電工電子技術(shù) 課件 項(xiàng)目六 數(shù)字電路基礎(chǔ)

任務(wù)一、十字路口交通信號(hào)燈的邏輯功能分析任務(wù)導(dǎo)學(xué)生活中交通信號(hào)燈指揮著行人和車輛的出行安全，交通信號(hào)燈的控制與前面幾個(gè)項(xiàng)目中的控制電路有什么區(qū)別?(提示:可從交通信號(hào)燈的電參數(shù)特點(diǎn)上分析)

任務(wù)導(dǎo)學(xué)交通信號(hào)燈的控制中每盞燈的狀態(tài)只有兩種，即亮或不亮；各盞燈之間是一種隨機(jī)組合的形式，即交通信號(hào)燈的控制是一種邏輯控制，而前面幾個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的控制電路屬于模擬電路。任務(wù)情境現(xiàn)有一城鄉(xiāng)街道的十字交叉路口處南北方向和東西方向各設(shè)置有一組紅、黃、綠交通信號(hào)燈，其中，綠燈亮的時(shí)間為２５ｓ，閃動(dòng)３ｓ，黃燈亮的時(shí)間為２ｓ，紅燈亮的時(shí)間為３０ｓ。簡要分析交通信號(hào)燈的表示方法，并繪制邏輯電路圖。任務(wù)實(shí)施１)電路中電信號(hào)有幾種類型?分別是什么?各有什么特點(diǎn)?２)交通信號(hào)燈的亮或滅屬于什么信號(hào)?如何表示這種信號(hào)?(提示:如何表示兩種互異的狀態(tài))３)什么是邏輯關(guān)系?有幾種基本的邏輯關(guān)系?有幾種復(fù)合邏輯關(guān)系，分別是哪些?４)單方向上(比如南北方向)有一組交通信號(hào)燈，分別為紅、黃、綠共三盞燈，紅、黃、綠三種信號(hào)燈某個(gè)時(shí)刻正常工作的狀態(tài)有哪些?將這些狀態(tài)組合填入表６-１中。交通信號(hào)燈的狀態(tài)組合交通信號(hào)燈的種類交通信號(hào)燈正常工作狀態(tài)綠燈黃燈紅燈狀態(tài)一

狀態(tài)二

狀態(tài)三

５)如何表示某個(gè)時(shí)刻信號(hào)燈的工作狀態(tài)?一組燈某一時(shí)刻的邏輯關(guān)系是什么?每種工作狀態(tài)(不同時(shí)刻的信號(hào)燈)之間的邏輯關(guān)系是什么?６)如何用波形圖來表示單方向上一個(gè)周期內(nèi)紅、黃、綠燈正常的工作狀態(tài)?假設(shè)用輸入變量“Ｇ”表示綠燈，Ｙ”表示黃燈，“Ｒ”表示紅燈，用“１”表示燈亮，“０”表示燈滅，其中綠燈亮的時(shí)間為２５ｓ，閃爍時(shí)間為３ｓ，黃燈亮的時(shí)間為２ｓ，紅燈亮的時(shí)間為３０ｓ，“Ｔ”為矩形脈沖波，周期為１ｓ，在圖６-１中繪制出紅、黃、綠三種燈在一個(gè)周期內(nèi)的狀態(tài)波形。交通信號(hào)燈正常狀態(tài)下的矩形脈沖波形圖７)如何用邏輯函數(shù)式來表示單方向交通信號(hào)燈的正常工作狀態(tài)?完成表６-２。交通信號(hào)燈正常工作狀態(tài)邏輯表達(dá)式８)用邏輯符號(hào)表示單方向交通信號(hào)燈正常工作狀態(tài)的邏輯電路圖，將工作狀態(tài)為紅燈亮，黃燈、綠燈滅的邏輯電路圖繪制在圖６-２中。知識(shí)鏈接一、數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路二、基本邏輯關(guān)系與基本邏輯門電路

一、數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路電工電子技術(shù)

黃燕華一.模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào):隨時(shí)間連續(xù)變化的電信號(hào)。tu0tu0tu00ut數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路數(shù)字信號(hào)舉例：對機(jī)械零件計(jì)數(shù)光電轉(zhuǎn)換整形電路放大電路電光源二.數(shù)字信號(hào)與數(shù)字電路的特點(diǎn)ut0000011111.數(shù)字信號(hào)不連續(xù)變化。信號(hào)的變化發(fā)生在一系列離散的瞬間。數(shù)值變化是階躍的形式?！?”和“1”是兩個(gè)符號(hào)。2.數(shù)字信號(hào)有信號(hào)－數(shù)字電路呈現(xiàn)高電平—用“1”表示。沒有信號(hào)－數(shù)字電路呈現(xiàn)低電平—用“0”表示。3.數(shù)字電路只有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。特別適宜于集成化。數(shù)字電路抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠性高、精度高、數(shù)字信息便于長期保存和讀數(shù)。二、基本邏輯關(guān)系與基本邏輯門電路電工電子技術(shù)

黃燕華(一)與邏輯和二極管與門輸入信號(hào)(條件)開關(guān)SA和SB的狀態(tài)(閉合或斷開)二值信號(hào)。輸出信號(hào)(結(jié)果)燈泡的狀態(tài)(亮或暗)二值信號(hào)。邏輯關(guān)系:只有輸入信號(hào)－開關(guān)SA

、SB全都閉合,輸出信號(hào)－燈才被點(diǎn)亮。與邏輯關(guān)系:只有當(dāng)決定一件事情的條件全都具備之后,這件事情才能發(fā)生。這種邏輯關(guān)系就稱為與邏輯。輸入SA輸出USB與門電路輸入SA輸出USB二極管與門電路輸入信號(hào):VA和VB，作為原因(條件)，高電平(+3V

)或低電平(+0.3V)輸出信號(hào):VY，作為結(jié)果ABVDAVDBY12VR輸入輸出(1)輸入信號(hào)VA=+0.3V、VB=+0.3V

VDA、VDB承受正偏電壓、導(dǎo)通－理想二極管處理。

ABVDAVDBY12VR0.3VVDAABVDBY12VR0.3VVYY=+0.3V

輸出低電平。邏輯關(guān)系:二極管VDB承受的正偏電壓高，優(yōu)先導(dǎo)通。輸出信號(hào)VY≈+0.3V。使二極管VDA承受反偏電壓，截止。RABVDAY12VVDB0.3V3VY12VR3V0.3VABVDAVDB(2)輸入信號(hào)VA=+3V、VB=+0.3V輸出VY≈+0.3V，低電平。(3)輸入信號(hào)VA=VB=+3V，二極管VDA和VDB承受同樣的正偏電壓，同時(shí)導(dǎo)通，使輸出信號(hào)VY≈+3V。

ABVDAVDBY12VR12VVDAABVDBYR3V3VVY≈+3V，輸出高電平?？偨Y(jié)只有當(dāng)輸入信號(hào)全都是高電平時(shí)，輸出才是高電平。輸入信號(hào)中只要有一個(gè)（或幾個(gè)）是低電平時(shí)，輸出就是低電平。對于輸出高電平來說，滿足與邏輯關(guān)系—與門電路。

VAVB

VY0.3V0.3V0.3V0.3V3.0V0.3V3.0V0.3V0.3V3.0V3.0V3.0V輸出電平與輸入電平之間的關(guān)系（二）真值表高電平用1表示—邏輯1低電平用0表示—邏輯0

ABY000010100111與門真值表邏輯變量：A

、B

、

Y取值只能是1或0。輸入邏輯變量的全部取值組合—n個(gè)輸入邏輯變量，共有種取值組合。與門邏輯功能全1出1，有0出0(三)邏輯函數(shù)式輸入邏輯變量

A、B、C等。輸出邏輯變量Y：取值取決于輸入邏輯變量，是一種函數(shù)關(guān)系，稱為邏輯函數(shù)，并且用邏輯函數(shù)式表示。與邏輯函數(shù)式Y(jié)=A·BY=AB或與邏輯又稱為邏輯乘。讀做“Y等于A與B”。與邏輯運(yùn)算規(guī)則0·0=00·1=01·0=01·1=1CYAB＆與門圖形符號(hào)Y=A·B·C例子YAB＆輸入B

控制脈沖輸入A矩形脈沖系列·BYA門開啟門被封鎖門被封鎖或邏輯關(guān)系或邏輯：決定一件事情的幾個(gè)條件中,只要有一個(gè)條件具備,這件事情就會(huì)發(fā)生。U輸出輸入SASB或門電路(一)二極管或門電路(1)輸入VA=VB=+0.3V，二極管VDA和VDB承受正偏電壓，導(dǎo)通，輸出VY

=+0.3V。0.3VVDAVDBABY12VRVDAVDBABY12VR(2)輸入VA=+3V、VB=+0.3V，二極管VDA承受的正偏電壓高，優(yōu)先導(dǎo)通，

輸出V

Y=+3V。同時(shí)，使VDB承受反偏電壓，截止。這時(shí)，輸出VY

=+3V

。若輸入VA=+0.3V、VB=+3V，情況與上相似，輸出

VY

=+3V。

3V0.3VVDAVDBABY12VR3V3V(3)輸入VA=VB=+3V，二極管VDA和VDB承受相同的正偏電壓，同時(shí)導(dǎo)通，輸出

VY

=+3V。

ABY000011101111（二）真值表或邏輯全0出0，有1出1（三）邏輯函數(shù)式Y(jié)=A+B或邏輯又稱邏輯加1+1=1或邏輯運(yùn)算規(guī)則0+0=00+1=11+0=1正邏輯規(guī)定邏輯1表示高電平、邏輯0表示低電平。負(fù)邏輯規(guī)定邏輯1表示低電平、邏輯0表示高電平?；蜷T圖形符號(hào)Y=A+B+CY≥1ABC非邏輯和非門電路（一）非邏輯和非門非邏輯就是對一個(gè)邏輯變量取“反”。即對這個(gè)邏輯變量加以否定—對于高電平的否定是低電平；對于低電平的否定是高電平。非門電路非門(反相器)非門圖形符號(hào)非邏輯函數(shù)式1AY非門的特點(diǎn)：它只有一個(gè)輸入端，且輸出端的邏輯狀態(tài)與該輸入端的邏輯狀態(tài)相反：當(dāng)輸入端是高電平時(shí)，輸出是低電平；輸入端是低電平時(shí)，輸出是高電平。非邏輯真值表

AY

0110非邏輯運(yùn)算規(guī)則例如A=1則例如A=0則（二）三極管非門電路0UiHtuiUiL0tu0UCCUCESRC+UCCu0++—RBui—單管共射極放大電路輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反相。0UiHtuiUiL0tu0UCCUCESRC+UCCu0++—RBui—輸入低電平ui=UiL=+0.3V，UBE＜死區(qū)電壓(+0.5V)，三極管截止，IC≈0。電路輸出高電平uo≈UCC。0UiHtuiUiL0tu0UCCUCESRC+UCCu0++—RBui—輸入高電平ui=UiH，三極管發(fā)射結(jié)正偏，且使其飽和導(dǎo)通，電路輸出低電平。該低電平數(shù)值即為三極管飽和管壓降uo≈UCES≈0.3V。任務(wù)實(shí)施１)電路中電信號(hào)有幾種類型?分別是什么?各有什么特點(diǎn)?我們的電路中有兩種信號(hào)，分別是模擬電路中的模擬信號(hào)和數(shù)字電路中的數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)是隨時(shí)間連續(xù)變化的電信號(hào)，而數(shù)字信號(hào)是在時(shí)間和數(shù)值上都不連續(xù)變化的信號(hào)。２)交通信號(hào)燈的亮或滅屬于什么信號(hào)?如何表示這種信號(hào)?(提示:如何表示兩種互異的狀態(tài))交通信號(hào)燈的亮和暗是兩種確定的狀態(tài)，屬于數(shù)字信號(hào)，在數(shù)值上是階躍變化的，不連續(xù)的。我們可以用“0”和“1”兩個(gè)符號(hào)來表示，如用“0”表示沒有信號(hào)輸出，即燈暗，對應(yīng)的電路狀態(tài)為低電平；用“1”表示有信號(hào)輸出，即燈亮，對應(yīng)的電路狀態(tài)為高電平。３)什么是邏輯關(guān)系?有幾種基本的邏輯關(guān)系?有幾種復(fù)合邏輯關(guān)系，分別是哪些?“邏輯”泛指事物或思維的規(guī)律性。數(shù)字電路所處理的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間是有確定的規(guī)律性和因果關(guān)系的，即有確定的邏輯關(guān)系的。有三種基本的邏輯關(guān)系，分別是與、或、非；基本的邏輯關(guān)系之間相互組合可得到與非、或非、與或非等復(fù)合的邏輯關(guān)系。４)單方向上(比如南北方向)有一組交通信號(hào)燈，分別為紅、黃、綠共三盞燈，紅、黃、綠三種信號(hào)燈某個(gè)時(shí)刻正常工作的狀態(tài)有哪些?將這些狀態(tài)組合填入表６-１中。交通信號(hào)燈的狀態(tài)組合交通信號(hào)燈的種類交通信號(hào)燈正常工作狀態(tài)綠燈黃燈紅燈狀態(tài)一

狀態(tài)二

狀態(tài)三

交通信號(hào)燈的狀態(tài)組合５)如何表示某個(gè)時(shí)刻信號(hào)燈的工作狀態(tài)?一組燈某一時(shí)刻的邏輯關(guān)系是什么?每種工作狀態(tài)(不同時(shí)刻的信號(hào)燈)之間的邏輯關(guān)系是什么?我們可以用邏輯函數(shù)式來表示交通信號(hào)三盞燈之間的邏輯關(guān)系。一種狀態(tài)之間的各邏輯變量之間的邏輯關(guān)系是“與”的邏輯關(guān)系，每組狀態(tài)之間是邏輯“或”的關(guān)系?！芭c”邏輯關(guān)系又稱為邏輯乘，這種邏輯關(guān)系的特點(diǎn)是只有當(dāng)決定一個(gè)事件的所有條件全都具備之后，這個(gè)事件才能發(fā)生?！盎颉边壿嬯P(guān)系的特點(diǎn)是當(dāng)決定一件事情的幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，這個(gè)事件就會(huì)發(fā)生。６)如何用波形圖來表示單方向上一個(gè)周期內(nèi)紅、黃、綠燈正常的工作狀態(tài)?假設(shè)用輸入變量“Ｇ”表示綠燈，Ｙ”表示黃燈，“Ｒ”表示紅燈，用“１”表示燈亮，“０”表示燈滅，其中綠燈亮的時(shí)間為２５ｓ，閃爍時(shí)間為３ｓ，黃燈亮的時(shí)間為２ｓ，紅燈亮的時(shí)間為３０ｓ，“Ｔ”為矩形脈沖波，周期為１ｓ，在圖６-１中繪制出紅、黃、綠三種燈在一個(gè)周期內(nèi)的狀態(tài)波形。交通信號(hào)燈正常狀態(tài)下的矩形脈沖波形圖用“G”表示綠燈、“Y”表示黃燈、“R”表示紅燈來表示輸入變量，“T”為矩形脈沖波，用“1”表示燈亮，“0”表示燈暗，其中綠燈亮的時(shí)間為25秒，閃爍時(shí)間為3秒，黃燈亮的時(shí)間為2秒，紅燈亮的時(shí)間為30秒。交通信號(hào)燈正常狀態(tài)下的矩形脈沖波形圖７)如何用邏輯函數(shù)式來表示單方向交通信號(hào)燈的正常工作狀態(tài)?完成表６-２。交通信號(hào)燈正常工作狀態(tài)邏輯表達(dá)式８)用邏輯符號(hào)表示單方向交通信號(hào)燈正常工作狀態(tài)的邏輯電路圖，將工作狀態(tài)為紅燈亮，黃燈、綠燈滅的邏輯電路圖繪制在圖６-２中。謝謝！任務(wù)二、簡單邏輯電路的分析電工電子技術(shù)

黃燕華任務(wù)導(dǎo)學(xué)邏輯功能的表示方法有哪些?列出邏輯功能的表示方式。

任務(wù)導(dǎo)學(xué)表達(dá)邏輯功能可以用邏輯圖、邏輯函數(shù)式、真值表等形式來表示。任務(wù)情境已知組合邏輯電路如圖６-１３所示，分析該電路的邏輯功能。簡單組合邏輯電路分析任務(wù)實(shí)施１)如圖６-１３所示的組合邏輯電路，分步驟寫出該邏輯電路的函數(shù)式，完成表６-７。組合邏輯電路對應(yīng)的邏輯函數(shù)式２)用邏輯函數(shù)化簡公式對該邏輯表達(dá)式進(jìn)行化簡，將化簡過程寫在下面的橫線上。３)什么是真值表?根據(jù)化簡的邏輯函數(shù)式列出對應(yīng)真值表，完成表６-８。所示對應(yīng)的真值表４)根據(jù)該邏輯電路的真值表分析該邏輯電路的功能。知識(shí)鏈接一、組合邏輯二、邏輯代數(shù)

三、邏輯圖與邏輯函數(shù)式的相互轉(zhuǎn)換四、組合邏輯電路的分析

一、組合邏輯電工電子技術(shù)

黃燕華與非門、或非門和與或非門復(fù)合邏輯和復(fù)合門（一）與非門由與門和非門串聯(lián)組合而成。工作原理真值表邏輯功能

ABY

001011101110全1出0，有0出1＆1ABYABVDB+12VRCR（UCC）+12V二極管與門

非門

YVDARBP與非門圖形符號(hào)邏輯函數(shù)式（二）或非門邏輯功能

ABY

001010100110工作原理真值表由或門和非門串聯(lián)組合而成。有1出0，全0出1A＆BCY≥11ABY或非門圖形符號(hào)邏輯功能每一組輸入端內(nèi)部是與邏輯關(guān)系。組與組之間是或非邏輯關(guān)系。當(dāng)任何一組（或幾組）輸入端的輸入全為高電平時(shí)，輸出是低電平；只有在每一組輸入中都有低電平時(shí)，輸出才是高電平。A≥1BCY邏輯函數(shù)式（三）與或非門邏輯函數(shù)式A＆＆BCDY≥1Y=A·B+C·D二、邏輯代數(shù)電工電子技術(shù)

黃燕華邏輯代數(shù)邏輯代數(shù)分析和設(shè)計(jì)數(shù)字電路的理論基礎(chǔ)。一.邏輯變量邏輯0和邏輯1(表示兩個(gè)互異的狀態(tài))。二.邏輯代數(shù)的基本公式功能2：邏輯函數(shù)式的變換功能1：化簡邏輯函數(shù)式的工具(一)只包含一個(gè)邏輯變量的基本公式公式5A=A重疊律互補(bǔ)律還原律公式1A+0=A公式2A+1=1A·0=0

公式3A+A=AA·A=A

公式4A+A=1A·1=A

A·A=0

公式4A+A=1互補(bǔ)律互補(bǔ)律如果A=1，則1·1=1·0=0A·A=0

證明:以公式4為例如果A=0，則0·0=0·1=0如果A=0，則0+0=0+1=1如果A=1，則1+1=1+0=1(二)交換律、結(jié)合律和分配律公式6A+B=B+A公式7（A+B

）+C=A+（B+C

）交換律

A·B=B·A結(jié)合律

（A·B

）·C=A·（B·C

）邏輯乘對邏輯加的分配律邏輯加對邏輯乘的分配律

A+（B

·C

）=（A+B

）·（A+C

）分配律A·（B+C

）=A·B+A·C

公式8(三)反演律德·摩根定理公式9A+B=A·B推廣A+B+C+······=A

·B·C·

······A·B·C·······=A+B+C+······

A·B=A+B與邏輯運(yùn)算或邏輯運(yùn)算真值表法證明反演律

AB

00110101110010101000100011101110A+B=A·BA·B=A+B以上公式均可用公式法或真值表法予以證明。ABA+BA·BA+BA·B三、邏輯圖與邏輯函數(shù)式的相互轉(zhuǎn)換

電工電子技術(shù)

黃燕華邏輯圖與邏輯函數(shù)式的轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)的表示方法邏輯函數(shù)式真值表邏輯圖

ABY

001010100110A≥1BCY1＆＆≥11ABY1(一)已知邏輯圖,寫出邏輯函數(shù)式

例題邏輯圖如圖示,寫出輸出Y的邏輯函數(shù)式。123456ABABABAB+AB1＆＆≥11ABY1解

方法：將各邏輯單元從輸入到輸出按順序編號(hào),再從輸入到輸出逐級(jí)寫出它們的邏輯式,最后得到邏輯電路輸出Y的邏輯式。Y=AB+AB=AB+AB邏輯功能:異或邏輯(二)已知邏輯函數(shù)式,畫出邏輯圖用邏輯圖實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)式所表示的邏輯功能。已知邏輯函數(shù)式畫出對應(yīng)的邏輯電路圖。Y=A·AB+B·AB4＆＆≥1ABY＆B·AB邏輯函數(shù)式Y(jié)=A·AB+B·AB＆與＆與非≥1或非解:123ABA·AB四、組合邏輯電路的分析電工電子技術(shù)

黃燕華組合邏輯電路的分析根據(jù)給出的邏輯電路，分析其邏輯功能(化簡與變換)。＆ABY＆＆11

例題已知圖示邏輯電路，請分析其邏輯功能。解＆ABY＆＆11第一步寫出邏輯電路的函數(shù)式。Y=AB·A·BABABAB第二步用反演率對邏輯函數(shù)式進(jìn)行化簡。Y=AB·A·B=AB+A·B12345第三步列寫真值表,分析邏輯功能。同或邏輯輸入信號(hào)A、B相同，輸出Y為1；輸入A、B相異，輸出Y為0。Y=AB·A·B=AB+A·BABABA·BABAB+A·BY00110111011000001001000011001011任務(wù)實(shí)施１)如圖６-１３所示的組合邏輯電路，分步驟寫出該邏輯電路的函數(shù)式，完成表６-７。組合邏輯電路對應(yīng)的邏輯函數(shù)式２)用邏輯函數(shù)化簡公式對該邏輯表達(dá)式進(jìn)行化簡，將化簡過程寫在下面的橫線上。應(yīng)用反演律可得：３)什么是真值表?根據(jù)化簡的邏輯函數(shù)式列出對應(yīng)真值表，完成表６-８。所示對應(yīng)的真值表如果用規(guī)定的符號(hào)“1”表示高電平，這時(shí)的“1”又稱為邏輯“1”；用符號(hào)“0”表示低電平，這時(shí)的“0”又稱為邏輯“0”。表的左側(cè)列出所有輸入變量的可能的取值組合，表的右側(cè)列出每一種輸入變量取值組合所對應(yīng)的輸出邏輯變量之值，這種表就稱為真值表。本任務(wù)中總共有A、B、C三個(gè)變量，所以共有8種組合，將所有組合對應(yīng)的輸入、輸出填入表中。４)根據(jù)該邏輯電路的真值表分析該邏輯電路的功能。從該邏輯電路的真值表可分析出當(dāng)輸入變量中有兩個(gè)以上事件發(fā)生，則該事件發(fā)生，說明該電路具有多數(shù)表決的功能。謝謝！任務(wù)三、基于Multisim的基本邏輯電路仿真電工電子技術(shù)

黃燕華任務(wù)導(dǎo)學(xué)總結(jié)基本的邏輯門電路“與”、“或”、“非”、“與非”、“或非”的邏輯功能。

任務(wù)導(dǎo)學(xué)“與”門，當(dāng)所有輸入全為高電平時(shí)，輸出才是高電平?！盎颉遍T，當(dāng)所有輸入都是低電平時(shí)，輸出才是低電平?！胺恰遍T，輸出與輸入剛好相反?！芭c非”門，當(dāng)所有輸入全為高電平時(shí)，輸出才為低電平?！盎蚍恰遍T，當(dāng)所有輸入全為低電平時(shí)，輸出才是高電平。任務(wù)情境基本的邏輯電路有“與”“或”“非”，復(fù)雜的邏輯電路是由基本邏輯電路組合而成的，基于Multisim仿真軟件驗(yàn)證基本邏輯門電路。任務(wù)實(shí)施1）“與”邏輯的邏輯關(guān)系是:只有當(dāng)決定一件事情的所有條件都具備之后，這件事情才發(fā)生，根據(jù)圖6-5二極管與門電路，基于Multisim仿真軟件構(gòu)建仿真模型并驗(yàn)證“與”邏輯功能，完成表6-18

(提示:可用直流電源代表Ａ、Ｂ的電位，修改直流電源數(shù)值大小來改變電位的高低，通過電平指示器X觀察輸出電位的高低)圖6-24（a）“與”邏輯電路（b）二極管“與”門基于Multisim軟件的二極管“與”門電路仿真結(jié)果２)“或”邏輯的邏輯關(guān)系是:當(dāng)決定一件事情的幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，這件事情就會(huì)發(fā)生。根據(jù)圖6-9二極管“或”門電路，基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ仿真軟件構(gòu)建仿真模型并驗(yàn)證“或”邏輯功能，完成表６-１９（“提示:可用直流電源代表A、B的電位,修改直流電源數(shù)值大小來改變電位的高低,通過電平指示器X觀察輸出電位的高低”。（a）“或”邏輯電路

（b）二極管“或”門基于Multisim軟件的二極管“或”門電路仿真結(jié)果3）基于Multisim驗(yàn)證有三個(gè)邏輯變量輸入的“與非”門電路的邏輯關(guān)系，根據(jù)圖6-23所給元器件的提示完成仿真電路模型的構(gòu)建，完成仿真接線(提示:用雙擲開關(guān)來進(jìn)行輸入變量的切換，Ucc＝5.0V代表高電位，接地為0V代表低電位)，根據(jù)仿真電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果填寫表6-20并總結(jié)“與非”邏輯關(guān)系的特點(diǎn)?！芭c非”門邏輯電路仿真結(jié)果“與非”門邏輯電路仿真元器件示意圖4）基于Multisim軟件驗(yàn)證三個(gè)邏輯變量輸入的“或非”門電路的邏輯關(guān)系，根據(jù)圖6-24所示元器件的提示完成仿真電路的構(gòu)建，（提示：用雙擲開關(guān)來進(jìn)行輸入變量的切換，Ucc=5.0V代表高電位，接地為0V代表低電位），根據(jù)仿真電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果將表填寫完整并總結(jié)“或非”邏輯關(guān)系的特點(diǎn)?！盎蚍恰遍T邏輯電路仿真接線示意圖知識(shí)鏈接一、基于Multisim軟件的TTL門電路測試

一、基于Multisim軟件的TTL門電路測試電工電子技術(shù)

黃燕華基于Multisim軟件的TTL門電路測試一、基于Multisim軟件的TTL門電路測試如圖6-28為與門電路的仿真模型，在此以型號(hào)為74S15D的TTL與門電路為例，根據(jù)其仿真電路模型可得仿真結(jié)果，見表6-22。6-22“與門”電路的仿真模型6-22“與”門邏輯電路仿真結(jié)果任務(wù)實(shí)施1）“與”邏輯的邏輯關(guān)系是:只有當(dāng)決定一件事情的所有條件都具備之后，這件事情才發(fā)生，根據(jù)圖6-5二極管與門電路，基于Multisim仿真軟件構(gòu)建仿真模型并驗(yàn)證“與”邏輯功能，完成表6-18

(提示:可用直流電源代表Ａ、Ｂ的電位，修改直流電源數(shù)值大小來改變電位的高低，通過電平指示器X觀察輸出電位的高低)圖6-24（a）“與”邏輯電路（b）二極管“與”門基于Multisim軟件的二極管“與”門電路仿真結(jié)果圖6-25基于Multisim軟件的二極管“與”門電路仿真圖基于Multisim軟件的二極管“與”門電路仿真結(jié)果２)“或”邏輯的邏輯關(guān)系是:當(dāng)決定一件事情的幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，這件事情就會(huì)發(fā)生。根據(jù)圖6-9二極管“或”門電路，基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ仿真軟件構(gòu)建仿真模型并驗(yàn)證“或”邏輯功能，完成表６-１９（“提示:可用直流電源代表A、B的電位,修改直流電源數(shù)值大小來改變電位的高低,通過電平指示器X觀察輸出電位的高低”。（a）“或”邏輯電路

（b）二極管“或”門基于Multisim軟件的二極管“或”門電路仿真結(jié)果基于Multisim軟件的二極管“或”門電路仿真圖基于Multisim軟件的二極管“或”門電路仿真結(jié)果3）基于Multisim驗(yàn)證有三個(gè)邏輯變量輸入的“與非”門電路的邏輯關(guān)系，根據(jù)圖6-23所給元器件的提示完成仿真電路模型的構(gòu)建，完成仿真接線(提示:用雙擲開關(guān)來進(jìn)行輸入變量的切換，Ucc＝5.0V代表高電位，接地為0V代表低電位)，根據(jù)仿真電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果填寫表6-20并總結(jié)“與非”邏輯關(guān)系的特點(diǎn)?！芭c非”門邏輯電路仿真結(jié)果“與非”門邏輯電路仿真元器件示意圖“與非”門邏輯電路仿真接線示意圖“與非”門邏輯電路的特點(diǎn)是當(dāng)輸入全為高電平時(shí)輸出為低電平，當(dāng)輸入有低電平時(shí)，輸出為高電平，即“全1出0，有0出1”4）基于Multisim軟件驗(yàn)證三個(gè)邏輯變量輸入的“或非”門電路的邏輯關(guān)系，根據(jù)圖6-24所示元器件的提示完成仿真電路的構(gòu)建，（提示：用雙擲開關(guān)來進(jìn)行輸入變量的切換，Ucc=5.0V代表高電位，接地為0V代表低電位），根據(jù)仿真電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果將表填寫完整并總結(jié)“或非”邏輯關(guān)系的特點(diǎn)?！盎蚍恰遍T邏輯電路仿真接線示意圖“或非”門邏輯電路仿真接線示意圖“或非”門邏輯電路仿真結(jié)果“或非”門邏輯電路的特點(diǎn)是當(dāng)輸入全為低電平時(shí)輸出為高電平，當(dāng)輸入有高電平時(shí)，輸出為低電平，即“全0出1，有1出0”謝謝！任務(wù)四、與非門邏輯功能測試實(shí)驗(yàn)電工電子技術(shù)

黃燕華任務(wù)導(dǎo)學(xué)在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)用到示波器和函數(shù)發(fā)生器，示波器和函數(shù)發(fā)生器有哪些應(yīng)用?通過查閱資料，舉出示波器和函數(shù)發(fā)生器的應(yīng)用場合及使用注意事項(xiàng)。

任務(wù)導(dǎo)學(xué)示波器主要用于觀察和分析電子信號(hào)的波形，它能夠?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為可視化的圖像，便于人們對信號(hào)進(jìn)行定性和定量的分析。示波器在電路測試、故障診斷、信號(hào)分析等方面具有不可替代的作用?？捎糜诹私庑盘?hào)的波形、幅度、頻率、相位等參數(shù)，或者對電路進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化。函數(shù)發(fā)生器則主要用于產(chǎn)生各種標(biāo)準(zhǔn)化的電信號(hào)波形，如正弦波、方波、三角波等。這些信號(hào)可以用于測試電子設(shè)備的性能，如濾波器的濾波效果、放大器的放大倍數(shù)等。函數(shù)發(fā)生器還可以模擬實(shí)際環(huán)境中可能遇到的各種信號(hào)，以便于對電子設(shè)備進(jìn)行全面的測試和分析。函數(shù)發(fā)生器使用注意事項(xiàng)：（1）保持工作環(huán)境清潔，防止灰塵進(jìn)入儀器影響其正常工作。（2）檢查電源、信號(hào)輸出等接線是否正確，避免出現(xiàn)接線不良、接錯(cuò)等問題。（3）注意選擇合適的負(fù)載，避免因負(fù)載不匹配造成的誤差。（4）使用過程中要注重保養(yǎng)和維護(hù)，加強(qiáng)儀器的保養(yǎng)和檢修，延長設(shè)備壽命。示波器使用注意事項(xiàng)：（1）使用前一定要對示波器進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。（2）保持儀器的清潔和正常的工作環(huán)境，防止灰塵和濕度對儀器的影響。（3）正常連接被測電路時(shí)應(yīng)注意防止觸電和損壞。（4）在測量時(shí)，應(yīng)根據(jù)測量的具體要求，選擇合適的測量方式和參數(shù)。任務(wù)情境通過前面的學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握了基本的邏輯電路“與”、“或”、“非”及簡單的組合邏輯電路“與非”、“或非”、“與或非”。應(yīng)用示波器、函數(shù)發(fā)生器等實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成與非門邏輯功能的測試，總結(jié)與非門邏輯功能。任務(wù)實(shí)施一、實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺(tái)、示波器、函數(shù)發(fā)生器、７４ＬＳ００二輸入端四與非門集成電路２片、74LS20四輸入端雙與非門集成電路１片。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟１測試門電路的邏輯功能１)如圖６-３０所示，74LS20特點(diǎn)是在一塊集成塊內(nèi)含有兩個(gè)互相獨(dú)立的與非門，每個(gè)與非門有四個(gè)輸入端。寫出四輸入與非門邏輯表達(dá)式，并畫出四輸入與非門邏輯符號(hào)。①四輸入與非門邏輯表達(dá)式。②完成圖６-３１。２)說明如何辨認(rèn)74LS20集成電路的起始引腳?３)將邏輯電平開關(guān)按照表６-２４中的狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，測出輸出邏輯狀態(tài)值及電壓值，完成表６-２４和表６-２５。２利用與非門控制波形的輸出１)選用７４ＬＳ００與非門，按圖６-３２ａ、ｂ所示接線，將一個(gè)輸入端接連續(xù)脈沖源(頻率為２０ｋＨｚ)，另一端分別接高、低電位開關(guān)，輸出端Ｙ接示波器，用示波器觀察高低電位對電路輸出波形的影響，將示波器觀察到的波形記錄在圖６-３３和圖６-３５中。２)通過示波器的輸出脈沖波形總結(jié)與非門對脈沖的控制作用。四、實(shí)驗(yàn)思考１)與非門一個(gè)輸入接連續(xù)脈沖，其余端什么狀態(tài)時(shí)允許脈沖通過?什么狀態(tài)時(shí)禁止脈沖通過?對脈沖信號(hào)有何要求?２)怎樣判斷門電路邏輯功能是否正常?知識(shí)鏈接一、TTL與非門電路二、74LS20雙四輸入與非門三、數(shù)字示波器四、函數(shù)發(fā)生器

一、TTL與非門電路電工電子技術(shù)

黃燕華TTL與非門電路圖６-３５所示是一個(gè)ＴＴＬ與非門的基本電路。電路的輸入級(jí)為晶體管VT1，其有有一個(gè)集電極、一個(gè)基極，還有若干個(gè)發(fā)射極，因此又稱為多發(fā)射極晶體管。由于基極與各發(fā)射極之間均構(gòu)成PN結(jié)，基極與集電極之間也存在一個(gè)PN結(jié)，所以多發(fā)射極晶體管ＶＴ１在集成電路中起與門的作用。該與非門電路的輸入級(jí)為多發(fā)射極晶體管VT和電阻R1組成，實(shí)現(xiàn)對輸入信號(hào)(Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ)的與邏輯運(yùn)算，Ｙ為輸出端，其邏輯符號(hào)如圖６-３６所示。該與非門的邏輯功能是:當(dāng)輸入端中有一個(gè)或一個(gè)以上是低電平時(shí)，輸出端為高電平，只有當(dāng)輸入端全部為高電平時(shí)，輸出端才是低電平(即有“０”得“１”，全“１”得“０”)。二、74LS20雙四輸入與非門電工電子技術(shù)

黃燕華74LS20雙四輸入與非門集成電路74LS20雙四輸入與非門其引腳排列規(guī)則如圖6-37所示，由圖中可知，正對集成電路型號(hào)(如74LS20)或看標(biāo)記(左邊的缺口或小圓點(diǎn)標(biāo)記)，從左下角開始按逆時(shí)針方向以１、２、３...依次排列到最后一腳(在左上角)。在標(biāo)準(zhǔn)的ＴＴＬ集成電路中，電源端UCC一般排在左上端，接地端ＧＮＤ一般排在右下端，如74LS20為１４腳芯片，１４腳為UCC，７腳為ＧＮＤ，若集成電路引腳上的功能標(biāo)號(hào)為ＮＣ，則表示該引腳為空腳，與內(nèi)部電路不連接。該與非門的四個(gè)輸入端接邏輯開關(guān)輸出插口，以提供“０”與“１”電平信號(hào)，開關(guān)向上，輸出邏輯“１”，向下為邏輯“０”。該與非門的輸出端接由ＬＥＤ發(fā)光二極管組成的邏輯電平顯示器(又稱０-１指示器)的顯示插口，ＬＥＤ亮為邏輯“１”，不亮為邏輯“０”，７４ＬＳ２０有４個(gè)輸入端，共有１６