數(shù)字電路中邏輯門電路是最基本的電路邏輯元件。所謂“門”就是一種開關(guān),它能按照某些條件去控制電子信號(hào)的通過或不通過。門電路的信號(hào)輸入和信號(hào)輸出之間存在一定的邏輯關(guān)系(因果關(guān)系),所以門電路又稱為邏輯門電路。
門電路的基本邏輯關(guān)系為“與”、“或”、“非”三種。通過這三種關(guān)系,可以實(shí)現(xiàn)多種多樣的功能。而對于傳統(tǒng)的機(jī)械手表來說,它的功能單一,所以可以通過數(shù)字電子技術(shù)使它的功能更加豐富,更符合人們生活的需要。例如,傳統(tǒng)機(jī)械手表的功能除了可以顯示時(shí)間之外,還可以增加顯示日期、秒表計(jì)時(shí)和定時(shí)鬧鐘等功能。
數(shù)字電路的核心內(nèi)容就是把一系列連續(xù)的信息數(shù)字化,或者說是不連續(xù)化。在電子技術(shù)中,信號(hào)可以根據(jù)是否連續(xù)分為兩大類:
連續(xù)的模擬信號(hào),這類信號(hào)的特征是無論從時(shí)間上還是從信號(hào)的大小上都是連續(xù)變化的。用于傳遞、加工和處理模擬信號(hào)的技術(shù)叫做模擬技術(shù),處理模擬信號(hào)的電路稱為模擬電路。常用的有整流電路、放大電路等,而且研究的是輸入和輸出信號(hào)間的大小及相位關(guān)系。
不連續(xù)的數(shù)字信號(hào),數(shù)字信號(hào)的特征是,無論從時(shí)間上或是大小上都是離散的,或者說都是不連續(xù)的。傳遞、加工和處理數(shù)字信號(hào)的技術(shù)叫做數(shù)字技術(shù),處理數(shù)字信號(hào)的電路稱為數(shù)字電路,它主要研究的是輸入、輸出信號(hào)之間的邏輯關(guān)系,而非大小和相位的關(guān)系。
數(shù)字技術(shù)的特點(diǎn)
(1)在數(shù)字技術(shù)中采用二進(jìn)制,因此凡元件具有的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)都可用二進(jìn)制來表示(例如“高電平”和“低電平”),所以其基本單元電路簡單,且電路中各元件對精度要求不嚴(yán)格,允許基本參數(shù)有較大的偏差,只要能區(qū)分兩種截然不同的狀態(tài)即可。這一特點(diǎn),降低了數(shù)字電路對元件的要求,降低了數(shù)字電路的成本,對實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路集成化是十分有利的。
(2)抗干擾能力強(qiáng)、精度高。采用二進(jìn)制的數(shù)字技術(shù)傳遞加工和處理的是二值信息,不易受外界的干擾,抗干擾能力強(qiáng)。另外,它可通過增加二進(jìn)制數(shù)的數(shù)位提高精度。
(3)數(shù)字信號(hào)便于長期存貯,使大量可貴的信息資源得以保存。
(4)保密性好,在數(shù)字技術(shù)中可以通過一些特定的邏輯運(yùn)算進(jìn)行加密處理,使一些可貴信息資源不易被竊取。
(5)通用性強(qiáng),單一元件結(jié)構(gòu)和功能簡單,可以采用標(biāo)準(zhǔn)化的邏輯部件來構(gòu)成各種各樣的數(shù)字系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的機(jī)械手表功能單一僅有顯示時(shí)間的功能,為了使日常生活更加方便,可以在機(jī)械手表的基礎(chǔ)上增加幾個(gè)按鈕使其擁有更多的功能,例如顯示時(shí)間、計(jì)時(shí)、鬧鐘等。設(shè)三個(gè)按鈕為A、B、C是輸入端,Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7為輸出端,顯示不同的功能,規(guī)定輸入高電平為有效,輸入低電平為無效。
(1)當(dāng)輸入端A、B、C輸入都為低電平,輸出端Y0輸出高電平,輸出端Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6輸出低電平,此時(shí)顯示時(shí)間,然后輸入端A、B、C都輸入高電平,則可以更改日期,再次在輸入端A輸入高電平確定日期。
(2)當(dāng)輸入端A、B都輸入低電平,輸入端C輸入高電平時(shí),輸出端Y1輸出高電平,輸出端Y0、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6輸出低電平,此時(shí)顯示日期。
(3)當(dāng)輸入端A、C都輸入低電平,輸入端B輸入高電平時(shí),輸出端Y2輸出高電平,輸出端Y0、Y1、Y3、Y4、Y5、Y6輸出低電平,此時(shí)顯示秒表。再次在輸入端B處輸入高電平,通過三極管使秒表開始計(jì)時(shí),再在輸入端A輸入高電平,使計(jì)時(shí)停止,然后輸入端A輸入高電平使秒表清零。
(4)當(dāng)輸入端A輸入為低電平,輸入端B、C輸入高電平時(shí),輸出端Y3輸出高電平,輸出端Y0、Y1、Y2、Y4、Y5、Y6輸出低電平,設(shè)置鬧鐘。輸入端A輸入高電平則取消鬧鐘,當(dāng)輸入端B輸入高電平,輸入端A、C輸入為低電平時(shí)更改鬧鐘。
(5)當(dāng)輸入端A輸入為高電平,輸入端B、C輸入低電平時(shí),輸出端Y4輸出高電平,輸出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y5、Y6輸出低電平,此時(shí)熒光屏發(fā)亮。再次在輸入端A輸入高電平,輸入端B、C輸入低電平熒光屏熄滅。
(6)當(dāng)輸入端A、C輸入為高電平,輸入端B輸入低電平時(shí),輸出端Y5輸出高電平,輸出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y6輸出低電平,此時(shí)開啟照明功能。然后在輸入端A輸入高電平,輸入端B、C輸入低電平,關(guān)閉照明功能。
(7)當(dāng)輸入端A、B輸入為高電平,輸入端C輸入低電平時(shí),輸出端Y6輸出高電平,輸出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5輸出低電平,此時(shí)開啟整點(diǎn)報(bào)時(shí)。再次在輸入端A、B輸入高電平,輸入端C輸入低電平則關(guān)閉整點(diǎn)報(bào)時(shí)。
分類模塊介紹
“與”邏輯關(guān)系是指當(dāng)決定某事件的條件全部具備時(shí),該事件才發(fā)生。規(guī)定輸入高電平為有效,輸入低電平為無效。
(1)當(dāng)輸入端A、B、C輸入低電平時(shí),輸出端Y輸出低電平。
(2)當(dāng)輸入端A、B輸入低電平,C輸入高電平時(shí),輸出端Y輸出低電平。
(3)當(dāng)輸入端A、C輸入低電平,B輸入高電平時(shí),輸出端Y輸出低電平。
(4)當(dāng)輸入端A輸入低電平,B、C輸入高電平時(shí),輸出端Y輸出低電平。
(5)當(dāng)輸入端B、C輸入低電平,A輸入高電平時(shí),輸出端Y輸出低電平。
(6)當(dāng)輸入端B輸入低電平,A、C輸入高電平時(shí),輸出端Y輸出低電平。
(7)當(dāng)輸入端C輸入低電平,A、B輸入高電平時(shí),輸出端Y輸出低電平。
(8)當(dāng)輸入端A、B、C輸入高電平時(shí),輸出端Y輸出高電平。
在未來,更加復(fù)雜的電子產(chǎn)品將會(huì)占居主導(dǎo)地位,而這些電子產(chǎn)品需要各種各樣的功能與之匹配。那么數(shù)字電子技術(shù)就是必不可少的,因?yàn)橥ㄟ^數(shù)電技術(shù)可以制造出不同芯片,以實(shí)現(xiàn)多種功能。所以數(shù)字電子技術(shù)勢必會(huì)有一個(gè)更大的發(fā)展空間。如果知識(shí)只停留在理論階段,那么它除了應(yīng)付考試別無它用,所以在之后的學(xué)習(xí)中,大家要在學(xué)好理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,更加注重知識(shí)的應(yīng)用實(shí)踐,把自己培養(yǎng)成一個(gè)能獨(dú)立思考,善于實(shí)踐的綜合人才。
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