1.1数字电路与数字信号
1.2数制与码制
1.3逻辑函数
1.4逻辑代数
1.5卡诺图
1.6逻辑系列及其特性1.1数字电路与数字信号1.1.2模拟信号和数字信号电子电路的信号分为两类，既模拟信号和数字信号。模拟信号指的是在时间上和数值上都连续变化的信号，如模拟声音的音频信号和模拟图像的视频信号等。处理模拟信号的电路叫模拟电路。数字信号是指在时间上和数值上都是离散的信号，如工厂中计件的信号等。处理数字信号的电路叫数字电路。1.1.3数字信号的描述数字信号采用二值描述方式，分别用逻辑数字0和1来表示，这里的0和1代表两种对立的状态，不代表具体的数的含义，例如，电灯有亮灭两种对立的状态，如果1表示灯亮，则0表示灯灭；反之，若1表示灯灭，则0表示灯亮。在实际电路中，0和1往往代表低和高。数字电路中有两种逻辑体制，即正逻辑和负逻辑。表1.2常用BCD码1.3逻辑函数数字电路研究的主要问题是输入和输出之间的关系，这种关系称为逻辑关系，而分析和处理逻辑关系的工具就是逻辑代数。逻辑代数也叫开关代数，还叫布尔代数。1.3.1逻辑函数的基本概念1.逻辑变量逻辑代数中的变量就是逻辑变量，逻辑变量分为两类，即输入逻辑变量和输出逻辑变量。无论是输入逻辑变量还是输出逻辑变量它们的取值都只有两个即0和1。这里的0和1没有数的含义，它们表示两种完全对立的逻辑状态。2.逻辑函数一般地说，如果输入逻辑变量A、B、C…的取值确定以后，输出逻辑变量Y的取值也就被唯一地确定了，那么我们称Y是A、B、C…的逻辑函数，A、B、C…是Y的逻辑变量。记作：Y＝F（A、B、C…）1.3.2逻辑函数的基本运算数字电路中，基本逻辑关系有三种，即与、或、非，对应了三种基本逻辑运算，即与运算、或运算、非运算。1.三种基本逻辑运算（1）与运算只有当决定一件事情的条件全部具备时，这件事情的结果才发生，这样的逻辑关系称为逻辑与关系，简称与关系，也叫逻辑乘法关系，简称乘法关系。与关系所对应的运算称为与运算，也叫乘法运算。如图1.1（a）所示电路，Y1和A、B之间的关系是与关系。计作：Y1＝A·B，逻辑符号如图1.1（b）所示，真值表如表1.3所示1.6逻辑系列及其特性
1.1.6TTL系列简介1.TTL74系列简介TTL分为54和74两大系列，54系列一般用于军用，其供电电压为4.5～5.5V，可在?55～+125℃的温度下工作。74系列用于民用，其供电电压为4.75～5.25V，工作的环境温度为0～70℃。每个系列又分为若干系列。图1.15所示为74系列中两款芯片的引脚图。1.6.2TTL系列参数和特性TTL与非门（1）TTL与非门的工作原理①电路结构：如图1.16（a）所示，多发射极晶体管和电阻构成输入级。其功能是对输入变量A、B、C实现与运算。晶体管V2和电阻、构成中间级，晶体管、、和电阻、构成输出级。图1.16（b）为其逻辑符合。图1.1.6（2）TTL与非门的电压传输特性如图1.17所示为TTL与非门的电压传输特性曲线：AB段：0.6V。输入低电平，导通，、截止，微饱和导通，导通，==3.6V。属于“关门”状态。BC段：=0.6V～1.4V。输入超过标准低电平。随升高而下降。这一段小于0.7V，截止。CD段：≈1.4V。导通电流较大，使很快由导通转为饱和，使输出幅度明显下降，这一段为电压传输特性的转折区。DE段：1.4V。V5饱和导通，V4截止。=≈0.3V，属于与非门的开门状态。（3）输入负载特性输入电压随输入端对地外接电阻变化的曲线,称为输入负载特性。图1.18（a）是其电路图，图（b）是TTL与非门的输入负载特性曲线。2.TTL集电极开路与非门（1）集电极开路与非门（OC与非门）的结构特点OC与非门的电路特点是其输出管的集电极开路。使用时必须外接上拉电阻与电源相连。多个OC与非门输出端相连时，可以共用一个上拉电阻。（2）工作原理如图1.19所示，OC与非门接上上拉电阻后，当输入中有低电平时，、均截止，Y端输出高电平（≈）。OC门电路（3）OC门的应用如图1.20所示是由两个OC与非门并联后的电路，图中两个门输出线连接处的矩形框表示“线与”逻辑功能的图形符号，经上拉电阻接电源。至少有一个OC