双极型数字集成电路
以双极型晶体管 作为基本器件
单极型数字集成电路
以单极型晶体管 作为基本器件 例如 CMOS
例如 TTL、ECL
项目1 门电路构成的时钟源制作
根据集成密度不同分
集成电路 集 成 度 电路规模与范围 分 类 小规模集成 1 ~ 10 门/片或 逻辑单元电路 10 ~ 100 个元件 包括：逻辑门电路、集成触发器 电路 SSI /片 包括：计数器、 译码器、 中规模集成 10 ~ 100 门/片 逻辑部件 或 100 ~ 1000 编码器、数据选择器、寄存器、算术 电路 MSI 个元件/片 运算器、比较器、转换电路等 大规模集成 100 ~ 1000 门/片 数字逻辑系统 或 1000 包括：中央控制器、存储器、各种接 电路 LSI ~100000 个元件 口电路等 /片 超大规模集 大于 1000 门/片 高集成度的数字逻辑系统 或大于 10 万个 例如：各种型号的单片机，即在一片 成电路 VLSI 元件/片 硅片上集成一个完整的微型计算机
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1.1 相关知识1 数字电路概述
主要要求：
了解数字电路的特点和分类。
了解脉冲波形的主要参数。
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1.1.1 数字电路与数字信号
电子电路分类
传递、处理模拟 信号的电子电路 传递、处理数字来自模拟电路数字电路
信号的电子电路
模拟信号
时间上和幅度上都 连续变化的信号
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1.3.1 基本逻辑函数及运算
与逻辑 基本逻辑函数 或逻辑 非逻辑 与运算(逻辑乘) 或运算(逻辑加) 非运算(逻辑非)
1. 与逻辑 决定某一事件的所有条件都具备时，该事件才发生
A B Y 逻辑表达式 开关 A 开关 B 灯 Y 规定: 0 开关闭合为逻辑 0 0 1 Y=A ·B 或 断 Y = AB灭 断 0 断开为逻辑 1 0 0 断 合 灭 灯亮为逻辑 1 1 0 0 合 断 与门 灭 灯灭为逻辑 0 开关 1 A、 1 B 都闭合时， 1 (AND亮 gate) 合 合 灯 Y 真值表 才亮。 若有 0 出 0；若全 1 出 1
电子器件 工作状态
主要优点
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1.1.3 数字电路的分类
根据电路结构不同分
分立元件电路
将晶体管、电阻、电 容等元器件用导线在线路 板上连接起来的电路。
集 成 电 路
将上述元器件和导线通过半 导体制造工艺做在一块硅片上而 成为一个不可分割的整体电路。
根据半导体的导电类型不同分
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1.1.4 脉冲波形的主要参数
tw Um
tr
tf
T 脉 冲 幅 度 Um：脉冲电压变化的最大值 脉冲上升时间 tr：脉冲波形从 0.1Um 上升到 0.9Um 所需的时间 脉冲下降时间 tf：脉冲波形从 0.9Um 下降到 0.1Um 所需的时间 脉 冲 宽 度 tw ：脉冲上升沿 0.5Um 到下降沿 0.5Um 所需的时间 脉 冲 周 期 T ：周期脉冲中相邻两个波形重复出现所需的时间 脉 冲 频 率 f ： 1 秒内脉冲出现的次数 f = 1/T 占 空 比 q ： 脉冲宽度 tw 与脉冲周期 T 的比值 q = tw/T
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1.2相关知识2 逻辑代数概述
主要要求：
理解逻辑值 1 和 0 的含义。
理解逻辑体制的含义。
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1.2.1 逻辑代数
用于描述客观事物逻辑关系的数学工具，又称布尔代数 (Boole Algebra)或开关代数。
逻辑指事物因果关系的规律。
与普通代数比较
例如：开关闭合为 1 断开为 0
1.2.2 逻辑体制
正逻辑体制 规定高电平为逻辑 1、低电平为逻辑 0 负逻辑体制
规定低电平为逻辑 1、高电平为逻辑 0
通常未加说明，则为正逻辑体制
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1.3相关知识3 逻辑函数及其表示方法
主要要求：
掌握逻辑代数的常用运算。
理解并初步掌握逻辑函数的建立和表示的方法。 掌握真值表、逻辑式和逻辑图的特点及其相 互转换的方法。
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2. 或逻辑 A B 0 0 0 1 1 0 1 1
决定某一事件的诸条件中，只要有一个 或一个以上具备时，该事件就发生。 Y 0 1 1 1 逻辑表达式 Y = A + B 开关 A 开关 B 灯 Y 断 断 灭 或门 ≥1 若有 1 出 1 合 亮 (OR gate) 若全 0 出 0 断 合 断 亮 合 合 亮
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电路功能说明：
晶体管T接成射极跟随器，可使输出级与前级隔离， 电位器电路RP变化几十千欧也不会影响电路的工作状态， 因此，电路具有输出频率范围宽、输出波形好、带负载 能力强的特点。电路的输出频率可由下式计算：
1 f0 2( R 0 RP)C
式中R0为门电路内部等效电阻，一般为几百欧姆， 输出频率可从几Hz到几兆Hz变化，改变电容C实现频率 粗调，调节RP实现频率细调。
相似处 相异处
用字母表示变量，用代数式描述客观事物间的关系。
逻辑代数描述客观事物间的逻辑关系，相应的函数 称逻辑函数，变量称逻辑变量。 逻辑变量和逻辑函数的取值都只有两个， 通常用 1和 0 表示。 运算规律有很多不同。
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注意
逻辑代数中的 1 和 0 不表示数量大小， 仅表示两种相反的状态。 晶体管导通为 1 截止为 0 电位高为 1 低为 0
数字信号
时间上和幅度上都 断续变化的信号 数字电路中典型信号波形
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1.1.2 数字电路特点
研究对象 分析工具 信 号
输出信号与输入信号之间的对应逻辑关系 逻辑代数 只有高电平和低电平两个取值 导通(开)、截止(关) 便于高度集成化、工作可靠性高、 抗干扰能力强和保密性好等
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项目1 TTL门电路构成的时钟源制作
C1
240uF +5v
U1:A
1 74LS04 2 3
U1:B
4 74LS04
RV1
10k
Q1
NPN
U1:C
5 74LS04 6 13
U1:D
12 74LS04
R1
330
项目1 门电路构成的时钟源制作
工作任务清单 （1）识别时钟源电路原理图，画布线图 （2）按元件清单检测电路中用到的元器件 （3）制作TTL门电路构成的时钟源电路 （4）完成时钟源电路调试并排故 （5）以小组为单位编写实训报告