手繪圖說(shuō)數(shù)字電路圖目錄TOC\h\h第1章了解數(shù)字電路圖\h1.1數(shù)字電路圖的基本概念\h1.1.1什么是數(shù)字電路圖\h1.1.2數(shù)字電路圖的特點(diǎn)\h1.2數(shù)字電路圖的構(gòu)成要素\h1.2.1圖形符號(hào)\h1.2.2文字符號(hào)\h1.2.3注釋性字符\h第2章認(rèn)識(shí)數(shù)字電路圖符號(hào)\h2.1數(shù)字電路的符號(hào)\h2.1.1門(mén)電路的符號(hào)\h2.1.2觸發(fā)器的符號(hào)\h2.1.3計(jì)數(shù)器、分配器與選擇器的符號(hào)\h2.1.4存儲(chǔ)器的符號(hào)\h2.1.5信號(hào)發(fā)生與轉(zhuǎn)換器件的符號(hào)\h2.1.6模擬開(kāi)關(guān)與算術(shù)單元的符號(hào)\h2.2外圍元器件的符號(hào)\h2.2.1無(wú)源元件的符號(hào)\h2.2.2半導(dǎo)體管的符號(hào)\h2.2.3模擬單元的符號(hào)\h2.2.4換能器件的符號(hào)\h2.2.5控制與保護(hù)器件的符號(hào)\h2.3繪圖符號(hào)\h2.3.1輪廓與連接符號(hào)\h2.3.2限定符號(hào)\h2.3.3導(dǎo)線與接地符號(hào)\h第3章掌握數(shù)字電路基礎(chǔ)\h3.1常用數(shù)制和碼制\h3.1.1什么是數(shù)制和碼制\h3.1.2十進(jìn)制\h3.1.3二進(jìn)制\h3.1.4BCD碼\h3.2基本邏輯關(guān)系\h3.2.1邏輯與關(guān)系\h3.2.2邏輯或關(guān)系\h3.2.3邏輯非關(guān)系\h3.3邏輯代數(shù)\h3.3.1邏輯變量\h3.3.2邏輯乘\h3.3.3邏輯加\h3.3.4邏輯非\h3.3.5基本公式和定律\h第4章理解數(shù)字電路的特點(diǎn)與作用\h4.1門(mén)電路\h4.1.1門(mén)電路的特點(diǎn)\h4.1.2基本門(mén)電路\h4.1.3門(mén)電路的作用\h4.2觸發(fā)器\h4.2.1觸發(fā)器的特點(diǎn)\h4.2.2RS觸發(fā)器\h4.2.3D觸發(fā)器\h4.2.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h4.2.5施密特觸發(fā)器\h4.3計(jì)數(shù)器\h4.3.1計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)\h4.3.2計(jì)數(shù)器的作用\h4.4譯碼器\h4.4.1譯碼器的特點(diǎn)\h4.4.2顯示譯碼器\h4.4.3數(shù)碼譯碼器\h4.5移位寄存器\h4.5.1移位寄存器的特點(diǎn)\h4.5.2移位寄存器的種類\h4.5.3移位寄存器的作用\h4.6模擬開(kāi)關(guān)\h4.6.1模擬開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)\h4.6.2模擬開(kāi)關(guān)的種類\h4.6.3模擬開(kāi)關(guān)的作用\h4.7運(yùn)算電路\h4.7.1運(yùn)算電路的特點(diǎn)\h4.7.2基本運(yùn)算電路\h4.7.3運(yùn)算電路的作用\h第5章理解外圍元器件的特點(diǎn)與作用\h5.1電阻器與電位器\h5.1.1電阻器\h5.1.2敏感電阻器\h5.1.3電位器\h5.2電容器\h5.2.1固定電容器\h5.2.2可變電容器\h5.3電感器與變壓器\h5.3.1電感器\h5.3.2變壓器\h5.4半導(dǎo)體管\h5.4.1晶體二極管\h5.4.2穩(wěn)壓二極管\h5.4.3晶體三極管\h5.4.4場(chǎng)效應(yīng)管\h5.5光電器件\h5.5.1光電二極管\h5.5.2光電三極管\h5.5.3發(fā)光二極管\h5.5.4LED數(shù)碼管\h5.6集成電路\h5.6.1集成運(yùn)算放大器\h5.6.2時(shí)基集成電路\h5.6.3集成穩(wěn)壓器\h第6章熟知數(shù)字電路看圖技巧\h6.1電路圖的畫(huà)圖規(guī)則\h6.1.1圖形符號(hào)的位置與狀態(tài)\h6.1.2集成電路的習(xí)慣畫(huà)法\h6.1.3連接線的表示方法\h6.1.4電源線與地線的表示方法\h6.1.5電路圖的走向\h6.2分析電路圖的基本方法與步驟\h6.2.1了解電路圖整體功能\h6.2.2判斷電路圖走向\h6.2.3分解電路圖\h6.2.4分析整體工作原理\h6.2.5分析各單元電路\h6.3數(shù)字電路的看圖技巧\h6.3.1識(shí)別數(shù)字電路的引腳\h6.3.2看懂?dāng)?shù)字電路圖的一般方法\h6.3.3組合邏輯電路分析技巧\h6.3.4時(shí)序邏輯電路分析技巧\h第7章學(xué)會(huì)分析數(shù)字單元電路\h7.1雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h7.1.1晶體管雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h7.1.2門(mén)電路構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h7.1.3D觸發(fā)器構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h7.1.4時(shí)基電路構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h7.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h7.2.1晶體管單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h7.2.2門(mén)電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h7.2.3D觸發(fā)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h7.2.4時(shí)基電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h7.2.5集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器\h7.3施密特觸發(fā)器\h7.3.1晶體管施密特觸發(fā)器\h7.3.2門(mén)電路構(gòu)成的施密特觸發(fā)器\h7.3.3集成施密特觸發(fā)器\h7.4多諧振蕩器\h7.4.1晶體管多諧振蕩器\h7.4.2門(mén)電路構(gòu)成的多諧振蕩器\h7.4.3時(shí)基電路構(gòu)成的多諧振蕩器\h7.4.4單結(jié)晶體管構(gòu)成的多諧振蕩器\h7.4.5施密特觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器\h7.5有源濾波器\h7.5.1低通有源濾波器\h7.5.2高通有源濾波器\h7.5.3帶通有源濾波器\h7.5.4帶阻有源濾波器\h第8章數(shù)字電路圖實(shí)例分析與解讀\h8.1數(shù)字頻率計(jì)\h8.1.1電路圖總體分析\h8.1.2放大與整形電路\h8.1.3計(jì)數(shù)顯示電路\h8.1.4秒脈沖產(chǎn)生電路和閘門(mén)控制電路\h8.2無(wú)線電遙控車模\h8.2.1電路圖總體分析\h8.2.2發(fā)射電路\h8.2.3接收控制電路\h8.2.4驅(qū)動(dòng)電路\h8.2.5邏輯互鎖電路\h8.3數(shù)字搶答器\h8.3.1電路圖總體分析\h8.3.2第一信號(hào)鑒別電路\h8.3.3發(fā)光指示電路\h8.3.4復(fù)位電路\h8.3.5聲音提示電路\h8.4彩燈控制器\h8.4.1電路圖總體分析\h8.4.2雙向移位寄存器\h8.4.3控制電路\h8.4.4固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)電路\h8.5倒計(jì)時(shí)定時(shí)器\h8.5.1電路圖總體分析\h8.5.2門(mén)電路多諧振蕩器\h8.5.360分頻器\h8.5.4減計(jì)數(shù)器\h8.5.5譯碼顯示電路\h8.5.6電源電路\h8.6自動(dòng)干手器\h8.6.1電路圖總體分析\h8.6.2555多諧振蕩器\h8.6.3紅外檢測(cè)電路\h8.6.4整形電路\h8.6.5微分電路\h8.6.6延時(shí)驅(qū)動(dòng)電路\h8.6.7電源電路第1章了解數(shù)字電路圖隨著數(shù)字技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電子產(chǎn)品以數(shù)字化、集成化為標(biāo)志的更新?lián)Q代越來(lái)越快，數(shù)字電路越來(lái)越多地出現(xiàn)在無(wú)線電和電子設(shè)備的電路圖中。數(shù)字電路圖識(shí)讀和分析已成為學(xué)習(xí)無(wú)線電和電子技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是電子技術(shù)愛(ài)好者和務(wù)工人員必須掌握的基本技能。1.1數(shù)字電路圖的基本概念●要點(diǎn)提示●數(shù)字電路圖是關(guān)于數(shù)字電路的圖紙。數(shù)字電路圖由各種邏輯符號(hào)、元器件符號(hào)和繪圖符號(hào)按照一定的規(guī)則組合而成，反映出數(shù)字電路或以數(shù)字電路為主的電路的結(jié)構(gòu)、邏輯關(guān)系與工作原理。●數(shù)字電路圖的特點(diǎn)是由數(shù)字電路構(gòu)成，處理數(shù)字信號(hào)，可用邏輯代數(shù)進(jìn)行分析等。了解數(shù)字電路圖的基本概念，認(rèn)識(shí)數(shù)字電路圖的特點(diǎn)、功能和作用，是識(shí)讀和分析數(shù)字電路圖首先要解決的問(wèn)題。1.1.1什么是數(shù)字電路圖電路圖是關(guān)于電路的圖紙。電路圖由各種符號(hào)和線條按照一定的規(guī)則組合而成，用抽象的符號(hào)反映出電路的結(jié)構(gòu)與工作原理。通過(guò)電路圖，我們可以詳細(xì)了解電子設(shè)備的電路結(jié)構(gòu)、工作原理和接線方法，還可以進(jìn)行定量的計(jì)算分析和研究。數(shù)字電路圖是關(guān)于數(shù)字電路的圖紙。數(shù)字電路圖由各種邏輯符號(hào)、元器件符號(hào)和繪圖符號(hào)按照一定的規(guī)則組合而成，反映出數(shù)字電路或以數(shù)字電路為主的電路的結(jié)構(gòu)、邏輯關(guān)系與工作原理。數(shù)字電路圖可以全部由數(shù)字電路構(gòu)成。例如：圖1-1所示為多數(shù)表決電路的電路圖，它由與門(mén)（D1、D2、D3）、或非門(mén)（D4）、非門(mén)（D5）等數(shù)字邏輯電路組成。圖1-1多數(shù)表決電路大多數(shù)數(shù)字電路圖是以數(shù)字電路為主，另外還有外圍元器件和模擬電路等。例如：圖1-2所示為數(shù)字延時(shí)開(kāi)關(guān)電路，電路包括與非門(mén)D1和D2、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器D3等數(shù)字電路，還包括晶體管VT、二極管VD、電阻R1～R4、按鈕開(kāi)關(guān)SB、繼電器K等元器件。圖1-2數(shù)字延時(shí)開(kāi)關(guān)電路1.1.2數(shù)字電路圖的特點(diǎn)數(shù)字電路圖是以數(shù)字電路為主構(gòu)成的原理圖，相比較模擬電路圖而言，數(shù)字電路圖的特點(diǎn)是由數(shù)字電路構(gòu)成，處理數(shù)字信號(hào)，可用邏輯代數(shù)進(jìn)行分析等。1．?dāng)?shù)字電路圖的構(gòu)成主體是數(shù)字電路數(shù)字電路圖的主要核心元器件是數(shù)字電路，包括各種門(mén)電路、觸發(fā)器、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路和運(yùn)算電路等，它們均工作于數(shù)字狀態(tài)。2．?dāng)?shù)字電路圖中的信息流主要是數(shù)字信號(hào)數(shù)字電路圖中的各主要單元電路所處理的是二值數(shù)字信號(hào)，即該信號(hào)只有“0”和“1”兩種狀態(tài)，它們?cè)跁r(shí)間上和數(shù)量上都是不連續(xù)的、離散的。3．?dāng)?shù)字電路圖可用邏輯代數(shù)進(jìn)行分析數(shù)字電路圖中只畫(huà)出數(shù)字電路的邏輯符號(hào)或數(shù)字集成電路的圖框，一般不畫(huà)出數(shù)字集成電路的內(nèi)部電路。因此對(duì)于數(shù)字電路圖只需要分析其邏輯關(guān)系和時(shí)序狀態(tài)，而不必分析電路的內(nèi)部細(xì)節(jié)。邏輯代數(shù)是主要的分析工具。1.2數(shù)字電路圖的構(gòu)成要素●要點(diǎn)提示●數(shù)字電路圖由圖形符號(hào)、文字符號(hào)、連線以及注釋性字符等要素構(gòu)成?！駡D形符號(hào)是指用規(guī)定的抽象圖形代表各種元器件、組件、電流、電壓、波形、導(dǎo)線和連接狀態(tài)等的繪圖符號(hào)。●文字符號(hào)是指用規(guī)定的字符表示各種元器件、組件、設(shè)備裝置、物理量和工作狀態(tài)等的繪圖符號(hào)?！褡⑨屝宰址侵鸽娐穲D中對(duì)圖形符號(hào)和文字符號(hào)作進(jìn)一步說(shuō)明的字符。一張完整的數(shù)字電路圖是由若干要素構(gòu)成的，這些要素主要包括圖形符號(hào)、文字符號(hào)、連線以及注釋性字符等。下面通過(guò)圖1-2所示數(shù)字延時(shí)開(kāi)關(guān)電路的例子，作進(jìn)一步的說(shuō)明。1.2.1圖形符號(hào)圖形符號(hào)是指用規(guī)定的抽象圖形代表各種元器件、組件、電流、電壓、波形、導(dǎo)線和連接狀態(tài)等的繪圖符號(hào)。圖形符號(hào)由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4728.1—2005予以規(guī)定。圖形符號(hào)是構(gòu)成電路圖的主體。在圖1-2所示數(shù)字延時(shí)開(kāi)關(guān)電路圖中，各種圖形符號(hào)代表了組成數(shù)字延時(shí)開(kāi)關(guān)的各個(gè)元器件。例如：“”表示與非門(mén)，“”表示電阻器，“”表示電容器等。各個(gè)元器件圖形符號(hào)之間用連線連接起來(lái)，就可以反映出數(shù)字延時(shí)開(kāi)關(guān)的電路結(jié)構(gòu)，即構(gòu)成了數(shù)字延時(shí)開(kāi)關(guān)的電路圖。1.2.2文字符號(hào)文字符號(hào)是指用規(guī)定的字符（通常為字母）表示各種元器件、組件、設(shè)備裝置、物理量和工作狀態(tài)等的繪圖符號(hào)。文字符號(hào)由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7159—1987予以規(guī)定。文字符號(hào)是構(gòu)成電路圖的重要組成部分。為了進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)圖形符號(hào)的性質(zhì)，同時(shí)也為了分析、理解和闡述電路圖的方便，在各個(gè)元器件的圖形符號(hào)旁標(biāo)注有該元器件的文字符號(hào)。例如：在圖1-2所示數(shù)字延時(shí)開(kāi)關(guān)電路圖中，文字符號(hào)“D”表示數(shù)字電路，“R”表示電阻器，“C”表示電容器，“VT”表示晶體管等。在一張電路圖中，相同的元器件往往會(huì)有許多個(gè)，這也需要用文字符號(hào)將它們加以區(qū)別，一般是在該元器件文字符號(hào)的后面加上序號(hào)。例如：在圖1-2所示電路圖中，3個(gè)數(shù)字電路分別標(biāo)注為“D1”、“D2”、“D3”，4個(gè)電阻器分別標(biāo)注為“R1”、“R2”、“R3”、“R4”等。1.2.3注釋性字符注釋性字符是指電路圖中對(duì)圖形符號(hào)和文字符號(hào)作進(jìn)一步說(shuō)明的字符。注釋性字符也是構(gòu)成電路圖的重要組成部分。注釋性字符用來(lái)說(shuō)明元器件的數(shù)值大小或者具體型號(hào)，通常標(biāo)注在圖形符號(hào)和文字符號(hào)旁。例如：在圖1-2所示數(shù)字延時(shí)開(kāi)關(guān)電路圖中，通過(guò)注釋性字符我們即可以知道數(shù)字電路D1、D2的型號(hào)為CD4011，D3的型號(hào)為CD4098；電阻器R1、R2的阻值為100kΩ，R3的阻值為10MΩ，R4的阻值為5.1kΩ；電容器C的容量為10μF；晶體管VT的型號(hào)為9013；二極管VD的型號(hào)為4001等。注釋性字符還用于電路圖中其他需要說(shuō)明的場(chǎng)合。由此可見(jiàn)，注釋性字符是我們分析電路工作原理，特別是定量地分析研究電路的工作狀態(tài)所不可缺少的。第2章認(rèn)識(shí)數(shù)字電路圖符號(hào)組成數(shù)字電路圖的符號(hào)可以分為兩大部分：一部分是各種數(shù)字電路和外圍元器件的符號(hào)，包括圖形符號(hào)和文字符號(hào)；另一部分是導(dǎo)線、波形、輪廓等繪圖符號(hào)。這些符號(hào)是繪制和解讀數(shù)字電路圖的基礎(chǔ)語(yǔ)言，由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)予以統(tǒng)一規(guī)定。下面我們將國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4728.1—2005規(guī)定的圖形符號(hào)和GB7159—1987規(guī)定的文字符號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)，以表格的形式予以介紹，以方便讀者閱讀和記憶。2.1數(shù)字電路的符號(hào)●要點(diǎn)提示●組成數(shù)字電路圖的符號(hào)包括兩大部分：一部分是各種數(shù)字電路和外圍元器件的符號(hào)，另一部分是導(dǎo)線、波形、輪廓等繪圖符號(hào)?！駭?shù)字電路符號(hào)主要包括門(mén)電路、觸發(fā)器、信號(hào)發(fā)生器、編／譯碼器等代碼轉(zhuǎn)換器、計(jì)數(shù)器和分配器、移位寄存器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、模擬開(kāi)關(guān)、算術(shù)單元和存儲(chǔ)器等的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。數(shù)字電路符號(hào)主要包括門(mén)電路、觸發(fā)器、信號(hào)發(fā)生器、編／譯碼器等代碼轉(zhuǎn)換器、計(jì)數(shù)器和分配器、移位寄存器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、模擬開(kāi)關(guān)、算術(shù)單元和存儲(chǔ)器等的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。2.1.1門(mén)電路的符號(hào)門(mén)電路包括與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)、異或門(mén)、異或非門(mén)等，門(mén)電路的圖形符號(hào)和文字符號(hào)見(jiàn)表2-1。表2-1門(mén)電路的圖形符號(hào)和文字符號(hào)2.1.2觸發(fā)器的符號(hào)觸發(fā)器包括RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等，觸發(fā)器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)見(jiàn)表2-2。表2-2觸發(fā)器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)2.1.3計(jì)數(shù)器、分配器與選擇器的符號(hào)計(jì)數(shù)器、分配器與選擇器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)見(jiàn)表2-3。表2-3計(jì)數(shù)器、分配器與選擇器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)2.1.4存儲(chǔ)器的符號(hào)存儲(chǔ)器和移位寄存器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)分別見(jiàn)表2-4和表2-5。表2-4存儲(chǔ)器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表2-5移位寄存器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)2.1.5信號(hào)發(fā)生與轉(zhuǎn)換器件的符號(hào)信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和代碼轉(zhuǎn)換器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)分別見(jiàn)表2-6、表2-7和表2-8。表2-6信號(hào)發(fā)生器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表2-7信號(hào)轉(zhuǎn)換器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表2-8代碼轉(zhuǎn)換器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)2.1.6模擬開(kāi)關(guān)與算術(shù)單元的符號(hào)模擬開(kāi)關(guān)和算術(shù)單元的圖形符號(hào)和文字符號(hào)分別見(jiàn)表2-9和表2-10。表2-9模擬開(kāi)關(guān)的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表2-10算術(shù)單元的圖形符號(hào)和文字符號(hào)2.2外圍元器件的符號(hào)●要點(diǎn)提示●外圍元器件是指除了數(shù)字電路以外的其他元器件?！裢鈬骷?hào)主要包括電阻器、電容器、電感器、半導(dǎo)體管、換能器件、控制與保護(hù)器件和信號(hào)指示器件等的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。外圍元器件符號(hào)主要包括常用的電阻器、電容器、電感器、半導(dǎo)體管、換能器件、控制與保護(hù)器件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。2.2.1無(wú)源元件的符號(hào)無(wú)源元件包括電阻器、電容器、電感器、晶體等，它們的圖形符號(hào)和文字符號(hào)分別見(jiàn)表2-11～表2-14。表2-11電阻器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表2-12電容器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表2-13電感器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表2-14晶體的圖形符號(hào)和文字符號(hào)2.2.2半導(dǎo)體管的符號(hào)半導(dǎo)體管（含光電器件）包括晶體二極管、晶體三極管、單結(jié)晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、晶閘管、光電管等，它們的圖形符號(hào)和文字符號(hào)分別見(jiàn)表2-15和表2-16。表2-15半導(dǎo)體管的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表2-16光電器件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)2.2.3模擬單元的符號(hào)模擬單元的圖形符號(hào)和文字符號(hào)見(jiàn)表2-17。表2-17模擬單元的圖形符號(hào)和文字符號(hào)2.2.4換能器件的符號(hào)換能器件包括變壓器、互感器、電聲器件等，它們的圖形符號(hào)和文字符號(hào)分別見(jiàn)表2-18和表2-19。表2-18電源轉(zhuǎn)換器件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表2-19電聲換能器件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)2.2.5控制與保護(hù)器件的符號(hào)控制與保護(hù)器件包括開(kāi)關(guān)、繼電器、熔斷器、避雷器等，它們的圖形符號(hào)和文字符號(hào)分別見(jiàn)表2-20和表2-21。表2-20開(kāi)關(guān)與觸點(diǎn)的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表2-21其他控制與保護(hù)器件的圖形符號(hào)和文字符號(hào)2.3繪圖符號(hào)●要點(diǎn)提示●繪圖符號(hào)主要包括連接線、輪廓線、接地線、電壓、電流、信號(hào)波形等符號(hào)?！窭L圖符號(hào)的作用是形成完整的電路圖。電路圖中除了元器件符號(hào)以外，還必須有連接線、輪廓線、接地線等，以及表示電壓、電流、信號(hào)波形的各種符號(hào)，才能形成完整的電路圖，我們把這些符號(hào)統(tǒng)稱為繪圖符號(hào)。2.3.1輪廓與連接符號(hào)輪廓與連接符號(hào)見(jiàn)表2-22。表2-22輪廓與連接符號(hào)2.3.2限定符號(hào)限定符號(hào)包括電壓與電流符號(hào)、運(yùn)動(dòng)和流動(dòng)方向符號(hào)、信號(hào)波形符號(hào)等，分別見(jiàn)表2-23、表2-24和表2-25。表2-23電壓與電流種類的符號(hào)表2-24運(yùn)動(dòng)和流動(dòng)方向的符號(hào)表2-25信號(hào)波形的符號(hào)2.3.3導(dǎo)線與接地符號(hào)導(dǎo)線連接以及接地符號(hào)等見(jiàn)表2-26和表2-27。表2-26導(dǎo)線及其連接的符號(hào)表2-27接地等符號(hào)第3章掌握數(shù)字電路基礎(chǔ)數(shù)字電路技術(shù)是建立在數(shù)字技術(shù)理論基礎(chǔ)之上的。掌握一定的數(shù)字電路基礎(chǔ)理論知識(shí)，是看懂?dāng)?shù)字電路圖的前提。數(shù)字電路的基礎(chǔ)理論知識(shí)主要有二進(jìn)制和二進(jìn)制編碼、邏輯關(guān)系和邏輯代數(shù)以及基本公式和定律等。3.1常用數(shù)制和碼制●要點(diǎn)提示●數(shù)制即計(jì)數(shù)體制，是指計(jì)數(shù)的方法和規(guī)則。數(shù)字電路中采用的是二進(jìn)制數(shù)制?！翊a制即編碼體制，在數(shù)字電路中主要是指用二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示非二進(jìn)制數(shù)的編碼方法和規(guī)則?！袷M(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是“逢十進(jìn)一”，十進(jìn)制數(shù)各位的位權(quán)是10的整數(shù)冪（小數(shù)部分各位的位權(quán)是10的負(fù)整數(shù)冪）?！穸M(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是“逢二進(jìn)一”，二進(jìn)制數(shù)各位的位權(quán)是2的整數(shù)冪?！馚CD碼即二-十進(jìn)制碼，它使用4位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)?！?421碼屬于有權(quán)碼，其4位二進(jìn)制代碼的每一位都有確定的位權(quán)，從高位到低位依次為“8”、“4”、“2”、“1”。常用數(shù)制主要有十進(jìn)制、二十四進(jìn)制、六十進(jìn)制、二進(jìn)制和八進(jìn)制等，常用碼制主要有8421碼、余3碼和格雷碼等。3.1.1什么是數(shù)制和碼制1．?dāng)?shù)制數(shù)制即計(jì)數(shù)體制，是指人們進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法和規(guī)則。在我們的日常生活和工作中，經(jīng)常會(huì)用到不同的一些數(shù)制，例如：平常計(jì)數(shù)和計(jì)算所使用的十進(jìn)制，時(shí)間上分、秒計(jì)數(shù)的六十進(jìn)制，小時(shí)計(jì)數(shù)的十二進(jìn)制或二十四進(jìn)制，每星期天數(shù)計(jì)數(shù)的七進(jìn)制等，其中使用得最多、最普遍的是十進(jìn)制。數(shù)字電路中采用的是二進(jìn)制，這是因?yàn)槎M(jìn)制只有“1”和“0”兩個(gè)數(shù)碼，可以方便地用電流的有無(wú)、電壓的高低、電路的通斷等兩種狀態(tài)來(lái)表示。2．碼制碼制即編碼體制，在數(shù)字電路中主要是指用二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示非二進(jìn)制數(shù)字以及字符的編碼方法和規(guī)則。3.1.2十進(jìn)制十進(jìn)制是最基本、最重要的計(jì)數(shù)體制，也是我們最熟悉、最習(xí)慣的計(jì)數(shù)體制，我們平時(shí)寫(xiě)出來(lái)的不作任何標(biāo)記的數(shù)都是十進(jìn)制數(shù)。1．十進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)十進(jìn)制數(shù)的最顯著特點(diǎn)是“逢十進(jìn)一”，即：有10個(gè)“一”就進(jìn)位成為1個(gè)“十”，有10個(gè)“十”就進(jìn)位成為1個(gè)“百”，依此類推。十進(jìn)制數(shù)有10個(gè)數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，它們?cè)谝粋€(gè)十進(jìn)制數(shù)中所處的位置不同，其所表示的數(shù)值也不同。例如：在十進(jìn)制數(shù)“345”中，“5”處于個(gè)位表示五，“4”處于十位表示四十，“3”處于百位表示三百，“345”表示三百四十五。這種差別是由各位的位權(quán)帶來(lái)的。2．十進(jìn)制數(shù)的位權(quán)十進(jìn)制數(shù)各位的位權(quán)是10的整數(shù)冪（小數(shù)部分各位的位權(quán)是10的負(fù)整數(shù)冪）。例如：個(gè)位的位權(quán)是100＝1，十位的位權(quán)是101＝10，百位的位權(quán)是102＝100，千位的位權(quán)是103＝1000，見(jiàn)表3-1。一個(gè)十進(jìn)制數(shù)的數(shù)值是各位系數(shù)與位權(quán)乘積的和。表3-1十進(jìn)制數(shù)各位的位權(quán)注：n為正整數(shù)。3.1.3二進(jìn)制二進(jìn)制是另一種重要的計(jì)數(shù)體制。雖然二進(jìn)制不符合我們的計(jì)數(shù)習(xí)慣，也不夠直觀，但是二進(jìn)制具有計(jì)算規(guī)則簡(jiǎn)單、電路實(shí)現(xiàn)方便的優(yōu)勢(shì)，是數(shù)字電路中最基本的計(jì)數(shù)體制。1．二進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)的最顯著特點(diǎn)是“逢二進(jìn)一”，即：二進(jìn)制數(shù)的每一位只要有2個(gè)“一”，就進(jìn)位成為上一位的1個(gè)“一”，用算式表示就是：“1＋1＝10”。我們需要特別注意的是，這個(gè)算式中的數(shù)字都是二進(jìn)制數(shù)，絕不能將等式右邊的和“10”（一零）誤作十進(jìn)制數(shù)中的10（十）。在可能混淆引起誤解的場(chǎng)合，應(yīng)將數(shù)字用括號(hào)括起來(lái)，并在括號(hào)外右下角標(biāo)注代表數(shù)制的字符。例如：（1001）2是二進(jìn)制數(shù)“一零零一”，（1001）10是十進(jìn)制數(shù)“一千零一”。2．二進(jìn)制數(shù)的位權(quán)二進(jìn)制數(shù)只有兩個(gè)數(shù)碼：0和1。與十進(jìn)制數(shù)一樣，二進(jìn)制數(shù)的各位也有相應(yīng)的位權(quán)，二進(jìn)制數(shù)各位的位權(quán)是2的整數(shù)冪，見(jiàn)表3-2。例如：“1”在右起第一位時(shí)（位權(quán)是20＝1）表示一，“1”在右起第二位時(shí)（位權(quán)是21＝2）表示二，“1”在右起第三位時(shí)（位權(quán)是22＝4）表示四，“1”在右起第四位時(shí)（位權(quán)是23＝8）表示八，依此類推。表3-2二進(jìn)制數(shù)各位的位權(quán)3．二進(jìn)制數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值一個(gè)二進(jìn)制數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值是各位系數(shù)與位權(quán)乘積的和。例如：（1101）2＝1×23＋1×22＋0×21＋1×20＝（13）10，即二進(jìn)制數(shù)“1101”等于十進(jìn)制數(shù)“13”。在數(shù)字電路中有時(shí)還使用八進(jìn)制和十六進(jìn)制的數(shù)制，二進(jìn)制是八進(jìn)制和十六進(jìn)制的基礎(chǔ)。3.1.4BCD碼數(shù)字電路采用的基本數(shù)制是二進(jìn)制，而人們熟悉和習(xí)慣使用的數(shù)制是十進(jìn)制，因此有必要在二進(jìn)制與十進(jìn)制之間建立一座橋梁、一種轉(zhuǎn)換機(jī)制，以方便數(shù)字電路的解讀和分析。BCD碼就是一種用二進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)制數(shù)的碼制。1．BCD碼的種類BCD碼全稱為二-十進(jìn)制碼，它使用4位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù)。每4位二進(jìn)制數(shù)可以組成“0000”～“1111”總共16個(gè)代碼，而一位十進(jìn)制數(shù)只有0～9十個(gè)數(shù)碼，因此只需要從16個(gè)代碼中選用10個(gè)按一定規(guī)則進(jìn)行編碼即可。BCD碼可以有多種編碼方式，例如：8421碼、5421碼、2421碼、余3碼、格雷碼等。2．8421碼8421碼是一種常用的BCD碼。8421碼屬于有權(quán)碼，其4位二進(jìn)制代碼的每一位都有確定的位權(quán)，從高位到低位依次為“8”、“4”、“2”、“1”，如圖3-1所示，所以稱之為“8421碼”。8421碼的編碼表見(jiàn)表3-3。圖3-18421碼的位權(quán)表3-38421碼編碼表3.2基本邏輯關(guān)系●要點(diǎn)提示●基本的邏輯關(guān)系有3種：邏輯與、邏輯或和邏輯非?！裰挥挟?dāng)所有條件都滿足時(shí)結(jié)果才出現(xiàn)，這樣一種因果關(guān)系稱之為“邏輯與”關(guān)系。●只要有一個(gè)條件能滿足時(shí)結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)，這樣一種因果關(guān)系稱之為“邏輯或”關(guān)系?！駰l件滿足時(shí)結(jié)果就不出現(xiàn)，條件不滿足時(shí)結(jié)果就出現(xiàn)，這樣一種因果關(guān)系稱之為“邏輯非”關(guān)系。邏輯關(guān)系是指事物的條件與結(jié)果之間的因果關(guān)系?；镜倪壿嬯P(guān)系有3種：邏輯與、邏輯或和邏輯非。3.2.1邏輯與關(guān)系在決定某一事物結(jié)果的若干條件中，只有當(dāng)所有條件都滿足時(shí)，結(jié)果才出現(xiàn)，否則結(jié)果就不會(huì)出現(xiàn)，這樣一種因果關(guān)系稱之為“邏輯與”關(guān)系。例如：圖3-2所示兩個(gè)開(kāi)關(guān)串聯(lián)控制電燈的電路中，只有當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，電燈EL才會(huì)亮；只要有一個(gè)開(kāi)關(guān)不閉合，電燈EL就不會(huì)亮。這就是邏輯與的關(guān)系。圖3-2邏輯與控制電燈3.2.2邏輯或關(guān)系在決定某一事物結(jié)果的若干條件中，只要有一個(gè)條件能滿足時(shí)，結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)；只有當(dāng)所有條件都不滿足時(shí)，結(jié)果才不出現(xiàn)，這樣一種因果關(guān)系稱之為“邏輯或”關(guān)系。例如：圖3-3所示兩個(gè)開(kāi)關(guān)并聯(lián)控制電燈的電路中，兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1、S2中只要有一個(gè)閉合時(shí)，電燈EL就會(huì)亮；只有兩個(gè)開(kāi)關(guān)都不閉合，電燈EL才不亮。這就是邏輯或的關(guān)系。圖3-3邏輯或控制電燈3.2.3邏輯非關(guān)系在具有因果關(guān)系的某一事物中，當(dāng)條件滿足時(shí)，結(jié)果就不出現(xiàn)；當(dāng)條件不滿足時(shí)，結(jié)果就出現(xiàn)，這樣一種因果關(guān)系稱之為“邏輯非”關(guān)系。例如：圖3-4所示旁路開(kāi)關(guān)控制電燈的電路中，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電燈EL不亮；當(dāng)開(kāi)關(guān)S不閉合時(shí)，電燈EL亮。開(kāi)關(guān)S的閉合與電燈EL的亮之間就是邏輯非的關(guān)系。圖3-4邏輯非控制電燈3.3邏輯代數(shù)●要點(diǎn)提示●邏輯代數(shù)的基本邏輯運(yùn)算有3種：邏輯乘、邏輯加和邏輯非。●邏輯代數(shù)中的變量只有“1”和“0”兩個(gè)取值，它們不表示具體的數(shù)量，只是表示邏輯狀態(tài)?！襁壿嫵说囊饬x是：A和B都為“1”時(shí)，Y才為“1”。實(shí)現(xiàn)邏輯乘的數(shù)字電路是與門(mén)?！襁壿嫾拥囊饬x是：A和B中只要有一個(gè)或一個(gè)以上為“1”時(shí)，Y即為“1”。實(shí)現(xiàn)邏輯加的數(shù)字電路是或門(mén)。●邏輯非的意義是：Y總是與A相反。實(shí)現(xiàn)邏輯非的數(shù)字電路是非門(mén)?！襁壿嫶鷶?shù)的基本公式和定律主要有0-1律、重疊律、互補(bǔ)律、還原律和摩根定理等?！衲Ωɡ硎沁壿嫶鷶?shù)中最重要的定理之一。摩根定理又叫反演律，它將邏輯加與邏輯乘有機(jī)聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)了兩者的互相轉(zhuǎn)換。邏輯代數(shù)是按照一定的邏輯規(guī)則進(jìn)行邏輯運(yùn)算的代數(shù)，是分析數(shù)字電路的數(shù)學(xué)工具。對(duì)應(yīng)于邏輯與、邏輯或、邏輯非3種基本邏輯關(guān)系，邏輯代數(shù)的基本邏輯運(yùn)算有3種：邏輯乘、邏輯加和邏輯非。3.3.1邏輯變量邏輯代數(shù)中的變量包括自變量（前因）和因變量（后果），都只有兩個(gè)取值：“1”和“0”。在邏輯代數(shù)中，“1”和“0”不表示具體的數(shù)量，而只是表示邏輯狀態(tài)。例如：電位的高與低、信號(hào)的有與無(wú)、電路的通與斷、開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi)、晶體管的截止與導(dǎo)通等。3.3.2邏輯乘反映邏輯與關(guān)系的邏輯運(yùn)算叫做邏輯乘，其邏輯函數(shù)表達(dá)式為：Y＝A·B（可簡(jiǎn)寫(xiě)為：Y＝AB）式中，A和B是輸入變量，Y是輸出變量，“·”表示邏輯乘運(yùn)算。1．邏輯乘的意義邏輯乘的意義是：A和B都為“1”時(shí)，Y才為“1”；A和B中只要有一個(gè)為“0”時(shí)，Y必為“0”。例如：在上節(jié)提到的兩個(gè)開(kāi)關(guān)串聯(lián)控制電燈的電路中（見(jiàn)圖3-2），設(shè)開(kāi)關(guān)閉合為“1”、斷開(kāi)為“0”，電燈亮為“1”、不亮為“0”，則很明顯可以看出：只有當(dāng)A（S1）＝1并且B（S2）＝1時(shí)，才有Y（EL）＝1；A和B中只要有一個(gè)為“0”時(shí)，則Y＝0。由此可見(jiàn)，邏輯乘的運(yùn)算規(guī)則為：將以上運(yùn)算規(guī)則列表，即為邏輯乘的邏輯函數(shù)真值表，見(jiàn)表3-4。表3-4邏輯乘真值表2．邏輯乘的實(shí)現(xiàn)電路實(shí)現(xiàn)邏輯乘的數(shù)字電路是與門(mén)。圖3-5（a）所示為有A、B兩個(gè)輸入端的與門(mén)，可實(shí)現(xiàn)A、B兩個(gè)輸入變量的邏輯乘運(yùn)算。邏輯乘的輸入變量可以有兩個(gè)以上，分別用A、B、C、D、…表示，相應(yīng)的邏輯函數(shù)表達(dá)式為：Y＝ABCD…，圖3-5（b）所示為多輸入端與門(mén)。圖3-5與門(mén)3.3.3邏輯加反映邏輯或關(guān)系的邏輯運(yùn)算叫做邏輯加，其邏輯函數(shù)表達(dá)式為：Y＝A＋B式中，A和B是輸入變量，Y是輸出變量，“＋”表示邏輯加運(yùn)算。1．邏輯加的意義邏輯加的意義是：A和B中只要有一個(gè)或一個(gè)以上為“1”時(shí)，Y即為“1”；只有A和B都為“0”時(shí)，Y才為“0”。例如：在上節(jié)提到的兩個(gè)開(kāi)關(guān)并聯(lián)控制電燈的電路中（見(jiàn)圖3-3），設(shè)開(kāi)關(guān)閉合為“1”、斷開(kāi)為“0”，電燈亮為“1”、不亮為“0”，則很明顯可以看出：只要當(dāng)A（S1）＝1，或者B（S2）＝1，或者A、B＝1時(shí)，就有Y（EL）＝1；只有A和B都為“0”時(shí)，才有Y＝0。由此可見(jiàn)，邏輯加的運(yùn)算規(guī)則為：將以上運(yùn)算規(guī)則列表，即為邏輯加的邏輯函數(shù)真值表，見(jiàn)表3-5。表3-5邏輯加真值表2．邏輯加的實(shí)現(xiàn)電路實(shí)現(xiàn)邏輯加的數(shù)字電路是或門(mén)。圖3-6（a）所示為有A、B兩個(gè)輸入端的或門(mén)，可實(shí)現(xiàn)A、B兩個(gè)輸入變量的邏輯加運(yùn)算。邏輯加的輸入變量可以有兩個(gè)以上，分別用A、B、C、D、…表示，相應(yīng)的邏輯函數(shù)表達(dá)式為：Y＝A＋B＋C＋D＋…，圖3-6（b）所示為多輸入端或門(mén)。圖3-6或門(mén)3.3.4邏輯非反映邏輯非關(guān)系的邏輯運(yùn)算仍叫做邏輯非，其邏輯函數(shù)表達(dá)式為：式中，A是輸入變量，Y是輸出變量，“A”上面加一杠（?。┍硎緦?duì)變量A進(jìn)行邏輯非運(yùn)算。1．邏輯非的意義邏輯非的意義是：A為“1”時(shí)，Y即為“0”；A為“0”時(shí)，Y即為“1”；Y總是與A相反。例如：在上節(jié)提到的旁路開(kāi)關(guān)控制電燈的電路中（見(jiàn)圖3-4），設(shè)開(kāi)關(guān)閉合為“1”、斷開(kāi)為“0”，電燈亮為“1”、不亮為“0”，則很明顯可以看出：當(dāng)A＝1時(shí)，Y＝0；當(dāng)A＝0時(shí)，Y＝1。由此可見(jiàn)，邏輯非的運(yùn)算規(guī)則為：將以上運(yùn)算規(guī)則列表，即為邏輯非的邏輯函數(shù)真值表，見(jiàn)表3-6。表3-6邏輯非真值表2．邏輯非的實(shí)現(xiàn)電路實(shí)現(xiàn)邏輯非的數(shù)字電路是非門(mén)，也稱為反相器。圖3-7所示為非門(mén)，A為輸入端，Y為輸出端。圖3-7非門(mén)3.3.5基本公式和定律在分析和解讀數(shù)字電路時(shí)，需要用到一些邏輯代數(shù)的基本公式和基本定律。這些基本公式和定律，有的與普通代數(shù)相似，如交換律、結(jié)合律、分配律等；有的則是邏輯代數(shù)所特有的，如0-1律、重疊律、互補(bǔ)律、還原律、摩根定理等。下面著重介紹邏輯代數(shù)的特殊公式和定律。1．0-1律0-1律是邏輯代數(shù)的基本定律之一，可用以下4個(gè)公式表述：以上公式很好理解：前兩式屬于邏輯乘運(yùn)算，只有1·1＝1，否則結(jié)果都等于“0”，因此，式（3-1）的結(jié)果恒等于“0”，式（3-2）的結(jié)果由A決定；后兩式屬于邏輯加運(yùn)算，加數(shù)中只要有“1”，結(jié)果就為“1”，因此，式（3-3）的結(jié)果由A決定，式（3-4）的結(jié)果恒等于“1”。2．重疊律重疊律可用以下兩個(gè)公式表述：因?yàn)锳是邏輯變量，取值只能是“0”或“1”。在邏輯加運(yùn)算中，0＋0＝0，1＋1＝1，所以式（3-5）成立。在邏輯乘運(yùn)算中，0·0＝0，1·1＝1，所以式（3-6）成立。3．互補(bǔ)律互補(bǔ)律可用式（3-7）和式（3-8）表述：因?yàn)锳和ā中必定一個(gè)是“1”，另一個(gè)是“0”，式（3-7）是邏輯加運(yùn)算，1＋0＝1；式（3-8）是邏輯乘運(yùn)算，1·0＝0。4．還原律還原律可用式（3-9）表述：由于邏輯變量只有“1”和“0”兩個(gè)狀態(tài)，式（3-9）說(shuō)明當(dāng)對(duì)一個(gè)邏輯變量進(jìn)行兩次反相后，必然等于該邏輯變量本身。5．摩根定理摩根定理可用式（3-10）和式（3-11）表述：摩根定理又叫反演律，它將邏輯加與邏輯乘有機(jī)聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)了兩者的互相轉(zhuǎn)換，給我們研究、分析和設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯電路提供了極大的方便。摩根定理是邏輯代數(shù)中最重要的定理之一。當(dāng)有兩個(gè)以上的邏輯變量時(shí)，摩根定理仍然成立，即：摩根定理可以用列邏輯函數(shù)真值表的方法予以證明。（1）表3-7為與的真值表，從表中可以看到與的狀態(tài)完全相同，因此，式（3-10）成立。表3-7與的真值表（2）表3-8為與的真值表，同樣證明了，式（3-11）成立。表3-8與的真值表第4章理解數(shù)字電路的特點(diǎn)與作用數(shù)字集成電路（簡(jiǎn)稱數(shù)字電路）是指?jìng)鬏敽吞幚頂?shù)字信號(hào)的集成電路，包括門(mén)電路、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、寄存器（含移位寄存器）、模擬開(kāi)關(guān)和數(shù)據(jù)選擇器以及運(yùn)算電路等。數(shù)字信號(hào)在時(shí)間上和數(shù)值上都是不連續(xù)的，是斷續(xù)變化的離散信號(hào)。數(shù)字信號(hào)往往采用二進(jìn)制數(shù)表示，數(shù)字電路的工作狀態(tài)則用“1”和“0”表示。4.1門(mén)電路●要點(diǎn)提示●能夠?qū)崿F(xiàn)各種基本邏輯關(guān)系的電路通稱為門(mén)電路。門(mén)電路的特點(diǎn)是工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間具有特定的邏輯關(guān)系，可用邏輯代數(shù)進(jìn)行分析?！窕鹃T(mén)電路包括與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)等。●與門(mén)的邏輯關(guān)系為Y＝AB。●或門(mén)的邏輯關(guān)系為Y＝A＋B?！穹情T(mén)的邏輯關(guān)系為Y＝ā?！衽c非門(mén)的邏輯關(guān)系為?！窕蚍情T(mén)的邏輯關(guān)系為?！癞惢蜷T(mén)的邏輯關(guān)系為?！癞惢蚍情T(mén)的邏輯關(guān)系為?！耖T(mén)電路的主要作用是邏輯控制和多諧振蕩。門(mén)電路還可以用作模擬放大器。4.1.1門(mén)電路的特點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)各種基本邏輯關(guān)系的電路通稱為門(mén)電路。門(mén)電路是最基本和最常用的數(shù)字電路單元，是構(gòu)成組合邏輯電路的基本部件，也是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的組成部件之一。門(mén)電路的主要特點(diǎn)如下。（1）門(mén)電路工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，處理的是二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，即門(mén)電路的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)只有兩種狀態(tài)：“0”或“1”。（2）門(mén)電路的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間具有特定的邏輯關(guān)系，輸出信號(hào)的狀態(tài)僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)的狀態(tài)。（3）門(mén)電路的功能可用邏輯表達(dá)式表示，并可用邏輯代數(shù)進(jìn)行分析。4.1.2基本門(mén)電路基本門(mén)電路包括與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)（反相器）、與非門(mén)、或非門(mén)等。1．與門(mén)與門(mén)的符號(hào)和邏輯表達(dá)式如圖4-1所示，A、B為輸入端，Y為輸出端。與門(mén)可以有更多的輸入端。圖4-1與門(mén)與門(mén)的邏輯關(guān)系為Y＝AB，即只有當(dāng)所有輸入端A和B均為“1”時(shí)，輸出端Y才為“1”；否則Y為“0”。與門(mén)真值表見(jiàn)表4-1。表4-1與門(mén)真值表2．或門(mén)或門(mén)的符號(hào)和邏輯表達(dá)式如圖4-2所示，A、B為輸入端，Y為輸出端。或門(mén)可以有更多的輸入端。圖4-2或門(mén)或門(mén)的邏輯關(guān)系為Y＝A＋B，即只要輸入端A和B中有一個(gè)為“1”時(shí)，Y即為“1”；所有輸入端A和B均為“0”時(shí)，Y才為“0”?；蜷T(mén)真值表見(jiàn)表4-2。表4-2或門(mén)真值表3．非門(mén)非門(mén)的符號(hào)和邏輯表達(dá)式如圖4-3所示，A為輸入端，Y為輸出端。圖4-3非門(mén)非門(mén)的邏輯關(guān)系為Y＝ā，即輸出端Y總是與輸入端A相反。非門(mén)又叫反相器。非門(mén)真值表見(jiàn)表4-3。表4-3非門(mén)真值表4．與非門(mén)與非門(mén)的符號(hào)和邏輯表達(dá)式如圖4-4所示，A、B為輸入端，Y為輸出端。與非門(mén)可以有更多的輸入端。圖4-4與非門(mén)與非門(mén)的邏輯關(guān)系為，即只有當(dāng)所有輸入端A和B均為“1”時(shí)，輸出端Y才為“0”；否則Y為“1”。與非門(mén)真值表見(jiàn)表4-4。表4-4與非門(mén)真值表5．或非門(mén)或非門(mén)的符號(hào)和邏輯表達(dá)式如圖4-5所示，A、B為輸入端，Y為輸出端?；蚍情T(mén)可以有更多的輸入端。圖4-5或非門(mén)或非門(mén)的邏輯關(guān)系為，即只要輸入端A和B中有一個(gè)為“1”時(shí)，Y即為“0”；所有輸入端A和B均為“0”時(shí)，Y才為“1”。或非門(mén)真值表見(jiàn)表4-5。表4-5或非門(mén)真值表6．異或門(mén)異或門(mén)的符號(hào)和邏輯表達(dá)式如圖4-6所示，A、B為輸入端，Y為輸出端。圖4-6異或門(mén)異或門(mén)的邏輯關(guān)系為，即只有當(dāng)兩個(gè)輸入端A與B的信號(hào)不同時(shí)（一個(gè)為“1”而另一個(gè)為“0”），輸出端Y才為“1”；當(dāng)A＝B時(shí)，Y＝0。異或門(mén)真值表見(jiàn)表4-6。表4-6異或門(mén)真值表7．異或非門(mén)異或非門(mén)的符號(hào)和邏輯表達(dá)式如圖4-7所示，A、B為輸入端，Y為輸出端。圖4-7異或非門(mén)異或非門(mén)的邏輯關(guān)系為，即只有當(dāng)兩個(gè)輸入端A與B的信號(hào)不同時(shí)（一個(gè)為“1”而另一個(gè)為“0”），輸出端Y才為“0”；當(dāng)A＝B時(shí)，Y＝1。異或非門(mén)真值表見(jiàn)表4-7。表4-7異或非門(mén)真值表4.1.3門(mén)電路的作用門(mén)電路的主要作用是邏輯控制和多諧振蕩。門(mén)電路還可以用作模擬放大器。1．邏輯控制圖4-8所示為聲光控路燈電路，由非門(mén)D1、與門(mén)D2實(shí)現(xiàn)邏輯控制。圖4-8聲光控路燈電路夜晚無(wú)強(qiáng)環(huán)境光時(shí)，環(huán)境光檢測(cè)電路輸出為“0”，經(jīng)D1反相后為“1”，打開(kāi)了與門(mén)D2。這時(shí)如有行人的腳步聲，聲音檢測(cè)電路輸出為“1”。由于與門(mén)D2的兩個(gè)輸入端都為“1”，因此D2輸出為“1”，使晶體管VT導(dǎo)通，繼電器吸合，路燈自動(dòng)點(diǎn)亮。白天環(huán)境光較強(qiáng)時(shí)，D1輸出為“0”，關(guān)閉了與門(mén)D2，即使有腳步聲路燈也不會(huì)點(diǎn)亮。2．多諧振蕩器圖4-9所示為門(mén)控多諧振蕩器電路，由兩個(gè)與非門(mén)D1、D2構(gòu)成，其中D2兩輸入端并接作非門(mén)用。電路振蕩與否受與非門(mén)D1的A輸入端控制。圖4-9門(mén)控多諧振蕩器電路當(dāng)控制端A＝0時(shí)，電路停振。當(dāng)控制端A＝1時(shí)，電路起振，輸出為方波信號(hào)，振蕩頻率。圖4-9所示電路的振蕩頻率f＝900Hz，可通過(guò)改變R、C的大小改變振蕩頻率。3．模擬放大器圖4-10所示為門(mén)電路構(gòu)成的模擬電壓放大器，由3個(gè)非門(mén)D1、D2、D3串接而成。R2為反饋偏置電阻，將3個(gè)非門(mén)的工作點(diǎn)偏置在附近。R1為輸入電阻。電路的電壓放大倍數(shù)，按圖中參數(shù)放大倍數(shù)A＝100倍。圖4-10模擬電壓放大器4.2觸發(fā)器●要點(diǎn)提示●觸發(fā)器是時(shí)序電路的基本單元。觸發(fā)器的主要特點(diǎn)是具有記憶功能?！馬S觸發(fā)器的特點(diǎn)是電路具有Q＝1或Q＝0兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)?！馜觸發(fā)器的特點(diǎn)是輸出狀態(tài)的改變依賴于時(shí)鐘脈沖的觸發(fā)?！駟畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)是觸發(fā)后能夠自動(dòng)從暫穩(wěn)態(tài)恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。●施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)是具有滯后電壓特性，可將緩慢變化的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檫呇囟盖偷木匦蚊}沖。4.2.1觸發(fā)器的特點(diǎn)觸發(fā)器是時(shí)序電路的基本單元，在數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生、變換、存儲(chǔ)、控制等方面應(yīng)用廣泛。按結(jié)構(gòu)和工作方式不同，觸發(fā)器可分為：RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器等。觸發(fā)器的主要特點(diǎn)如下。（1）觸發(fā)器具有記憶功能，能夠存儲(chǔ)前一時(shí)刻的輸出狀態(tài)。（2）觸發(fā)器具有“0”和“1”兩種輸出狀態(tài)，并能在觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)下相互轉(zhuǎn)換。（3）觸發(fā)器的輸出狀態(tài)不僅與當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)有關(guān)，而且與前一時(shí)刻的輸出狀態(tài)有關(guān)。4.2.2RS觸發(fā)器RS觸發(fā)器即復(fù)位-置位觸發(fā)器，是最簡(jiǎn)單的基本觸發(fā)器，也是構(gòu)成其他復(fù)雜結(jié)構(gòu)觸發(fā)器的組成部分之一。RS觸發(fā)器如圖4-11所示，它有兩個(gè)輸入端：置“1”輸入端S、置“0”輸入端R；有兩個(gè)輸出端：輸出端Q和反相輸出端。圖4-11RS觸發(fā)器1．RS觸發(fā)器的特點(diǎn)RS觸發(fā)器的特點(diǎn)是，電路具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)：Q＝1或Q＝0。R輸入端只能使觸發(fā)器處于Q＝0的狀態(tài)，S輸入端只能使觸發(fā)器處于Q＝1的狀態(tài)。RS觸發(fā)器真值表見(jiàn)表4-8。表4-8RS觸發(fā)器真值表2．RS觸發(fā)器的作用RS觸發(fā)器常用于單脈沖產(chǎn)生、狀態(tài)控制等電路中。（1）單脈沖產(chǎn)生。圖4-12所示為RS觸發(fā)器構(gòu)成的消抖開(kāi)關(guān)電路，每按一下按鈕開(kāi)關(guān)SB，電路輸出一個(gè)單脈沖，完全消除了機(jī)械開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)抖動(dòng)產(chǎn)生的抖動(dòng)脈沖。圖4-12消抖開(kāi)關(guān)電路當(dāng)按下SB時(shí)，輸入端S＝1，使觸發(fā)器置“1”，輸出端Q＝1。這時(shí)即使SB產(chǎn)生機(jī)械抖動(dòng)，只要機(jī)械觸點(diǎn)不返回到R端，輸出端Q仍保持“1”不變，消除了抖動(dòng)脈沖信號(hào)。當(dāng)松開(kāi)SB時(shí)，輸入端R＝1，使觸發(fā)器置“0”，雖然SB產(chǎn)生機(jī)械抖動(dòng)，但輸出端Q仍保持“0”不變。（2）狀態(tài)控制。圖4-13所示為RS觸發(fā)器構(gòu)成的觸摸開(kāi)關(guān)電路，“開(kāi)”和“關(guān)”為兩對(duì)金屬觸摸觸點(diǎn)。圖4-13觸摸開(kāi)關(guān)電路當(dāng)用手觸摸“開(kāi)”觸點(diǎn)時(shí)，人體電阻將觸點(diǎn)接通，電源電壓＋VCC加至S端使觸發(fā)器置“1”，輸出端Q＝1，晶體管VT導(dǎo)通，繼電器K吸合，電燈EL點(diǎn)亮。當(dāng)用手觸摸“關(guān)”觸點(diǎn)時(shí)，電源電壓＋VCC加至R端使觸發(fā)器置“0”，輸出端Q＝0，晶體管VT截止，繼電器釋放，電燈熄滅。4.2.3D觸發(fā)器D觸發(fā)器又稱為延遲觸發(fā)器，是一種邊沿觸發(fā)器。D觸發(fā)器具有數(shù)據(jù)輸入端D、時(shí)鐘輸入端CP、輸出端Q和反相輸出端，如圖4-14所示。其中圖4-14（a）所示為CP上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，圖4-14（b）所示為CP下降沿觸發(fā)的D觸發(fā)器。圖4-14D觸發(fā)器1．D觸發(fā)器的特點(diǎn)D觸發(fā)器的特點(diǎn)是，輸出狀態(tài)的改變依賴于時(shí)鐘脈沖CP的觸發(fā)，即在時(shí)鐘脈沖邊沿的觸發(fā)下，數(shù)據(jù)才得以由輸入端D傳輸?shù)捷敵龆薗。沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)觸發(fā)器中的數(shù)據(jù)則保持不變。上升沿觸發(fā)型D觸發(fā)器和下降沿觸發(fā)型D觸發(fā)器的真值表分別見(jiàn)表4-9和表4-10。表4-9D觸發(fā)器真值表（上升沿觸發(fā)）表4-10D觸發(fā)器真值表（下降沿觸發(fā)）2．D觸發(fā)器的作用D觸發(fā)器常用于數(shù)據(jù)鎖存、計(jì)數(shù)和分頻等電路中。（1）數(shù)據(jù)鎖存。圖4-15所示為4個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成的4位數(shù)據(jù)鎖存器電路，D1～D4為數(shù)據(jù)輸入端，Q1～Q4為數(shù)據(jù)輸出端。4個(gè)D觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端并聯(lián)，在時(shí)鐘脈沖CP上升沿的觸發(fā)下，將D1～D4端的數(shù)據(jù)輸入觸發(fā)器，并從Q1～Q4端輸出。在下一個(gè)時(shí)鐘脈沖CP上升沿到來(lái)之前，即使D1～D4輸入端的數(shù)據(jù)消失，其Q1～Q4輸出端的數(shù)據(jù)仍不變，實(shí)現(xiàn)了所謂的“鎖存”。圖4-154位數(shù)據(jù)鎖存器電路（2）分頻。圖4-16所示為D觸發(fā)器構(gòu)成的3級(jí)分頻電路，每個(gè)D觸發(fā)器的反相輸出端與自身的數(shù)據(jù)輸入端D相連接，構(gòu)成2分頻單元。3級(jí)2分頻單元串接可實(shí)現(xiàn)8分頻電路。增加串接的分頻單元的數(shù)量，即可相應(yīng)增大分頻比，n級(jí)2分頻單元串接可實(shí)現(xiàn)2n分頻。圖4-163級(jí)分頻電路4.2.4單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是具有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的觸發(fā)器。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖4-17所示。它一般具有兩個(gè)觸發(fā)端：上升沿觸發(fā)端TR＋和下降沿觸發(fā)端；具有兩個(gè)輸出端：Q端和端，Q和端的輸出信號(hào)互為反相。另外還具有清零端、外接電阻端Re和外接電容端Ce。圖4-17單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1．單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)是觸發(fā)后能夠自動(dòng)從暫穩(wěn)態(tài)恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出端Q＝0，在觸發(fā)脈沖的觸發(fā)下，電路翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)（Q＝1），經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后又自動(dòng)恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)（Q＝0）。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器被觸發(fā)后即輸出一個(gè)恒定寬度的矩形脈沖，該矩形脈沖的寬度由外接定時(shí)元件Re和Ce決定，而與觸發(fā)脈沖的寬度無(wú)關(guān)。表4-11為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器真值表。表4-11單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器真值表2．單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的作用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器主要應(yīng)用于脈沖信號(hào)展寬、整形、延遲電路，以及定時(shí)器、振蕩器、數(shù)字濾波器、頻率／電壓變換器等。（1）定時(shí)。圖4-18所示為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成的100ms定時(shí)器電路，采用TR＋輸入端觸發(fā)，每按下一次SB，輸出端Q便輸出一個(gè)寬度為100ms的高電平信號(hào)。輸出脈寬TW由R1和C的大小決定，TW＝0.69R1C。改變定時(shí)元件R1和C的大小，即可改變定時(shí)時(shí)間。圖4-18定時(shí)器電路（2）數(shù)字濾波。圖4-19所示為數(shù)字帶通濾波器電路，由兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器D1的輸出脈寬等于輸入信號(hào)頻率上限的周期，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器D2的輸出脈寬等于輸入信號(hào)頻率下限的周期。圖4-19數(shù)字帶通濾波器電路當(dāng)輸入信號(hào)頻率高于上限時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器D1的反相輸出端，關(guān)閉了與門(mén)D3，輸出端信號(hào)Uo＝0。當(dāng)輸入信號(hào)頻率低于下限時(shí)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器D2的輸出端Q＝0，也使與門(mén)D3關(guān)閉，輸出端信號(hào)Uo＝0。只有輸入信號(hào)頻率在所限定的頻率范圍內(nèi)時(shí)，D1的并且D2的Q＝1，與門(mén)D3才打開(kāi)，允許輸入信號(hào)通過(guò)。由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器D1和D2的輸出脈寬分別由外接定時(shí)元件R1和C1、R2和C2決定，所以可通過(guò)改變這些外接定時(shí)元件來(lái)選擇通帶頻率的上、下限。4.2.5施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器是常用的整形電路，可將緩慢變化的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檫呇囟盖偷木匦蚊}沖。圖4-20（a）所示為同相輸出型施密特觸發(fā)器，圖4-20（b）所示為反相輸出型施密特觸發(fā)器。施密特觸發(fā)器具有一個(gè)輸入端A和一個(gè)輸出端Q（或）。圖4-20施密特觸發(fā)器1．施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)是具有滯后電壓特性，即電路翻轉(zhuǎn)的正向閾值電壓UT＋不等于負(fù)向閾值電壓UT-，而是具有一定的差值，滯后電壓ΔUT＝UT＋－UT-。圖4-21所示為施密特觸發(fā)器工作波形圖。圖4-21施密特觸發(fā)器工作波形2．施密特觸發(fā)器的作用施密特觸發(fā)器常用于脈沖整形、電壓幅度鑒別、模／數(shù)轉(zhuǎn)換、多諧振蕩器以及接口電路等。（1）整形。圖4-22所示為光控整形電路。光線的緩慢變化由光電三極管VT接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，施密特觸發(fā)器D將緩慢變化的電信號(hào)整形成為邊沿陡峭的脈沖信號(hào)輸出。圖4-22光控整形電路無(wú)光照時(shí)光電三極管VT截止，施密特觸發(fā)器D輸出端信號(hào)Uo＝0。當(dāng)有光照射到光電三極管VT時(shí)，VT導(dǎo)通使施密特觸發(fā)器D輸入端為“0”，其輸出端信號(hào)Uo＝1。（2）振蕩。施密特觸發(fā)器組成多諧振蕩器時(shí)電路非常簡(jiǎn)單，僅需外接一個(gè)電阻和一個(gè)電容，如圖4-23所示。圖4-23多諧振蕩器電阻R跨接在施密特觸發(fā)器D兩端，與電容C構(gòu)成充放電回路，決定多諧振蕩器的振蕩頻率。改變R、C的大小即可改變振蕩頻率。振蕩頻率還與電路的電源電壓VDD、施密特觸發(fā)器的正負(fù)閾值電壓UT＋、UT-有關(guān)。電路輸出Uo為連續(xù)的脈沖方波。4.3計(jì)數(shù)器●要點(diǎn)提示●計(jì)數(shù)器包括加計(jì)數(shù)器、減計(jì)數(shù)器、加／減計(jì)數(shù)器、可預(yù)置計(jì)數(shù)器、可編程計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)分配器等，是數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用最多的時(shí)序邏輯電路。●計(jì)數(shù)器的主要特點(diǎn)是具有記憶功能，它能對(duì)輸入的脈沖按一定的規(guī)則進(jìn)行計(jì)數(shù)，并由輸出端的不同狀態(tài)予以表示。●計(jì)數(shù)器主要應(yīng)用于計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)、脈沖分配等電路。4.3.1計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)計(jì)數(shù)器是一種計(jì)數(shù)裝置，是數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用最多的時(shí)序邏輯電路。計(jì)數(shù)器電路具有很多品種，例如二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、加計(jì)數(shù)器、減計(jì)數(shù)器、加／減計(jì)數(shù)器、可預(yù)置計(jì)數(shù)器、可編程計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)分配器等。計(jì)數(shù)器的主要特點(diǎn)是具有記憶功能，它能對(duì)輸入的脈沖按一定的規(guī)則進(jìn)行計(jì)數(shù)，并由輸出端的不同狀態(tài)予以表示。圖4-24（a）所示為無(wú)預(yù)置數(shù)輸入端的計(jì)數(shù)器，圖4-24（b）所示為有預(yù)置數(shù)輸入端（并行數(shù)據(jù)輸入端）的計(jì)數(shù)器。圖中：CP為串行數(shù)據(jù)輸入端（計(jì)數(shù)輸入端），P1～Pn為并行數(shù)據(jù)輸入端（預(yù)置數(shù)端），Q1～Qn為輸出端。圖4-24計(jì)數(shù)器4.3.2計(jì)數(shù)器的作用計(jì)數(shù)器主要應(yīng)用于計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)、脈沖分配等電路。1．計(jì)數(shù)集成計(jì)數(shù)器可以構(gòu)成加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器、加／減兩用計(jì)數(shù)器等。（1）加法計(jì)數(shù)器。圖4-25所示為8位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路，由兩塊4位集成計(jì)數(shù)器CC4520串行級(jí)聯(lián)而成，計(jì)數(shù)信號(hào)由D1的CP端輸入，計(jì)數(shù)結(jié)果用8位二進(jìn)制碼表示，最大計(jì)數(shù)值為28－1＝255。SB為清零按鈕。圖4-25加法計(jì)數(shù)器電路（2）減法計(jì)數(shù)器。圖4-26所示為CC14526構(gòu)成的可預(yù)置數(shù)的4位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器電路。S1～S4為預(yù)置數(shù)（D1～D4）的設(shè)置開(kāi)關(guān)，合上為“1”，斷開(kāi)為“0”。S6為送數(shù)開(kāi)關(guān)，合上時(shí)預(yù)置數(shù)被送入計(jì)數(shù)器內(nèi)，使Q1～Q4＝D1～D4。計(jì)數(shù)信號(hào)由CP端輸入作減法計(jì)數(shù)。S5為清零按鈕。圖4-26減法計(jì)數(shù)器電路（3）加／減兩用計(jì)數(shù)器。圖4-27所示為可預(yù)置數(shù)的BCD碼加／減兩用計(jì)數(shù)器電路，采用CC4510構(gòu)成，既可作加法計(jì)數(shù)，又可作減法計(jì)數(shù)，由開(kāi)關(guān)S3控制。S3接電源電壓VDD時(shí)電路為加法計(jì)數(shù)器，S3接地時(shí)電路為減法計(jì)數(shù)器。輸出為4位二進(jìn)制數(shù)（8421碼）表示的十進(jìn)制數(shù)。S1為送數(shù)開(kāi)關(guān)，S2為清零按鈕。圖4-27加／減兩用計(jì)數(shù)器電路2．分頻集成計(jì)數(shù)器可用作分頻器。圖4-28所示為采用12位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器CC4040構(gòu)成的12級(jí)分頻器電路。被分頻信號(hào)由CP端輸入，分頻后的信號(hào)分別由Q1～Q12輸出，最小分頻數(shù)為21＝2，最大分頻數(shù)為212＝4096，即：Q1端的輸出信號(hào)頻率為輸入信號(hào)的，Q12端的輸出信號(hào)頻率為輸入信號(hào)的。圖4-2812級(jí)分頻器電路3．定時(shí)集成計(jì)數(shù)器可用作定時(shí)器。圖4-29所示為采用14位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器CC4060構(gòu)成的多路定時(shí)器電路。它具有10個(gè)輸出端（Q4～Q10、Q12～Q14），可同時(shí)輸出10種定時(shí)時(shí)間，以分別控制10個(gè)負(fù)載。圖4-29多路定時(shí)器電路集成電路CC4060內(nèi)部包含多諧振蕩器和14級(jí)二分頻器兩部分單元電路。多諧振蕩器的作用是產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，電路的基本定時(shí)時(shí)間T等于一個(gè)時(shí)鐘脈沖周期，調(diào)節(jié)外接定時(shí)元件R1或C即可改變基本定時(shí)時(shí)間。10個(gè)輸出端的定時(shí)時(shí)間分別為基本定時(shí)時(shí)間T的2n倍，最小為24T（16T），最大為214T（16384T）。如果取R1＝68kΩ、C＝6.8μF，則T＝2.2R1C≈1s，那么電路最小定時(shí)時(shí)間為16s，最大定時(shí)時(shí)間可達(dá)4h30min以上。定時(shí)時(shí)間到達(dá)時(shí)，相應(yīng)的輸出端輸出一個(gè)“1”信號(hào)。4．脈沖分配集成計(jì)數(shù)器還可用作脈沖信號(hào)分配。圖4-30所示為采用集成電路CC4017構(gòu)成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)分配器電路，脈沖信號(hào)由CP端輸入，“1”信號(hào)依次出現(xiàn)在Y0～Y910個(gè)輸出端上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)脈沖信號(hào)的十進(jìn)制分配。SB為清零按鈕。圖4-30十進(jìn)制計(jì)數(shù)分配器電路4.4譯碼器●要點(diǎn)提示●譯碼器是一種組合邏輯電路，可分為顯示譯碼器和數(shù)碼譯碼器兩大類?！褡g碼器的主要特點(diǎn)是具有譯碼功能，能夠按照預(yù)定的編碼規(guī)則將一種數(shù)碼轉(zhuǎn)換成另一種數(shù)碼?！耧@示譯碼器的特點(diǎn)是將輸入信號(hào)譯碼后直接驅(qū)動(dòng)顯示器件顯示出數(shù)碼來(lái)。顯示譯碼器的主要作用是譯碼并驅(qū)動(dòng)顯示。●數(shù)碼譯碼器的特點(diǎn)是將一種數(shù)碼的輸入信號(hào)譯碼為另一種數(shù)碼輸出。數(shù)碼譯碼器的主要作用是進(jìn)行數(shù)碼轉(zhuǎn)換。4.4.1譯碼器的特點(diǎn)譯碼器是一種組合邏輯電路，它的輸出狀態(tài)是其輸入信號(hào)各種組合的結(jié)果。譯碼器可分為顯示譯碼器和數(shù)碼譯碼器兩大類。譯碼器的主要特點(diǎn)是具有譯碼功能，能夠按照預(yù)定的編碼規(guī)則將一種數(shù)碼轉(zhuǎn)換成另一種數(shù)碼。對(duì)于每一種輸入信號(hào)的組合，都會(huì)給出對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)，用以控制后續(xù)電路，或者驅(qū)動(dòng)顯示器實(shí)現(xiàn)數(shù)碼的顯示。4.4.2顯示譯碼器顯示譯碼器的特點(diǎn)是將輸入信號(hào)譯碼后直接驅(qū)動(dòng)顯示器件顯示出數(shù)碼來(lái)。輸入信號(hào)可以是二進(jìn)制碼、BCD碼、十進(jìn)制計(jì)數(shù)脈沖等。輸出端可以驅(qū)動(dòng)LED（發(fā)光二極管）數(shù)碼管、LCD（液晶）數(shù)碼管、熒光數(shù)碼管等。1．常用顯示譯碼器（1）BCD碼-7段顯示譯碼器如圖4-31所示。A、B、C、D為4個(gè)BCD碼輸入端，a～g為7個(gè)輸出端，分別控制7段數(shù)碼管的7個(gè)筆畫(huà)。當(dāng)輸入4位BCD碼時(shí)，相應(yīng)的輸出端便會(huì)驅(qū)動(dòng)7段數(shù)碼管顯示出該4位BCD碼所代表的十進(jìn)制數(shù)字。圖4-31BCD碼-7段顯示譯碼器（2）十進(jìn)制計(jì)數(shù)-7段顯示譯碼器如圖4-32所示。CP為脈沖信號(hào)輸入端，R為清零端，a～g為7個(gè)輸出端。當(dāng)CP端有脈沖信號(hào)輸入時(shí)，電路便對(duì)其進(jìn)行十進(jìn)制計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)結(jié)果通過(guò)7個(gè)輸出端驅(qū)動(dòng)7段數(shù)碼管顯示出來(lái)。圖4-32十進(jìn)制計(jì)數(shù)-7段顯示譯碼器2．顯示譯碼器的作用顯示譯碼器的主要作用是譯碼并驅(qū)動(dòng)顯示。（1）圖4-33所示為一位BCD碼譯碼顯示電路，采用BCD碼鎖存／7段譯碼／驅(qū)動(dòng)集成電路CC14544構(gòu)成。BCD碼由輸入端A、B、C、D并行輸入，經(jīng)CC14544譯碼后，驅(qū)動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管顯示出相應(yīng)數(shù)字。如需要驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極LED數(shù)碼管，則將CC14544的DFI端改接到VDD即可。圖4-33一位BCD碼譯碼顯示電路（2）圖4-34所示為兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示電路，由兩塊十進(jìn)制計(jì)數(shù)／7段譯碼／驅(qū)動(dòng)集成電路CC4033（D1、D2）組成。脈沖信號(hào)由D2的CP端串行輸入，計(jì)數(shù)結(jié)果由兩個(gè)共陰極LED數(shù)碼管顯示出兩位數(shù)字，最大計(jì)數(shù)值為“99”。SB為清零按鈕。圖4-34兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示電路4.4.3數(shù)碼譯碼器數(shù)碼譯碼器的特點(diǎn)是將一種數(shù)碼的輸入信號(hào)譯碼為另一種數(shù)碼輸出，如圖4-35所示。圖4-35數(shù)碼譯碼器數(shù)碼譯碼器具有若干個(gè)輸入端（A、B、…n）和若干個(gè)輸出端（Y1、Y2、…Yn），一種數(shù)碼從輸入端輸入，從輸出端即可得到另一種數(shù)碼。數(shù)碼譯碼器也有多種，如BCD碼-十進(jìn)制碼譯碼器、十進(jìn)制碼-BCD碼譯碼器、4線-16線譯碼器、4選1譯碼／分離器等。數(shù)碼譯碼器的主要作用是進(jìn)行數(shù)碼轉(zhuǎn)換。（1）圖4-36所示為BCD碼-十進(jìn)制碼譯碼器CC4028，具有4個(gè)輸入端A、B、C、D，10個(gè)輸出端Y0～Y9。輸入信號(hào)為4位BCD碼（用8421碼表示的十進(jìn)制數(shù)），輸出信號(hào)則是十進(jìn)制碼（Y0～Y9依次為“1”）。圖4-36BCD碼-十進(jìn)制碼譯碼器由于4位8421碼具有16種狀態(tài)，而表示十進(jìn)制數(shù)只需要前10種狀態(tài)，因此后6種狀態(tài)稱為“偽碼”。CC4028的邏輯設(shè)計(jì)采用拒絕偽碼方案，當(dāng)輸入代碼為“1010”～“1111”時(shí)，所有輸出端均為“0”。利用CC4028輸入端中的A、B、C3位二進(jìn)制輸入，可得到八進(jìn)制碼輸出。（2）圖4-37所示為4線-16線譯碼器CC4514，同樣具有A、B、C、D4個(gè)輸入端，但具有16個(gè)輸出端Y0～Y15。輸入信號(hào)是4位二進(jìn)制碼，輸出信號(hào)則是十六進(jìn)制碼（Y0～Y15依次為“1”）。圖4-374線-16線譯碼器4.5移位寄存器●要點(diǎn)提示●移位寄存器是一種時(shí)序邏輯電路，主要特點(diǎn)是不僅可以寄存數(shù)據(jù)，而且還具有移位的功能。●移位寄存器可分為右移、左移、雙向移位等種類。●移位寄存器的主要作用是數(shù)據(jù)寄存移位、串行／并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和并行／串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。4.5.1移位寄存器的特點(diǎn)移位寄存器是一種時(shí)序邏輯電路。移位寄存器的主要特點(diǎn)是不僅可以寄存數(shù)據(jù)，而且還具有移位的功能，即移位寄存器里存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，可以在時(shí)鐘脈沖的作用下逐步右移或左移。移位寄存器是數(shù)字系統(tǒng)和電子計(jì)算機(jī)中的一個(gè)重要部件，在數(shù)據(jù)寄存、傳送、延遲、串行／并行轉(zhuǎn)換和并行／串行轉(zhuǎn)換等方面應(yīng)用廣泛。4.5.2移位寄存器的種類移位寄存器可分為右移、左移、雙向移位等種類。輸入方式有串行輸入、并行輸入、串行／并行輸入等。輸出方式有串行輸出、并行輸出、串行／并行輸出等。1．右移移位寄存器圖4-38所示為4位右移移位寄存器原理示意圖，D為串行數(shù)據(jù)輸入端，Q4為串行數(shù)據(jù)輸出端。數(shù)據(jù)從D端串行輸入移位寄存器，在時(shí)鐘脈沖CP的作用下逐步向右移位，經(jīng)過(guò)4個(gè)CP周期后從Q4端串行輸出。Q1～Q4為并行數(shù)據(jù)輸出端，P1～P4為并行數(shù)據(jù)輸入端。圖4-38右移移位寄存器2．左移移位寄存器圖4-39所示為4位左移移位寄存器原理示意圖，D為串行數(shù)據(jù)輸入端，Q1為串行數(shù)據(jù)輸出端。串行數(shù)據(jù)從D端輸入移位寄存器，在時(shí)鐘脈沖CP的作用下逐步向左移位，經(jīng)過(guò)4個(gè)CP周期后從Q1端串行輸出。Q1～Q4為并行數(shù)據(jù)輸出端，P1～P4為并行數(shù)據(jù)輸入端。圖4-39左移移位寄存器4.5.3移位寄存器的作用移位寄存器的主要作用是數(shù)據(jù)寄存移位、串行／并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和并行／串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。1．?dāng)?shù)據(jù)寄存移位（1）圖4-40所示為彩燈控制器電路，采用了兩塊4位靜態(tài)移位寄存器CC4035，其8個(gè)寄存單元連接成環(huán)形，8個(gè)輸出端可控制8路彩燈。圖4-40彩燈控制器電路彩燈的初始狀態(tài)由預(yù)置數(shù)開(kāi)關(guān)S1～S8設(shè)置，開(kāi)關(guān)閉合為“1”、斷開(kāi)為“0”。按下送數(shù)按鈕SB時(shí)預(yù)置數(shù)進(jìn)入移位寄存器，Q1～Q8＝P1～P8。松開(kāi)SB后，移位寄存器各單元的數(shù)據(jù)便在時(shí)鐘脈沖的作用下周而復(fù)始地向右移動(dòng)，由Q1～Q8控制的彩燈也就流動(dòng)起來(lái)。非門(mén)D1、D2等構(gòu)成多諧振蕩器，為移位寄存器提供時(shí)鐘脈沖，調(diào)節(jié)R11可改變振蕩頻率，即調(diào)節(jié)了彩燈的流動(dòng)速度。（2）圖4-41所示為4位雙向移位寄存器CC40194，它既可以右移，也可以左移，既可以串行輸入和輸出，也可以并行輸入和輸出。圖4-41雙向移位寄存器CC40194具有兩個(gè)控制端ST1和ST2，用以控制移位寄存器的置數(shù)、右移、左移、保持等功能，見(jiàn)表4-12。表4-12CC40194控制功能表2．串行／并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換圖4-42所示為8位串行／并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路。IC1為串入-并出移位寄存器CD4015，內(nèi)含兩組獨(dú)立的4位移位寄存器，將其級(jí)聯(lián)使用構(gòu)成8位移位寄存器。IC1的8個(gè)并行數(shù)據(jù)輸出端Q1～Q8的信號(hào)分別經(jīng)8個(gè)與門(mén)D1～D8輸出。IC2為八進(jìn)制計(jì)數(shù)分配器CD4022，其輸出端Yo控制著8個(gè)與門(mén)。圖4-42串行／并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路當(dāng)在IC2的啟動(dòng)端加上一正脈沖時(shí)，Yo＝1，與門(mén)D1～D8打開(kāi)，IC1輸出端Q1～Q8的數(shù)據(jù)并行輸出。在時(shí)鐘脈沖CP上升沿的作用下，串行輸入數(shù)據(jù)由IC1的D1端逐步移入IC1，每經(jīng)過(guò)8個(gè)時(shí)鐘脈沖，IC1中的數(shù)據(jù)全部更新一次。同時(shí)，每經(jīng)過(guò)8個(gè)時(shí)鐘脈沖，IC2的Yo端輸出一個(gè)“1”信號(hào)，打開(kāi)8個(gè)與門(mén)使數(shù)據(jù)并行輸出。3．并行／串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換圖4-43所示為8位并行／串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路。IC1為八進(jìn)制計(jì)數(shù)分配器CD4022。IC2為8位并入-串出移位寄存器CD4014，并行數(shù)據(jù)由P1～P8端輸入，串行數(shù)據(jù)由Q8端輸出。P/S端為并行／串行控制端，它受IC1輸出端Yo的控制。圖4-43并行／串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路每經(jīng)過(guò)8個(gè)時(shí)鐘脈沖，IC1的Yo端便輸出一個(gè)“1”，使IC2的控制端P/S＝1，讓P1～P8端的輸入數(shù)據(jù)并行進(jìn)入IC2；然后Yo＝P/S＝0，IC2中的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘脈沖CP上升沿的作用下右移并從Q8端串行輸出。4.6模擬開(kāi)關(guān)●要點(diǎn)提示●模擬開(kāi)關(guān)是用CMOS電子電路模擬開(kāi)關(guān)的通斷，起到接通信號(hào)或斷開(kāi)信號(hào)的作用?！衲M開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)是用數(shù)字信號(hào)控制電路的通斷，具有功耗低、速度快、體積小、無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。●模擬開(kāi)關(guān)有雙向模擬開(kāi)關(guān)、多路模擬開(kāi)關(guān)、數(shù)據(jù)選擇器等品種，分為常開(kāi)型和常閉型兩類。●模擬開(kāi)關(guān)的主要作用是控制電路和信號(hào)源的選通。4.6.1模擬開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)模擬開(kāi)關(guān)是用CMOS電子電路模擬開(kāi)關(guān)的通斷，起到接通信號(hào)或斷開(kāi)信號(hào)的作用。模擬開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)是用數(shù)字信號(hào)控制電路的通斷，具有功耗低、速度快、體積小、無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在模擬或數(shù)字信號(hào)控制、選擇、模／數(shù)或數(shù)／模轉(zhuǎn)換以及數(shù)控電路等領(lǐng)域得到越來(lái)越多的應(yīng)用。4.6.2模擬開(kāi)關(guān)的種類模擬開(kāi)關(guān)品種較多，較常用的有：雙向模擬開(kāi)關(guān)、多路模擬開(kāi)關(guān)、數(shù)據(jù)選擇器等。模擬開(kāi)關(guān)有常開(kāi)型和常閉型兩類，它們的圖形符號(hào)如圖4-44所示。A和B為信號(hào)端，既可作輸入端也可作輸出端，使用時(shí)一個(gè)作為輸入端，另一個(gè)作為輸出端即可。e為控制端，由數(shù)字信號(hào)（“1”或“0”）控制A、B間的通斷。圖4-44模擬開(kāi)關(guān)4.6.3模擬開(kāi)關(guān)的作用模擬開(kāi)關(guān)的作用是用數(shù)字信號(hào)控制電路的通斷和信號(hào)源的選通。1．控制電路通斷圖4-45所示為采用4個(gè)雙向模擬開(kāi)關(guān)組成的數(shù)控放大器電路，放大器的放大倍數(shù)由開(kāi)關(guān)S1～S4控制。圖4-45數(shù)控放大器電路當(dāng)S1～S4均斷開(kāi)時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)D1～D4均截止，放大器的放大倍數(shù)倍。當(dāng)S1閉合時(shí)，D1導(dǎo)通將R3短路，放大倍數(shù)倍。依此類推，放大倍數(shù)可在20倍、40倍、60倍、80倍、100倍中選擇。2．信號(hào)源選擇圖4-46所示為采用雙4路模擬開(kāi)關(guān)CC4052構(gòu)成的雙通道4路音源選擇電路，可用于立體聲放大器輸入音源的選擇。圖4-46雙通道4路音源選擇電路左、右聲道均有4路輸入端，各有1個(gè)輸出端。A、B為控制端，由兩位二進(jìn)制數(shù)選擇接入的輸入音源，具體接入狀態(tài)見(jiàn)表4-13。被選中的左、右聲道輸入端信號(hào)分別接通至各自的輸出端（Lo、Ro端），送往后續(xù)電路進(jìn)行放大。表4-13CC4052控制端真值表4.7運(yùn)算電路●要點(diǎn)提示●運(yùn)算電路是指能夠完成邏輯運(yùn)算或算術(shù)運(yùn)算功能的數(shù)字電路，運(yùn)算電路可分為邏輯運(yùn)算電路和算術(shù)運(yùn)算電路兩大類。●基本運(yùn)算電路主要有半加器、全加器、減法器和乘法器等。●運(yùn)算電路的主要作用是進(jìn)行運(yùn)算和數(shù)據(jù)比較等。4.7.1運(yùn)算電路的特點(diǎn)運(yùn)算電路是指能夠完成邏輯運(yùn)算或算術(shù)運(yùn)算功能的數(shù)字電路，在數(shù)字系統(tǒng)中主要用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制、加工和處理。運(yùn)算電路可分為邏輯運(yùn)算電路和算術(shù)運(yùn)算電路兩大類。邏輯運(yùn)算電路包括異或門(mén)、數(shù)值比較器等。算術(shù)運(yùn)算電路包括加法器、減法器、乘法器等。4.7.2基本運(yùn)算電路基本運(yùn)算電路主要有半加器、全加器、減法器和乘法器等。1．半加器圖4-47所示為半加器圖形符號(hào)，A、B為加數(shù)輸入端，S為和輸出端，CO為向高一位的進(jìn)位輸出端。半加器屬于組合邏輯電路，圖4-48所示為半加器邏輯圖。圖4-47半加器的圖形符號(hào)圖4-48半加器邏輯圖半加器的邏輯關(guān)系為：即只有當(dāng)兩個(gè)加數(shù)A與B的取值不同時(shí)（一個(gè)為“1”而另一個(gè)為“0”），和輸出端S才為“1”，否則為“0”；只有當(dāng)兩個(gè)加數(shù)A與B都為“1”時(shí)，進(jìn)位輸出端CO才為“1”，否則為“0”。表4-14所示為半加器真值表。表4-14半加器真值表2．全加器圖4-49所示為全加器圖形符號(hào)，A、B為加數(shù)輸入端，CI為低位向本位的進(jìn)位數(shù)輸入端，S為和輸出端，CO為向高一位的進(jìn)位輸出端。全加器也是一種組合邏輯電路，圖4-50所示為全加器邏輯圖。表4-15所示為全加器真值表。圖4-49全加器的圖形符號(hào)圖4-50全加器邏輯圖表4-15全加器真值表3．減法器圖4-51所示為減法器圖形符號(hào)，A為被減數(shù)輸入端，B為減數(shù)輸入端，BI為低位向本位的借位數(shù)輸入端，D為差數(shù)輸出端，BO為本位向高位的借位數(shù)輸出端。圖4-51減法器的圖形符號(hào)4．乘法器圖4-52所示為乘法器圖形符號(hào)，A、B為被乘數(shù)、乘數(shù)輸入端，F(xiàn)為積輸出端。圖4-52乘法器的圖形符號(hào)4.7.3運(yùn)算電路的作用運(yùn)算電路的主要作用是進(jìn)行運(yùn)算和數(shù)據(jù)比較等。1．加法運(yùn)算圖4-53所示為采用4個(gè)全加器組成的4位二進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)算電路，A1～A4為被加數(shù)輸入端，B1～B4為加數(shù)輸入端，S1～S4為和輸出端，CO4為進(jìn)位輸出端。該電路可進(jìn)行兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算。圖4-53加法運(yùn)算電路2．?dāng)?shù)據(jù)比較圖4-54所示為采用4個(gè)半加器組成的數(shù)據(jù)比較電路，A1～A4為A組數(shù)據(jù)輸入端，B1～B4為B組數(shù)據(jù)輸入端，F(xiàn)為比較結(jié)果輸出端。圖4-54數(shù)據(jù)比較電路該電路可對(duì)兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)比較，當(dāng)A組數(shù)據(jù)與B組數(shù)據(jù)完全相等時(shí)，結(jié)果輸出端F為“1”；當(dāng)A組數(shù)據(jù)與B組數(shù)據(jù)不相等時(shí)，則結(jié)果輸出端F為“0”。第5章理解外圍元器件的特點(diǎn)與作用數(shù)字電路圖中，除了起關(guān)鍵和核心作用的數(shù)字電路外，還有許多其他元器件，它們配合數(shù)字電路共同構(gòu)成電路的有機(jī)整體，這些元器件稱為數(shù)字電路的外圍元器件。要看懂?dāng)?shù)字電路圖、正確分析數(shù)字電路的工作原理，就必須了解并掌握外圍元器件的性能特點(diǎn)和基本作用。5.1電阻器與電位器●要點(diǎn)提示●電阻器的特點(diǎn)是對(duì)直流和交流一視同仁，任何電流通過(guò)電阻器都要受到一定的阻礙和限制。●電阻器的主要作用是限流與降壓，還可以用作分壓器?！駢好綦娮杵鞯奶攸c(diǎn)是當(dāng)外加電壓達(dá)到其臨界值時(shí)其阻值會(huì)急劇變小，用于過(guò)壓保護(hù)和抑制浪涌電流。●熱敏電阻器的特點(diǎn)是其阻值會(huì)隨溫度的變化而變化，有正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)兩種?！窆饷綦娮杵鞯奶攸c(diǎn)是其阻值會(huì)隨入射光線的強(qiáng)弱而變化，光線越強(qiáng)阻值越小。●電位器的特點(diǎn)是可以連續(xù)改變電阻比，常用作可變分壓。電阻器和電位器是電子電路中最基本的元器件，也是數(shù)字電路中最主要的外圍元器件。5.1.1電阻器電阻器是限制電流的元件，通常簡(jiǎn)稱為電阻，是一種最基本、最常用的電子元件。電阻器的文字符號(hào)是“R”，圖形符號(hào)如圖5-1所示，外形如圖5-2所示。電阻器包括固定電阻器、可變電阻器、敏感電阻器等。圖5-1電阻器的圖形符號(hào)圖5-2電阻器的外形1．電阻器的特點(diǎn)電阻器的特點(diǎn)是對(duì)直流和交流一視同仁，任何電流通過(guò)電阻器都要受到一定的阻礙和限制，并且該電流必然在電阻器上產(chǎn)生電壓降，如圖5-3所示。圖5-3電阻器的特點(diǎn)2．電阻器的作用電阻器的主要作用是限流與降壓。（1）限流。電阻器在電路中限制電流的通過(guò)，電阻值越大電流越小。圖5-4所示發(fā)光二極管電路中，R為限流電阻。從歐姆定律I＝U/R可知，當(dāng)電壓U一定時(shí)，流過(guò)電阻器的電流I與其阻值R成反比。由于限流電阻R的存在，發(fā)光二極管VD的電流被限制在10mA，保證VD正常工作。圖5-4電阻器限流（2）降壓。電流通過(guò)電阻器時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生電壓降，電阻值越大電壓降越大。圖5-5所示繼電器電路中，R為降壓電阻。電壓降U的大小與電阻值R和電流I的乘積成正比，即：U＝IR。圖5-5電阻器降壓利用電阻器R的降壓作用，可以使較高的電源電壓適應(yīng)元器件工作電壓的要求。如圖5-5中，繼電器工作電壓6V、工作電流60mA，而電源電壓為12V，必須串接一個(gè)100Ω的降壓電阻R后，方可正常工作。（3）分壓。基于電阻的降壓作用，電阻器還可以用作分壓器。如圖5-6所示，電阻器R1和R2構(gòu)成一個(gè)分壓器，由于兩個(gè)電阻串聯(lián)，通過(guò)這兩個(gè)電阻的電流I相等，而電阻上的壓降U＝IR，R1上壓降為U，R2上壓降為U，實(shí)現(xiàn)了分壓（負(fù)載電阻必須遠(yuǎn)大于R1、R2），分壓比為R1/R2。圖5-6電阻器分壓5.1.2敏感電阻器敏感電阻器是一類對(duì)環(huán)境敏感的電阻器，包括壓敏電阻器、熱敏電阻器、光敏電阻器等。1．壓敏電阻器壓敏電阻器是利用半導(dǎo)體材料的非線性特性原理制成的，其圖形符號(hào)和外形如圖5-7所示。圖5-7壓敏電阻器壓敏電阻器的特點(diǎn)是當(dāng)外加電壓達(dá)到其臨界值時(shí)，其阻值會(huì)急劇變小。壓敏電阻器的作用是用于過(guò)壓保護(hù)和抑制浪涌電流。圖5-8所示電源輸入電路中，壓敏電阻器RV跨接于電源變壓器T的初級(jí)兩端，正常情況下由于RV的阻值很大，其對(duì)電路無(wú)影響。當(dāng)電源輸入端一旦出現(xiàn)超過(guò)RV臨界值的過(guò)高電壓時(shí)，RV阻值急劇減小，電流劇增，使保險(xiǎn)絲（又稱熔絲）FU熔斷，保護(hù)電路不被損壞。圖5-8壓敏電阻器的應(yīng)用2．熱敏電阻器熱敏電阻器大多由單晶或多晶半導(dǎo)體材料制成，其圖形符號(hào)和外形如圖5-9所示。圖5-9熱敏電阻器熱敏電阻器的特點(diǎn)是其阻值會(huì)隨溫度的變化而變化。熱敏電阻器分為正溫度系數(shù)和負(fù)溫度系數(shù)兩種：正溫度系數(shù)熱敏電阻器的阻值與溫度成正比，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的阻值與溫度成反比。熱敏電阻器的作用是進(jìn)行溫度檢測(cè)，常用于自動(dòng)控制、自動(dòng)測(cè)溫、電氣設(shè)備的軟啟動(dòng)電路等，目前用得較多的是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。圖5-10所示為電子溫度計(jì)電路，RT為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器，溫度越高RT阻值越小，其負(fù)載電阻R上的壓降（A點(diǎn)電位）越大。RT將溫度轉(zhuǎn)換為電壓，經(jīng)放大、整流后指示出來(lái)。圖5-10熱敏電阻器的應(yīng)用3．光敏電阻器光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光導(dǎo)電特性原理工作的，其圖形符號(hào)和外形如圖5-11所示。圖5-11光敏電阻器光敏電阻器的特點(diǎn)是其阻值會(huì)隨入射光線的強(qiáng)弱而變化，入射光線越強(qiáng)其阻值越小，入射光線越弱其阻值越大。光敏電阻器根據(jù)光譜特性，可分為紅外光光敏電阻器、可見(jiàn)光光敏電阻器、紫外光光敏電阻器等。光敏電阻器的作用是進(jìn)行光的檢測(cè)，廣泛應(yīng)用于