《电工电子技术－－数电部分课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子技术－－数电部分课件.ppt（141页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电工电子技术数电部分PPTppt课件任务任务1 基本逻辑电路设计与装调基本逻辑电路设计与装调 任务任务2 集成组合逻辑电路装调与检修集成组合逻辑电路装调与检修任务任务3 数字时序逻辑电路装调与检测数字时序逻辑电路装调与检测任务任务4 集成时序逻辑电路的装调与检测集成时序逻辑电路的装调与检测任务任务5 555逻辑电路的装调与检测逻辑电路的装调与检测 任务任务6 A/D与与D/A转换逻辑电路装调与检转换逻辑电路装调与检测测 电工电子技术数电部分PPTppt课件1.掌握基本逻辑集成电路的识别与检测2.简单逻辑电路的连接、调试与检修 3.用逻辑门电路设计简单实用电路任务任务1 基本逻辑电路设计与装调基
2、本逻辑电路设计与装调 电工电子技术数电部分PPTppt课件任务提出任务提出基本逻辑电路是数字电路的基础，数字电路中常遇到开关的通断、电压的高低、脉冲的有无、灯亮或灯灭、事件的发生或不发生等一些相互对立的现像，这些往往可以运用数字电路中“1”“0”来表示，在数字电路中，“1”和“0”并不表示数值的大小，而表示相对对立的两种逻辑状态。而基本逻辑门电路是数字电路的基本电路，能实现上述的电路。本任务用基本逻辑门集成块74LS00和74LS20设计一个三人表决器电路并验证电路的逻辑功能。设计要求：其中三个输入端A、B、C为三人的表决，用“1”表示同意，用“0”表示不同意。输出端用Y表示通过或不通过。若输
3、入端同意人数大于等于二人，则表示通过。即Y=1。若输入端同意人数少于二人则表示不通过，即Y=0。本设计的输出用发光二极管来指示，表决通过，输出高电平，发光二极管点亮。同理：表决不通过，输出低电平，发光二极管灭。 电工电子技术数电部分PPTppt课件066. 0020. 060任务分析任务分析本项目的三人表决器，用到三个二输入端与非门，74LS00芯片就是一块内含四个二输入端与非门的芯片，这样只要用一块74LS00集成块就可完成上述三人表决器的电路。根据本任务设计三人表决器的真值表，根据真值表进行化简。因为给定的器件是集成与非门，所以化简后设计的电路要求以与非门作为电路单元。电工电子技术数电部分
4、PPTppt课件相关知识相关知识一、数制和码制一、数制和码制在日常生活中，人们习惯用十进制，而数字系统中多采用二进制，但二进制有时表示起来不太方便，位数太多，所以也经常采用十六进制和八进制。本节介绍几种常见的数制表示方法、相互的转换和几种常见的码制（1）十进制1）由0，1，2，9十个数码组成，基数是10。2）进位规则“逢十进一”。3）各位的权是“10”的幂。【例1-1】 1数制电工电子技术数电部分PPTppt课件（2）二进制1）由0、1两个数码组成，基数是2。2）进位规则“逢二进一”。3）各位的权是“2”的幂。【例1-2】（3）八进制1）由0，1，2，7八个数码组成，基数是8。2）进位规则“逢
5、八进一”。3）各位的权是“8”的幂。【例1-3】 电工电子技术数电部分PPTppt课件（4）十六进制1）由09，A(10)，B(11)，C(12)，D(13)，E(14)，F(15)十六个数码 组成，基数是16。2）进位规则“逢十六进一”。3）各位的权是“16”的幂。【例1-4】 （5）数制相互间转换1）二进制整数转换成十进制数二进制数转换成十进制数是“按权展开求和” ，将二进制数中所有数码1的位权值相加即转换成十进制数。【例1-5】 1012=4+1=510电工电子技术数电部分PPTppt课件2）十进制整数转换成二进制数 十进制整数转换成二进制数要用“除除2取余法取余法”。【例1-6】将17
6、5转换为二进制数。解：应用除2取余法得到余数：所以 1 7 5 1 0 = 1 0 1 0 11112对例题结果进行验证：1010 11112 = 128+32+8+4+2+1 = 17510电工电子技术数电部分PPTppt课件3）二进制整数与十六进制整数的相互转换由于十六进制的16个数码正好对应于4位二进制数的16种不同组合，所以二进制数码与十六进制数码之间有简单的对应关系。二进制整数转换成十六进制数二进制整数转换成十六进制数，从低位至高位每4位二进制数对应1位十六进制数码。 【例1-7】 11 1010 1111 01112 =3AF716十六进制整数转换成二进制数十六进制整数转换成二进制
7、数，每位十六进制数对应4位二进制数。【例1-8】 9CB016=1001 1100 1011 0000 2电工电子技术数电部分PPTppt课件2码制在数字系统中，由1和0组成的二进制数不仅可以表示数值的大小，还可以用来表示特定的信息。用二进制数来表示一些具有特定含义信息的方法称为编码，用不同表示形式可以得到多种不同的编码，这就是码制。如用4位二进制数表示1位十进制数，称为二-十进制代码。常用的编码有二-十进制BCD码、格雷码和ASCII码等。二十进制代码。用4位二进制数组成一组代码，可用来表示0-9十个数字。4位二进制代码有24=16种状态组成，从中取出十种组合表示0-9个数字可以有多种方式，
8、因此十进制代码有多种，下面介绍常用的8421BCD码电工电子技术数电部分PPTppt课件（1）8421BCD码。BCD码是用4位二进制数来表示1位十进制数。8421BCD码各位的权分别是8，4，2，1。表3-1-1 十进制数0-9对应的8421码十进制数8421BCD码 十进制数8421BCD码0000081000100019100120010在8421BCD码中10101111称为无效码10103001110114010011005010111016011011107011111112 5 6 0010 0101 0110 【例1-9】写 出 十 进 制 数 2 5 6 的8421BCD码。
9、2.将十进制数256转换为二进制数解：(1)256的8421BCD码(2)25610=0001 0000 00002电工电子技术数电部分PPTppt课件二、逻辑电路与逻辑函数二、逻辑电路与逻辑函数1逻辑门电路在数字电路中，我们常用0与1来表示电路的开与关、电平的高与低、脉冲的有与无等现象。这里的0与1并不表示具体的数量大小，而是表示相互对立的两种逻辑状态，反映了某一事物的是与非、真与伪、有与无等。逻辑关系是反映事物的某种因果关系，它也是一种条件与结果的关系。在数字电路中，用输入信号来反映条件，用输出信号来反映结果，这样电路的输入与输出之间就建立了因果关系，即逻辑关系。因此，数字电路又称逻辑电路
10、。在数字电路中，门电路是最基本的逻辑单元。所谓门电路就是一种开关电。它有若干输入端和一个输出端，输入与输出之间存在一定的逻辑关系，条件满足时信号能允许通过，条件不满足时信号不能通过。它象一扇门一样，满足一定的逻辑条件时门打开，否则门关闭，故称为逻辑门电路,也可以称为逻辑开关电路。电工电子技术数电部分PPTppt课件2逻辑函数与逻辑变量(1) 逻辑函数及表示方法Y=f (A，B，C，) （3-1-1）(2) 正逻辑与负逻辑(3) 高电平与低电平 如用1表示高电平、用0表示低电平时，这称为正逻辑体制（简称正逻辑）；用0表示高电平，用1表示低电平，这称为负逻辑体制（简称负逻辑） 为了描述事物相互对立
11、的两个逻辑状态，常采用仅有两个取值的变量来表示，这种二值变量称为逻辑变量。在逻辑分析中用大写字母表示逻辑变量，如用A、B、C等表示事件发生的条件，用Y、L、F等表示事件的结果。将条件具备和事件发生用逻辑1表示，条件不具备和事件不发生用逻辑0表示。电工电子技术数电部分PPTppt课件三、逻辑门电路基础三、逻辑门电路基础1基本逻辑门(1) 与逻辑和与门符号 Y=AB （3-1-2） “有0出0 全1出1” 电工电子技术数电部分PPTppt课件 (2) 或逻辑和或门符号Y=AB （3-1-3） 表3-1-3 或逻辑真值表 “见1出1 全0出0” 电工电子技术数电部分PPTppt课件(3) 非逻辑与非
12、门符号 AY （3-1-4）A0 Y1A1 Y0电工电子技术数电部分PPTppt课件2复合逻辑门(1) 与非门ABCY （3-1-5）“有0出1，全1出0” 表3-1-4 与非门真值表 电工电子技术数电部分PPTppt课件(2) 或非门 CBAY （3-1-6）表3-1-5 或非门真值表“有1出0，全0出1” 电工电子技术数电部分PPTppt课件(3) 与或非门CDABY （3-1-7）与或非门的真值表学生可自行列出 电工电子技术数电部分PPTppt课件(4) 异或门BABABAY（3-1-8）表3-1-6 异或门真值表 电工电子技术数电部分PPTppt课件四、逻辑代数和逻辑函数化简四、逻辑代
13、数和逻辑函数化简1逻辑代数的基本公式2逻辑代数的基本定律电工电子技术数电部分PPTppt课件3逻辑代数的基本规则（1）代入规则（2）反演规则4逻辑函数的化简（1）化简的意义C (a) 化简前的逻辑电路化简前的逻辑电路 (b) 化简后的逻辑电路化简后的逻辑电路（2）逻辑函数的最简形式（3）公式法化简电工电子技术数电部分PPTppt课件五、常用逻辑集成电路的识别及检测五、常用逻辑集成电路的识别及检测1集成电路引脚识别表3-1-7 集成电路列表方法1 74系列集成电路一侧有一个缺口，将其引脚向下，有字面向上，缺口在观察者的左边，从上往下看集成电路，左下脚为1脚，逆时针依次为2、3、4、电工电子技术数
14、电部分PPTppt课件方法2 若集成电路无缺口、凹坑或色点对应的引脚为1脚，逆时针依次为2、3、4电工电子技术数电部分PPTppt课件2集成电路功能检测（1）74LS08和74LS32的检测图电工电子技术数电部分PPTppt课件（2）操作步骤1）关闭稳压电源开关，将74LS08插入面包板。2）将+5V电源接到IC管脚14，将接地点接到IC管脚7。3） 将逻辑门的输入端脚1、脚2用插接线接到逻辑电位上，高电平为逻辑1（2-5V），低电平为逻辑0（0.8V）。4）将电压表接入逻辑门的输出端脚3。将电阻与LED串联接入逻辑门的输出端脚3。5）检查无误后接通电源。6）用插接线改变输入端的电位，并将测试
15、结果记入表3-1-7中。7）检查测试结果是否符合与门逻辑写于小结中8）74LS32同上，测试数据记入表3-1-8中电工电子技术数电部分PPTppt课件（3） 74LS08与门和74LS32或门逻辑测功能测试表输入输出输入输出1脚2脚3脚LED灯1脚2脚3脚LED灯00000101101011114脚5脚6脚4脚5脚6脚00000101101011118脚9脚10脚8脚9脚10脚000001011010111111脚12脚13脚11脚12脚13脚0000010110101111小结小结电工电子技术数电部分PPTppt课件3本任务所用集成块结构简介（1）74LS00-4-二输入与非门，它内部有四个
16、与非门，每个与非门有两个输入端、一个输出端。内部结构如图3-1-13（2）74LS20-2-四输入与非门，它内部有两个与非门，每个与非门有四个输入端、一个输出端。内部结构如图3-1-13图3-1-15 74LS00和74LS20内部结构图电工电子技术数电部分PPTppt课件任务实施一、设备准备1测试仪器准备 直流稳压电源（有单独+5V电压和+3V电压输出），数字式万用表一块，面包板15cm*25cm和连接导线。低电平0V。2器件准备 发光二极管和1K电阻若干，集成电路74LS00和74LS20 ，DIP14双插直列式集成电路插座，带自锁小按钮（或拨动小开关）。3集成电路器件检测 （1）连接。集
17、成元件相连，接上相应接地和电源，打开电源。 （2）检测。根据表3-1-9和表3-1-10的数据输入电平，用万用表测量输出。输出电压大于等于2.5V认为高电平“1”，如果电压小于1V为低电平，记为“0”。74LS00有四个二输入与非门，可以一个模块一个模块测试，只有四个模块全测试才能判断些芯片是否好。74LS20有二个四输入与非门，测试方法相同。电工电子技术数电部分PPTppt课件二、电路设计用74LS00和74LS20集成块设计一个三人表决器电路1三人表决器的真值表如下ABCYABCY000010000010101101001101011111112写出由与非门构成的输出化简表达式 Y=A3根
18、据化简表达式构建电路电工电子技术数电部分PPTppt课件三、电路装调1电路连接：根据所设计三人表决器电路在面包板上搭建电路。搭好电路，接上电源+5V。如果输出Y端接发光二极管和限流电阻，则灯亮表明表决通过，相反灯不亮表明表决不通过。输入三个端口分别接三个开关，开关分别有二个位置，开关置1表明接高电平，开关置2表明接低电平输入三个开关按真值表接不同位置，观察输出灯亮情况，说明表决器设计是否成功。2电路故障分析（1）如果出现输出和输入不符真值表，则首先检查电路是否连接正确。（2）如果电路连接正确，出现输出与输入不符，仔细看看化简表是否正确。（3）如果化简正确而输出与输入不符，则检查集成电路。（4）
19、如果集成电路检查好的。检测发光二极管好坏或是否接反。电工电子技术数电部分PPTppt课件表3-1-11 三人表决器电路功能检测记录（5）如果电路功能不正确，应从以下几个方面检查排除故障： 1）检查电路连接是否有误。应对照电路原理图，根据信号的流程输入到输出逐级检查，找出故障原因 2）重新检测所使用的与非门是否有损坏。有时在操作中集成电路引脚插错上电会引起集成电路损坏，有时集成电路在插拨过程中引脚 插断等。 3）有时集成块由于装接时折弯而使引脚隐藏在里面。相当于没有连接。可用万用表电阻档测试集成块引脚所对应的焊盘，集成块引脚的正面和底座反面是否导通电工电子技术数电部分PPTppt课件 4）另外就
20、是测试仪器的插孔是否有松动。指示灯是否损坏。 5）指示灯不亮可以用万用表直流电压档测输出端Y，如果没有高电平，输出就查电路，如果有高电平输出但指示灯不亮就查指示灯和指示灯电路。指示灯的检查也可用万用表的电阻档来测。返回返回电工电子技术数电部分PPTppt课件1.组合逻辑集成电路的识别与常用芯片组合逻辑集成电路的识别与常用芯片2.组合逻辑电路的装调与检修组合逻辑电路的装调与检修 3.认识和检测认识和检测LED显示器件显示器件任务任务2 集成组合逻辑电路装调与检修集成组合逻辑电路装调与检修电工电子技术数电部分PPTppt课件任务提出任务提出数码显示电路在实际生活中随处可见。如红绿灯的剩余时间显示电
21、路，可以用数字倒计时显示出红绿灯的持续时间；医院病房的呼叫系统也有数码显示电路，显示呼叫发出者的房间、床号信息等。在数字系统中，往往要求把测量和运算数据用十进制数码显示，以便人们观察。本任务用集成组合逻辑器构成的一位十进制数码显示器电路的组装的原理分析及电路检测。掌握电路集成器件的选配。电工电子技术数电部分PPTppt课件任务分析任务分析实际电路设计是把特定的含义信号通过编码器转换成相应的二进制代码。然后通过译码器将特定的含义“翻译”出相应的显示码，通过七段数码管显示相应十进制数。由于十进制编码器输出信号为反码形式，所以要通过反相器将8421BCD码的反码形式变换为8421BCD码。七段字形译
22、码器的作用是译码和驱动，将输入信号8421BCD码译为七段字形显示码，并驱动数码管显示相应字形。数码管在显示码的控制下显示相应字形。本任务用一块8421BCD编码器74LS147、一块8421BCD集成译码器74LS47、一个共阳极七段LED显示器BS204，再加上一块74LS04（六反向器），实现一位十进制数的显示。电工电子技术数电部分PPTppt课件相关知识相关知识一、组合逻辑电路的分析与设计一、组合逻辑电路的分析与设计1组合逻辑电路的分析方法分析组合电路的目的就是为了确定电路的逻辑功能，即根据已知的逻辑电路图，找出输入与输出的逻辑关系，写出其逻辑函数表达式。（1）分析步骤 1）写出逻辑表
23、达式 2）化简逻辑函数 3）列出真值表 4）确定电路功能（2）分析举例电工电子技术数电部分PPTppt课件【例2-1】分析图2-1所示电路功能表3-2-1 例2-1电路真值表ABCY00000011010101111001101111011110图3-2-1 例2-1图解：写出表达式。根据已知逻辑电路图，可写出逻辑函数的表达式： 列出真值表如表2-1 +电工电子技术数电部分PPTppt课件2组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计就是根据给出的实际逻辑问题，设计出能实际该功能的最简逻辑电路。（1）设计步骤1）分析设计要求。确定输入变量。分析的目的就是将给出的实际问题抽象为一个逻辑问题，并建立逻
24、辑关系。按功能要求，确定输入输出变量，并进行变量赋值。2）列出真值表3）写出表达式4）画出逻辑电路图确定功能。从真值表看出，当输入变量取值为000或111时，输出Y=0，其余6种取值组合下，Y=1。同此归纳该电路是一种输入不一致鉴别器。当输入信号A、B、C相同时，电路正常工作，而输入信号不同时，发出报警信号。电工电子技术数电部分PPTppt课件（2）设计举例【例2-2】用与非门设计一个在3个地方均可控制同一盏灯的电路。要求灯亮时，任何一地都可使灯点亮；反之，要求灯灭时，任何一地都可使灯熄灭。解：根据要求，设A、B、C为3个地方的开关，作为输入变量，并设开关闭合为1，打开为0；Y为输出量，灯亮为
25、1，灯灭为0。根据上述逻辑关系列出真值表如表2-2表3-2-2 例2-2电路真值表ABCY00000011010101101001101011001111图3-2-2 例2图电工电子技术数电部分PPTppt课件二、集成组合逻辑器件二、集成组合逻辑器件1十进制优先编码器图3-2-3 74LS147是十进制优先编码器引脚图电工电子技术数电部分PPTppt课件91II30YY74LS147是十进制优先编码器。 是 9 个信号输入端，低电平输入有效； 是 4 位8421BCD码的反码输出端。表3-2-4 十进制优先编码器74LS147真值表输入输入输出输出1054321131211141679I9I8
26、I7I6I5I4I3I2I1Y3Y2Y1Y0111111111 1111111111110 111011111110 11011111110 1100111110 101111110 10101110 1001110 100010 01110 0110电工电子技术数电部分PPTppt课件2LED数码管电工电子技术数电部分PPTppt课件3译码器（七段字形译码器）74LS47字型数码管要显示出数字,必须将输入的BCD码经译码器译成七段码信号,然后送到数码管显示,译码器的输入为4位二进制代码,输出为七段码,由根输出线连到相应的数码管管脚,数码管有共阴极和共阳极数码管,则译码器也有相应的驱动共阴的译
27、码器和驱动共阳的译码器,常用的驱动共阴数码管的译码器有74LS48和CD4511,常用的驱动共阳数码管的译码器有74LS47和CD4543.下面列出典型驱动共阴和共阳数码管的译码器的真值表。电工电子技术数电部分PPTppt课件 表3-2-5 驱动共阴数码管的74LS48译码器真值表控制端控制端输入端输入端段码输出段码输出显示显示数字数字34571261312111091514LTBIRBIA B C Dabcdefg111000011111100110001011000011100101101101211001111110013110100011001141101011011011511011
28、110111116110110111000071110001111111811100111100119011110000000灭灯10011110000000灭零0100001111111试灯控制端控制端输入端输入端段码输出段码输出显示显示数字数字34571261312111091514LTBIRBIA B C Dabcdefg110000000000101100010110000111001000100102110011000011031101001001100411010101001005110110010000061101110001111711100000000008111001000
29、11009011111111111灭灯10011111111111灭零0100000000000试灯表3-2-6 驱动共阳数码管的74LS47译码器真值表电工电子技术数电部分PPTppt课件4电路工作原理以显示字符“9”为例。当十进制数码显示电路的输入端接地时，十进制编码器74LS147输出“9”的 8 4 2 1 B C D 反 码“ 0 1 1 0 ” 。 反 相 器4LS04将8421BCD反码 转 换 为 4 2 1 B C D 码“1001”。七段译码器74LS47将8421BCD码“1001”译 为 七 段 显 示 码“0001100”，输出到共阳极数码管BS204的图3-2-5
30、数码显示电路ag端，驱动a、b、c、f、g段发光，d、e段不发光，于是显示字符9”。同理可显示其他字符。电工电子技术数电部分PPTppt课件任务实施任务实施一、设备准备1直流稳压电源（输出+5V）1台，数字式万用表1只，集成起拨器1个，单踪示波器或双踪示波器1台2器件：面包电路板（15cm*25cm）、74LS147一块、74LS47一块、共阳极数码管（BS204）一只、非门74LS04一块3熟悉器件：查集成手册，初步了解74LS147、74LS47、74LS04和数码管的功能。确定各集成电路的引脚排列，了解各引脚的功能。二、连接电路：按图3-2-5在实验电路板上安装好实验电路。将4位低电平有
31、效电平信号，接到编码器74LS147的4个输入端（11、12、13、1脚）。检查电路连接，确定无误后再接电源。电工电子技术数电部分PPTppt课件1关闭稳压电源开关，将 3 块集成块底座插入面包板。再插上集成块。2连接+5V电源。3用插接线连接74LS47的控制端。4按照信号流向从后级向前级逐级连接信号线，74LS147的输入端悬空。5用插接线将LED数码管的公共端接地。6由于信号输入端悬空，相当于输入十进制数码 0，所以接通稳压电源+5V后，数码管应显示“0”，如有异常，应立即断电检查线路。7用一根插接线分别将每个信号输入端接地，数码管显示相应数码字形。8用两根插接线将两个信号输入端接地，数
32、码管显示优先级高的数码字形。三、电路操作电工电子技术数电部分PPTppt课件四、电路逻辑关系检测1当电路四个输入信号1、2、3、4(11、12、13、1)脚分别为低电平时，用示波器测试74LS147的四个输出信号A、B、C、D（9、7、6、14脚）的电平记录于表2-7，表中“1”表示高电平，“0”表示低电平。2用同样的方法测试译码器74LS47的七个输出端a-g的电平并记录于表2-8中，观察数码管七个输入端a-g电平的高低与数码管相应各段的亮灭有什么关系写在小结里。返回返回电工电子技术数电部分PPTppt课件1. 时序逻辑电路的基本概念时序逻辑电路的基本概念2. 触发器的结构、功能及特点触发器
33、的结构、功能及特点 3. 触发器电路的功能表示方法触发器电路的功能表示方法任务任务3 数字时序逻辑电路装调与检测数字时序逻辑电路装调与检测电工电子技术数电部分PPTppt课件任务提出任务提出组合逻辑电路的的输出变量状态仅由输入变量的组合状态来决定，与原来状态无关。时序逻辑电路是指任意时刻电路的输出状态不仅取决于该时刻的输入信号，还与电路原来的状态有关触发器就是一种时序逻辑电路，它是由基本逻辑门电路按照一定方式连接而成的，它有输入与输出端。在智力竞赛等许多场合，经常需要判别是哪一个人（或哪支队，组）先给出信号，这就是要判别第一个出现的信号，并给出指示，其他的信号将被阻止，直至裁判员给出复位信号，
34、再转入下一个工作过程。本任务要求用触发器和附加必要的门电路设计一款4路抢答器电路。电路中用4个按钮作为4路抢答的输入，用4个LED发光二极管作为输出指示。要求：工作之前，4路输出均为0，对应的输出发光二极管指示灯都不亮。开始工作（抢答开始）时，哪个开关按下，对应的输出就为1，点亮相应的指示灯，同时有锁定功能，确保一个按钮按下后其他按钮不再起作用，这样很容易从灯亮的情况判断是哪一路最先抢答。电工电子技术数电部分PPTppt课件任务分析任务分析本任务用D触发器74LS175集成电路附加必要的门电路构成4路抢答器电路。4个按钮按下为高电平，分别控制74LS175的4个输入端。4个输出端分别与发光二极
35、管相连，保证按键按下对应LED灯亮。于此同时4个输出反向端通过逻辑组合门与74LS175的使输出锁定为只有一路的输出起作用。其设计思路：只要输入有1个按钮按下为高电平，输出就对应为高电平，则输出反向端为低电平，该低电平去控制使能端，使按键按下对应输出为高电平，其输出反向端为低电平，输出反向端与CP一起作为74LS175的使能端。保证有一路按下时起锁定作用。电工电子技术数电部分PPTppt课件相关知识相关知识在数字电路中，凡在某一时刻电路的输出状态不仅取决于当时的输入状态，并且还与电路原来的状态有关的电路，称为时序逻辑电路。触发器是构成各种时序逻辑电路的记忆单元，撤消输入信号后，触发器仍保持原有
36、信号的状态，除非再输入新信号触发器的状态才有可能改变。触发器按照逻辑功能可分为RS、JK、D、T和T触发器。一、触发器特性一、触发器特性触发器具有两个基本特性：1有两个能自行保持的稳定状态，即“1”状态或“0”状态。2在输入信号作用下，可以从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。电工电子技术数电部分PPTppt课件二、基本二、基本RS触发器触发器1. 电路组成 2真值表表3-3-1 RS触发器真值表电工电子技术数电部分PPTppt课件【例3-1】若基本RS触发器的输入信号波形如下图所示，试绘出输出端与之对应的波形，假定触发器的初始状态Q=0。3集成RS触发器 表3-3-2 RS触发器的真值表电工电
37、子技术数电部分PPTppt课件三、集成JK触发器1集成电路外型图3-3-4 JK触发器74LS112结构图电工电子技术数电部分PPTppt课件2真值表表3-3-3 JK触发器74LS112真值表输 入输 出功 能CPJKQnQn+10000保持00110100置001101001置110111101翻转1110电工电子技术数电部分PPTppt课件【例3-2】已知加到CP脉冲下降沿触发的JK触发器上的信号波形，试绘出Q端与之对应的波形，假定触发器的初始状态Q = 0。图3-3-5 【例3-2】题波形图四、D触发器1集成D触发器图3-3-6 集成D触发器74LS175逻辑符号图和引脚图1）CLR是
38、清零端，且低电平有效。2）CLK是时钟脉冲，且下降沿触发。74ALS175N为一四路的锁存器，当CLK引脚输入上升沿时，1D-4D被锁存到输出端（1Q-4Q）。在CLK其他状态时，输出与输入无关。电工电子技术数电部分PPTppt课件2D触发器功能分析1-置0维持线2 -置1阻塞线3-置0阻塞线4 -置1维持线图3-3-7 D触发器内部结构和逻辑符号功能分析在CP=0时，N3，N4门被封锁，其输出端R、S均为1，D触发器的输出状态保持不变。当CP脉冲信号由0变为1时，N3，N4门打开，它们的输出由N5、N6门决定。1）D=0时，N5门的输出A=1，N6门的输出B=0，则R=0，S=1，使D触发器
39、的输出信号Q=0，D触发器置0。此时R=0反馈到N5门，即使输入信号D在此期间发生变化，也不会影响触发器置0，故将该反馈线称为置0维持线。与此同时，N5门的输出端A=1反馈到N6门，保证N4门输出S = 1，防止出现触发器输出信号Q=1的情况，故将该反馈线称为置1阻塞线。 电工电子技术数电部分PPTppt课件2）D=1时，N5门的输出A=0，N6门的输出B=1，则R=1，S=0，使D触发器的输出信号Q=1，D触发器置1。此时S=0反馈到N3门，保证了N3门的输出R=1，防止出现触发器输出信号Q=0的情况，故将该反馈线称为置0阻塞线。与此同时，S=0反馈到N6门，保证N6门输出B=1，因此，即使
40、输入信号D在此期间发生变化，也不会影响N6门的状态，故将该反馈线称为置1维持线。 上述分析表明，无论触发器的原来状态如何，维持阻塞D触发器的输出随着输入D的变化而变化，且只在时钟脉冲上升沿到来时触发。 3真值表表3-3-4 上升沿触发的D触发器74LS175真值表 电工电子技术数电部分PPTppt课件【例3-3】设CP脉冲上升沿触发的D触发器的初态为0，根据图示CP，D端的波形，绘出与之对应的Q端的波形。任务实施任务实施一、工具、材料准备120MHz双踪示波器、直流稳压电源（输出+5V和输出0-5V可调）、数字式万用表。2器件准备：电路设计用面包板（15cm*25cm）、74LS175、74L
41、S00 、74LS05 74LS20各一块，轻触按钮4只，发光二极管红色4只，4只电阻1K 。3熟悉器件：查集成手册，初步了解74LS175、74LS20、74LS00、74LS05。确定各集成电路的引脚排列，了解各引脚的功能。电工电子技术数电部分PPTppt课件二、电路设计：取D触发器4个反向输出作为4输入与非门74LS20的一个与非门的输入端。上述输出作为74LS05的输入端，74LS05的输出和CP作为74LS00的输出端。4个按钮作为触发器的输入端，注意输入端要有电阻接地。参与电路如图D14Q12Q13D25Q27Q26D312Q310Q311D413Q415Q414CLK9CLR1U
42、174LS175S1S2S3S0R0R1R2R3+5GNDLED0LED1LED2LED3&G11G2&G3GND4路抢答器电路清零CP图3-3-9 4路抢答器电路图三、连接电路：在面包电路板上安装好设计的4路抢答器电路。将自行设计的4位低电平有效抢答器的输出接指示信号，检查电路连接，确定无误后再接电源。电工电子技术数电部分PPTppt课件四、操作步骤1关闭直流稳压电源开关，将两片IC插入面包板。2将+5V电压接到IC的管脚UCC，将电源负极接到IC的管脚NND。3用插接线将74LS175的输出端Q接电阻与LED串联电路。4用插接线将74LS175的输入端D和直接复位端接地。5用插接线连接74
43、LS32或门电路，将输出端接入CP脉冲端。6检查无误后接通电源。集成电路复位键用接插件方式连接 7拔出74LS175的清零端（1脚）插接线，使直接复位端为高电平，模拟抢答开始过程。8模拟1号选手抢答。拔出插接线，使1D为高电平，观察输出端1Q相应的LED亮。9模拟2号选手抢答。拔出插接线，使2D为高电平，观察相应的LED不亮，但1Q相应的LED仍保持亮，说明后抢答者的动作无效。10模拟主持人动作，接入主持人插接线，使直接复位端清0，观察输出端1Q相应的LED灭。电工电子技术数电部分PPTppt课件五、电路功能显示及测试记录1电路功能测试2按下清零端，所有指示灯灭。3按下S0-S3中的任何一个开
44、关（如S1），与之对应的指示灯（LED1）应被点亮，按其他开关均无效4复复步骤2，依次检查各指示灯是否被点亮。5将测试结果记录表3-5中。清零 S0 S1 S2 S3 LED0 LED1 LED2 LED3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0表3-3-5 抢答器测试表返回返回电工电子技术数电部分PPTppt课件任务任务4 集成时序逻辑电路的装调与检测集成时序逻辑电路的装调与检测2.寄存器和移位寄存器寄存器和移位寄存器1.二进制计数器
45、、十进制计数器等常用计数器电路二进制计数器、十进制计数器等常用计数器电路电工电子技术数电部分PPTppt课件任务提出任务提出计数器广泛用于日常生活中的各种电子设备，比如计时器、计价器、计数器等，给人们的工作、生活和娱乐带来极大的方便。计数器是数字系统中常用的时序逻辑部件，它主要用于累计输入时钟脉冲的个数，还常用于分频电路和进行数字运算。本任务主要完成可逆循环彩灯控制器的装调。采用74LS193为同步十进制可逆计数器。74LS154为4-16线译码器，用74LS00两个与非门构成基本RS触发器，74LS193计数器对CP脉冲计数，计数结果送入74LS154译码器，译码器输出低电平使该输出端上的发
46、光二极管点亮电工电子技术数电部分PPTppt课件任务分析任务分析计数器累计输入脉冲的最大数目称为计数器的“模”，用M表示，如果M=10的计数器，又称为十进制计数器，它实际上为计数器的有效循环状态数。计数器的“模”又称为计数器的容量或计数长度。计数器的种类很多，特点各异。按计数中的触发器是否同时翻转，可分为同步计数器和异步计数器，按计数器的进制不同分为二进制计数器、十进制计数器和N进制计数器。本任务所涉及的发光二极管有16个，所以选用四位二进制可逆计数器，其原理如下：计数器工作前先清零，即计数器的状态为Q3Q2Q1Q0=0000。当 第 一 个 C P 脉 冲 下 降 沿 到 来 时 ， 计 数
47、 器 状 态 为Q3Q2Q1Q0=0001。当 第 二 个 C P 脉 冲 下 降 沿 到 来 时 ， 计 数 器 状 态 为Q3Q2Q1Q0=0010。依此类推，当第十五个CP 脉冲下降沿到来时，计数器状态为Q3Q2Q1Q0=1111。电工电子技术数电部分PPTppt课件当第十六个CP脉冲下降沿到来时，计数器状态全部重新复位到Q3Q2Q1Q0=0000。以后，当CP脉冲下降沿到来时，计数器开始新的计数周期。本设计采用74LS193为四位二进制可逆计数器。基本功能如下： 预置并行数据:当预置并行数据控制端LD为低电平时，不管CP状态如何，可将预置数P0P1P2P3置入计数器（为异步置数）；当L
48、D为高电平时，禁止预置数。 可逆计数:当计数时钟脉冲CP加到Cpu端且Cpu为高电平时，在CP上升沿作用下进行加计数；当计数时钟脉冲CP加到CPL端且为高电平时，在CP上升沿作用下进行减计数。本任务中当开关置1表明脉冲从74LS193的Cpu端输入，即加计数，计数器按0、1。计数，输出端Q3Q0输出相应的四位二进制数，作为74LS154的输入，74LS154是4-16线译码器，其输出的每个脚上分别接一个发光二极管，当计数从0到15时，输出分别为Y0。Y15低电平，这样发光二极管就按顺序点亮，实现循环。如果输入计数脉冲从74LS193的Cpu端输入，则计数为减计数，发光二极管的顺序相反循环点亮。
49、电工电子技术数电部分PPTppt课件A023A122A221A3201819y01y12y23y34y45y56y67y78y89y910y1011y1113y1214y1315y1416y1517STaSTb74LS154P015P11P210P39CPu5CPd4Q03Q12Q26Q37CO12BO131114LDCR74LS193&470+574LS0012GNDGND可 逆 循 环 彩 灯 控 制 器图3-4-1 可逆循环彩灯控制电路图电工电子技术数电部分PPTppt课件相关知识相关知识一、集成计数器及其应用目前生产出的各系列中规模集成计数器，一般分为同步计数器和异步计数器两大类。通常
50、的集成芯片为BCD码十进制和四位二进制计数器，这些计数器功能比较完善，如有预置数、清除、保持、计数等多种功能，因此，通用性强，便于扩展，应用十分方便。常见的异步二进制计数器的集成器件有4位的74LS293、74LS393(双4位异步清除)、74HC293、74LS177、74LS197，7位的CC4024，12位的CC4040，14位的CC4060几种类型。常见的同步二进制计数器的集成器件有4位的74LS161与CC40161（直接清除）、74LS163与CC40163（同步清除）、74LS169（可预置可逆）、74LS191（可预置可逆）、74LS193与CC40193（可预置可逆），74L