亚洲乱码卡一卡二卡新区中国_ 怎樣看電路圖-電路圖中的數字邏輯電路

電路圖中的數字邏輯電路

作者：佚名文章來(lái)源：本站原創(chuàng ) 點(diǎn)擊數： 7587 更新時(shí)間：2008-1-12

數字邏輯電路的用途和特點(diǎn)

數字電子電路中的后起之秀是數字邏輯電路。把它叫做數字電路是因為電路中傳遞的雖然也是脈沖，但這些脈沖是用來(lái)表示二進(jìn)制數碼的，例如用高電平表示“ 1 ”，低電平表示“ 0 ”。聲音圖像文字等信息經(jīng)過(guò)數字化處理后變成了一串串電脈沖，它們被稱(chēng)為數字信號。能處理數字信號的電路就稱(chēng)為數字電路。

這種電路同時(shí)又被叫做邏輯電路，那是因為電路中的“ 1 ”和“ 0 ”還具有邏輯意義，例如邏輯“ 1 ”和邏輯“ 0 ”可以分別表示電路的接通和斷開(kāi)、事件的是和否、邏輯推理的真和假等等。電路的輸出和輸入之間是一種邏輯關(guān)系。這種電路除了能進(jìn)行二進(jìn)制算術(shù)運算外還能完成邏輯運算和具有邏輯推理能力，所以才把它叫做邏輯電路。

由于數字邏輯電路有易于集成、傳輸質(zhì)量高、有運算和邏輯推理能力等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛用于計算機、自動(dòng)控制、通信、測量等領(lǐng)域。一般家電產(chǎn)品中，如定時(shí)器、告警器、控制器、電子鐘表、電子玩具等都要用數字邏輯電路。

數字邏輯電路的第一個(gè)特點(diǎn)是為了突出“邏輯”兩個(gè)字，使用的是獨特的圖形符號。數字邏輯電路中有門(mén)電路和觸發(fā)器兩種基本單元電路，它們都是以晶體管和電阻等元件組成的，但在邏輯電路中我們只用幾個(gè)簡(jiǎn)化了的圖形符號去表示它們，而不畫(huà)出它們的具體電路，也不管它們使用多高電壓，是 TTL 電路還是 CMOS 電路等等。按邏輯功能要求把這些圖形符號組合起來(lái)畫(huà)成的圖就是邏輯電路圖，它完全不同于一般的放大振蕩或脈沖電路圖。

數字電路中有關(guān)信息是包含在 0 和 1 的數字組合內的，所以只要電路能明顯地區分開(kāi) 0 和 1 ， 0 和 1 的組合關(guān)系沒(méi)有破壞就行，脈沖波形的好壞我們是不大理會(huì )的。所以數字邏輯電路的第二個(gè)特點(diǎn)是我們主要關(guān)心它能完成什么樣的邏輯功能，較少考慮它的電氣參數性能等問(wèn)題。也因為這個(gè)原因，數字邏輯電路中使用了一些特殊的表達方法如真值表、特征方程等，還使用一些特殊的分析工具如邏輯代數、卡諾圖等等，這些也都與放大振蕩電路不同。

門(mén)電路和觸發(fā)器

（ 1 ）門(mén)電路

門(mén)電路可以看成是數字邏輯電路中最簡(jiǎn)單的元件。目前有大量集成化產(chǎn)品可供選用。

最基本的門(mén)電路有 3 種：非門(mén)、與門(mén)和或門(mén)。非門(mén)就是反相器，它把輸入的 0 信號變成 1 ， 1 變成 0 。這種邏輯功能叫“非”，如果輸入是 A ，輸出寫(xiě)成 P=A 。與門(mén)有 2 個(gè)以上輸入，它的功能是當輸入都是 1 時(shí)，輸出才是 1 。這種功能也叫邏輯乘，如果輸入是 A 、 B ，輸出寫(xiě)成 P=A·B ?；蜷T(mén)也有 2 個(gè)以上輸入，它的功能是輸入有一個(gè) 1 時(shí)，輸出就是 1 。這種功能也叫邏輯加，輸出就寫(xiě)成 P=A ＋ B 。

把這三種基本門(mén)電路組合起來(lái)可以得到各種復合門(mén)電路，如與門(mén)加非門(mén)成與非門(mén)，或門(mén)加非門(mén)成或非門(mén)。圖 1 是它們的圖形符號和真值表。此外還有與或非門(mén)、異或門(mén)等等。

數字集成電路有 TTL 、 HTL 、 CMOS 等多種，所用的電源電壓和極性也不同，但只要它們有相同的邏輯功能，就用相同的邏輯符號。而且一般都規定高電平為 1 、低電平為 0 。

（ 2 ）觸發(fā)器

觸發(fā)器實(shí)際上就是脈沖電路中的雙穩電路，它的電路和功能都比門(mén)電路復雜，它也可看成是數字邏輯電路中的元件。目前也已有集成化產(chǎn)品可供選用。常用的觸發(fā)器有 D 觸發(fā)器和 J—K 觸發(fā)器。

D 觸發(fā)器有一個(gè)輸入端 D 和一個(gè)時(shí)鐘信號輸入端 CP ，為了區別在 CP 端加有箭頭。它有兩個(gè)輸出端，一個(gè)是 Q 一個(gè)是 Q ，加有小圈的輸出端是 Q 端。另外它還有兩個(gè)預置端 R D 和 S D ，平時(shí)正常工作時(shí)要 R D 和 S D 端都加高電平 1 ，如果使 R D =0 （ S D 仍為 1 ），則觸發(fā)器被置成 Q=0 ；如果使 S D =0 （ R D =1 ），則被置成 Q=1 。因此 R D 端稱(chēng)為置 0 端， S D 端稱(chēng)為置 1 端。 D 觸發(fā)器的邏輯符號見(jiàn)圖 2 ，圖中 Q 、 D 、 SD 端畫(huà)在同一側； Q 、R D 畫(huà)在另一側。 R D 和 S D 都帶小圓圈，表示要加上低電平才有效。

D 觸發(fā)器是受 CP 和 D 端雙重控制的， CP 加高電平 1 時(shí)，它的輸出和 D 的狀態(tài)相同。如 D=0 ， CP 來(lái)到后， Q=0 ；如 D=1 ， CP 來(lái)到后， Q=1 。 CP 脈沖起控制開(kāi)門(mén)作用，如果 CP=0 ，則不管 D 是什么狀態(tài)，觸發(fā)器都維持原來(lái)狀態(tài)不變。這樣的邏輯功能畫(huà)成表格就稱(chēng)為功能表或特性表，見(jiàn)圖 2 。表中 Q n+1 表示加上觸發(fā)信號后變成的狀態(tài)， Qn 是原來(lái)的狀態(tài)。“ X ”表示是 0 或 1 的任意狀態(tài)。

有的 D 觸發(fā)器有幾個(gè) D 輸入端： D 1 、 D 2 … 它們之間是邏輯與的關(guān)系，也就是只有當 D 1 、 D 2 … 都是 1 時(shí)，輸出端 Q 才是 1 。

另一種性能更完善的觸發(fā)器叫 J － K 觸發(fā)器。它有兩個(gè)輸入端： J 端和 K 端，一個(gè) CP 端，兩個(gè)預置端： R D 端和 S D 端，以及兩個(gè)輸出端： Q 和 Q 端。它的邏輯符號見(jiàn)圖 3 。 J － K 觸發(fā)器是在 CP 脈沖的下陣沿觸發(fā)翻轉的，所以在 CP 端畫(huà)一個(gè)小圓圈以示區別。圖中， J 、 S D 、 Q 畫(huà)在同一側， K 、 R D 、 Q 畫(huà)在另一側。

J － K 觸發(fā)器的邏輯功能見(jiàn)圖 3 。有 CP 脈沖時(shí)（即 CP=1 ）： J 、 K 都為 0 ，觸發(fā)器狀態(tài)不變； Q n ＋ 1 =Qn ， J ＝ 0 、 K=1 ，觸發(fā)器被置 0 ： Q n ＋ 1 =0 ； J=1 、 K=0 ， Q n+1 =1 ； J=1 、 K=1 ，觸發(fā)器翻轉一下： Q n ＋ 1 =Qn 。如果不加時(shí)鐘脈沖，即 CP=0 時(shí)，不管 J 、 K 端是什么狀態(tài)，觸發(fā)器都維持原來(lái)狀態(tài)不變： Q n ＋ 1 =Qn 。有的 J—K 觸發(fā)器同時(shí)有好幾個(gè) J 端和 K 端， J 1 、 J 2 … 和 K 1 、 K 2 … 之間都是邏輯與的關(guān)系。有的 J － K 觸發(fā)器是在 CP 的上升沿觸發(fā)翻轉的，這時(shí)它的邏輯符號圖的 CP 端就不帶小圓圈。也有的時(shí)候為了使圖更簡(jiǎn)潔，常常把 R D 和 S D 端省略不畫(huà)。

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