是连续变化的信号。

例如：随声音、温度、压力等物理量作连续变化的电压或电流。

2．数字信号：凡在数值上或时间上都是离散的信号。

数字信号常用二值量来表示。

例如：光电计数器

画图较好说明。

3．模拟电路：处理模拟信号的电路。

例如：交流和直流信号的放大电路。

4．数字电路：处理数字信号的电路。

例如：脉冲信号的产生、放大、整形、传递、控制、记忆、计数等电路。5．数字电路的特点：

（1）半导体管多数工作在开关状态，即不是工作在饱和区，就是工作在截止区，而放大区只是其过渡状态。

（2）数字电路的研究对象是电路的输入和输出之间的逻辑关系，因而不能彩模拟电路的分析方法。分析数字电路的工具是逻辑代数，表达电路的功能主要用真值表。逻辑函数表达式及波形图等。

二、数制和码

1．十进制数

基数：0~9权：10

计数规律：逢十进一。

2．二进制数

基数：0、1权：2

计数规律：逢二进一。

3．BCD码

在数字系统中，各种文字、符号等特定的信息，也往往采用一定位数的二进制码来表示，通常把这种二进制码称为代码。

BCD码是用四位二进制数组成一组代码，表示一位十进制码。

基数：0、1权：8、4、2、1

[复习提问]

1．什么叫数字电路？它与模拟电路有何区别。

2．“与”逻辑的含义是什么？它的逻辑表达方式有哪几种？

[新授内容]

§10.2逻辑门电路

10.2.1与逻辑、与门电路

一、为什么叫门电路

数字电路的基本部分是各种开关电路。这些电路像门一样依一定的条件“开”或“关”所以又称为“门”电路。

二、逻辑的含义：

1．逻辑：思维的规律，合乎逻辑。

2．逻辑：客观的规律性。

3．逻辑学：研究思维的形式和规律的科学。

4．一般，门电路有一个输出端，但有多个输入端。而且输出端的状态是由输入端状态决定的。如果将门电路的输入状态称为“因”，输出端的状态称为“果”，则输入端和输出端状态间有一定的逻辑关系。通常用“逻辑”这个词表示因果的规律性。

简而言之，表示输入端和输出端状态的规律性。

三、基本的逻辑门电路

是指逻辑“与”“或”“非”三种电路

四、关系逻辑电路的几个规定：

1．逻辑状态的表示方法：

逻辑0和逻辑1

注：不是表示数字的大小。而是表示两种对立的状态。

2．有关系低电平的规定

（1）高、低电平就是指电位的高低。

（2）高、低电平不是一个固定数值，是一个固定范围。

（3）高电平的下限值和低电平的上限值，称为标准高电平VSH 和标准低电平V SL 。

3．正负逻辑的规定：

正逻辑体制：1表示高电平，0表示低电平。 五、与门电路 （一）概述： 1．逻辑关系：与逻辑

2．具有与逻辑关系的电路：与门电路。 （二）什么叫与逻辑：

决定一件事情的几个条件全部具备之后，这件事情才能发生，否则不发生。

（三）与门电路工作原理：

1．输入为1（即高电平）为0（即是指低电平） 2．输入全为1则输出全为1。

即输入全为高电平，V 1、V 2都导通，输出为高电平[全1出1]；若输入端有一个低电平，V 1、V 2也都导通只不过输出是低电平[有0出0]。 有0出0，全1出1。 3．用逻辑代数表示与逻辑关系

列函数表述式：Y=AB （Y=A ×B 、B A Y ⋅=） 含义：A 、B 全为1时，Y 才为1。 注意一个为0时，则Y 就为0。 4．真值表：

将逻辑门电路所有输入状态和输出状态用一张表格表达出来，这样的表格叫真值表。

A 有0、1两种状态，

B 也有0、1两种状态，故A 和B 共有4种组合，输入有四种，则输出亦有四种，列出表格。 5．逻辑符号：

[课堂小结]

掌握数字电路与模拟电路的区别，以及数字电路的特点，掌握“与”逻辑的含义，逻辑表达的方式有哪几种。

[布置作业]

P 书163页：11-1、11-2

[复习提问]

1．什么叫数字电路？它与模拟电路有何区别。

2．“与”逻辑的含义是什么？它的逻辑表达方式有哪几种？

[新授内容]

10.2. 2或逻辑、或门电路

一、逻辑或的含义：

决定事件的各个条件中，只要有一个条件得到满足，这件事情就会发生。（逻辑加）

举例说明：以灯泡的亮暗表示。 二、或门电路及原理： 1．电路形式

即输入有一个为高电平时，V 1、V 2就导通，输出为高电平[有1出1]；若输入端都为低电平时，V 1、V 2才截止，输出是低电平[全0出0]。 全0出0，有1出1。 2．真值表：

1

1

3．逻辑符号：

4．或逻辑表达式：

0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1

5．写逻辑函数表达式。

Y=A+B

练习：逻辑电路的输入波形图如图所示，试画出逻辑电路输出端的波形。

10.2.3非门逻辑、非门电路

一、什么叫非逻辑：

事情（输出信号）和条件（输入信号）总是相反状态。

二、非门电路工作原理：

1．电路形式：由三极管组成的非电路。

2．所谓非，就是否定。

即输入为1（高电平），输出为0低电平[有1出0]；若输入端为0（低电平），输出是1高电平[有0出1]。

有0出1，有1出0。

3．真值表：

B Y

0 1

1 0