电工电子技术基础课件12.ppt

1、知识要点 集成组合逻辑器件 集成触发器 集成时基电路555及其应用 常用集成时序逻辑电路,返回主目录,第十二章 常用数字集成电路及其应用,知识要点,各种集成组合逻辑器件的功能和应用 集成触发器的种类、功能和应用 集成时基电路555的结构、功能和应用 集成寄存器的的种类、功能和应用 集成计数器的种类、功能和应用,12.1 集成组合逻辑器件,一、编码器 能够实现编码操作过程的器件被称为编码器。 1、二进制编码器,三位二进制编码器,三位二进制编码器的真值表,2、优先编码器,74LS148优先编码器,优先编码器允许电路同时输入多个信号，而电路只对 其中优先级别最高的信号进行编码。,3、BCD编码器,集

2、成8421BCD码编码器74LS147,BCD编码器是对输入的十进制数09进行二进制编码。,74LS147的真值表,二、译码器,译码是编码的逆过程。译码器可分为二进制译码器、BCD码译码器和数码显示译码器三种。 1、二进制译码器,集成3线-8线译码器74LS138,74LS138的真值表,2、BCD码译码器,译码器74LS42,BCD码译码器是能将BCD代码转换成一位十进制数 的电路，常见的有8421BCD码译 码器、余3码译码器等。,3、数码显示译码器,七段LED显示器显示的数字,数字显示器件常用的有荧光 显示器、辉光显示器、 LED（半导体发光二极管）显示器。 LED显示器是一种七段显示器

3、，它由七个发光二极管封装而成。,LED显示器有两种接法，即共阴极接法和共阳极接法。,七段发光二极管的两种形式,集成译码器74LS48能将输入的8421BCD码译成七段LED显示器所需要的七位输入代码。,集成显示译码器,三、数据选择器,数据选择器又称多路选择器，它能从多个输入数据中选择一个数据输出，数据选择器有四选一、八选一、十六选一等多种类型。,集成8选1数据选择器,74LS151的真值表,数据选择器的主要应用是进行数据传输和实现任意的逻辑函数。,1、数据传输 从多路输入信号中选择一个输出，是数据选择器的基本用途。此外，它还可以将多路数据的并行输入转换成串行输出。 2、实现任意逻辑函数 用数据

4、选择器则可以实现逻辑函数的任意改变，只要将数据输入端的信号变化一下即可。对于n变量 的逻辑函数，可以选用2n 选一的数据选择器来实现。,例如： 用数据选择器产生序列 01101001。,解: 使用一片八选一数据选择器，使D0=D3=D5=D6=1，D1=D2=D4=D7= 0，在地址控制端上将A2A0由 000顺序变换到 111，则在输出端就能得到序列 01101001。,四、数据分配器,数据分配器是将一路输入数据按需要分配到指定输出通道上的电路。,用3线-8线译码器74LS138 构成的8路数据分配器,五、数值比较器,1、一位数值比较器,一位数值比较器的真值表,2、集成数值比较器,多位二进制

5、数码的比较，是逐位进行的，通常从高位开始。高位数值的比较结果就是该二进制数的比较结果；只有高位相等时，才能对低位进行比较。,四位数值比较器74LS85,74LS85的真值表,六、加法器,加法运算的核心部件是半加器和全加器。 1、半加器 逻辑表达式： S= B+A =A B C=AB,半加器的真值表,半加器,2、全加器,全加器的真值表,逻辑表达式：,全加器,将多个一位全加器组合起来，可以实现多位二进制数的相加。,四位二进制加法器,集成四位全加器74LS283,七、集成存储器,1、半导体存储器的概念 存储元和存储单元 存储单元地址 存储容量和存储时间 2、只读存储器ROM 3、可编程只读存储器PR

6、OM 4、可擦除可编程的只读存储器EPROM 5、可编程逻辑阵列PLA,只读存储器ROM的结构,12.2 集成触发器,一、触发器的基本电路 1、基本RS触发器,与非门构成的基本RS触发器的特性表,特性方程：,与非门构成的基本RS触发器,2、用或非门构成的基本RS触发器,或非门构成的基本RS触发器,用或非门构成的基本 RS触发器的特性表,特性方程：,二、同步触发器,1、同步RS触发器,同步 RS触发器的特性表,特性方程：,同步RS触发器的逻辑符号,2、同步JK触发器,Qn+1=,JK触发器特性表,同步JK触发器的逻辑符号,特性方程：,3、同步D触发器,D触发器特性表,同步D触发器,特性方程： Q

7、n+1= D,4、T和T触发器,T触发器的特性表,令J=K=T 可得特性方程：,令T=1 可得T触发器的特性方程：,把JK触发器的两个输入端J和K相连，并把相连后的输入端用T表示，就构成了T触发器。,三、集成触发器,1、主从JK触发器,主从JK触发器,2、边沿触发器, 边沿D触发器 边沿JK触发器,维持阻塞D触发器的逻 辑符号(上升沿触发 ),集成双 D触发器74LS74的外引线排列图,下降沿触发的JK触 发器的逻辑符号,12.3 集成时基电路555及其应用,集成时基电路555是一种应用广泛的器件，其内部既有运算放大器这样的模拟电子电路，又有触发器这样的逻辑电路，是模拟电子技术与数字电子技术的

8、结合体。 集成时基电路555的结构简单，使用方便灵活，只要外部配接少数几个阻容元件，便可组成数字电路的三种最基本的电路:双稳态电路（施密特触发器）、单稳态电路、无稳态电路（多谐振荡器）。,一、集成时基电路555的内部结构及其功能,1、电路结构,集成555时基电路,2、功能分析,555时基电路功能表,二、时基电路555的典型应用,1、用555组成单稳态触发器 输出脉冲宽度：TW1.1 RC,555构成的单稳态触发器,2、用555构成多谐振荡器,电路的振荡周期：T0.7(R1+2R2)C,555构成的多谐振荡器,3、用555构成施密特触发器,555构成的施密特触发器,回差电压：,三、集成时基电路5

9、55的扩展应用,1、单稳态触发器的应用 单稳态触发器可以构成定时电路，与继电器或驱动放大电路配合，可实现自动控制、定时开关的功能。 单稳态触发器还可以用于波形的整形及信号的分频。,555构成开机延时接通电源电路,555构成的定时电路,2、多谐振荡器的应用,555构成的光控开关电路,555构成的多谐振荡器通常作为脉冲信号发生器，在时序电路中的时钟脉冲信号就可以由多谐振荡器产生。多谐振荡器还可构成定时、声响等其他电路。,12.4 常用集成时序逻辑电路,一、时序逻辑电路概述 1、时序逻辑电路的组成 时序电路由组合逻辑电路和存储电路组成，组合逻辑电路是由各种逻辑门电路组成，存储电路是由各种触发器组成。

10、,时序逻辑电路框图,2、时序逻辑电路的分类,同步时序逻辑电路：所有触发器的时钟输入端CP都连在一起，使所有触发器的状态变化和时钟脉冲CP是同步的。 异步时序逻辑电路：时钟脉冲只触发部分触发器，其余触发器则是由电路内部信号触发的。,3、时序逻辑电路的分析方法, 写方程式根据给定的时序电路写出时钟方程、驱动方程和输出方程，也就是各个触发器的时钟信号、输入信号及电路输出信号的逻辑表达式。 求状态方程把驱动方程代入相应触发器的特性方程，即可求出电路的状态方程，也就是各个触发器的次态方程。 列出状态转换表把电路的输入和现态的各种取值组合代入状态方程和输出方程进 行计算，求出相应的次态和输出，填入状态转换

11、表。 用文字对电路的逻辑功能进行描述。,二、集成寄存器,寄存器是一种重要的数字逻辑部件，常用于接收、暂存、传递数码和指令等信息。 寄存器按它的功能可分为两大类：数码寄存器和移位寄存器。 1、数码寄存器 在数字系统中，用来暂时存放数码的单元电路称为数码寄存器，它只有接收、暂存和清 除原有数码的功能。集成四位数码寄存器74LS175由4个D触发器组成。,四位数码寄存器,74 LS175的功能表,2、移位寄存器, 单向移位寄存器,四位右移寄存器,四位右移寄存器工作波形,四位右移寄存器状态表, 集成移位寄存器, 74LS194：是一种典型的中规模四位双向移位寄存器。,74LS194四位双向移位寄存器,

12、74LS194的功能表, CC4015 ：是串入串出右移位寄存器的典型产品。,CC4015功能表,CC4015引线排列图,3、快速闪存技术与U盘,闪存就是Flash RAM，是一种非易失性存储器。 闪存的主要特点: （1）可靠性极高，可以确保100万次以上的可靠写入。 （2）容量大，存储密度高。 （3）存储速度快。 （4）使用方便。 （5）抗震，防潮，在高温和低温环境下都能可靠工作。,三、集成计数器,1、计数器的类型 计数器可以累计输入脉冲的个数，常用于数字系统的定时、延时、分频及构成节拍脉冲发生器等。 按计数进制可分为：二进制计数器、十进制计数器、任意进制计数器。 按计数的增减可分为：加法计数器、减法计数器、可逆计数器。 按计数器中各触发器的翻转是否同步可分为：异步计数器、同步计数器。,2、集成计数器介绍, 集成计数器74LS161 74LS161是四位二进制同步计数器，具有计数、保持、预置、清零功能。,74LS1