电子竞赛(逻辑门).ppt

一 逻辑门 1 与非门电路 TTL 74ls002输入四与非门 电压传输特性 vO与vI 关门电平UOFFUOFF 0 8V 开门电平UONUON 1 8V 抗干扰能力 输入噪声容限 不破坏与非门输出逻辑状态所允许的最大干扰电压 输入低电平的抗干扰能力 输入高电平的抗干扰能力 3 带负载能力扇出系数 门电路驱动同类门的最大数目 2 其他类型的TTL门电路 1 集电极开路门 OC门 线与 功能 74LS012输入四与非门 oc 2 三态输出门 TLS门 控制端高电平有效的三态门 控制端低电平有效的三态门 74LS245是8组双向三态驱动器 接受 发送信号 E是H时 A B为高阻E为L时 DIR为L时 由B至AE为L时 DIR为H时 由A至B 使用注意事项 1 多余或暂时不用的输入端不能悬空 1 与其它输入端并联使用 2 按照电路功能要求接电源或接地 2 电路的安装应尽量避免干扰信号的侵入 保证电路稳定工作 1 在每一块插板的电源线上 并接几十 F的低频去耦电容和0 01 0 047 F的高频去耦电容 以防止TTL电路的动态尖峰电流产生的干扰 2 整机装置应有良好的接地系统 3TTL门电路和CMOS门电路的相互连接 TTL和CMOS电路的电压和电流参数各不相同 需要采用接口电路 一般要考虑两个问题 一是要求电平匹配 即驱动门要为负载门提供符合标准的输出高电平和低电平 二是要求电流匹配 即驱动门要为负载门提供足够大的驱动电流 1 TTL门驱动CMOS门 A 电平不匹配TTL门作为驱动门 它的UOH 2 4V UOL 0 5V CMOS门作为负载门 它的UIH 3 5V UIL 1V 可见 TTL门的UOH不符合要求 B 电流匹配CMOS电路输入电流几乎为零 所以不存在问题 C 解决电平匹配问题 图2 33TTL门驱动CMOS门 外接上拉电阻RP在TTL门电路的输出端外接一个上拉电阻RP 使TTL门电路的UOH 5V 当电源电压相同时 选用电平转换电路 如CC40109 若电源电压不一致时可选用电平转换电路 CMOS电路的电源电压可选3 18V 而TTL电路的电源电压只能为5V 采用TTL的OC门实现电平转换 若电源电压不一致时也可选用OC门实现电平转换 2 CMOS门驱动TTL门 A 电平匹配CMOS门电路作为驱动门 UOH 5V UOL 0V TTL门电路作为负载门 UIH 2 0V UIL 0 8V 电平匹配是符合要求的 B 电流不匹配CMOS门电路4000系列最大允许灌电流为0 4mA TTL门电路的IIS 1 4mA CMOS4000系列驱动电流不足 C 解决电流匹配问题 选用CMOS缓冲器比如 CC4009的驱动电流可达4mA 选用高速CMOS系列产品选用CMOS的54HC 74HC系列产品可以直接驱动TTL电路 二 集成逻辑门应用 例1一火灾报警系统 设有烟感 温感和紫外光感三种类型的火灾探测器 为了防止误报警 只有当其中有两种或两种以上类型的探测器发出火灾检测信号时 报警系统产生报警控制信号 设计一个产生报警控制信号的电路 解 1 分析设计要求 设输入输出变量并逻辑赋值 输入变量 烟感A 温感B 紫外线光感C 输出变量 报警控制信号Y 逻辑赋值 用1表示肯定 用0表示否定 2 列真值表 把逻辑关系转换成数字表示形式 真值表 3 由真值表写表达式 并化简 化简得最简式 逻辑电路图 4 画逻辑电路图 用与非门实现 如果作以下变换 用一个与或非门加一个非门就可以实现 其逻辑电路图如图所示 三 触发器 图4 1与非门组成的基本RS触发器 a 逻辑电路 b 逻辑符号 表示低电平有效 1 与非门实现的基本RS触发器 利用基本RS触发器的记忆功能消除机械开关振动引起的干扰脉冲 图4 4机械开关 a 电路 b 输出电压波形 干扰脉冲 A有0就置1 B有0就置0 图4 5利用基本RS触发器消除机械开关振动的影响 a 电路 b 电压波形 目前市场上出售的集成触发器产品通常为JK触发器和D触发器两种类型 2 集成触发器及其应用 表1常用集成触发器 1 集成JK触发器 图4 25集成JK触发器74LS112 a 外引脚图 b 逻辑符号 返回 74LS112为负边沿触发的双JK触发器 SD RD分别为异步置1端和异步置0端 均为低电平有效 74LS112的外引脚图和逻辑符号 逻辑功能 表4 1374LS112的功能表 时序图 图4 2674LS112的时序图 置0 置1 置1 置0 2 集成D触发器 图4 27双D触发器74LS74 a 外引脚图 b 逻辑符号 返回 双D触发器74LS74外引脚图和逻辑符号 逻辑功能 表4 14双D触发器74LS74的功能表 触发方式为CP上升沿触发 低电平有效的异步置0端和异步置1端 时序图 图4 2874LS74的时序图 置0 置D 置1 单按钮电子转换开关电路 该电路只利用一个按钮即可实现电路的接通与断开 3 集成触发器的应用举例 图4 2974LS112的应用电路 返回 1 74LS112的应用实例 用触发器F1构成无抖动开关 S为按钮开关 触发器F2接成计数形式 每按一次按钮S 相当于为触发器F2提供一个时钟脉冲下降沿 Q2端经三极管VT驱动继电器KA 利用KA的触点转换即可通断其它电路 图4 30同步单脉冲发生电路 a 电路图 b 工作波形 74LS74的应用实例 同步单脉冲发生电路 该电路借助于CP产生两个起始不一致的脉