数字电路总结

时间:2024.4.5

1.组合逻辑函数的基本表示方式:逻辑函数表达式、真值表、逻辑电路图

2.存储容量为4K×8位的RAM存储器,其地址线为12条、数据线为8条。

3.施密特触发器           波形变换、整形

4.在并行比较型、逐次比较型和双积分型三种A/D转换器中,转换速度最快的是(并行比较型),转换速度最慢的是(双积分型),抗干扰能力最强的是双积分型

5.当 B= 0 时, 非门输出为0,Y输出为高阻态。当B=1时,Y=A

6.寄存器分为数码寄存器和移位寄存器两种。

7.计数器不仅能用于统计输入脉冲的个数,还常用于分频、定时、产生节拍脉冲等。

8.

9.即在VI一定(要保证发射结正偏)和VCC一定的条件下,Rb越小,β越大,RC越大,三极管越容易饱和.

10.影响半导体二极管、三极管开关特性的主要因素是管子内部电荷存储和消散的时间。

11. TTL与非门提高工作速度的原理

(1)采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程

(2)采用了推拉式输出级,输出阻抗比较小,可迅速给负载电容充放电。

输出高电平电压VOH, VOH的理论值为3.6V; VOH(min)=2.4V

输出低电平电压VOL, VOL的理论值为0.3V; VOL(max)=0.4V

关门电平电压VOFF:是指输出电压下降到VOH(min)时对应的输入电压即输入低电压的最大值。称为输入低电平电压,用VIL(max)表示。产品规定VIL(max)=0.8V。

(4)开门电平电压VON即输入高电压的最小值。在VIH(min)=2V。

低电平噪声容限  VNL=VOFF-VOL(max)=0.8V-0.4V=0.4V

高电平噪声容限  VNH=VOH(min)-VON=2.4V-2.0V=0.4V

它的输入高低电平也有一个范围,即它的输入信号允许一定的容差,称为噪声容限。

12.输入低电平电流IIL—是指当门电路的输入端接低电平时,从门电路输入端流出的电流。

灌电流负载——当驱动门输出低电平时,电流从负载门灌入驱动门

(1)VOH(min)=0.9VDD; VOL(max)=0.01VDD。

所以CMOS门电路的逻辑摆幅(即高低电平之差)较大。

(2)阈值电压Vth约为VDD/2。

(3)CMOS非门的关门电平VOFF为0.45VDD,开门电平VON为0.55VDD。因此,其高、低电平噪声容限均达0.45VDD。

13.对于与非门及与门,多余输入端应接高电平。如直接接电源正端,在前级驱动能力允许时,也可以与有用的输入端并联使用。对于或非门及或门,多余输入端应接低电平,比如直接接地;也可以与有用的输入端并联使用。

14.竞争冒险——由于延迟时间的存在,当一个输入信号经过多条路径传送后又重新会合到某个门上,由于不同路径上门的级数不同,导致到达会合点的时间有先有后,从而产生瞬间的错误输出。冒险现象的消除方法1.修改逻辑设计1)增加冗余项变换逻辑式,消去互补变量2.增加选通信号3.增加输出滤波电容

15.组合逻辑电路的特点是,电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻各输入状态的组合,而与电路的原状态无关。

16.译码器——将输入代码转换成特定的输出信号74138加与非门就可实现该逻辑函数。

17. 数据分配器—将一路输入数据根据地址选择码分配给多路数据输出中的某一路输出。

18.7448是一种与共阴极数字显示器配合使用的集成译码器。共阳极显示器公共端接高电平,阴极经过限流电阻接输出低电平有效的七段译码器相应的输出端.

19.在一个时钟脉冲周期中,触发器发生多次翻转的现象叫做空翻。

20.由此看出,主从JK触发器在CP=1期间,主触发器只变化(翻转)一次,这种现象称为一次变化现象。同步触发器的空翻现象

21.触发器有两个基本性质:(1)在一定条件下,触发器可维持在两种稳定状态(0或1状态)之一而保持不变;(2)在一定的外加信号作用下,触发器可从一个稳定状态转变到另一个稳定状态。2.描写触发器逻辑功能的方法主要有特性表、特性方程、驱动表、状态转换图和波形图(又称时序图)等。3.按照结构不同,触发器可分为:

   (1) 基本RS触发器,为电平触发方式。 (2) 同步触发器,为脉冲触发方式。

   (3) 主从触发器,为脉冲触发方式。(4) 边沿触发器,为边沿触发方式。

4.根据逻辑功能的不同,触发器可分为:

    (1) RS触发器 (2) JK触发器 (3) D触发器     (4) T触发器  (T’触发器 )

 

5.同一电路结构的触发器可以做成不同的逻辑功能;同一逻辑功能的触发器可以用不同的电路结构来实现。

22.计数器——用以统计输入脉冲CP个数的电路。

6.计数器是一种简单而又最常用的时序逻辑器件。计数器不仅能用于统计输入脉冲的个数,还常用于分频、定时、产生节拍脉冲等。

7.寄存器也是一种常用的时序逻辑器件。寄存器分为数码寄存器和移位寄存器两种。

8.描述时序逻辑电路逻辑功能的方法有状态转换真值表、状态转换图和时序图等。

23.1.转换精度 :分辨率1/(2n-1)2)转换误差

24.A/D转换过程为:取样、保持、量化和编码

 施密特触发器

石英晶体振荡器的特点是fo的稳定性极好。

1. 用作接口电路——将缓慢变化的输入信号,转换成为符合TTL系统要求的脉冲波形。

2. 用作整形电路——把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。

3. 用于脉冲鉴幅——从一系列幅度不同的脉冲信号中,选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。                                                                          

三.单稳态触发器的应用:1. 延时与定时  2. 整形

施密特触发器——具有回差电压特性,能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。多谐振荡器——能产生矩形脉冲波的自激振荡器。

单稳态触发器——有一个稳态和一个暂稳态;在触发脉冲作用下,由稳态翻转到暂稳态;暂稳状态维持一段时间后,自动返回到稳态。

这种秒脉冲发生器可做为各种计时系统的基准信号源。

    555定时器构成单稳态触发器。只要用手触摸一下金属片P,由于人体感应电压相当于在触发输入端(管脚2)加入一个负脉冲,555输出端输出高电平,灯泡(RL)发光,当暂稳态时间(tW)结束时,555输出端恢复低电平,灯泡熄灭。该触摸开关可用于夜间定时

照明,定时时间可由RC参数调节

4. 触摸、声控双功能延时灯

555T1、R3、R2、C4组成单稳定时电路,定时(即灯亮)时间约为1分钟。当击掌声传至压电陶瓷片时,HTD将声音信号转换成电信号,经T2、T1放大,触发555,使555输出高电平,触发导通晶闸管SCR,电灯亮;同样,若触摸金属片A时,人体感应电信号经R4、R5加至T1基极,也能使T1导通,触发555,达到上述效果。


第二篇:数字电路的上拉电阻、下拉电阻选用总结


上拉电阻:

1、当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V),这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。

2、OC门电路必须加上拉电阻,才能使用。

3、为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。

4、在COMS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,提供泄荷通路。

5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。

6、提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。

7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。

上拉电阻阻值的选择原则包括:

1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大,电流小。

2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。

3、对于高速电路,过大的上拉电阻可能边沿变平缓。综合考虑 以上三点,通常在1k到10k之间选取。对下拉电阻也有类似道理 对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定,主要需要考虑以下几个因素:

1. 驱动能力与功耗的平衡。以上拉电阻为例,一般地说,上拉电阻越小,驱动能力越强,但功耗越大,设计是应注意两者之间的均衡。

2. 下级电路的驱动需求。同样以上拉电阻为例,当输出高电平时,开关管断开,上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。

3. 高低电平的设定。不同电路的高低电平的门槛电平会有不同,电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。以上拉电阻为例,当输出低电平时,开关管导通,上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。

4. 频率特性。以上拉电阻为例,上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级电路之间的输入电容会形成RC延迟,电阻越大,延迟越大。上拉电阻的设定应考虑电路在这方面的需求。

下拉电阻的设定的原则和上拉电阻是一样的。

OC门输出高电平时是一个高阻态,其上拉电流要由上拉电阻来提供,设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA,标准工作电压

是5V,输入口的高低电平门限为0.8V(低于此值为低电平);2V(高电平门限值)。

选上拉电阻时:

500uA x 8.4K= 4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下,此为最小阻值,再小就拉不下来了。如果输出口驱动电流较大,则阻值可减小,保证下拉时能低于0.8V即可。

当输出高电平时,忽略管子的漏电流,两输入口需200uA

200uA x15K=3V即上拉电阻压降为3V,输出口可达到2V,此阻值为最大阻值,再大就拉不到2V了。选10K可用。COMS门的可参考74HC系列 设计时管子的漏电流不可忽略,IO口实际电流在不同电平下也是不同的,上述仅仅是原理,一句话概括为:输出高电平时要喂饱后面的输入口,输出低电平不要把输出口喂撑了(否则多余的电流喂给了级联的输入口,高于低电平门限值就不可靠

了)

在数字电路中不用的输入脚都要接固定电平,通过1k电阻接高电平或接地。

1. 电阻作用:

接电组就是为了防止输入端悬空

减弱外部电流对芯片产生的干扰

保护cmos内的保护二极管,一般电流不大于10mA ,上拉和下拉、限流

1. 改变电平的电位,常用在TTL-CMOS匹配

2. 在引脚悬空时有确定的状态

3.增加高电平输出时的驱动能力。

4、为OC门提供电流

那要看输出口驱动的是什么器件,如果该器件需要高电压的话,而输出口的输出电压又不够,就需要加上拉电阻。

如果有上拉电阻那它的端口在默认值为高电平你要控制它必须用低电平才能控制如三态门电路三极管的集电极,或二极管正极去控制把上拉电阻的电流拉下来成为低电平。反之,

尤其用在接口电路中,为了得到确定的电平,一般采用这种方法,以保证正确的电路状态,以免发生意外,比如,在电机控制中,逆变桥上下桥臂不能直通,如果它们都用同一个单片机来驱动,必须设置初始状态.防止直通!

2、定义:

上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平!电阻同时起限流作用!下拉同理!

上拉是对器件注入电流,下拉是输出电流

弱强只是上拉电阻的阻值不同,没有什么严格区分

对于非集电极(或漏极)开路输出型电路(如普通门电路)提升电流和电压的能力是有限的,上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。

3、为什么要使用拉电阻:

一般作单键触发使用时,如果IC本身没有内接电阻,为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态,必须在IC外部另接一电阻。 数字电路有三种状态:高电平、低电平、和高阻状态,有些应用场合不希望出现高阻状态,可以通过上拉电阻或下拉电阻的方式使处于稳定状态,具体视设计要求而定!

一般说的是I/O端口,有的可以设置,有的不可以设置,有的是内置,有的是需要外接,I/O端口的输出类似与一个三极管的C,当C接通过一个电阻和电源连接在一起的时候,该电阻成为上C拉电阻,也就是说,如果该端口正常时为高电平,C通过一个电阻和地连接在一起的时候,该电阻称为下拉电阻,使该端口平时为低电平,作用吗:

比如:当一个接有上拉电阻的端口设为输如状态时,他的常态就为高电平,用于检测低电平的输入。

上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的。一般说法是拉电流,下拉电阻是用来吸收电流的,也就是你同学说的灌电流 电阻在选用时,选用经过计算后与标准值最相近的一个! P0为什么要上拉电阻原因有:

1. P0口片内无上拉电阻

2. P0为I/O口工作状态时,上方FET被关断,从而输出脚浮空,因此P0用于输出线时为开漏输出。

3. 由于片内无上拉电阻,上方FET又被关断,P0输出1时无法拉升端口电平。

P0是双向口,其它P1,P2,P3是准双向口。

不错准双向口是因为在读外部数据时要先“准备”一下,为什么要准备一下呢?

单片机在读准双向口的端口时,现应给端口锁存器赋1,目的是使FET关断,不至于因片内FET导通使端口钳制在低电平。

上下拉一般选10k!

芯片的上拉/下拉电阻的作用

最常见的用途是,假如有一个三态的门带下一级门.如果直接把三态的输出接在下一级的输入上,当三态的门为高阻态时,下一级的输入就如同漂空一样.可能引起逻辑的错误,对MOS电路也许是有破坏性的.所以用电阻将下一级的输入拉高或拉低,既不影响逻辑又保正输入不会漂空.

改变电平的电位,常用在TTL-CMOS匹配; 在引脚悬空时有确定的状态; 为OC门的输出提供电流; 作为端接电阻; 在试验板上等于多了一个测试点,特别对板上表贴芯片多的更好,免得割线; 嵌位;

上、下拉电阻的作用很多,比如抬高信号峰峰值,增强信号传输能力, 防止信号远距离传输时的线上反射,调节信号电平级别等等!当然还有其他的作用了具体的应用方法要看在什么场合,什么目的,至于参数更不能一概而定,要看电路其他参数而定,比如通常用在输入脚上的上拉电阻如果是为了抬高峰峰值,就要参考该引脚的内阻来定电阻值的!另外,没有说输入加下拉,输出加上拉的,有时候没了某个目的也可能同时既有上拉又有下拉电阻的!

加接地电阻--下拉

加接电源电阻--上拉

对于漏极开路或者集电极开路输出的器件需要加上拉电阻才可能工作。另外,普通的口,加上拉电阻可以提高抗干扰能力,但是会增加负载。

电源:+5V

普通的直立LED,

共八个,负极分别接到一个大片子的管脚上,

用多大的上拉电阻合适? 谢谢指教!

一般LED的电流有几个mA就够了,最大不超过20mA,根据这个你就应该可以算出上拉电阻值来了。

保险起见,还是让他拉吧,(5-0.7)/10mA=400ohm,差不多吧,不放心就用2k的

上拉电阻的作用:6N137的的输出三极管C极,如果没有上拉电阻,则该引脚上的电平不会发生随B极电平的高低变化。原因是它没有接到任何电源上。如果接上了上拉电阻,则B极电平为高时,C极对地导通(相当于开关接通),C极的电压就变低;如B极电压为低,则C极对地关断,C极的电压就升到高电平。为就是上面说的“将通断转换成高低电平”。你说的51与此图有一定的不同,参照着去理解吧。另外,一般地,C极低电平时器件从外部吸入电流的能力和高电平时向外部灌出电流的能力是不一样的。器件输出端常有Isink和Isource两个参数,且前者往往大于后者。

下拉电阻的作用:所见不多,常见的是接到一个器件的输入端,多作为抗干扰使用。这是由于一般的IC的输入端悬空时易受干扰或器

件扫描时有间隙泄漏电压而影响电路的性能。后者,我们在某批设备中曾碰到过。

上拉电阻的阻值主要是要顾及端口的低电平吸入电流的能力。例如在5V电压下,加1K上拉电阻,将会给端口低电平状态增加5mA的吸入电流。在端口能承受的条件下,上拉电阻小一点为好。

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