中职电子技术基础与技能6项目六电子课件

1、YCF正版可修改PPT（中职)电子技术基础与技能6项目六ppt电子课件07060809组合逻辑电路的分析与设计脉冲波形的产生与交换 时序逻辑电路 数/模和模/数转换CONTENTS【学习内容】（1）逻辑门电路。（2）逻辑函数的表示方法及化简。（3）常用数制及转换。（4）组合逻辑电路的分析和设计方法。（5）常用集成编码器、译码器、显示器。三二一（1）理解基本逻辑关系，掌握基本逻辑门及复合逻辑门电路的符号和功能。（2）熟悉逻辑运算规则及定律，掌握逻辑函数的化简方法。（3）熟悉数字集成芯片的外形、引脚功能和测试方法。【学习目标】（4）掌握常用数制及其转换。（5）掌握组合逻辑电路的分析和设计方法，并能

2、设计、安装、调试简单组合逻辑电路。（6）理解编码器、译码器、显示器的概念。（7）熟悉常用集成编码器、译码器、显示器的功能，掌握其应用方法。【学习目标】 本项目的内容包括数字电路的基本概念、基本逻辑关系，基本门电路、复合门电路及由多个门电路组成的组合逻辑电路的分析和设计方法，集成组合逻辑电路的功能及其应用。为调动学生学习的积极性，根据学生的认知规律，以生活中比较常见的例子引入教学任务，围绕任务的实现使学生进行相关知识点的学习；然后让学生自己实践操作这个任务，在操作中培养学生的动手能力和分析解决问题的能力，以巩固和理解所学的知识点。学习指导学习指导重点:基本逻辑关系及其逻辑门的符号和功能；复合逻辑

3、门电路的符号和功能；组合逻辑电路的分析和设计方法；常用集成组合逻辑电路的功能和应用；实际应用电路的设计、安装和调试。难点：集成门电路的实际应用；组合逻辑电路的设计方法；实际应用电路的设计、安装和调试。任务一三人表决器的制作任务描述 在会议表决、体育比赛等场合中经常要用到表决器。表决器是如何按照少数服从多数的原则，让结果直接显示出来的？那么数字逻辑电路是如何判断出结果的？下面学习怎样用门电路设计数字逻辑电路（三人表决器）。一、数字电路的基本知识模拟电路和数字电路（1）模拟信号是在时间和数值上连续的信号。对模拟信号进行传输、处理的电子电路称为模拟电路。任务分析模拟电路和数字电路（1）模拟信号是在时

4、间和数值上连续的信号。对模拟信号进行传输、处理的电子电路称为模拟电路。一、数字电路的基本知识1.模拟电路和数字电路（2）数字信号是在时间和数值上不连续的（离散的）信号。对数字信号进行传输、处理的电子电路称为数字电路。一、数字电路的基本知识2. 数字电路的特点（1）在数字电路中，研究的主要问题是电路的逻辑功能，即输入信号的状态和输出信号的状态之间的关系。（2）数字信号表示。1 和0（二进制）表示事物的两种状态，如灯的亮与灭、水位的高和低等。一、数字电路的基本知识2. 数字电路的特点（3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高，只要在工作时能够可靠地区分0 和1 两种状态即可。（4）数字电路中，半导

5、体器件工作在开关状态，即晶体管工作在截止和饱和两种状态。一、数字电路的基本知识3. 数字电路的分类（1）按集成度分类，数字电路可分为小规模（SSI，每片数十个器件）、中规模（MSI，每片数百个器件）、大规模（LSI，每片数千个器件）和超大规模（VLSI，每片器件数目大于1 万）数字集成电路。集成电路从应用的角度又可分为通用型和专用型两大类型。（2）按所用器件制作工艺的不同，数字电路可分为双极型（TTL 型）数字电路和单极型（MOS型）数字电路两类。（3）按电路的结构和工作原理的不同，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。一、数字电路的基本知识基本逻辑关系及其门电路1）与逻辑和与门（1）

6、与逻辑。二、逻辑门电路基本逻辑关系及其门电路1）与逻辑和与门（2）二极管与门电路。二、逻辑门电路基本逻辑关系及其门电路2）或逻辑和或门（1）或逻辑二、逻辑门电路基本逻辑关系及其门电路2）或逻辑和或门（1）或逻辑二、逻辑门电路基本逻辑关系及其门电路2）或逻辑和或门（2）二极管或门电路。二、逻辑门电路基本逻辑关系及其门电路3）非逻辑和非门（1）非逻辑二、逻辑门电路基本逻辑关系及其门电路3）非逻辑和非门（1）非逻辑二、逻辑门电路基本逻辑关系及其门电路3）非逻辑和非门（1）非逻辑二、逻辑门电路基本逻辑关系及其门电路3）非逻辑和非门（1）非逻辑二、逻辑门电路基本逻辑关系及其门电路3）非逻辑和非门（2）三

7、极管非门电路。二、逻辑门电路（2）三极管非门电路。 当ui 为低电平时，-VBB 通过Rk 和Rb 分压加到三极管基极上，使UbeIBS，三极管VT 饱和导通，输出uo 为低电平，uo 0.3 V。二、逻辑门电路（2）三极管非门电路。 当ui 为低电平时，-VBB 通过Rk 和Rb 分压加到三极管基极上，使UbeIBS，三极管VT 饱和导通，输出uo 为低电平，uo 0.3 V。二、逻辑门电路 由以上分析可知，所示电路的输出电平与输入电平总是相反的，实现了非逻辑关系。 由于非门输出信号与输入信号反相，也称所示电路为反相器。非门电路只有一个输入端A。总结二、逻辑门电路3. 集成逻辑门电路 用二极

8、管、三极管、电阻等组装而成的门电路称为分立元件电路，其具有元件多、体积大、工作速度低、可靠性欠佳、带负载能力差等缺点。分立元件电路很少使用，已被数字集成电路替代。二、逻辑门电路 1）与非门（1）TTL 与非门二、逻辑门电路3. 集成逻辑门电路 1）与非门（2）集电极开路与非门（OC 门）3. 集成逻辑门电路二、逻辑门电路 1）与非门 实现“线与”逻辑。 用作驱动器。3. 集成逻辑门电路二、逻辑门电路 1）与非门（3）CMOS 与非门。3. 集成逻辑门电路二、逻辑门电路 1）与非门（3）CMOS 与非门。 A、B 中有一个或全为低电平时，TN1、TN2 中有一个或全部截止，TP1、TP2 中有一

9、个或全部导通，输出Y 为高电平。 只有当输入A、B 全为高电平时，TN1 和TN2 才会都导通，TP1 和TP2 才会都截止，输出Y 才会为低电平。即Y = AB。3. 集成逻辑门电路二、逻辑门电路 2）集成电路的特点（1）CMOS 电路的工作速度比TTL 电路慢。（2）CMOS 电路的带负载能力比TTL 电路强。（3）CMOS 电路的电源电压允许范围较大（318 V），抗干扰能力比TTL 电路强。二、逻辑门电路 2）集成电路的特点（4）CMOS 电路的功耗比TTL 电路小得多。门电路的功耗只有几微瓦，中规模集成电路的功耗也不会超过100 W。（5）CMOS 电路的集成度比TTL 电路高。（6

10、）CMOS 电路适于在特殊环境下工作。3. 集成逻辑门电路二、逻辑门电路 2）集成电路的特点 （7）CMOS 电路容易受静电感应而击穿，在使用和存放时应注意静电屏蔽；焊接时电烙铁应接地良好；多余不用的输入端不能悬空，应根据需要接地或接高电平。3. 集成逻辑门电路二、逻辑门电路 3）集成电路使用时的注意事项（1）多余输入端不能悬空。（2）CMOS 电路的电源电压允许范围为318 V，TTL 集成电路电源电压为5 V 左右。（3）输出端不允许直接接VDD 或VSS。3. 集成逻辑门电路二、逻辑门电路 3）集成电路使用时的注意事项（4）输入端电压不应超过VDD 或VSS。（5）开机时应先加电源，再加

11、输入信号。关机时应先关输入信号，再关电源（高电平接近VDD，低电平接近VSS）。3. 集成逻辑门电路二、逻辑门电路三、逻辑函数 逻辑函数的表示方法及相互转换1）逻辑函数的表示方法（1）真值表。（2）逻辑表达式。（3）卡诺图。应用卡诺图化简逻辑函数 拓展动画应用卡诺图表示逻辑函数 拓展动画 （4）逻辑图。三、逻辑函数 （5）波形图三、逻辑函数 2）逻辑函数各种表示方法之间的转换（1）由逻辑表达式写出真值表，画出逻辑图、波形图。（2）由真值表写出表达式，由逻辑图写出表达式。三、逻辑函数 2. 逻辑函数的化简1）逻辑代数的基本运算规则和定律2）化简的方法（1）并项法（2）吸收法（3）消去法（4）配项

12、法三、逻辑函数四、组合逻辑电路的分析与设计 组合逻辑电路的分析 组合逻辑电路的分析步骤如下：（1）根据组合逻辑电路的逻辑图，逐级写出逻辑函数的表达式。（2）对表达式进行化简，以得到最简的函数表达式。（3）根据最简函数表达式，列出真值表。（4）分析真值表，确定电路的逻辑功能。 例：试分析图 所示逻辑电路的功能。四、组合逻辑电路的分析与设计 例：试分析图 所示逻辑电路的功能。四、组合逻辑电路的分析与设计 2. 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计步骤如下：（1）根据题意列真值表。（2）根据真值表写出逻辑表达式。（3）根据要求变换逻辑表达式（化简、用与非门）。（4）根据变换后的逻辑表达式画出逻辑电路

13、图。四、组合逻辑电路的分析与设计 例： 设计一个楼上、楼下开关的控制逻辑电路来控制楼梯上的路灯，要求如下：上楼前用楼下开关打开电灯，上楼后用楼上开关关闭电灯；或者在下楼前用楼上开关打开电灯，下楼后用楼下开关关闭电灯。四、组合逻辑电路的分析与设计 解：（1）根据功能要求，确定输入、输出变量并赋值，列真值表。设楼上开关为A，楼下开关为B，电灯为Y。并设A、B 闭合时为1，断开时为0 ；灯亮时Y 为1，灯灭时Y 为0。（2）将真值表中输出Y 为1 所对应的A、B 取值组合的输入变量乘积项相加，得到Y 的表达式为Y = AB + AB四、组合逻辑电路的分析与设计 解：（3）根据表达式画出逻辑图四、组合

14、逻辑电路的分析与设计 解：（3）根据表达式画出逻辑图四、组合逻辑电路的分析与设计 例： 三人（A、B、C）表决，同意用“1”表示，不同意用“0”表示。表决结果用指示灯表示，如果多数赞成，指示灯亮（绿灯），指示灯Y 表“1”，否则表示“0”。（用与非门来实现）四、组合逻辑电路的分析与设计 解：（1）根据题意列真值表四、组合逻辑电路的分析与设计 解：（1）根据题意列真值表四、组合逻辑电路的分析与设计 解：（2）根据真值表写出逻辑表达式为Y= ABC+ ABC+ ABC+ABC（3）化简逻辑函数式为Y= ABC+ A BC+ AB(C+C)= ABC+ A BC+ AB= ABC+ A(BC+B)=

15、 ABC+ A(C+B)= ABC+AC+AB=C( AB+ A)+ AB=C(B+ A)+AB=AB+BC+CA四、组合逻辑电路的分析与设计 解：（4）用与非门实现。Y=AB+ BC+ CA= AB + BC + CA = AB?BC?CA（5）根据逻辑表达式画出表决器逻辑图四、组合逻辑电路的分析与设计任务实施 1. 画出三人表决器测试线路图任务实施2. 根据表决器测试线路图准备相应的元器件（3）元器件任务实施3. 识别集成电路1）CMOS 双四输入与非门CD4012 VDD ：电源端。VSS ：地端。 A1、B1、C1、D1 ：第一个与非门的输入端。Y1 ：第一个与非门的输出端。A2、B2

16、、C2、D2 ：第二个与非门的输入端。Y2 ：第二个与非门的输出端。任务实施3. 识别集成电路2）OC 门2003ANVDD ：电源端。VSS ：地端。 IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6 ：第一个、第二个、第三个、第四个、第五个、第六个门的输入端。OUT1、OUT2、OUT3、OUT4、OUT5、OUT6 ：第一个、第二个、第三个、第四个、第五个、第六个门的输出端。任务实施5. 安装制作步骤（1）根据电路图设计并画出元器件安装位置布线图，各元器件的位置安排力求整齐合理。（2）按元器件安装位置布线图将所有元器件焊接在实验板上。任务实施 先焊接无极性的阻容元件，再焊接有极性的元件。

17、安装原则是先低后高，先里后外，上道工序不影响下道工序。 电阻等圆柱形元件采用卧式安装，占用4 个焊盘，紧贴板面安装，色环电阻的色环标志顺序方向一致。 集成电路应安装相应插座，插座的标记口方向应与实际的集成块标记口方向一致。将集成电路插入插座时，应避免插反及引脚未完全插入插座等现象。16 脚的插座占48 个焊盘，14 脚的插座占47 个焊盘。 发光二极管占用2 个焊盘，引线脚高度与集成电路插座高度相等。 电容引线脚高度为3 mm。 按钮占用34 个焊盘。 所有焊点均采用直角焊，焊后剪去多余引脚。任务实施6. 电路测试（1）连接电路完毕后，对照测试电路图和安装位置布线图进行检查。仔细检查电路中各元

18、器件是否安装正确，焊点应无虚焊、假焊、漏焊、搭焊及空隙、毛刺等。检查有极性元件是否安装、连接正确。（2）用万用表检测电源是否有短路问题，发现短路应先检查，再排除短路点。（3）检查无误后，按集成电路标记口的方向插上集成电路。安装时，应轻轻将每个引脚插入其对应插孔。切忌硬插，以免将引脚折断。插好后方能通电测试。（4）设S1、S2、S3 按下为“1”，未按下为“0”，按表6-17 中的要求分别设置S1、S2、S3 的状态，用万用表分别测量A 点、B 点、C 点、Y1、Y 点的电位，将测量值填入表中，并观察记录发光二极管的状态。三人表决器电路调试 拓展视频任务二一位十进制数码显示电路的制作二任务描述

19、在日常生活和生产实际中，经常会看到十进制数显示案例。要想将十进制数直观地显示出来，必须经过编码器、译码器、显示器等部分。常用数制 1）十进制 2）二进制 3）十六进制数制的相互转换1）二进制转换成十进制：按权展开并相加2）十进制转换成二进制：除2 取余3）十六进制和二进制转换：四位二进制等价为一位十六进制一、常用数制及其相互转换二、编码器 1. 二- 十进制编码器 2. 优先编码器1. 二- 十进制译码器三、译码器和显示器2. 显示译码器三、译码器和显示器1）常用的数码显示器（1）半导体发光二极管显示器（LED 数码显示器）。LED 数码显示器又称数码管，它由七段发光二极管封装组成，排列成“日

20、”字形，其外形如图 所示。三、译码器和显示器1）常用的数码显示器（1）半导体发光二极管显示器（LED 数码显示器）。三、译码器和显示器LED 数码管内部发光二极管的接法有两种，即共阳极接法或共阴极接法。三、译码器和显示器 共阳极接法。 共阴极接法。三、译码器和显示器1）常用的数码显示器（2）液晶显示器（LCD）液晶是一种介于固体和液体之间的有机化合物。它和液体一样可以流动，但在不同方向上的光学特性不同，具有显示类似于晶体的性质，故称为液晶。液晶显示器是一种平板薄型显示器件。液晶显示器本身不发光，它是用电来控制光在显示部位的反射和不反射（光被吸收）而实现显示的。三、译码器和显示器2）BCD- 七

21、段显示译码器三、译码器和显示器任务实施1. 画出一位十进制数码显示电路测试线路图一位十进制数码显示电路测试线路图2. 根据显示电路测试线路图准备相应元器件（1）工具：电子钳、电烙铁、镊子等常用电子组装工具一套。（2）仪器仪表：+15 V 稳压电源、万用表。（3）元器件：如表6-23 所示。任务实施3. 识别集成电路任务实施任务实施4. 检查元器件6. 电路测试（1）安装电路完毕后，对照测试电路图和元器件安装位置布线图进行检查，仔细检查各元器件是否安装正确，焊点应无虚焊、假焊、漏焊、搭焊及空隙、毛刺等。（2）用万用表检测电源是否有短路问题，发现短路应先检查，再排除短路点。（3）检查无误后，按集成电路标记口的方向插上集成电路。安装时，应轻轻地将每个引脚插入其对应插孔内，切忌硬插，以免将引脚折断，插好后方能通电测试。（4）设S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9 按下为“0”，“”表示按钮可按下或未按下任务实施7. 分析测试结果 完成测试记录，并分析测量结果。 想一想测量电路中为什么要加集成电路CD4069 ？任务实施任务三十进制全加器译码显示电路的制作任务描述 本任务装接一个十进制全加器译码显示电路，通过数码开关输入4 位二- 十进制数，经过集成电路的全加运算、译码及