单片机入门之数字电路学习

控制/MCU

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描述

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。

单片机

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

单片机

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:

单片机

对应的逻辑符号:

单片机

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:

单片机

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:

单片机

对应的逻辑符号:

单片机

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:

单片机

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:

单片机

对应的逻辑符号:

单片机

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

单片机

“与非门”逻辑符号:

单片机

真值表:

单片机

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:

单片机

“或非门”逻辑符号:

单片机

真值表:

单片机

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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