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  • 74HC00 - 路2输入与非门

    千次阅读 2018-11-01 22:26:42
    54HC / 74HC逻辑系列在功能和引脚输出方面标准54LS / 74LS逻辑系列兼容。通过内部二极管钳位到VCC和地的静电放电,可以保护所有输入免受损坏。 工作特性 1. 传播延迟:8 ns 2. 电源范围:2-6V 3. 静态电流:最大...

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    功能描述

    这些NAND门利用先进的硅栅CMOS技术实现类似于LS-TTL门的工作速度,并具有标准CMOS集成电路的低功耗。所有门都有缓冲输出。所有器件均具有高抗噪性和驱动10 LS-TTL负载的能力。 54HC / 74HC逻辑系列在功能和引脚输出方面与标准54LS / 74LS逻辑系列兼容。通过内部二极管钳位到VCC和地的静电放电,可以保护所有输入免受损坏。

    工作特性

    1. 传播延迟:8 ns

    2. 电源范围:2-6V

    3. 静态电流:最大20 mA(74HC系列)

    4. 输入电流:最大1 mA

    5. 扇出10个LS-TTL负载

    逻辑电路

    绝对最大额定值

    电源电压(VCC)                       -0.5至a7.0V

    直流输入电压(VIN)          -1.5至VCCa1.5V

    直流输出电压(VOUT)      -0.5至VCCa0.5V

    钳位二极管电流(IIK,IOK)             ±20 mA

    直流输出电流,每引脚(IOUT)          ±25 mA

    VCC或GND每个引脚电流(ICC)     ±50 mA

    存储温度范围(TSTG)          -65℃至+150℃

    功耗(PD)                                        600 mW

    电气特性

    物理尺寸

     

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  • CD4011集成电路简介CD4011集成电路为常用逻辑电路之一,内部包含了个2输入与非门。使用对称的N沟道与P沟道MOS组合,具有高抗干扰、功耗低、输入阻抗大、输出驱动能力强等特点。CD4011集成电路内部结构CD4011内部...

    CD4011集成电路简介

    CD4011集成电路为常用逻辑电路之一,内部包含了四个2输入与非门。使用对称的N沟道与P沟道MOS组合,具有高抗干扰、功耗低、输入阻抗大、输出驱动能力强等特点。

    CD4011集成电路内部结构

    1a40accaf635a745a4968e85e5a432ef.png

    CD4011内部连接

    上图为CD4011内部连接示意图,其内部包含了四个独立的2输入与非门。

    04d2f607b6871629514115459f534603.png

    CD4011输入保护电路

    内部每个逻辑接入都有由二极管组成的钳位输入保护电路网络,能够有效保护后级逻辑电路。

    3d621e128cc83b0d28acca12e0df2dba.png

    CD4011逻辑单元

    CD4011的每个逻辑单元由四个逻辑门电路组成。

    1d029ddb562dcbc9b9b131b828f72539.png

    CD4011逻辑单元原理

    上图为单个逻辑单元原理,由5对对称的MOS管组成。

    CD4011集成电路逻辑功能

    54d0f88846f01063de13eebda55cb76f.png

    CD4011真值表

    2输入与非门逻辑关系的真值表如上图所示,其逻辑表达式为:

    efc7a84e8ad43056baa007947a2d8d6b.png

    CD4011集成电路主要参数

    CD4011工作电压为3-18V,功耗为500mW,工作温度范围为-55℃-+125℃(CD4011BM)-40℃-+80℃(CD4011BC),其他主要工作参数如以下表格中所示:

    d3fbad6353a224eacbc8350faedf495c.png

    CD4011主要电参数

    e0b5c6208f0b3f777f76e8c2da91f823.png

    CD4011主要电参数

    dcfd843baba9a5d9d05c9c64ef7f27b4.png

    CD4011主要电参数

    CD4011集成电路引脚排序及封装

    CD4011为14引脚,其中1、5、8、13引脚为四个与非门输入端A,2、6、9、12引脚为输入端B,3、4、10、11为输出端,7脚为电源负极,14脚为电源正极。

    959b39a840bc76999f8007b8eac92378.png

    CD4011引脚排序

    CD4011主要有两种封装形式,双列直插(DIP)及贴片(SOP)封装,其中贴片封装还有窄脚距的SSOP封装。

    9a39878808894e1a7ce3ea7b3b25f39f.png

    CD4011双列直插封装

    356903da153cd5bb689afadcfb61c12a.png

    CD4011双列直插尺寸图

    403dcad40b362d61619e8af0cdc0bffd.png

    CD4011贴片封装

    bc047299ebdd8d751331ca74dea6e6b3.png

    CD4011贴片封装尺寸

    CD4011集成电路基本应用电路

    5dd4faf40c26b10e1a574bb40acb2980.png

    CD4011构成的声光双控灯

    上图是CD4011集成电路构成的声光双控灯电路,这种电路在楼道的声光控灯里比较常见,其中D1D2D3为CD4011中三个逻辑门单元。

    其工作原理为:本电路主要由逻辑门D3构成的话筒放大电路,D2构成的光控电路,D3构成的延时电路以及可控硅构成的开关电路等组成。当白天光线足够时,光敏电阻阻值低,此时逻辑门D2的输出端始终为高电平1,其状态不受另一个引脚高低电平的影响,故此时话筒信号无效;D1的两个输入端相连,其逻辑关系由与非门变成非门,即“反相器”,当输入端为高电平时,输出为低电平,可控硅得不到触发电压而截止;

    当黑天时,由于光敏电阻得不到光线阻值变大,此时逻辑门D2的输出状态由逻辑门D3控制,D3及外围元件组成了驻极体话筒放大电路,当有声音进入话筒时D3输出高电平,经过D2后变为低电平,此信号经过二极管VD5后输入D1,经过D1反相后使单向可控硅门极得到触发电压而导通,此时灯被点亮;

    220V的交流电经过四个二极管组成的整流电路整流后,输出的为脉动直流电,所以可控硅没有自锁的作用,当话筒信号消失时,可控硅的门极没有了触发电压就会变为截止状态;但由于D1的输入端有电容C2,话筒的输入信号经放大后会向电容充电,D1的输出状态不会立即翻转,当话筒无信号时,电容C2向电阻R2放电,D1的输出就会慢慢变为低电平,灯延时熄灭。

    电阻R1电容C1以及稳压二极管VS组成了降压稳压电路,为电路提供工作电源;电阻R7为驻极体话筒提供偏置电压,电容C3及C5起到隔直流的左右,只有脉动直流才会通过。调节电阻R3的阻值可以改变光控的灵敏度;调整R2和C2的值,可以改变延时时间。

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    (数电实验一)利用与非门设计四舍五入判别电路

    要求:
    1、输入为8421BCD码,接四个逻辑电平开关,同时接数码管。
    2、输出和LED相连。

    一、写出逻辑函数:

    F(A,B,C,D)=∑m(5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15)

    二、作出函数的卡诺图并化简

    逻辑函数的卡诺图

    三、得到化简后的逻辑函数

    F=A+BD+BC
    注意:该逻辑表达式是与或式,因为我们要用与非门,所以应将其转化为与非式
    所以,F=(A’(BD)’(BC)’)'
    (注:A’是A非;(BD)'是BD非; (BC)'是BC非 )

    四、介绍所用芯片(TTL器件)

    关于TTL元件的介绍在此便不再赘述,只给出我们所需要的芯片的简单使用方法。

    在此我们使用一片74LS00和一片74LS20

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    五、利用Multisim进行仿真

    如下图数码管显示输入的二进制数所对应的十进制数,当数大于等于5时,指示灯亮红色。
    在这里插入图片描述
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  • 试用与非门和异或门设计一个组合逻辑电路来判断输入位二进制数能否被5整除(0可被5整除), 若可被整除则输出F=1, 否则F=0. 根据题目的描述, 可以得到本题的真值表. 第4题真值表 A B C D F 0 ...

    (15分)4.试用与非门和异或门设计一个组合逻辑电路来判断输入的四位二进制数能否被5整除(0可被5整除), 若可被整除则输出F=1, 否则F=0.

            根据题目的描述, 可以得到本题的真值表.

    第4题真值表
    A B C D F
    0 0 0 0 1
    0 0 0 1 0
    0 0 1 0 0
    0 0 1 1 0
    0 1 0 0 0
    0 1 0 1 1
    0 1 1 0 0
    0 1 1 1 0
    1 0 0 0 0
    1 0 0 1 0
    1 0 1 0 1
    1 0 1 1 0
    1 1 0 0 0
    1 1 0 1 0
    1 1 1 0 0
    1 1 1 1 1

             由真值表的取值情况, 得知 F=A'B'C'D'+A'BC'D+AB'CD'+ABCD=(A'C'+AC)B'D'+(A'C'+AC)BD=(A异或C)'B'D'+(A异或C)'BD=(A异或C)'(B'D'+BD)=(A异或C)'(B异或D)'=(((A异或C)'(B异或D)')'·1)'=((((A异或C)·1)'((B异或D)·1)')'·1)', 即为待求逻辑表达式.

           

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