门电路和触发器

PAGEPAGE8第九节门电路和触发器电子电路通常分模拟电子电路和数字电子电路两大类。前面介绍的放大电路属于第一类，电路中的工作信号是连续变化的电信号(模拟信号)。数字电路的基本工作信号是二进制的数字信号，它在时间上和数值上是离散的，即不是连续渐变的，而且只有0和1两个基本数字，反映在电路上就是低电平和高电平两种状态。因此在稳态时，电路中的半导体器件都是工作在开、关状态。数字电路是由几种最基本的单元电路组成的。在这些基本单元中，对元件的精度要求不高，只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态就可以了。数字电路中研究的主要问题是输入信号的状态(0或1)和输出信号的状态(0或1)之间的关系，即所谓逻辑关系，采用的数学工具是逻辑代数。一、逻辑代数基础在逻辑代数中变量具有二值性，即只有两个可能的取值“0”和“1（一）基本的逻辑运算逻辑代数的基本运算有三种，即“与”运算、“或”运算和“非”运算。1．“与”运算也称“与”关系，它可表述为：当决定一事件的所有条件都具备之后，这事件才会而且一定会发生。在现实生活中，“与”逻辑关系很多，如图8-9－1，开关A，B控制一盏灯Z。灯亮的条件是开关A、B同时合上。假定灯亮为“1”，不亮为“0”。开关合上为“1”。断开为“0Z=A·B所以“与”关系也称为逻辑乘。运算规则为：0·0＝0，0·1=0，1·0＝0，1·1＝1。2．“或”运算：在决定一事件的各个条件中，只要具备一个或一个以上的条件，这事件就会发生，这样的因果关系称“或”逻辑关系。用并联的两个开关控制一盏灯，如图8-9-2所示只要开关A或月有一个处于合上位置灯就会亮。按前面的假定来赋值“0”、“1”，可列出真值表如表8-9-2，其逻辑表达式为Z＝A+B。所以“或（二）逻辑代数的基本定律和基本定理1．基本定律：(1)0—1律：0＋A＝A1·A=A1+A＝10·A＝0(2)重叠律：A+A＝AA·A＝A(3)互补律：A+A＝1A·A＝0(4)交换律：A+B：B＋AA·B＝B·A(5)结合律：A+(B+C)＝(A＋B)+CA·(B·C)＝(A·B)·C(6)分配律：A·(B+C)＝AB+ACA+B·C＝(A十B)·(A十C)(7)反演律：A+B＝A·BA·B=A+B(8)否定律：=A反演律又称狄·摩根定理，十分有用，可推广到两个以上变量：2．基本定理：定理1：A+AB=AA·(A+B)=A定理2：A+（A+B）=A+BA(+B)=A·B定理3：AB+C+BC=AB+C应用上述定律、定理可简化逻辑表达式。例如F=A+ABC+BC+B+AD+A=A+BC(A+)+B+A(D+)=A十BC+B十A=A+BC+B=A+B+BC=A+B(1十C)=A+B二、逻辑门电路实现逻辑运算的电路称为逻辑门电路，简称门电路，前面介绍了三种基本运算，实现中基本运算的电路分别称为与门、或门和非门。（一）分立元件门电路1．二极管与门：电路如图8-9-4(a)，A、B为输入端，Y为输出端(输入、输出和电源共用的地线未在图中画出)，按输入信号的不同，有四种不同的工作情况：(1)UA＝UB＝0V，此时二极管D1、D2导通，UY≈0V。(2)UA＝0V，UB＝3V，此时D1导通，由于钳位作