单元2集成逻辑门电路.ppt

《单元2集成逻辑门电路.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单元2集成逻辑门电路.ppt（86页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、单元 2 集成逻辑门电路内容内容：1.逻辑门电路基本知识逻辑门电路基本知识 2.集成门电路功能测试集成门电路功能测试 3.集成逻辑门电路的实践应用集成逻辑门电路的实践应用重点：重点：逻辑门电路的逻辑功能和外特性逻辑门电路的逻辑功能和外特性 集成路的功能测试与应用集成路的功能测试与应用难点：难点：集成逻辑门电路的应用集成逻辑门电路的应用单元单元2 集成逻辑门电路集成逻辑门电路单元 2 集成逻辑门电路 集成电路是将若干个晶体管、二极管和电阻集集成电路是将若干个晶体管、二极管和电阻集成并封装在一起的器件。与分立电路相比，集成电成并封装在一起的器件。与分立电路相比，集成电路使数字电路的体积大大缩小，功

2、耗降低，工作速路使数字电路的体积大大缩小，功耗降低，工作速度和可靠性得到提高。度和可靠性得到提高。2.1 常用集成逻辑门电路的功能测试常用集成逻辑门电路的功能测试2.1.1 数字集成电路的封装及引脚数字集成电路的封装及引脚单元 2 集成逻辑门电路单元 2 集成逻辑门电路 DIP封装的集成电路引脚编号方法：芯片的一端封装的集成电路引脚编号方法：芯片的一端有半月形缺口有半月形缺口(有些是一个小圆点，凹口或一个斜切有些是一个小圆点，凹口或一个斜切角角)用来指示引脚编号的起始位置；起始标志朝左，用来指示引脚编号的起始位置；起始标志朝左，紧邻这个起始引脚标志的左下方引脚为第紧邻这个起始引脚标志的左下方引

3、脚为第1 1脚，其它脚，其它引 脚 按 逆 时 针 方 式 顺 序 排 列。引 脚 按 逆 时 针 方 式 顺 序 排 列。单元 2 集成逻辑门电路2.1.2 数字集成电路的连线及逻辑图数字集成电路的连线及逻辑图单元 2 集成逻辑门电路在连线时应注意以下几点在连线时应注意以下几点：1.要使集成电路正常工作，必须要给集成电路提供合适要使集成电路正常工作，必须要给集成电路提供合适的电源。对于的电源。对于74LS系列的集成电路，要在电源端系列的集成电路，要在电源端(Vcc)和地和地(GND)之间加之间加5V直流电源；而直流电源；而CMOS器件在器件在VDD端与端与V VSSSS端之间加端之间加315

4、V直流电源。直流电源。2.集成电路插入集成电路插入IC插座后，插座后，输入端接逻辑电平开关，输入端接逻辑电平开关，输出端接逻辑电平显示，若输出端接逻辑电平显示，若IC中有多个相同门时，先中有多个相同门时，先测试其中任意一个门电路的逻辑关系，接线方法如图测试其中任意一个门电路的逻辑关系，接线方法如图2.4所示。由于所示。由于CMOS门电路的内部结构不同，门电路的内部结构不同，单元 2 集成逻辑门电路2.1.3 常用门电路的逻辑功能及测试常用门电路的逻辑功能及测试一、与门电路一、与门电路 74LS08为四为四2输入与门电路，图输入与门电路，图(a)表示了四个与门的输入、输出对应关系。表示了四个与门

5、的输入、输出对应关系。其中其中14脚接脚接+5V电源，电源，7脚脚接地接地。测试其逻。测试其逻辑功能的接线方法如图所示。将测试结果辑功能的接线方法如图所示。将测试结果记录在表中，判断是否满足记录在表中，判断是否满足Y=AB的逻辑的逻辑功能。功能。真值表真值表单元 2 集成逻辑门电路单元 2 集成逻辑门电路二、或门电路二、或门电路单元 2 集成逻辑门电路74LS32是四是四2输入或门电输入或门电路，图路，图(a)为其引脚排列图。测为其引脚排列图。测试其逻辑功能的接线方法如图试其逻辑功能的接线方法如图(b)所示。所示。将测试结果记录在表将测试结果记录在表中，判断是否满足中，判断是否满足Y=A+B的

6、逻的逻辑功能。辑功能。真值表真值表单元 2 集成逻辑门电路三、非门电路三、非门电路单元 2 集成逻辑门电路74LS04是六反相器，引脚排是六反相器，引脚排列如图列如图(a)所示，测试其逻辑功能的所示，测试其逻辑功能的接线方法如图接线方法如图(b)所示。所示。将测试结果将测试结果记录在表中，判断是否满足的其逻记录在表中，判断是否满足的其逻辑功能辑功能。真值表真值表单元 2 集成逻辑门电路四、与非门电路四、与非门电路单元 2 集成逻辑门电路 74LS00是四是四2输入与非门电输入与非门电路，如图路，如图(a)所示为其引脚排列所示为其引脚排列图，测试其逻辑功能的接线方图，测试其逻辑功能的接线方法如图

7、法如图(b)所示。所示。将测试结果记将测试结果记录在表中，判断是否满足的其录在表中，判断是否满足的其逻辑功能。逻辑功能。真值表真值表单元 2 集成逻辑门电路 74LS20是双是双4输入与非门电输入与非门电路，引脚排列如图路，引脚排列如图(a)所示，测所示，测试其逻辑功能的接线方法如图试其逻辑功能的接线方法如图(b)所示。将测试结果记录在表中，所示。将测试结果记录在表中，判断是否满足其逻辑功能。判断是否满足其逻辑功能。单元 2 集成逻辑门电路单元 2 集成逻辑门电路单元 2 集成逻辑门电路五、或非门电路五、或非门电路单元 2 集成逻辑门电路 74LS02是四是四2输入或非输入或非门电路，其引脚排

8、列如图门电路，其引脚排列如图(a)，测试其逻辑功能的接，测试其逻辑功能的接线方法如图线方法如图(b)所示。所示。将测将测试结果记录在表中，判断是试结果记录在表中，判断是否满足其逻辑功能。否满足其逻辑功能。真值表真值表单元 2 集成逻辑门电路六、异或门电路六、异或门电路单元 2 集成逻辑门电路 74LS86是四是四2输入异或门输入异或门电路，引脚排列如图电路，引脚排列如图(a)所示，所示，测试其逻辑功能的接线方法如测试其逻辑功能的接线方法如图图(b)所示。所示。将测试结果记录在将测试结果记录在表中，判断是否满足的其逻辑表中，判断是否满足的其逻辑功能。功能。真值表真值表单元 2 集成逻辑门电路七七

9、、与或非门电路、与或非门电路单元 2 集成逻辑门电路 74LS51是双是双2路路2-2输入输入与或非门电路，引脚排列如与或非门电路，引脚排列如图图(a)所示，测试其逻辑功能所示，测试其逻辑功能的接线方法如图的接线方法如图(b)所示。将所示。将测试结果记录在表中，判断测试结果记录在表中，判断是否满足其逻辑功能。是否满足其逻辑功能。单元 2 集成逻辑门电路 CMOS与非门与与非门与TTL与与非门虽然内部结构不同，但非门虽然内部结构不同，但其逻辑功能完全一致。图其逻辑功能完全一致。图(a)给出了给出了CD4011引脚排列图。引脚排列图。请按照图请按照图(b)接线，测试其逻接线，测试其逻辑功能，并填入

10、表中。辑功能，并填入表中。真值表真值表九、九、CMOSCMOS与非门与非门单元 2 集成逻辑门电路单元 2 集成逻辑门电路1.归纳归纳异或门、与或非门分别在什么输入情况下输出异或门、与或非门分别在什么输入情况下输出低电平？什么情况下输出高电平？低电平？什么情况下输出高电平？2.如果如果要用要用74LS51实现与非、或非逻辑功能，应如何实现与非、或非逻辑功能，应如何搭接电路？画出原理图。搭接电路？画出原理图。3.多多输入门电路的一个输入端接连续脉冲时：输入门电路的一个输入端接连续脉冲时：其余的输入端是什么逻辑状态时，允许脉冲通过？其余的输入端是什么逻辑状态时，允许脉冲通过？脉冲通过时，输入和输出

11、波形有何脉冲通过时，输入和输出波形有何差别？差别？如果仅仅想用一个控制端控制输入信号的通断，其如果仅仅想用一个控制端控制输入信号的通断，其余端口如何处理？余端口如何处理？十、问题与讨论十、问题与讨论单元 2 集成逻辑门电路1.1.集电极集电极开路与非门开路与非门(OC门门)和和CMOS漏极开路与非漏极开路与非门门(OD门门)TTL集电极开路与非门也集电极开路与非门也叫叫OC门。图为其逻辑符号。门。图为其逻辑符号。OC门工作时需要输出端门工作时需要输出端Z Z和电和电源源VCC之间外接一个上拉负载之间外接一个上拉负载电阻电阻R。其逻辑表达式为其逻辑表达式为：ABCZ 十一、其它功能的十一、其它功

12、能的 逻辑门电路简介逻辑门电路简介单元 2 集成逻辑门电路 OC门的应用：门的应用：实现线与实现线与。线与就是将几个门的。线与就是将几个门的输出端直接相连，实现与的功能。所以，集电极开输出端直接相连，实现与的功能。所以，集电极开路与非门很容易实现线与，因而扩展了路与非门很容易实现线与，因而扩展了TTL与非门与非门的功能。两个的功能。两个OC与非门输出端相连后经电阻与非门输出端相连后经电阻R接电接电源源VCC的电路。两个的电路。两个OC门线与时其逻辑功能为门线与时其逻辑功能为：CDABCDABZ可见，当两个可见，当两个OCOC门输出都为高电门输出都为高电平平1 1时，输出时，输出Z Z才才为高电

13、平为高电平1 1，否，否则输出则输出Z Z为低电为低电平平0 0。单元 2 集成逻辑门电路 用作驱动电路用作驱动电路。直接驱动。直接驱动LED、继电器、脉冲变、继电器、脉冲变压器等。压器等。在输入都为高电平在输入都为高电平时，输出才为低电时，输出才为低电平，平，LED亮；亮；OC门输出高电平时，门输出高电平时，LED暗。暗。说明说明：CMOS集成门电路也有类似集成门电路也有类似TTL的的OC门门(称为称为OD门，漏极开路门，漏极开路)门，其作用与门，其作用与TTL的的OC门、三态门、三态门相同。门相同。单元 2 集成逻辑门电路2.三态三态输出门输出门(TSL门门)所谓三态门，就是具有高电平、所

14、谓三态门，就是具有高电平、低电平和高阻抗三种输出状态的门电路。低电平和高阻抗三种输出状态的门电路。当当EN=1时，使与非门能正常工作，即输出，故时，使与非门能正常工作，即输出，故EN端又称使能端；当端又称使能端；当EN=0时，输出端呈现高阻抗，时，输出端呈现高阻抗，这时称这时称EN高电平有效高电平有效三三态门的主要用途是实现用同态门的主要用途是实现用同一根导线轮流传送一根导线轮流传送n个不同的数据或控制信号，如图个不同的数据或控制信号，如图所示。所示。同样，用三态输出门可构成双向总线，它可同样，用三态输出门可构成双向总线，它可通过通过EN的不同取值控制数据的双向传输。的不同取值控制数据的双向传

15、输。单元 2 集成逻辑门电路单元 2 集成逻辑门电路3.CMOS传输门传输门 图所示是图所示是CMOS传输门的逻辑符号。其中传输门的逻辑符号。其中C和和C为互补控制端，其低电平为为互补控制端，其低电平为0V，高电平为，高电平为VDD，输入电压输入电压ui在在0VDD范围内变化。范围内变化。由于由于MOSMOS管的结构是对称的，因此传输门具有双向管的结构是对称的，因此传输门具有双向性，也称双向开关，即性，也称双向开关，即CMOSCMOS传输门的输出端和输入传输门的输出端和输入端也可互换使用端也可互换使用。单元 2 集成逻辑门电路例例2.1：正确连接正确连接4011CMOS集成芯片的外部线路，实现

16、集成芯片的外部线路，实现图图(a)所示电路。所示电路。实现电路如图实现电路如图(b)所示。所示。2.1.4 集成门电路的应用集成门电路的应用一、集成门电路的应用一、集成门电路的应用单元 2 集成逻辑门电路单元 2 集成逻辑门电路例例2.2 利用一个利用一个TTL集成电路集成电路74LS00(4输入与非门输入与非门)来来构造含有与非门、与门和反相器的电路，如图构造含有与非门、与门和反相器的电路，如图(a)所所示。并写出逻辑表达式。示。并写出逻辑表达式。使用集成芯片使用集成芯片74LS00实现。逻辑电路连接实现。逻辑电路连接74LS00的的IC外部引脚，如图外部引脚，如图(b)所示。所示。单元 2 集成逻辑门电路BCAF 单元 2 集成逻辑门电路1.二进制运算二进制运算 (1)加法加法：两个一位二进制数相加，可能的两个一位二进制数相加，可能的4种组种组合如下：合如下：二、算术运算与电路二、算术运算与电路其中本位和数用其中本位和数用Si表示，向高位的表示，向高位的进位用进位用Ci表示。表示。单元 2 集成逻辑门电路例例2.3 完成下列十进制加法。将十进制数转换成二进完成下列十进制加法。将十进