单片机入门之数字电路学习

单片机是一种可编程的数字电路芯片。数字电路是单片机的基础,单片机是数字电路的发展。有一定的数字电路基础,可以帮助我们理解单片机的原理,可以帮助我们快速学习单片机技术。
1.数字信号:
电路中的信号分为模拟信号和数字信号,模拟信号是随着时间连续变化的信号,数字信号在时间和数值上不是连续的。
在数字电路中,常见的数字信号只有“0”和“1”两个状态。在电压为5v的电路中,2.4v以上表示高电平(逻辑1),0.8v以下表示低电平(逻辑0)。
一般地,我们把正逻辑表示为:高电平=1,低电平=0;负逻辑表示为:高电平=0,低电平=1。
单片机在工作的时候它所能认识的只有高低电平所组成的信息,也就是数字信号。
2.逻辑门电路
二极管
二极管是一个pn结,是一种半导体器件。二极管有整流和开关作用,具有单向到导电性,电流只能从正极流向负极,反向则截止。
开关二极管在电路中随着电压变化在“开”与“关”之间转换,在数字电路就是“1”和“0”的转换。
在数字电路中,用逻辑1表示真,逻辑0表示假。
与门电路
上图电路中两个串联开关控制一个灯泡,只有两个开关都闭合时,灯泡才会被点亮。两个开关同时闭合是条件,灯泡被点亮是结果,这就是一个“与”逻辑关系。
开关在实际电路中用晶体管代替,就成了具有逻辑功能的数字电路了。
上图中的电路状态为:
对应的逻辑符号:
逻辑表达式:y=ab,特点:有0输出0,全1输出1。
或门电路
同样,我们用一个电路来表示“或门”电路:
两个并联开关a、b同时控制一个小灯泡。“或”逻辑,当条件有一个以上为“真”时,逻辑结论就为“真”。也就是当至少有一个开关闭合时,灯泡就被点亮。开关闭合是条件,灯泡被点亮是结果,这就是一个“或”逻辑关系。
上图电路状态为:
对应的逻辑符号:
逻辑表达式:y=a+b,特点:有输出1,全0输出0。
非门电路
电路图表示:
当开关断开时,灯被点亮;当开关闭合时灯熄灭。“非”逻辑:只有当条件不满足时,事件才会发生。
对应的电路状态为:
对应的逻辑符号:
逻辑表达式:y=!a(感叹号表示“非”),特点:单输入,单输出,有0输出1,有1输出0。
其他逻辑门
“与”,“或”,“非”是数字电路三种基本逻辑门,由这三种逻辑门组合而成的逻辑门称为复合逻辑门,最常用的有“与非门”和“或非门”两种。
与非门
“与非门”顾名思义由 “与门”和“非门”构成 :
“与非门”逻辑符号:
真值表:
逻辑表达式:y=!(ab)(感叹号表示“非”),特点:全1输出0,有0输出1。
或非门
“或非门”由“或门”和“非门”组成:
“或非门”逻辑符号:
真值表:
逻辑表达式:y=!(a+b)(感叹号表示“非”),特点:有1输出0,全0输出1。
好了,门电路部分先到这里,更复杂的逻辑门电路也就是由这几种基本的门电路组合而成,这里就不展开介绍了,有兴趣的朋友可以自行去找资料学习。

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