大家好，如果您还对数字逻辑电路不太了解，没有关系，今天就由本站为大家分享数字逻辑电路的知识，包括数字逻辑电路实验的问题都会给大家分析到，还望可以解决大家的问题，下面我们就开始吧！
什么是数字逻辑电路
在数字电路中，逻辑“1”与逻辑“0”可表示两种不同电平的取值，根据实际取值的不同，有正、负逻辑之分。正逻辑中，高电平用逻辑“1”表示，低电平用逻辑“0”表示；负逻辑中，高电平用逻辑“0”表示，低电平用逻辑“1”表示。2．门电路的基本功能数字电路中的四种基本操作是与、或、非及触发器操作，前三种为组合电路，后一种为时序电路。与非、或非和异或的操作仍然是与、或、非的基本操作。与、或、非、与非、或非和异或等基本逻辑门电路为常用的门电路，它们的逻辑符号、逻辑表达式和真值表均列于表1中，应熟练掌握。|
表1常用门电路逻辑符号及逻辑功能3．数字集成电路的引脚识别及型号识别（1）引脚识别集成电路的每一个引脚各对应一个脚码，每个脚码所表示的阿拉伯数字（如1，2，3，…）是该集成电路物理引脚的排列次序。使用器件时，应在手册中了解每个引脚的作用和每个引脚的物理位置，以保证正确地使用和连线。每个双列直插式集成电路都有定位标识，以帮助使用者确定脚码为1的引脚。从图1可见，定位标识有半圆和圆点两种表达形式，最靠近定位标识的引脚规定为物理引脚的第1脚，脚码为1，其他引脚的排列次序及脚码按逆时针方向依次加1递增。
图1数字集成电路的脚码及型号（2）型号识别如图1所示，每一个TTL数字集成电路上都印有该器件的型号，国标的TTL命名示例如下。图标示例：CT74LS04C（或M）J（或D或P或F）①②③④⑤说明：①C：中国；②T：TTL集成电路；③74：国际通用74系列（如果是54，则表示国际通用54系列），LS：低功耗肖特基电路，04：器件序号（04为六反相器）；④C：商用级（工作温度0～70＇C），M：－55～125°C（只出现在54系列）；⑤J：黑瓷低熔玻璃双列直插封装，D：多层陶瓷双列直插封装，P：塑料双列直插封装，F：多层陶瓷扁平封装。如果将型号中的CT换为国外厂商缩写字母，则表示该器件为国外相应产品的同类型号。例如，SN表示美国得克萨斯公司，DM表示美国半导体公司，MC表示美国摩托罗拉公司，HD表示日本日立公司。集成电路元件型号的下方有一组表示年、周数生产日期的阿拉伯数字，注意不要将元件型号与生产日期混淆。4．实验中所用的门电路引脚图74LS00（⊥弓昌卜门），74LS02（豆戈爿｜门），74LS04（芎卜门），74LS08（⊥弓门），74LS32（厦戈门），74LS86（异或门）的外部引脚参看附录“部分集成电路引脚图”中的内容。5．门电路功能验证方法为了验证某一种门电路功能，首先选定元件型号，并正确连接好元件的工作电压端。选定某种“逻辑电平输出”电路，该电路应具有多个输出端，每个端都可以独立提供逻辑“0”和“1”两种状态，将被测门电路的每个输入端分别连接到“逻辑电平输出”电路的每个输出端。选定某种具有可以显示逻辑状态“0”或“1”的电路，将被测门电路的输出端连接到这种电路的输入端上。确定连线无误后，可以上电实验，并记录实验数据，分析结果。在“RTDZ－4电子技术综合实验台”上以测试74LS08与门功能为例，测试74LS08与门功能就是验证该门电路的真值表。测试电路如图2所示。首先将电子技术实验台上的RTDZ05号板的“＋5V”和“⊥”端分别对应接至实验台的5V直流电源输出端的“＋5V”和“⊥”端处，保证RTDZ05号板上的电路被提供5V工作电压。
图2门电路功能验证连线图74LS08的14脚和7脚同样分别接到实验台的5V直流电源输出端的“＋5V”和“⊥”端处，连接好集成电路工作电压。TTL数字集成电路的工作电压为5V（实验允许±5％的误差），究竟哪一个引脚应接电源，需查阅该器件手册或该器件外部引脚排列图。A，B为被测与门的两个输入端，分别接RTDZ－5板的“十六位逻辑电平输出”端，该板有16个逻辑电平输出端，每个端均可分别输出TTL逻辑高电平或低电平，使用时可以任选两个输出端。Y为与门输出端，接“十六位逻辑电平输入及高电平显示”输入端，用于显示门电路的输出状态。实验连线如图⒋2所示，当S，接“⊥”时，A端为逻辑“0”；当S，接“＋5V”时，A端为逻辑“1”。由于S1，S2共有四种开关位置的组合，对应了被测电路的四种输入逻辑状态，即00，01，10，II，因而可以改变S，，S，开关的位置，观察“十六位逻辑电平输入及高电平显示”电路中的LED的亮（表示“I”）和灭（表示“0”），以真值表的形式记录被测门电路的输出逻辑状态。表格形式如表所示。
表74LS08与门功能测试记录比较实测值与理论值，比较结果一致，说明被测门的功能是正确的，门电路完好。如果实测值与理论值不一致，应检查集成电路的工作电压是否正常，实验连线是否正确，判断门电路是否损坏。6．故障排除方法在门电路组成的组合电路中，若输入一组固定不变的逻辑状态，则电路的输出端应按照电路的逻辑关系输出一组正确结果。若存在输出状态与理论值不符的情况，则必须进行查找和排除故障的工作，方法如下：首先用万用表（直流电压挡）测所使用的集成电路的工作电压，确定工作电压是否为正常的电源电压（TTL集成电路的工作电压为5V，实验中4.15～5.25V也算正常），工作电压正常后再进行下一步工作。根据电路输入变量的个数，给定一组固定不变的输入状态，用所学的知识正确判断此时该电路的输出状态，并用万用表逐一测量输入、输出各点的电压。逻辑“1”或逻辑“0”的电平必须在规定的逻辑电平范围内才算正确，如果不符，则可判断故障所在。通党出现的故障有集成电路无工作电压，连线接错位置，连接短路、断路。7．TTL集成电路的使用注意事项（1）接插集成块时，认清定位标识，不允许插错。（2）工作电压5V，电源极性绝对不允许反接。（3）闲置输入端处理。①悬空。相当于正逻辑“1”，TTL门电路的闲置端允许悬空处理。中规模以上电路和CMOS电路不允许悬空。②根据对输入闲置端的状态要求，可以在Ucc与闲置端之间串入一个1～10kΩ电阻或直接接Ucc，此时相当于接逻辑“1”。也可以直接接地，此时相当于接逻辑“0”。③输入端通过电阻接地，电阻值的大小将直接影响电路所处的状态。当R≤680Ω（关门电阻）时，输入端相当于接逻辑“0”；当R≥4.7kΩ（开门电阻）时，输入端相当于接逻辑“1”。对于不同系列器件，其开门电阻RON与关门电阻ROFF的阻值是不同的。④除三态门（TS）和集电极开路（OC）门之外，输出端不允许并联使用。⑤输出不允许直接接地和接电源，但允许经过一个电阻R后，再接到直流＋5V，R取3～5.1kΩ。
如何看懂数字逻辑电路
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RD和SD，平时正常工作时要RD和SD端都加高电平1，如果使RD=0（SD仍为1），则触发器被置成Q=0；如果使SD=0（RD=1），则被置成Q=1。因此RD端称为置0端，SD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、RD画在另一侧。RD和SD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Qn+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：D1、D2…它们之间是逻辑与的关系，也就是只有当D1、D2…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：RD端和SD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、SD、Q画在同一侧，K、RD、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；Qn＋1=Qn，J＝0、K=1，触发器被置0：Qn＋1=0；J=1、K=0，Qn+1=1；J=1、K=1，触发器翻转一下：Qn＋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：Qn＋1=Qn。有的J—K触发器同时有好几个J端和K端，J1、J2…和K1、K2…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RD和SD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。
数字逻辑电路可以分为哪两种类型
数字电路根据逻辑功能的不同特点，可以分成两大类：一类叫组合逻辑电路(简称组合电路)，另一类叫做时序逻辑电路(简称时序电路)。
组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关。而时序逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出不仅取决于当时的输入信号，而且还取决于电路原来的状态，或者说，还与以前的输入有关。
用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路，或数字系统。由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能，所以又称数字逻辑电路。现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成。逻辑门是数字逻辑电路的基本单元。存储器是用来存储二进制数据的数字电路。从整体上看，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类
1、组合逻辑电路
简称组合电路，它由最基本的逻辑门电路组合而成。特点是:输出值只与当时的输入值有关，即输出惟一地由当时的输入值决定。电路没有记忆功能，输出状态随着输入状态的变化而变化，类似于电阻性电路，如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类。
2、时序逻辑电路
简称时序电路，它是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路(输出到输入)或器件组合而成的电路，与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。时序电路的特点是:输出不仅取决于当时的输入值，而且还与电路过去的状态有关。它类似于含储能元件的电感或电容的电路，如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、储存器等电路都是时序电路的典型器件
按电路有无集成元器件来分，可分为分立元件数字电路和集成数字电路。
按集成电路的集成度进行分类，可分为小规模集成数字电路(SSI)、中规模集成数字电路(MSI)、大规模集成数字电路(LSI)和超大规模集成数字电路(VLSI)。
按构成电路的半导体器件来分类，可分为双极型数字电路和单极型数字电路。
关于数字逻辑电路，数字逻辑电路实验的介绍到此结束，希望对大家有所帮助。
