生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
数字集成电路基础入门及应用
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
?[1]數字
集成電路
是指傳輸和處理數字信號的集成電路,外形如圖1所示。數字集成電路種類很多,有TTL電路、HTL電路、CMOS電路等。CMOS電路具有
電源
電壓范圍寬、功耗小、輸入阻抗高、邏輯擺幅大、扇出能力強、抗干擾和抗輻射能力強、溫度穩定性好等特點,因而得到了廣泛應用。
[2]數字集成電路的文字符號為“D”,圖形符號如圖2所示。有:門電路、觸發器、計數器、譯碼器、寄存器和移位寄存器、模擬開關和數據選擇器、運算電路等。
[3]由圖3可見,模擬信號是連續變化的信號(左),而數字信號在時間上和數值上都是斷續變化的離散信號(右)。數字信號往往采用二進制數表示,數字集成電路的工作狀態則用“1”和“0”表示。
[4]數字電路圖中,常不畫電源接線,因為這并不影響電路功能的分析,實際應用時按規定接入工作電源,如圖4所示。
[5]能夠實現各種基本邏輯關系的電路通稱為門電路。它是構成組合邏輯網絡的基本部件,也是時序邏輯電路的部件之一。有與門、或門、非門(反相器)、與非門、或非門等。與門的符號見圖5,邏輯式為Y=AB,即只有當所有輸入A、B?均為“1”時,輸出Y方為“1”;否則Y為“0”。
[6]或門的符號如圖6所示,邏輯式為Y=A+B,即只要輸入端有一個為“1”時,Y即為“1”;所有輸入端均為“0”時,Y才為“0”。或門可以有更多的輸入端。
[7]非門的符號如圖7所示。非門又叫反相器,邏輯式為Y=A
-,即輸出端Y總是與輸入端A相反。
[8]與非門符號如圖8所示,邏輯式為Y=AB
——,即只有當所有輸入端均為“1”時,輸出Y才為“0”;否則Y為“1”。與非門可以有更多的輸入端。
[9]或非門的符號如圖9所示,邏輯式為Y=A+B
——-,即只要輸入端有一個為“1”時,Y即為“0”;所有輸入端均為“0”時,Y才為“1”。或非門可以有更多的輸入端。
[10]門電路主要用于邏輯控制。圖10為聲光控路燈電路,由反相器D1、與門D2實現邏輯控制。夜晚無光照時,D1輸入為“0”,反相后為“1”,打開了與門D2,這時如有行人的腳步聲(有聲為“1”),則路燈自動點亮。白天有光照時,D1輸出為“0”關閉了D2,即使有腳步聲路燈也不會點亮。
[11]門電路作振蕩器。圖11為門控多諧振蕩器,A=1時電路起振,輸出900Hz方波。A=0時電路停振。振蕩頻率f=1/(2.2RC)。
[12]門電路作模擬放大器。圖12的放大倍數A=R2/R1。
[13]觸發器是時序電路的基本單元,在數字信號的產生、變換、存儲、控制等方面應用廣泛。有:RS觸發器、D觸發器、JK觸發器、單穩態觸發器、施密特觸發器等。RS觸發器的符號見圖13,S為置“1”輸入端、R為置“0”輸入端;輸出端Q、Q
-互為反相,附表為其真值表。
[14]圖14為RS觸發器構成的消抖動開關,當按下SB時,S高電平使觸發器置“1”(Q=1)。這時即使SB產生機械抖動,只要機械觸點不返回到R端,輸出端Q仍保持“1”不變,從而消除了機械開關SB抖動產生的脈沖抖動。
[15]D觸發器又稱為延遲觸發器,具有:數據端D、時鐘端CP、輸出端Q和Q
-。輸出狀態的改變依賴于時鐘脈沖的觸發,在時鐘脈沖的作用下,數據由D傳輸到Q。D觸發器常用于數據鎖存、控制電路中,電路符號和真值表見圖15。
[16]圖16為D觸發器組成的分頻電路。每個觸發器的D與輸出端Q
-相連,構成2分頻單元。圖示為三級2分頻單元串聯組成8分頻電路。增加分頻單元即可增大分頻比。
[17]單穩態觸發器見圖17,TR為觸發端,R為清零端,Q和Q
-為輸出端。TR端輸入一個觸發脈沖,其輸出端有一個恒定寬度的矩形脈沖。Q和Q
-端的輸出信號互為反相。單穩態觸發器主要應用在脈沖信號展寬、整形、延遲,以及定時器、振蕩器、數字濾波器、頻率-電壓變換器等。
[18]圖18為單穩態觸發器構成的100ms定時器電路,每按下一次SB,Q便輸出一個寬度為100ms的高電平信號。輸出脈寬Tw=0.69?R1·C。
[19]施密特觸發器見圖19,A為輸入端,Q為輸出端,它可將緩慢變化的信號轉變為邊沿陡峭的矩形脈沖,施密特觸發器常用于脈沖整形、電壓幅度鑒別、模-數轉換、接口電路等。
[20]圖20為光控電路,光線的緩慢變化由光電三極管VT接收轉換為電信號,施密特觸發器將其整形成為邊沿陡峭的脈沖信號傳輸給后續電路。
總結
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