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。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
数 字 逻 辑
实验指导书
实验者须知
一、明确实验目的
实验是为了验证理论，巩固所学理论知识，同时学习工程技术中许多书本上学不到的东西，学生在实验过程中可以运用已学过的理论去分析解决问题。再者为了训练学生的科学作风及不断提高实验技能等。
二、实验前的准备
实验前学生必须仔细阅读本次实验的内容，弄清楚实验的目的、任务、及进行实验的步骤，复习有关的理论，以便提高实验效率。
三、实验要求
1、遵守实验室规则，养成良好的实验作风；
2、实验时学生根据书中要求，在指定的仪器上进行连线，连线后应自己首先认真地检查一遍无误后，经指导老师检查，方可通电进行实验，否则，造成仪器及元件的损坏由本人负责；
3、在连线后出现一些故障这是难免的，学生此时要头脑冷静地检查原因，认真思考、判断，尽量独立地解决。因为排除故障是学生综合运用所学理论，训练自己分析问题，解决问题的能力的好机会。总之，不但要会分析正常线路的各点电位或波形，而且还要学会根据不正确的现象估计故障的可能性，通过对比进行观察，必要时可另行设置实验条件，判断问题所在，排除故障，以达到设计要求，提高实验能力；
4、实验中如果发生异常现象，应立即断电，保留现场，请指导教师检查原因。待教师允许继续进行实验时方可继续，不可私自处理；
5、实验完毕整理好仪器、导线、芯片。
四、实验报告内容
1、实验题目、任务、要求。
2、实验前进行理论分析、计算。
3、实验步骤，实验线路、实验记录。
4、电平及波形的分析、讨论。
5、结论(出现了故障如何排除的，通过实验有何体会与收获)
写实验报告是一个综合运用所学理论解决实际问题的过程，它不仅可以对所学的理论加深理解，还可以培养学生分析问题，解决问题的能力，实验报告应当写的简明扼要，有事实，有分析，有结论。成为一份科学实践的总结，不要写成实验指导书的复制品，更不要抄袭和伪造实验内容。
目 录
实验一 门电路实验 ...................................................................... - 1 -
1 第 一 章
1. 什么是模拟信号？什么是数字信号？试举出实例。
模拟信号-----指在时间上和数值上均作连续变化的信号。例如，温度、压力、交流电压等信号。
数字信号-----指信号的变化在时间上和数值上都是断续的，阶跃式的，或者说是离散的，这类信号有时又称为离散信号。例如，在数字系统中的脉冲信号、开关状态等。
2. 数字逻辑电路具有哪些主要特点？
数字逻辑电路具有如下主要特点：
● 电路的基本工作信号是二值信号。
●
电路中的半导体器件一般都工作在开、关状态
● 电路结构简单、功耗低、便于集成制造和系列化生产。产品价格低
● 由数字逻辑电路构成的数字系统工作速度快、精度高、功能强、可
3. 数字逻辑电路按功能可分为哪两种类型？主要区别是什么？
根据数字逻辑电路有无记忆功能，可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。
组合逻辑电路： 电路在任意时刻产生的稳定输出值仅取决于该时刻电路输入值的组合，而与电路过去的输入值无关。组合逻辑电路又可根据输出端个数的多少进一步分为单输出和多输出组合逻辑电路。
时序逻辑电路：电路在任意时刻产生的稳定输出值不仅与该时刻电路的输入值有关，而且与电路过去的输入值有关。时序逻辑电路又可根据电路中有无统一的定时信号进一步分为同步时序逻辑电路和异
4. 最简电路是否一定最佳？为什么？
一个最简的方案并不等于一个最佳的方案。最佳方案应满足全面的性能指标和实际应用要求。所以，在求出一个实现预定功能的最简电路之后，往往要根据实际情况进行相应调整。
5. 把下列不同进制数写成按权展开形式。
(1) (4517.239)10 (3) (325.744)8
(2) (10110.0101)2 (4) (785.4AF)16
解答（1）(4517.239)10 = 4×103＋5×102＋1×101＋7×100＋2×10-1＋3×10-2＋9×10-3
8位施密特触发器芯片
施密特触发器是一种常见的数字集成电路，常用于信号处理和数字逻辑电路中。它具有两个稳定状态，类似于开关的状态，可以通过输入信号的变化进行切换。施密特触发器芯片是基于施密特触发器设计的集成电路芯片，如8位施密特触发器芯片。
施密特触发器芯片具有许多重要的特性和应用。它们在数字信号处理、通信、计算机等各个领域中发挥着重要作用。下面将介绍8位施密特触发器芯片的原理、特点和应用。
首先，我们来了解一下施密特触发器的原理。施密特触发器是基于正反馈的触发器，它的输入信号通过比较阈值电压来改变输出状态。当输入信号超过高阈值电压时，输出状态切换为高电平，而当输入信号低于低阈值电压时，输出状态切换为低电平。这种两级比较的方式使得施密特触发器具有更强的抗干扰能力，可以有效地滤除噪声干扰，提高系统的可靠性。
8位施密特触发器芯片则是将8个施密特触发器集成在一个芯片上。它通常具有8个输入引脚和8个输出引脚，以及一些控制引脚。这样的配置使得它能够处理8位的数字信号，并对输入信号的变化进行滞后比较，从而得到稳定的输出状态。
8位施密特触发器芯片的特点有以下几个方面：
1.高度集成化：8位施密特触发器芯片将8个施密特触发器集成在一个芯片上，实现了高度的集成化。这意味着在设计和应用中能够节省大量的空间和物料成本。
2.高速率：8位施密特触发器芯片具有很高的工作速率，可以快速地对输入信号的变化进行检测和处理。这使得它在高速数据传输和处理中具有重要的应用。
3.低功耗：8位施密特触发器芯片在设计上考虑了低功耗的特点，可以在工作时节省能源，并有效延长电池续航时间。这对于一些便携式设备和无线传感器网络非常重要。
4.抗干扰能力强：施密特触发器芯片通过正反馈的方式实现了抗干扰能力的提高。它可以滤除噪声信号，使系统更加稳定可靠，在复杂环境下具有良好的适应性。 8位施密特触发器芯片具有广泛的应用。以下是一些常见的应用场景：
