13.3.3 光电耦合电路
光耦合（或光隔离）是一种将LED和光电晶体管集成 封装在一起的芯片。利用光电耦合器可以进行电气隔离 和电平转换。光电晶体管的关断电阻很大而导通电阻很 小，通断与否取决于LED发出并照射到晶体管基区的光 强度。“光耦合器”可以将输入侧与输出侧之间进行电 气隔离，可以不通过直接连线实现信号耦合。
Q0
A
aa
D0
A0 Q1
B
bb cc
D1
A1 Q2
C
dd
10kΩ
AD转换器：Q3A/D转EP换RD 器OMef：Eef PROM
热10敏kΩu电i 之阻热将成敏温E8位P正A电度译R/D比阻信O码DDDDD的65432M：号显存电出E热转将信示P储压来敏换热号R电的信。O电为敏转路M数号阻与电换AAAAA65432：的E据。2P阻为5R6将×地O显QQQ8输数M654 址示BLR出字BITB/RC据I输B内与DO的量码是入1存温电送通ABC端储 度7压 到4L过。的信S48实二号gbdac 验进对dgbdcap确制应LE定代，D2的码数。
1.单刀双掷开关去抖 单不刀产双生掷抖开动关 的去波抖形+5V电图路：：
10kΩ
置位- 保持Q-置位……
A
7400
开关位置 中间 A +5V
BB
10kΩ
Q
复位-保持- 复位7…40…0
置位
进切位当行换置从输复单过当时出A位刀程Q开位，、双中关置Q复被保掷A位切在和置持开A换B位0、关中到(置复复实间B时位位位际的，)、置上位；Q保时有置被当持，3；置开个…开（1关位(，关3置在置）直发位A：位和到生)（置；B开抖中1B当关动）。间开停，位基的关止输置本位切抖出AR置；S换动Q触时（反到，发，2复BQ） 始器电终可路处以保于起持复到原位去状状抖态态作。。用。
第13章 实用数字电路设计
13.1 引言
第1章至第12章介绍了一些基本数字电路的原理及应用， 本章将利用这些数字电路构成一些实用数字电路，如数字 温度计、数字频率计、数字电容测试仪等。本章主要讨论 如下问题：
1．数字电路的设计流程是什么？
2．如何用光电耦合器实现电平转换？
3．简易数字温度计、数字频率计、数字电容 测试仪是如何构成的？
K2 J2
Sd2
Sd1 J1
13
7
12
11 74LS112
10
6
4
3
5
Q2 Q1 Q1
清两器零端正。的常电工压作为。0V。
K1
2
CP1
18
GND
(a )
13.3.2 开关去抖电路
1.单刀单掷开关去抖
触产发生器抖手动动的脉 波冲形输图入：电路：
断开
开关
+5V
1
闭合
1
1J S
Q
10kΩ
CP
开关 0
Q
C1 CP
+5V
+ 25V
330Ω 1
ui 2 7408
22 kΩ
5
uO
光耦合器 4N35
4
4N35
6 NC
4N35实现TTL电平与25V逻辑电平之间的数据耦合电路：
+5V 330Ω
1
+ห้องสมุดไป่ตู้25V
22 kΩ 5
25 V 0V
uO
5V 0V
ui
2
7408
4
6 NC 4N35
当74LS08输出低电平时，光耦LED导通，LED发光 ，光电晶体管呈现低阻态，输出为低电平。
Q
1
1K R
1
开关断开时，上拉电阻保证CP电压接近+5V。开关闭 合时，若C要P电求压开为关0闭V，合使一C次P产，生只下产降生沿一脉个冲触。发这脉种冲电，路触结发 器的输出信号Q只翻转一次，这种电路结构就不能达到设 构当开关抖动时将产生多个触发脉冲。 计要求。
采用施密特反相器消除单刀单掷开关抖动的电路：
13.2 数字电路设计流程
1. 基本设计流程
开始
明确设计要求，包括产功 能、成本和使用环境等。
设计要求 设计 否
满足设计要求
根据设计要求，靠设计者 技术和经验进行产品设计。
借助计算机仿真软件对所 设计的电路进行仿真。
如果仿真结果达到设计求， 用电子器件实现设计。
是 结束
否则重新设计，直到仿真 结果达到设计要求为止。
13.3 若干常用数字电路
13.3.1自动复位电路
电源开关
220V
5V +
电源
R
VCC
1kΩ Rd1
16
15
C
0. 001µF
Rd2
14
9
Q2
CP2
C上内上R两的对部的端当电电当电初当的开压容开阻始开电关不C关放电关压充闭能断电压闭为电合突开，为合5，瞬变V时直零后直。间，，到，，到允，触电电电电电许电发容容容源容触容器经CC经C发
当74LS08输出高电平时，光耦LED截止，LED不发光 ，光电晶体管呈现高阻态，输出为高电平。
因此，输出信号与输入信号同相，但输出高低电平 值近似为25V和0V。输入输出电路完全隔离，避免了25V 高电压对门电路带来的影响。
25V 输出
0V
5V 输入 0 V
13.4 数字温度计
+5V
BCD码
LED1
D7
A7
Q7
不产生抖动的波形图 ：+5V
R1
断开 开关
100Ω
闭开合关或按钮 R
u i +5 V UT
0V
100kΩ ui
C
uo
UT
当开关抖动时，电容反复缓慢充电和快速放电。RC
充电当时开间1关常断数开很时大，，电使容开充关电抖到动5返V，回使闭u合o=位0V置。前当电开容关不闭
uo
合能时充，电电到0容施经密1特00触Ω发限器流的电阈阻值快U速T，放所电以到u0OV一，直使为uo高等电于平1。。
2. 典型数字系统设计（计算机主机系统）
计算机
印制电路板
电源
逻辑门由晶 体管组成主板。
晶体管
由若干电路子板
插到主板上。
集成电路、连 接器和元件
芯片
集成芯片内包含主许板 多 逻辑电路，每个逻辑 电路由逻辑门构成。
逻辑门
VSS
主板上安装有若
干集成电路芯片。
逻辑电路
芯片
数字电子产品通常包含一块或多块印刷电路(PCB) 板。每块PCB板都包含许多芯片和其他元件。这类产品 的开发从定义整体架构开始，然后选择所需的集成电 路芯片，并设计用来安装和连接芯片的PCB。在PCB设 计之前选择合适的集成电路芯片或其他元器件，如果 包含PLD器件，需要完成PLD器件的设计，PCB和PLD的
设计工作极其复杂需要借助CAD工具完成。
对于复杂的数字电路。首先将所需要设计的数字电 路进行分块，定义块间的连接，进行整个数字系统的功 能仿真，验证系统功能是否正确。功能仿真后还要考虑 设计在实际实现时一些因素的影响，时序仿真可以揭示 潜在的运行性能问题，其可以通过CAD软件完成。如果 时序仿真结果达不到设计要求，仍需重新修改设计。