解讀數(shù)字電路器件:門(mén)電路、與門(mén)電路、或門(mén)電路、非門(mén)電路及實(shí)例
發(fā)布時(shí)間:2019-06-27 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】門(mén)電路是數(shù)字電路中最基本的邏輯單元。它可以使輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間產(chǎn)生一定的邏輯關(guān)系。在數(shù)字電路中,信號(hào)大都是用電位(電平)高低兩種狀態(tài)表示,利用門(mén)電路的邏輯關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
門(mén)電路是數(shù)字電路中最基本的邏輯單元。它可以使輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間產(chǎn)生一定的邏輯關(guān)系。在數(shù)字電路中,信號(hào)大都是用電位(電平)高低兩種狀態(tài)表示,利用門(mén)電路的邏輯關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
最基本的門(mén)電路有與門(mén)電路,或門(mén)電路,非門(mén)電路等。
與門(mén)電路
與門(mén)電路是指只有在一件事情的所有條件都具備時(shí),事情才會(huì)發(fā)生。
與門(mén)電路的基本結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)見(jiàn)下圖
在與門(mén)電路功能示意圖中,只有在開(kāi)關(guān)A和B都閉合時(shí),燈才會(huì)亮,如果A和B中任意一個(gè)處于開(kāi)路狀態(tài),燈就不會(huì)亮。
與門(mén)電路的真值表見(jiàn)下圖。
由二極管和電阻器構(gòu)成的與門(mén)電路見(jiàn)下圖
圖中A,B為兩個(gè)輸入變量,F(xiàn)為輸出變量,當(dāng)A,B均為高電平,F(xiàn)為高電平,A,B只要有一個(gè)為低電平,F(xiàn)就為低電平。
或門(mén)電路
或門(mén)電路是指只要有一個(gè)或一個(gè)以上條件滿足時(shí),事情就會(huì)發(fā)生。
或門(mén)電路的基本結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)見(jiàn)下圖。
上圖中,只要開(kāi)關(guān)A,B中有一個(gè)閉合,電流就能通過(guò)開(kāi)關(guān)進(jìn)入燈,燈點(diǎn)亮,只有兩個(gè)開(kāi)關(guān)都斷開(kāi),燈才不會(huì)亮。
或門(mén)電路真值表見(jiàn)下圖
同與門(mén)電路一樣,最簡(jiǎn)單的或門(mén)電路也是由二極管和電阻器構(gòu)成的。見(jiàn)下圖
圖中A,B為兩個(gè)輸入變量,F(xiàn)為輸出變量。當(dāng)A,B均為低電平,F(xiàn)才為低電平,A,B只要有一個(gè)為高電平,或兩個(gè)都為高電平,F(xiàn)為高電平。
非門(mén)電路
非門(mén)電路又叫“否”運(yùn)算,也稱求“反”運(yùn)算,因此非門(mén)電路又稱為反相器。
非門(mén)電路的基本結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)見(jiàn)下圖。
在非門(mén)電路中,當(dāng)開(kāi)關(guān)A閉合時(shí),電路短路,燈F不亮;如果開(kāi)關(guān)斷開(kāi),燈亮。
非門(mén)電路的真值表見(jiàn)下圖。
最基本的非門(mén)電路是利用晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性構(gòu)成的??梢詫?shí)現(xiàn)非邏輯關(guān)系。
由晶體三極管和外圍元件組成的非門(mén)電路如下。
上圖中,A為輸入變量,Y為輸出變量,利用晶體三極管的反相放大特性,當(dāng)A為低電平,三極管截止,輸出端Y為高電平。當(dāng)輸入高電平,三極管處于飽和區(qū),輸出端Y為低電平。
門(mén)電路符號(hào)中,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別見(jiàn)下圖。
與非門(mén)和或非門(mén)分別是由與門(mén)+非門(mén);或門(mén)+非門(mén)組合而成,在數(shù)字電路中也很常見(jiàn)
門(mén)電路應(yīng)用實(shí)例
警笛信號(hào)發(fā)生器電路
警笛信號(hào)發(fā)生器電路一般用于報(bào)警電路中,通過(guò)高音和低音的交換發(fā)聲,起到警示作用。
由六個(gè)非門(mén)電路組成的警笛信號(hào)發(fā)生器電路如下圖。
非門(mén)1、2組成超低頻脈沖振蕩器,非門(mén)3、4組成高音振蕩器,非門(mén)5、6組成低音振蕩器。超低頻脈沖振蕩器的輸出通過(guò)二極管VD1,VD2控制高、低音振蕩器輪流發(fā)聲,振蕩信號(hào)分別經(jīng)VD3,VD4由半導(dǎo)體三極管VT1放大后推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。
觸摸鍵控電路
觸摸鍵控電路是一種利用人手觸摸金屬觸摸鍵,從而起到控制電路通斷的作用。見(jiàn)下圖
該電路主要由觸摸金屬板M,與非門(mén)電路1-4,繼電器K,電池等部分構(gòu)成。
觸摸金屬板用于輸入指令,4個(gè)與非門(mén)電路用于將輸入的指令識(shí)別和處理,繼電器為指令輸出控制端負(fù)載。
當(dāng)手觸摸金屬板時(shí),C1上的充電電荷將通過(guò)人體電阻加到與非門(mén)2的輸入端,使其成為高電平,最后使與非門(mén)3、4輸出高電平,VT1,VT2導(dǎo)通,繼電器吸和,控制負(fù)載工作。
由于與非門(mén)1和與非門(mén)2之間通過(guò)電阻R2相連,所以由C1提供給與非門(mén)2輸入端的高電平將保持下去,即使手離開(kāi)金屬板,電路仍會(huì)保持這一狀態(tài),直到金屬板再次被觸摸為止。
繼電器吸合時(shí),與非門(mén)1的輸入端為低電平,C1通過(guò)R1及與非門(mén)1放電到0V左右。
當(dāng)金屬板再次受到觸摸,C1上的0V電壓經(jīng)人體電阻加到與非門(mén)2的輸入端,使電路又恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài),即VT1,VT2截止,繼電器斷開(kāi)。
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