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模块二 集成门电路. —— 项目 2 简单抢答器 —— 项目 3 触摸式延时开关 工作任务 任务 1 :集成门电路的功能测试 任务 2 :简单抢答器的设计 任务 3 :触摸式延时开关的设计和制作 学习目标 1 、掌握集成门电路的外特性 2 、掌握集成门电路的检测方法 2 、掌握组合逻辑电路的分析与设计方法. 2.1 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. 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。.
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模块二 集成门电路 • ——项目2 简单抢答器 • ——项目3 触摸式延时开关 • 工作任务 • 任务1:集成门电路的功能测试 • 任务2:简单抢答器的设计 • 任务3:触摸式延时开关的设计和制作 • 学习目标 • 1、掌握集成门电路的外特性 • 2、掌握集成门电路的检测方法 • 2、掌握组合逻辑电路的分析与设计方法
2.1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 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。
DIP封装的集成电路引脚编号方法:芯片的一端有半月形缺口(有些是一个小圆点,凹口或一个斜切角)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1脚,其它引脚按逆时针方式顺序排列。DIP封装的集成电路引脚编号方法:芯片的一端有半月形缺口(有些是一个小圆点,凹口或一个斜切角)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1脚,其它引脚按逆时针方式顺序排列。
向上闭 合 向下断开
一、与门电路 2.1.3常用门电路的逻辑功能及测试 真值表
十、问题与讨论 1.归纳异或门、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? A、B取值相同时输出为低电平 A、B取值不同时输出为高电平
A、B同时为1 或 C、D同时为1时,输出为低电平 A、B中至少有一个为0且 C、D中至少有一个为0时,输出为高电平
≥1 2.如果要用74LS51实现与非、或非逻辑功能,应如何搭接电路?画出原理图。
3.多输入门电路的一个输入端接连续脉冲时: ①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,输入和输出波形有何差别? 以与门、与非门、或门、或非门为例说明,并画出波形。
≥1 3.多输入门电路的一个输入端接连续脉冲时: ②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? 例如74LS51,A端输入信号,用B作控制端时,C、D如何处理? 当B=1时,Y与A的信号什么关系?
≥1 A端输入信号,用C作控制端时,B、D如何处理? 1 1 当C=0时,Y与A的信号什么关系?
一、集成门电路的应用 2.1.4集成门电路的应用 例2.1: 正确连接4011CMOS集成芯片的外部线路,实现图(a)所示电路。 实现电路如图(b)所示。
例2.2 利用一个TTL集成电路74LS00(4输入与非门)来构造含有与非门、与门和反相器的电路,如图(a)所示。并写出逻辑表达式。 使用集成芯片74LS00实现。逻辑电路连接74LS00的IC外部引脚,如图(b)所示。
三、实践应用 例2.7 利用组合逻辑进行汽车警告蜂鸣器的设计。警告蜂鸣器的触发规则如下:若“前大灯亮起且驾驶员车门打开”或者“钥匙处于点火位置且车门打开”,则触发蜂鸣器。 解:汽车警告蜂鸣器的逻辑功能可用图表示。 则表达式可以写成:F=AD+CD
或者写成:F=D(A+C)可以仅使用两个逻辑门来实现汽车警告蜂鸣器。或者写成:F=D(A+C)可以仅使用两个逻辑门来实现汽车警告蜂鸣器。
+VCC(5V) R4 R1 R2 130 4k 1.6k T3 A T2 D Y T1 uI uo D1 T4 R3 1k 2. 2 TTL 集成门电路 (Transistor—Transistor Logic) 2. 2. 1 TTL 反相器 一、电路组成及工作原理 1. 电路组成 D1 — 保护二极管 防止输入电压过低。 当 uI < - 0.5 ~ - 0.7 V 时, 因为 D1 只起保护作用,不参加逻辑判断,为了便于分析,今后在有些电路中将省去。 D1导通, uI被钳制在 - 0.5 ~ - 0.7 V,不可能继续下降。 输入级 中间级 输出级
+VCC(5V) R4 R1 R2 130 4k 1.6k T3 A D T2 T1 Y uI uo T4 R3 1k 下一级逻辑门 2. 工作原理 T4截止 3.6V 0V T3 、 D导通 截止 负载的等效电阻 拉电流
+VCC(5V) R4 R1 R2 130 4k 1.6k T3 A D T2 T1 Y uI uo T4 R3 1k 下一级逻辑门 截止 3.6 V T4深度饱和:uO = UCES4 ≤ 0.3V T3 、D 均截止
4K 截止
uO /V +VCC +5V 4 3 1 + - + - 2 uO uI 1 uI /V 0 1 2 3 4 3. 电压传输特性: 截止区 A B 线性区 3.6V C 转折区 饱和区 0.3V D E 阈值电压
u0(V) UOH “1” 1 ui(V) 2 3 UOL (0.3V) 阈值UT=1.4V 理想的传输特性
+VCC +5 V uI / V +VCC +5V 2 4k 1 + - 1 uo uI Ri/ Ri T1 0 2 4 6 Ri + - uI 4 输入负载特性: Ron Roff 相当于输入高电平 输入相当于低电平 Ri = Ron— 开门电阻(2.5 kΩ) Ri =Roff — 关门电阻(< 0.7 k) 即:当 Ri为 2.5 k 以上电阻时,输入相当于高电平 即:当Ri为 0 .7 k以下电阻时 , 输入端相当于低电平。
+VCC(5V) R4 R1 R2 130 4k 1.6k T3 A D T2 T1 Y uI uo T4 R3 1k 低电平输入电流 max=-0.4mA 下一级逻辑门 高电平输出电流 max=-0.4mA 0V 3.6V 截止 负载的等效电阻 拉电流 74LS系列门电路标准规定:
+VCC(5V) R4 R1 R2 130 4k 1.6k T3 A D T2 T1 Y uI uo T4 R3 1k 高电平输入电流 max=20uA 下一级逻辑门 低电平输出电流 max=8mA 截止 3.6 V 74LS系列门电路标准规定:
+VCC(5V) R4 R1 R2 130 4k 1.6k T3 A D T2 T1 Y uI uo T4 R3 1k 低电平输入电流 max=-0.4mA 下一级逻辑门 高电平输出电流 max= -0.4mA 0V 3.6V 截止 负载的等效电阻 拉电流