數(shù)字電路的應用演示文稿

數(shù)字電路的應用演示文稿目前一頁\總數(shù)三十頁\編于七點數(shù)字電路的應用目前二頁\總數(shù)三十頁\編于七點數(shù)字測重器目前三頁\總數(shù)三十頁\編于七點普通高中課程標準實驗教科書通用技術選修１第三章電子控制系統(tǒng)的信號處理目前四頁\總數(shù)三十頁\編于七點用門電路實現(xiàn)邏輯關系觸發(fā)器及其在電子控制系統(tǒng)中的作用第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前五頁\總數(shù)三十頁\編于七點第四節(jié)數(shù)字電路的應用數(shù)字電路的基本單元電路是門電路和觸發(fā)器，觸發(fā)器又是由門電路構(gòu)成的；在數(shù)字電路中，門電路用于實現(xiàn)各種邏輯關系，觸發(fā)器用于存儲數(shù)據(jù)：任何復雜的電子控制系統(tǒng)中的控制部分都可用數(shù)字電路實現(xiàn)。用門電路實現(xiàn)邏輯關系案例分析普通電子秤上顯示的價格的最小單位是“分”。小明想在秤上加一個四舍五入的電路，能自動對電子秤顯示的“分”值作四舍五入處理，使顯示的最小值為“角”。請你幫他設計此電路。目前六頁\總數(shù)三十頁\編于七點設計數(shù)字電路的步驟是：

(1)對電路的輸入端、輸出端的名稱及其所代表的邏輯含義加以指定；

(2)根據(jù)能使輸出為1的條件，分析其輔出與輸入之間的邏輯關系；

(3)將上述邏輯關系用邏輯表達式表示；

(4)選擇合適的數(shù)字集成電路和其他有關器件搭接此電路。按上述步驟，對該案例設計步驟的前兩步分析如下：

第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前七頁\總數(shù)三十頁\編于七點第一步：由于在電子秤中，每1位十進制數(shù)是用4位二進制數(shù)表示的，所以電路應有4個輸入C8、C4、C2、C1，它們對應的十進制數(shù)為N。電路應有1個輸出C0，它代表“分”向“角”的進位。當N≤4時，C0為0；當N≥5時，C0為1。第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前八頁\總數(shù)三十頁\編于七點第二步：從表中可以看出，能使輸出C0為1的條件有3種情況；(1)只要C8為1，如N=8和N=9時，C0一定為l；(2)若C4和C1同為1，如N=5和N=7時，C0=1；(3)若C4和C2同為1，如N=6和N=7時，C0=1。請按設計步驟完成第三步、第四步設計。其中，輸入信號可照右圖方法用一個單刀雙擲開關獲得；輸出可用發(fā)光二極管作指示，F(xiàn)=1時，發(fā)光二極管發(fā)光。第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前九頁\總數(shù)三十頁\編于七點觸發(fā)器及其在電子控制系統(tǒng)中的作用基本觸發(fā)器的記憶作用在數(shù)字電路中常常需要將某個信號(電平)保持一段時間。基本觸發(fā)器邏輯圖基本觸發(fā)器波形觸發(fā)器（能夠存儲１位二值信號的基本單元電路統(tǒng)稱為觸發(fā)器。）第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前十頁\總數(shù)三十頁\編于七點

數(shù)字電路中能將二進制數(shù)據(jù)記憶住的基本單元電路稱為觸發(fā)器，其中最簡單的—種稱為基本觸發(fā)器，通常由2只或非門(或2只與非門)交叉連接構(gòu)成。任何觸發(fā)器都有2個輸出端Q和Q，正常情況下Q和Q總是反相的，即不是(Q=0，Q=1)就是(Q=1，Q=0)。

(Q=0，Q=1)稱為O狀態(tài)，(Q=1，Q=0)稱為1狀態(tài)?；居|發(fā)器有2個輸入端S和R，S(set)稱為置位端或置1端，R(reset)稱為復位端或置0端。若S端加觸發(fā)信號(高電平)，R端不加觸發(fā)信號，即S=1，R=O，基本觸發(fā)器被置于1狀態(tài)，此過程稱為置1；若R端加觸發(fā)信號(高電平)，S端不加觸發(fā)信號，即S=0，R=1，基本觸發(fā)器被置于O狀態(tài)．此過程稱為置0。第四節(jié)數(shù)字電路的應用——————目前十一頁\總數(shù)三十頁\編于七點無論置1還是置0，當觸發(fā)信號結(jié)束后，即S和R的輸入都是低電平時．基本觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變。由此可見，基本觸發(fā)器具有記憶作用(也稱存儲作用)，能存儲1位二進制信息（即能存儲一個1或0）。第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前十二頁\總數(shù)三十頁\編于七點案例分析第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前十三頁\總數(shù)三十頁\編于七點思考下圖所示的基本觸發(fā)器在我們觀察的時刻之前曾在哪一端加過觸發(fā)信號？基本觸發(fā)器的兩個輸入端通常不應都加觸發(fā)信號（高電平），基本觸發(fā)器輸出與輸入之間的關系如上表所示。第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前十四頁\總數(shù)三十頁\編于七點試驗目的：熟悉基本觸發(fā)器的功能。試驗準備：

CT74LS001片，電位器1只，電阻6只；發(fā)光二極管1只。試驗過程：按電路圖搭接電路，調(diào)節(jié)Ui使其由0變大，觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況，并記錄發(fā)光二極管狀態(tài)變化時的Ui值。當發(fā)光二極管狀態(tài)變化后，再將Ui由大變小，觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況，并記錄發(fā)光二極管狀態(tài)改變時的Ui值。小試驗第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前十五頁\總數(shù)三十頁\編于七點初始Ui約為0V，此時發(fā)光二極管亮。

Ui由小到大時，狀態(tài)改變時的Ui約為3.2V，燈滅，以后一直保持滅，直至Ui=6V。

Ui由大到小時，狀態(tài)改變時的Ui約為1.6V，燈亮，直至Ui回到Ui=0V。

1.Ui＜1.6V時，觸發(fā)器置1，Ui＞3.2V時，觸發(fā)器置0。

2.當1.6V＜Ui＜3.2V,觸發(fā)器處于保持(記憶)狀態(tài)。經(jīng)過改造可用于有上、下限控制要求的水位、溫度等控制電路中，如水位低于某值進水，水位高于某值停止進水等。試驗記錄：初始狀態(tài)(Ui=0)，發(fā)光二極管狀態(tài)

。發(fā)光二極管狀態(tài)改變時的Ui

。發(fā)光二極管狀態(tài)再次改變時的Ui

。試驗總結(jié)：

1．該電路是如何體現(xiàn)基本觸發(fā)器功能的?

2．該電路有何用途?第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前十六頁\總數(shù)三十頁\編于七點閱讀用兩個與非門構(gòu)成的基本觸發(fā)器。用兩個與非門構(gòu)成的基本觸發(fā)器的觸發(fā)信號是低電平，即用0來觸發(fā)。當置1端S加觸發(fā)信號，置0端R不加觸發(fā)信號，即S=0，R=1時，基本觸發(fā)器置1；當置0端R加觸發(fā)信號，置1端S不如觸發(fā)信號，即R=0，S=1時，基本觸發(fā)器置0；當兩輸入瑞皆不如觸發(fā)信號，即S=1，R=1時，基本觸發(fā)器狀態(tài)不變，處于記憶狀態(tài)。第四節(jié)數(shù)字電路的應用----------目前十七頁\總數(shù)三十頁\編于七點用兩個與非門構(gòu)成的基本觸發(fā)器的功能表和波形圖都不同于用或非門構(gòu)成的基本觸發(fā)器，但它們在電子控制系統(tǒng)中的作用是一樣的。第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前十八頁\總數(shù)三十頁\編于七點常用集成觸發(fā)器

常用集成觸發(fā)器是由基本觸發(fā)器加控制電路構(gòu)成的。最常用的兩種集成觸發(fā)器是D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器。

D觸發(fā)器有兩個輸入端D和C，D是數(shù)據(jù)輸入端，被存儲的數(shù)據(jù)加在此處；C是時鐘輸入端，控制數(shù)據(jù)的存儲操作：通常在C端加時鐘信號CP(clockpulse)。第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前十九頁\總數(shù)三十頁\編于七點

下圖所示觸發(fā)器邏輯符號的時鐘輸入端有一個“>”符號，表示將數(shù)據(jù)存入觸發(fā)器的操作是在時鐘信號的上升沿（即由0變1的時刻）發(fā)生的，如圖中的t1時刻，時鐘信號由0變1，此時加在D端的信號為l，則觸發(fā)器的狀態(tài)變?yōu)?，數(shù)據(jù)1就被存進了觸發(fā)器。在下一個時鐘信號的上升沿（t2時刻）到達以前，無論加在D端的信號有何變化，觸發(fā)器的狀態(tài)都保持不變，體現(xiàn)了觸發(fā)器的記憶功能。在t2時刻，CP信號又一次由0變1，此時加在D端的信號值為0，因而觸發(fā)器的狀態(tài)變?yōu)?，數(shù)據(jù)0被存進了觸發(fā)器。由此可見，D觸發(fā)器的狀態(tài)每個時鐘周期變化一次，根據(jù)前一周期（第n周期）結(jié)束時，即時鐘脈沖上升沿到來前瞬間的D值（D），確定下一周期（第n+1周期）的狀態(tài)Q。第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前二十頁\總數(shù)三十頁\編于七點D觸發(fā)器輸入輸出RDCPDQQ1XX010↑100↑001第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前二十一頁\總數(shù)三十頁\編于七點JK觸發(fā)器

JK觸發(fā)器的輸入端J和K，其作用類似基本觸發(fā)器的S和R，是確定觸發(fā)器狀態(tài)的依據(jù)。時鐘信號輸入端C，因為在此端畫了一個“○”，表明只有在時鐘脈沖的下降沿(即由1變0的時刻)，觸發(fā)器的狀態(tài)才由J和K確定，而在相鄰兩個時鐘脈沖的下降沿之間，觸發(fā)器的狀態(tài)都保持不變。閱讀第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前二十二頁\總數(shù)三十頁\編于七點JK觸發(fā)器輸入輸出SDRDCPJKQQ10XXX1001XXX0111XXX禁用00↑00保持00↑101000↑01

0100↑11翻轉(zhuǎn)000XX保持第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前二十三頁\總數(shù)三十頁\編于七點知識搶答競賽搶答器的應用第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前二十四頁\總數(shù)三十頁\編于七點搶答器的設計第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前二十五頁\總數(shù)三十頁\編于七點改進第四節(jié)數(shù)字電路的應用目前二十六頁\總數(shù)三十頁\編于七點在電路試驗板上用4個D觸發(fā)器做成一個彩燈控制器，加上時鐘信號后，4個發(fā)光二極管便自動按一定規(guī)律發(fā)光。所需器件：CCA0421片，發(fā)光二極管4只，按鈕開關1只，510Ω電阻4只。時鐘信號可由信號源的方波輸出端提供(頻率約為IHz)或按上節(jié)練習中提供的多諧振蕩器電路制作一個頻率約為1Hz的多諧振蕩器，由多諧振蕩器的輸出信號提供。練習第四節(jié)數(shù)