简单的逻辑电路教材课件.ppt

1、 数字化的现代生活数字化的现代生活模模 拟拟 信信 号号自然界大部分信息以连续变化的物理自然界大部分信息以连续变化的物理量形式出现，例如：温度、压力、速度量形式出现，例如：温度、压力、速度等，它们在时间和数值上具有连续变化等，它们在时间和数值上具有连续变化的特点，在一定范围内可取任意实数值，的特点，在一定范围内可取任意实数值，通常称之为模拟量。通常称之为模拟量。表示模拟量的电信号称为模拟信号。表示模拟量的电信号称为模拟信号。位移位移（s-t）速度速度（v-t）温度温度（比热容）力力 声声音音 电流电流（电磁波）自然界的模拟信号自然界的模拟信号数数 字字 信信 号号还有一类物理量在时间和数值上离

2、散存在，还有一类物理量在时间和数值上离散存在，它们的大小以及每次的增减变化都是某个最小它们的大小以及每次的增减变化都是某个最小单位的整数倍，这一类物理量称为数字量。单位的整数倍，这一类物理量称为数字量。表示数字量的电信号称为数字信号。表示数字量的电信号称为数字信号。数字信号数字信号 电压电压U接近接近5V用用1表示表示规定规定 电压电压U接近接近0V用用0表示表示 数字信号数字信号数字信号的优点数字信号的优点1、加强了通信的保密性；抗干扰能力强；2、信息的传输和存储密度大；用计算机处理方便；3、产生结构简单，对元件的精度要求不高，允许环境温度和电源电压有较大的变化，易于集成。模拟信号与数字信号

3、的转换模拟信号与数字信号的转换AD转换转换 模拟模拟信号信号（Analog）数字数字信号信号（Digital）0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 音乐音乐(模拟信模拟信号）号）数字信数字信号号 声声卡卡 录录音音 还还原原 模拟电路和数字电路模拟电路和数字电路处理模拟信号的电路称为处理模拟信号的电路称为模拟电路模拟电路。处理数字信号的电路称为处理数字信号的电路称为数字电路数字电路。数字电路不仅能对数字信号进行数字电路不仅能对数字信号进行数值

4、数值运算运算，而且具有逻辑运算和，而且具有逻辑运算和逻辑判断逻辑判断功功能，所以能，所以数字电路又称为数字电路又称为逻辑电路逻辑电路。逻辑电路主要研究输入信号和输出逻辑电路主要研究输入信号和输出信号之间的逻辑关系。信号之间的逻辑关系。门门 电电 路路逻辑电路由门电路组合而成。逻辑电路由门电路组合而成。最基本的门电路是：最基本的门电路是：与门、或门、非门与门、或门、非门1 1“与与”门门（1 1）“与与”逻辑关系逻辑关系“与与”逻辑关系逻辑关系具有具有“与与”逻辑关系的电路称为逻辑关系的电路称为“与与”门电路简称门电路简称“与与”门门符号符号AYB&真值表真值表波形图波形图全全高出高高出高,见见

5、低出低低出低(全全1 1出出1 1,见见0 0出出0 0)2 2“或或”门门（1 1）“或或”逻辑关系逻辑关系几个条件中，几个条件中，只要有一个只要有一个条条件得到满足，某事件就会发生件得到满足，某事件就会发生,这种关系称为这种关系称为“或或”逻辑关系逻辑关系“或或”逻辑关系逻辑关系具有具有“或或”逻辑关系的电路称为逻辑关系的电路称为“或或”门电路简称门电路简称“或或”门门真值表真值表波形图波形图符号符号AYB1全全低出低低出低,见见高出高高出高(全全0 0出出0 0,见见1 1出出1 1)3 3“非非”门门（1 1）“非非”逻辑关系逻辑关系输出状态和输入状态输出状态和输入状态成相反成相反的逻

6、辑关系的逻辑关系,这种这种关系称为关系称为“非非”逻辑关系。逻辑关系。具有具有“非非”逻辑关系的电路称为逻辑关系的电路称为“非非”门电路门电路,简称简称“非非”门门真值表真值表波形图波形图见见高出低高出低,见见低出高低出高(见见1 1出出0 0,见见0 0出出1 1)符号符号AY1逻辑关系逻辑关系 ABZ结结果果结果条件条件 “与与”逻辑关系逻辑关系结结果果“或或”逻辑关系逻辑关系结果条件条件ABZA“非非”逻辑关系逻辑关系结结果果Z条条件件真值表真值表 与门与门 或门或门 非门非门 符号符号 AY1AYB&AYB1ABCYYABCABCY000000100100011010001010110

7、01111YABC自动控制电路自动控制电路逻辑电路的应用逻辑电路的应用路灯自动控制路灯自动控制AYR2R1RG5V1外界信息外界信息感觉器官感觉器官 传感器传感器 控制器控制器 执行器执行器 大大 脑脑 肌肌 肉肉 光敏电阻光敏电阻一般而言，光越强一般而言，光越强则电阻器阻值越小则电阻器阻值越小温度高电阻小，温度高电阻小，温度低电阻大温度低电阻大。热敏电阻热敏电阻 声音传感器、磁传感器声音传感器、磁传感器灯泡灯泡继电器继电器电铃电铃电动机电动机阀门阀门加热器加热器自动控制系统的组成自动控制系统的组成门电路门电路实现运算和逻辑判断功能AY1R应大一些应大一些 只有电子设备的输入和输出之间形成一定

8、的逻辑关系，电子设备才能实现运算和控制。往往在一个实际控制任务中遇到大量的“开启”和“关闭”这类最简单和最基本的控制动作。例如：路灯自动控制。某一时刻开启，某一时刻关闭，也可以是某一光照度开启，某一光照度关闭等等。逻辑电路是计算机和自动化设备中的重要组成部分。它是指输出与输入之间存在一定的逻辑关系的电路。最简单、最直观的逻辑电路是有触点的开关电路。所谓有触点的开关是指由手动或继电器控制的开关。教科书继电器控制实际上只有两个状态，即：“通”或“断”。而目前通用的计数方法是10进位。有十个数，即：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。人们想到和牛顿同时代的德国科学家莱布尼茨提出的二进位制。莱布尼

9、茨提出的二进位制，是受到了中国八卦的启发。1988年，在北京召开“二维强关联电子系统国际研讨会”会标。会议主要内容：研讨高温超导。作者：吴作人李政道评价：太极古式成新形，阴阳二维解超导。莱布尼茨同牛顿并称为微积分的发明者。目前我们使用的积分符号就是莱布尼茨创造的。最早创造积分的目的是为了求面积。S 1847年英国数学家布尔提出：用符号来表达语言和思维逻辑。（逻辑代数又称布尔代数）在布尔代数中，变量或函数的取值只有两个：即“真”和“假”，或表示成“1”和“0”。由于有了二进位和布尔的思想，可以将信息转换成数字信号。就为计算机进入我们的时代打下了基础。世界第一台电子计算机1946年研制成功。共使用了18000个电子管，1500个继电器。占地1500平方英尺，重达30吨，耗电量150千瓦，运算速度为每秒5000次。目前计算机使用的“继电器”是电子继电器。但要提高计算速度，目前的以半导体材料为基础的集成技术日益走向它的极限。目前的研发方向生物计算机量子计算机超导计算机光计算机