数字电子电路中的后起之秀是数字逻辑电路把它叫做数字电路是因为
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数字电路基础原理概述数字电路是由门电路组成的,能够处理离散信号的电子系统。
在现代电子领域中,数字电路已经成为了必不可少的一部分。
本文将从数字电路的基本原理、逻辑门、数字信号处理和数字电路设计等方面进行概述。
第一部分:数字电路的基本原理数字电路的基本原理是基于二进制的数制和逻辑代数。
二进制是逻辑门电路中的基本单位,只有两种状态,分别用0和1表示。
逻辑代数则用于描述逻辑操作,例如与、或、非等。
数字电路可以通过这些逻辑操作实现各种功能。
第二部分:逻辑门逻辑门是数字电路的基本构建模块,可以将输入信号进行逻辑操作,并输出结果。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
这些逻辑门可以通过组合连接来构成更加复杂的数字电路。
第三部分:数字信号处理数字信号处理是数字电路中的一个重要领域,它涉及到将模拟信号转换为数字信号,并对数字信号进行处理。
数字信号处理包括采样、量化、编码、数字滤波和数字调制等过程。
通过数字信号处理,我们可以对信号进行更加精确和灵活的处理。
第四部分:数字电路设计数字电路设计是指根据特定的功能和要求,设计出能够实现这一功能的数字电路。
数字电路设计常常包括逻辑设计和物理设计两个阶段。
逻辑设计是指根据给定的功能要求,通过逻辑门的组合和连接来实现功能。
物理设计是将逻辑设计转化为实际的物理电路,包括电路布局和版图设计等过程。
总结:数字电路基础原理概述了数字电路的基本原理、逻辑门、数字信号处理和数字电路设计等方面的知识。
数字电路在现代电子领域中起到了至关重要的作用,它不仅被广泛应用于计算机、通信等领域,还被应用于各种电子设备中。
深入理解数字电路的基础原理,对于我们更好地掌握数字电路的设计和应用具有重要意义。
数字电子技术中的数字信号和数字电路概述数字电子技术是电子工程的一个重要分支,主要研究数字信号和数字电路,包括数字信号的产生、处理、传输和存储,以及数字电路的设计和实现。
数字电子技术的发展极大地推动了信息技术和通信技术的进步,为现代社会的发展和进步提供了基础支撑。
数字信号是指用数字形式表示的信息信号,它是任意时刻某个量的离散值,包括模拟信号经过采样、量化、编码等方式转化为数字形式的数字信号和数字计算机等设备内部的处理信号等。
数字信号以二进制形式存储和传输,它具有噪声干扰抗性强、可靠性高、处理速度快等优点。
数字信号的处理方式与模拟信号不同,数字信号的处理采用数值计算的方法,可以通过逻辑运算、加减乘除、滤波等方式实现。
数字电路是指由数字元器件(如逻辑门、寄存器、计数器等)组成的电路,用于处理和控制数字信号。
数字电路是将数字信号划分为若干逻辑状态,通过逻辑门的开关、计数器的计数等方式实现逻辑运算、存储和控制等功能。
数字电路主要应用于计算机、通信、控制等领域,在现代电子设备中占有非常重要的地位。
数字信号处理是数字电子技术的重要领域,它主要涉及数字信号的采样、量化、编码、滤波、变换等技术。
其中,数字信号的采样是将模拟信号在一定时间段内以一定频率采集成数字信号;量化是将模拟信号转化为数字信号的过程,将采样得到的模拟信号值转化为一定精度下的数字信号值;编码是将数字信号通过一定的编码方式转化为二进制形式表示的数字信号;滤波是对数字信号进行滤波处理,去除高频噪声和干扰信号,使得数字信号更加稳定;变换是通过变换算法将数字信号从时域转换到频域,分析数字信号的频谱特征。
数字电路的设计包括组合逻辑电路和时序逻辑电路两部分。
组合逻辑电路是只由逻辑门组成的电路,通过对输入信号的逻辑运算输出相应的逻辑信号。
时序逻辑电路是不仅包括逻辑门,还包含寄存器、计数器等电路元器件,可以存储状态和计数。
数字电路的设计过程包括逻辑设计、电路设计、电路测试等步骤。
什么是数字电路有哪些常见的数字电路数字电路是由数字信号来控制和处理信息的电子电路。
它主要以离散的时间和离散的状态为基础,使用逻辑门和存储器元件等构建,实现逻辑计算、数据存储、信号转换等功能。
数字电路在现代电子技术中具有广泛的应用,其常见的类型包括组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器电路和通信电路等。
一、组合逻辑电路组合逻辑电路是一种将多个逻辑门按照特定的连接方式组合而成的电路。
它的输出信号仅取决于当前输入信号的状态,与之前的输入状态无关。
在组合逻辑电路中,常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
这些逻辑门可以根据不同的连接方式构成多种功能的组合逻辑电路,例如加法器、减法器、比较器等。
二、时序逻辑电路时序逻辑电路是一种能够根据时钟信号和输入信号的状态变化而改变输出信号的电路。
它与组合逻辑电路相比,具有了记忆功能,可用于实现带有时序要求的各种功能。
时序逻辑电路中常见的元件是触发器和计数器。
触发器能够在时钟信号的作用下存储和改变其输入信号的状态;计数器能够根据时钟信号进行加、减或清零操作,用于计数和控制信号的生成。
三、存储器电路存储器电路是一种能够存储和读取数据的电路。
在数字电路中,存储器通常分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种类型。
RAM具有可读写的特性,能够存储和读取任意数据,常用于计算机内存等;而ROM一般是只读的,其存储内容在制造过程中被固化,用于存储程序或常量数据等。
四、通信电路通信电路指用于传输和接收数字信号的电路。
数字信号可以通过调制技术将其转换成模拟信号进行传输,也可以通过解调技术将模拟信号转换成数字信号进行接收和处理。
在通信电路中,常见的数字电路包括编码器、解码器、调制解调器等,它们能够将信息进行编码、压缩、调制和解码等操作,实现高效的数据传输和通信连接。
总结:数字电路是由离散的时间和状态来处理和控制信息的电子电路。
常见的数字电路类型包括组合逻辑电路、时序逻辑电路、存储器电路和通信电路。
数字电路cdc数字电路(CDC)是一种由数字逻辑门和时钟信号组成的电路系统,用于对数字信号进行处理和转换。
它是计算机和电子设备中的基础组成部分,用于实现逻辑运算、控制信号和数据处理等功能。
本文将从数字电路的基本概念、工作原理、应用领域等方面进行阐述。
一、数字电路的基本概念数字电路是由数字逻辑门组成的电路系统,它通过逻辑门的组合和连接,实现对二进制信号的处理和转换。
逻辑门是一种基本的数字电路元件,包括与门、或门、非门等。
通过逻辑门的组合,可以实现各种复杂的逻辑运算。
二、数字电路的工作原理数字电路的工作原理是基于二进制信号的处理和转换。
它通过逻辑门的输入和输出之间的逻辑关系,实现对输入信号的处理。
逻辑门有多种不同的类型,如与门、或门、非门等,它们各自具有不同的逻辑功能。
通过逻辑门的组合和连接,可以构建出各种复杂的数字电路,实现不同的逻辑运算和功能。
三、数字电路的应用领域数字电路广泛应用于计算机和电子设备中,是实现计算、控制和数据处理等功能的关键技术。
它在计算机内部的运算单元、存储器、控制单元等部件中都有应用。
此外,数字电路还应用于通信系统、工业自动化、仪器仪表等领域,用于实现信号处理、数据传输和控制等功能。
四、数字电路的设计方法数字电路的设计是基于逻辑门的组合和连接,通过合理的设计和布局,实现所需的逻辑功能。
数字电路的设计包括逻辑功能的确定、逻辑门的选择、电路的布局和连接等环节。
设计者需要根据具体的需求和要求,选择合适的逻辑门和电路结构,保证电路的可靠性和性能。
五、数字电路的发展趋势随着科技的不断进步和电子技术的发展,数字电路也在不断演进和创新。
目前,数字电路的集成度越来越高,体积越来越小,功耗越来越低。
同时,数字电路的工作速度也在不断提高,性能越来越强大。
数字电路的发展趋势主要包括集成度的提高、功耗的降低、工作速度的提升和功能的增强等方面。
六、总结数字电路是计算机和电子设备中不可或缺的基础组成部分,它通过逻辑门的组合和连接,实现对二进制信号的处理和转换。
数字电路的发展原理与应用导言数字电路是计算机科学和电子工程中的一项重要技术,它是用来处理和存储数字信息的电子电路系统。
随着科技的不断发展和进步,数字电路在现代社会的各个领域都得到了广泛的应用,如计算机、通信、工业自动化等。
本文将介绍数字电路的发展原理与应用,并深入探讨其中的关键技术和应用领域。
数字电路的发展原理1.布尔代数–布尔代数是数字电路设计的基础,它是一种逻辑代数体系,用于描述和操作逻辑关系。
布尔代数的基本运算包括与、或、非等逻辑操作,这些运算可以通过逻辑门电路来实现。
–逻辑门电路是数字电路中最基本的元件,它通过对输入信号进行逻辑运算,产生对应的输出信号。
常见的逻辑门包括与门、或门和非门等。
2.数字逻辑设计–数字逻辑设计是指使用逻辑门和触发器等数字电路元件来设计和实现逻辑功能。
数字逻辑设计可以分为组合逻辑和时序逻辑两种类型。
–组合逻辑是只由几个与、或、非等逻辑门组成的逻辑电路,它的输出只与当前的输入有关。
–时序逻辑是除了与、或、非逻辑门外还包含了触发器等时序元件的逻辑电路,它的输出不仅与当前的输入有关,还与之前的输入有关。
3.FPGA技术–FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件,通过在开发完成后可以通过简单的配置操作改变内部逻辑电路的功能。
–FPGA技术的出现极大地推动了数字电路设计的发展。
它不仅具有逻辑功能上的灵活性,而且具有速度快、功耗低等优势,被广泛应用于数字信号处理、图像识别、通信等领域。
数字电路的应用1.计算机与嵌入式系统–计算机是数字电路的主要应用领域之一,计算机中的CPU、内存、输入输出接口等都是由数字电路组成的。
–嵌入式系统是指将计算机技术应用于各种产品中的系统,如手机、智能家居、汽车等。
嵌入式系统中的硬件部分主要由数字电路组成,用于处理和控制各种信号。
2.通信与网络–通信是数字电路的另一个重要应用领域,数字电路可以实现信号的传输、接收和处理等功能。
数字逻辑电路的用途和特点数字电子电路中的后起之秀是数字逻辑电路。
把它叫做数字电路是因为电路中传递的虽然也是脉冲,但这些脉冲是用来表示二进制数码的,例如用高电平表示"1",低电平表示"0"。
声音图像文字等信息经过数字化处理后变成了一串串电脉冲,它们被称为数字信号。
能处理数字信号的电路就称为数字电路。
这种电路同时又被叫做逻辑电路,那是因为电路中的"1"和"0"还具有逻辑意义,例如逻辑"1"和逻辑"0"可以分别表示电路的接通和断开、事件的是和否、逻辑推理的真和假等等。
电路的输出和输入之间是一种逻辑关系。
这种电路除了能进行二进制算术运算外还能完成逻辑运算和具有逻辑推理能力,所以才把它叫做逻辑电路。
由于数字逻辑电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点,因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。
一般家电产品中,如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。
数字逻辑电路的第一个特点是为了突出"逻辑"两个字,使用的是独特的图形符号。
数字逻辑电路中有门电路和触发器两种基本单元电路,它们都是以晶体管和电阻等元件组成的,但在逻辑电路中我们只用几个简化了的图形符号去表示它们,而不画出它们的具体电路,也不管它们使用多高电压,是TTL电路还是CMOS电路等等。
按逻辑功能要求把这些图形符号组合起来画成的图就是逻辑电路图,它完全不同于一般的放大振荡或脉冲电路图。
数字电路中有关信息是包含在0和1的数字组合内的,所以只要电路能明显地区分开0和1,0和1的组合关系没有破坏就行,脉冲波形的好坏我们是不大理会的。
所以数字逻辑电路的第二个特点是我们主要关心它能完成什么样的逻辑功能,较少考虑它的电气参数性能等问题。
也因为这个原因,数字逻辑电路中使用了一些特殊的表达方法如真值表、特征方程等,还使用一些特殊的分析工具如逻辑代数、卡诺图等等,这些也都与放大振荡电路不同。
什么是数字电路它有哪些常见的应用数字电路是由逻辑门构成的电路系统,用于处理和传输数字信号的电子元件集合。
它采用二进制编码方式,即利用0和1的数值来表示和处理信息。
数字电路的设计和应用广泛,涵盖了计算机、通信、控制系统以及嵌入式系统等领域。
本文将介绍数字电路的基本原理和常见应用。
一、数字电路的基本原理数字电路基于二进制逻辑运算,由逻辑门和触发器组成,实现各种逻辑功能。
常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
这些门可以组合成更复杂的电路来实现不同的逻辑操作。
数字电路主要遵循以下原理:1. 数字信号的离散性:数字电路处理的是离散的数字信号,信号的数值只能是0或1。
2. 逻辑运算:数字电路通过逻辑门实现各种逻辑运算,包括与、或、非、异或等。
逻辑门的输出是根据输入信号进行逻辑运算得出的。
3. 存储和传输:数字电路可以存储和传输二进制数据。
触发器是一种常用的存储元件,可用于存储和延迟信号。
4. 时序控制:数字电路中的时序控制是通过时钟信号实现的,时钟信号会定时触发电路的运算和状态变化。
二、数字电路的常见应用数字电路在各个领域都有广泛的应用,下面列举了一些常见的应用场景:1. 计算机系统:数字电路在计算机中起到了至关重要的作用。
计算机CPU内部的控制逻辑、算术逻辑单元以及寄存器,都是由数字电路构成的。
数字电路对于计算机的数据处理和运算是不可或缺的。
2. 通信系统:数字电路在通信系统中用于信号的编码、解码和调制解调等处理。
例如,数字电路可以将模拟信号转换为数字信号进行传输,或者将数字信号转换为模拟信号用于音频、视频等传输。
3. 控制系统:数字电路在控制系统中用于实现逻辑运算和控制信号的处理。
例如,数字电路可以实现自动化控制系统中的逻辑判断,根据输入信号的条件来输出相应的控制信号。
4. 嵌入式系统:数字电路在嵌入式系统中广泛应用于各种设备和产品中。
例如,自动售货机、智能家居设备以及汽车电子设备等都需要数字电路来处理和控制输入输出信号。
数字电子技术中的数字信号和数字电路概述数字电子技术(Digital Electronics)是指将数字信号(Discrete Signals)作为处理和传输信息的基本手段的一门技术。
数字电子技术是电子技术的重要分支之一,也是计算机科学的基础之一。
在数字电子技术中,数字信号和数字电路是两个重要的概念。
下面将对数字信号和数字电路进行概述。
一、数字信号数字信号是由离散的、有限的信号值表示的信号,其信号取值只可能是有限个数的指定数值。
比如,二进制数字0和1可以表示数字信号的两种状态。
通过数字信号的取值,可以传递和处理信息。
数字信号通常用脉冲波形表示,在波形上可以明确地标出每个信号的起点和终点。
数字信号通常由变化迅速的上升沿(Rising Edge)和下降沿(Falling Edge)组成,根据信号变化的速率,可将数字信号分为几个不同的级别,比如,高速数字信号和低速数字信号等。
为了传输数字信号可以采用电缆、光纤、卫星等方式进行传输。
在数字信号的传输和处理过程中会涉及到数字电路的运用。
二、数字电路数字电路是以数字信号为基础的电路。
它由逻辑门电路、触发器、寄存器、计数器、编码器、解码器、存储器等数字电子元件组成,可以实现数字信号的加、减、乘、除、与、或、非、异或等逻辑运算,以及数字信号的存储、控制、选择和分配等功能。
数字电路中最基本的元件是逻辑门电路。
逻辑门可分为基本逻辑门和复合逻辑门两类,基本逻辑门包括非门、与门、或门,复合逻辑门包括与非门、异或门、或非门等。
不同逻辑门之间可以相互组合,形成各种复杂的数字逻辑电路。
数字电路中有时需要对数字信号进行时序控制。
为此可以采用触发器、寄存器、计数器等元件。
触发器可以实现数字信号的存储和触发输出,寄存器比触发器还多了控制和选择的功能,计数器可以完成数字信号的计数和控制。
数字电路还有编码器、解码器等元件,它们可以实现数据的编码和解码等功能。
总之,数字信号和数字电路是数字电子技术的基础。
数字电路基础知识一、什么是数字电路基础知识数字电路基础知识是指用于处理和传输数字信号的电子电路的基本原理和技术。
数字电路是现代电子电路中的重要组成部分,它能够对数字信号进行精确的处理和操作,广泛应用于计算机、通信、控制系统等领域。
本文将介绍数字电路基础知识的相关内容,包括数字电路的基本概念、数字逻辑门电路、时序电路以及数字信号处理等方面。
二、数字电路的基本概念数字电路是由离散的电子元件(如晶体管、集成电路等)构成的,能够对数字信号进行逻辑运算和处理。
数字信号只能取两种离散的状态,通常表示为0和1,分别代表“低电平”和“高电平”。
数字电路通过将这些离散状态进行逻辑运算和处理,实现信息的存储、传输和运算。
数字电路的基本单位是逻辑门,逻辑门是由晶体管等电子元件组成的,用于实现逻辑运算。
常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
逻辑门的输入和输出均为数字信号,通过逻辑运算,可以实现布尔逻辑的功能。
三、数字逻辑门电路数字逻辑门电路是由逻辑门组成的电路,用于实现复杂的逻辑运算。
常见的数字逻辑门电路有加法器、减法器、比较器等。
这些电路可以通过逻辑门的组合和连接,实现数学和逻辑运算。
例如,加法器是一种用于实现数字加法运算的电路。
它通过将多个输入的数字信号进行逻辑运算,得到输出的和。
减法器和比较器类似,通过逻辑门的组合和连接,实现数字减法运算和大小比较。
四、时序电路时序电路用于处理时间相关的数字信号,具有记忆和延时的功能。
常见的时序电路有触发器、计数器等。
触发器是一种用于存储和传输数字信号的元件,可以实现数据的存储和延时。
计数器是一种能够实现数字计数功能的电路,可以实现数字信号的计数和频率分析等功能。
时序电路通过控制时钟信号和触发信号的输入和输出,实现对数字信号的精确控制和处理。
它广泛应用于时序控制、频率分析和数字通信等领域。
五、数字信号处理数字信号处理是指对数字信号进行数学运算和处理的技术。
随着计算机和数字电路的发展,数字信号处理成为一种重要的信号处理方法。
电路和数电模电的关系要说这电路啊,跟数电模电的关系,那可真是一言难尽,就跟咱村里那盘根错节的老槐树一样,错综复杂,但又紧密相连。
咱先说说电路吧,这就像是村里的主干道,没了它,啥也通不了。
电路嘛,就是电流走的道儿,简单说,就是电线、开关、灯泡这些玩意儿凑一块儿,能让电流通起来,亮个灯,带个电扇啥的。
这东西看似简单,但要是深了究,那可真是没完没了,什么欧姆定律、基尔霍夫定律,听着就让人头疼。
再来说说数电,这就像是电路里的“数学家”。
数电,全称是数字电路,它跟咱平时算的加减乘除可不一样,它是拿电路来算数。
比如说,一个开关开是1,关是0,那这些1和0就能组成各种各样的数字信号,传递各种信息。
就像咱村里那广播,嘀嘀嗒嗒的,虽然听不懂,但知道是在传话。
数电里头的那些门电路、触发器啥的,就像是算盘的珠子,拨来拨去,就能算出结果。
模电呢,就像是电路里的“艺术家”。
模电,全称是模拟电路,它跟数电不一样,它是处理连续变化的信号的。
比如说,咱耳机里放的音乐,电视里播的画面,这些都是模拟信号。
模电里头的那些放大器、滤波器啥的,就像是画家的画笔,能把这些信号调理得美美的,让咱听得舒服,看得过瘾。
要说这三者之间的关系,那可真得好好琢磨琢磨。
电路就像是地基,没了它,数电模电都得塌方。
数电呢,就像是电路里的规矩,它能让电路按照咱的意愿去算数,传递信息。
模电呢,就像是电路里的装饰,它能让电路变得更加丰富多彩,更加实用。
我记得有一次,村里的小学要装广播,我就跟着电工师傅一块儿去。
那电工师傅是个老手,啥都会。
他一边接线,一边就跟我讲起了这电路、数电、模电的事儿。
他说:“你看这喇叭线,它就是电路,得接好了才能响。
这广播里头播的是数字信号,得经过数电处理才能变成声音。
但这声音得经过模电放大,才能让你听得清。
”我当时就恍然大悟,原来这电路、数电、模电是这么回事儿!所以啊,这电路和数电模电的关系,就像是咱村里的人,各有各的本事,但都得团结一心,才能把事情办好。
数字电子电路中的后起之秀是数字逻辑电路。
把它叫做数字电路是因为电路中传递的虽然也是脉冲,但这些脉冲是用来表示二进制数码的,例如用高电平表示“ 1 ”,低电平表示“ 0 ”。
声音图像文字等信息经过数字化处理后变成了一串串电脉冲,它们被称为数字信号。
能处理数字信号的电路就称为数字电路。
这种电路同时又被叫做逻辑电路,那是因为电路中的“ 1 ”和“ 0 ”还具有逻辑意义,例如逻辑“ 1 ”和逻辑“ 0 ”可以分别表示电路的接通和断开、事件的是和否、逻辑推理的真和假等等。
电路的输出和输入之间是一种逻辑关系。
这种电路除了能进行二进制算术运算外还能完成逻辑运算和具有逻辑推理能力,所以才把它叫做逻辑电路。
由于数字逻辑电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点,因此被广泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。
一般家电产品中,如定时器、告警器、控制器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。
数字逻辑电路的第一个特点是为了突出“逻辑”两个字,使用的是独特的图形符号。
数字逻辑电路中有门电路和触发器两种基本单元电路,它们都是以晶体管和电阻等元件组成的,但在逻辑电路中我们只用几个简化了的图形符号去表示它们,而不画出它们的具体电路,也不管它们使用多高电压,是 TTL 电路还是 CMOS 电路等等。
按逻辑功能要求把这些图形符号组合起来画成的图就是逻辑电路图,它完全不同于一般的放大振荡或脉冲电路图。
数字电路中有关信息是包含在 0 和 1 的数字组合内的,所以只要电路能明显地区分开 0 和 1 , 0 和 1 的组合关系没有破坏就行,脉冲波形的好坏我们是不大理会的。
所以数字逻辑电路的第二个特点是我们主要关心它能完成什么样的逻辑功能,较少考虑它的电气参数性能等问题。
也因为这个原因,数字逻辑电路中使用了一些特殊的表达方法如真值表、特征方程等,还使用一些特殊的分析工具如逻辑代数、卡诺图等等,这些也都与放大振荡电路不同。
门电路和触发器( 1 )门电路门电路可以看成是数字逻辑电路中最简单的元件。
目前有大量集成化产品可供选用。
最基本的门电路有 3 种:非门、与门和或门。
非门就是反相器,它把输入的 0 信号变成 1 ,1 变成 0 。
这种逻辑功能叫“非”,如果输入是 A ,输出写成 P=A 。
与门有 2 个以上输入,它的功能是当输入都是 1 时,输出才是 1 。
这种功能也叫逻辑乘,如果输入是 A 、 B ,输出写成P=A·B 。
或门也有 2 个以上输入,它的功能是输入有一个 1 时,输出就是 1 。
这种功能也叫逻辑加,输出就写成 P=A + B 。
把这三种基本门电路组合起来可以得到各种复合门电路,如与门加非门成与非门,或门加非门成或非门。
图 1 是它们的图形符号和真值表。
此外还有与或非门、异或门等等。
数字集成电路有 TTL 、 HTL 、 CMOS 等多种,所用的电源电压和极性也不同,但只要它们有相同的逻辑功能,就用相同的逻辑符号。
而且一般都规定高电平为 1 、低电平为 0 。
( 2 )触发器触发器实际上就是脉冲电路中的双稳电路,它的电路和功能都比门电路复杂,它也可看成是数字逻辑电路中的元件。
目前也已有集成化产品可供选用。
常用的触发器有 D 触发器和J—K 触发器。
D 触发器有一个输入端 D 和一个时钟信号输入端 CP ,为了区别在 CP 端加有箭头。
它有两个输出端,一个是 Q 一个是 Q ,加有小圈的输出端是 Q 端。
另外它还有两个预置端 R D 和S D ,平时正常工作时要 R D 和 S D 端都加高电平 1 ,如果使 R D =0 ( S D 仍为 1 ),则触发器被置成 Q=0 ;如果使 S D =0 ( R D =1 ),则被置成 Q=1 。
因此 R D 端称为置 0 端,S D 端称为置 1 端。
D 触发器的逻辑符号见图 2 ,图中 Q 、 D 、 SD 端画在同一侧; Q 、R D 画在另一侧。
R D 和 S D 都带小圆圈,表示要加上低电平才有效。
D 触发器是受 CP 和 D 端双重控制的, CP 加高电平 1 时,它的输出和 D 的状态相同。
如 D=0 , CP 来到后, Q=0 ;如 D=1 , CP 来到后, Q=1 。
CP 脉冲起控制开门作用,如果 CP=0 ,则不管 D 是什么状态,触发器都维持原来状态不变。
这样的逻辑功能画成表格就称为功能表或特性表,见图 2 。
表中 Q n+1 表示加上触发信号后变成的状态, Qn 是原来的状态。
“ X ”表示是 0 或1 的任意状态。
有的 D 触发器有几个 D 输入端: D 1 、 D 2 … 它们之间是逻辑与的关系,也就是只有当 D 1 、D 2 … 都是 1 时,输出端 Q 才是 1 。
另一种性能更完善的触发器叫 J - K 触发器。
它有两个输入端: J 端和 K 端,一个 CP 端,两个预置端: R D 端和 S D 端,以及两个输出端: Q 和 Q 端。
它的逻辑符号见图 3 。
J - K 触发器是在 CP 脉冲的下阵沿触发翻转的,所以在 CP 端画一个小圆圈以示区别。
图中,J 、 S D 、 Q 画在同一侧, K 、 R D 、 Q 画在另一侧。
J - K 触发器的逻辑功能见图 3 。
有 CP 脉冲时(即 CP=1 ): J 、 K 都为 0 ,触发器状态不变; Q n + 1 =Qn , J = 0 、 K=1 ,触发器被置 0 :Q n + 1 =0 ; J=1 、 K=0 , Q n+1 =1 ; J=1 、 K=1 ,触发器翻转一下:Q n + 1 =Qn 。
如果不加时钟脉冲,即 CP=0 时,不管 J 、 K 端是什么状态,触发器都维持原来状态不变: Q n + 1 =Qn 。
有的 J—K 触发器同时有好几个J 端和 K 端, J 1 、J 2 … 和 K 1 、K 2 … 之间都是逻辑与的关系。
有的 J - K 触发器是在 CP 的上升沿触发翻转的,这时它的逻辑符号图的 CP 端就不带小圆圈。
也有的时候为了使图更简洁,常常把 R D 和 S D 端省略不画。
能够把数字、字母变换成二进制数码的电路称为编码器。
反过来能把二进制数码还原成数字、字母的电路就称为译码器。
( 1 )编码器图 4 ( a )是一个能把十进制数变成二进制码的编码器。
一个十进制数被表示成二进制码必须 4 位,常用的码是使从低到高的每一位二进制码相当于十进制数的 1 、 2 、 4 、 8 ,这种码称为 8 - 4 - 2 - 1 码或简称 BCD 码。
所以这种编码器就称为“ 10 线 -4 线编码器”或“ DEC / BCD 编码器”。
从图看到,它是由与非门组成的。
有 10 个输入端,用按键控制,平时按键悬空相当于接高电平 1 。
它有 4 个输出端 ABCD ,输出 8421 码。
如果按下“ 1 ”键,与“ 1 ”键对应的线被接地,等于输入低电平 0 、于是门 D 输出为 1 ,整个输出成 0001 。
如按下“ 7 ”键,则 B 门、 C 门、 D 门输出为 1 ,整个输出成 0111 。
如果把这些电路都做在一个集成片内,便得到集成化的 10 线 4 线编码器,它的逻辑符号见图 4 ( b )。
左侧有 10 个输入端,带小圆圈表示要用低电平,右侧有 4 个输出端,从上到下按从低到高排列。
使用时可以直接选用。
( 2 )译码器要把二进制码还原成十进制数就要用译码器。
它也是由门电路组成的,现在也有集成化产品供选用。
图 5 是一个 4 线—10 线译码器。
它的左侧为 4 个二进制码的输入端,右侧有 10 个输出端,从上到下按 0 、 1 、…9 排列表示 10 个十进制数。
输出端带小圆圈表示低电平有效。
平时 10 个输出端都是高电平 1 ,如输入为 1001 码,输出“ 9 ”端为低电平 0 ,其余 9 根线仍为高电平 1 ,这表示“ 9 ”线被译中。
二极管,如每段都接低电平 0 ,七段都被点亮,显示出数字“ 8 ”;如 b 、 c 段接低电平 0 ,其余都接 1 ,显示的是“ 1 ”。
可见要把十进制数用七段显示管显示出来还要经过一次译码。
如果使用“ 4 线—7 线译码器”和显示管配合使用,就很简单,输入二进制码可直接显示十进制数,见图 6 。
译码器左侧有 4 个二进制码的输入端,右侧有 7 个输出可直接和数码管相连。
左上侧另有一个灭灯控制端 I B ,正常工作时应加高电平 1 ,如不需要这位数字显示就在 I B 上加低电平 0 ,就可使这位数字熄灭。
如果要想把十进制数显示出来,就要使用数码管。
现以共阳极发光二极管( LED )七段数码显示管为例,见图 6 。
它有七段发光寄存器和移位寄存器( 1 )寄存器能够把二进制数码存贮起来的的部件叫数码寄存器,简称寄存器。
图 7 是用 4 个 D 触发器组成的寄存器,它能存贮 4 位二进制数。
4 个 CP 端连在一起作为控制端,只有 CP=1 时它才接收和存贮数码。
4 个 R D 端连在一起成为整个寄存器的清零端。
如果要存贮二进制码1001 ,只要把它们分别加到触发器 D 端,当 CP 来到后 4 个触发器从高到低分别被置成 1 、0 、 0 、 1 ,并一直保持到下一次输入数据之前。
要想取出这串数码可以从触发器的 Q 端取出。
( 2 )移位寄存器有移位功能的寄存器叫移位寄存器,它可以是左移的、右移的,也可是双向移位的。
图 8 是一个能把数码逐位左移的寄存器。
它和一般寄存器不同的是:数码是逐位串行输入并加在最低位的 D 端,然后把低位的 Q 端连到高一位的 D 端。
这时 CP 称为移位脉冲。
先从 R D 端送低电平清零,使寄存器成 0000 状态。
假定要输入的数码是1001 ,输入的次序是先高后低逐位输入。
第 1 个 CP 后, 1 被打入第 1 个触发器,寄存器成 0001 ;第 2 个 CP 后, Qo 的 1 被移入 Q 1 ,新的 0 打入D 1 ,成为 0010 ;第 3 个 CP 后,成为 0100 ;第 4 个 CP 后,成为 1001 。
可见经过 4 个 CP ,寄存器就寄存了 4 位二进制码 1001 。
目前已有品种繁多的集成化寄存器供选用。
计数器和分频器( 1 )计数器能对脉冲进行计数的部件叫计数器。
计数器品种繁多,有作累加计数的称为加法计数器,有作递减计数的称为减法计数器;按触发器翻转来分又有同步计数器和异步计数器;按数制来分又有二进制计数器、十进制计数器和其它进位制的计数器等等。
现举一个最简单的加法计数器为例,见图 9 。
它是一个 16 进制计数器,最大计数值是1111 ,相当于十进制数 15 。
需要计数的脉冲加到最低位触发器的 CP 端上,所有的 J 、 K 端都接高电平 1 ,各触发器 Q 端接到相邻高一位触发器的 CP 端上。