斷斷續(xù)續(xù)在電源網(wǎng)發(fā)帖一年半了,寫了很多模擬電子技術方面的帖子,接下來準備著手寫一點數(shù)字電路方面的帖子.
在此首先需要感謝電源網(wǎng)提供的好平臺,接著需要感謝娜姐,FQD,417zhouge版主以及廣大壇友等.謝謝你們默默的關注.
準備花三至五個月的時間將數(shù)字電路梳理幾遍,還是和之前的套路一樣,先手算,再搭電路,最后實測.
剛開始打算用晶體管制作各種門電路來實現(xiàn)各種邏輯電路,但是工程量太大.換了個思維,準備直接用各種門電路來實現(xiàn)邏輯功能電路,希望對大家有幫助.
接著更新.與門電路輸入兩信號有相位差時會出現(xiàn)什么效果呢,大家有沒有想過.當兩輸入信號存在相位差,不斷調節(jié)相位角度時,輸出信號的脈寬發(fā)生變化,也就是所謂的占空比調節(jié).
實物
兩輸入信號錯相90
輸入與輸出對比
當兩輸入信號錯相180゜,輸入輸出對比
第一個問題回答了后面的問題其實都不用回答.
我們知道數(shù)字電路的基礎為三種邏輯,與或非,實際上只需要通過與非門就可以構建與或非三種門.
同樣的道理通過或非門也可以構造與或非門.先從非門講起,非門是什么?大家知道輸入信號和輸出信號相反,怎么實現(xiàn)?
很簡單,共射極放大器.那大家應該知道如果想輸入和輸出同相呢?射極跟隨器.
共射極放大器有放大的作用,而射極跟隨器也就是共集電極電路,他沒有放大的作用.
與門的原型就是共集電極電路,只不過多加了一級輸入信號.實際上輸入信號通過射極跟隨器會衰減,但是我們并不希望他衰減.
怎么辦,加一級信號放大即可,也就是共射極放大器.
其實還是三大信號電路的處理,共射極放大電路,共集電極放大電路,共基極放大電路.
這其實是最最基礎的,而真正構建整個數(shù)字電路的基礎是組合邏輯電路和時序邏輯電路.
接下來講講什么叫做組合邏輯,什么叫做時序邏輯.
組合邏輯其實就是我們經(jīng)常接觸到的加法器,譯碼器等.
實際上僅僅加法器,譯碼器等用處并不大,只能實現(xiàn)信號的加減,地址的選擇等.
真正重要的是信號的存儲,也就是時序邏輯.他為什么牛B,因為時序邏輯的輸出變化不僅僅取決于當前時刻的信號輸入,同時還取決與前一時刻的信號狀態(tài).
最簡單的就是觸發(fā)器,D觸發(fā)器,T觸發(fā)器,RS觸發(fā)器,JK觸發(fā)器等.通過觸發(fā)器也就是時序邏輯再加上組合邏輯,整個數(shù)字世界便構成了.
所以真正掌握了觸發(fā)器的原理以及加法器的原理并知道如何重組變化,恭喜你,你已經(jīng)進入了數(shù)字電路的世界.
后面看我來玩數(shù)字電路讓大家見識一下邏輯電路的力量.
接下來講講為什么TTL邏輯和CMOS邏輯之間對接需要加緩沖器或者是轉換電路 .
因為TTL邏輯的電平變化和CMOS邏輯電平的變化不同,就這么簡單.至于不同在哪里,直接百度就可以.
所謂正負邏輯,其實也很簡單.將高電平定義為1,低電平定義為0,就是正邏輯,反之就是負邏輯.
當你進入了模擬電路的世界再進入數(shù)字電路的世界,真的很容易.
數(shù)字電子世界其實只有兩種狀態(tài)叫做0和1.
模擬電子世界有三種狀態(tài),開,關,放大.
雙輸入與門電路,大家知道通過輸入兩信號可以實現(xiàn)輸出高低電平的變化.
但是大家有沒有想過當兩輸入信號的相位錯相時輸出會出現(xiàn)什么問題呢?
兩輸入信號錯相45゜,90゜,180゜等等,輸出會有什么變化,其實此時的輸出會隨著輸入信號的錯相其占空比出現(xiàn)變化.
至此其實整個數(shù)字世界的大門已經(jīng)向我們打開了.
輸出的電平幅值頻率均不變,變化的僅僅是脈寬.那如果我們接著將輸出的信號分頻會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?
當輸出信號2分頻,4分頻,8分頻會有什么現(xiàn)象呢?
時序邏輯產生了,整個世界都已經(jīng)變了, 此時所謂的IIC,UART等等協(xié)議,我們其實都已經(jīng)知道了.
什么叫做分頻,假設輸入信號為100K,如果2分頻,輸出就是50K,如果是4分頻,輸出就是25K,如果在二分頻基礎上再2分頻其實就是4分頻.
那么其實我們已經(jīng)知道了,所謂時序邏輯就是將主頻信號通過不斷的降頻率,之后通過高低電平的組合實現(xiàn)了不同的信息,也就是各種不同的通信協(xié)議.
這是我個人的理解,剛剛涉及通信協(xié)議這一塊,可能有不對的或者不完善的地方希望大家補充.
我當初理解數(shù)字電平,僅僅考慮的是單個的高低電平.其實這看不出什么效果,只有通過信號源往邏輯芯片內部輸入各種電平信號時,你才會體會到數(shù)字電路的真正內涵.
其實分頻器的原理是由觸發(fā)器加譯碼器實現(xiàn).
如果你真正理解了觸發(fā)器,你就知道他的好了.
再拋一個問題,很多的單片機的IO口為什么需要做成漏極開路的形式?
為什么,今天不解答.歡迎補充.
當真正理解了三極管的放大,我們才會知道數(shù)字電路的核心不是開關,而是放大.
數(shù)字電路的核心是模擬電子技術中用的最多的放大技術.
開關技術其實在電子技術中用的最多的是開關電源而不是數(shù)字電路.
分頻的原理就是一個計數(shù)器,輸出兩次輸出一次就是二分頻,這個解釋超級簡單,好理解.
分頻原理就是一個計數(shù)器,輸入兩次輸出一次就是二分頻.
最近花了一點時間梳理數(shù)字電路,感覺自己的實力又提升了.
什么是計數(shù)器,什么是半加器,什么是全加器?
計數(shù)器的實質是全加器,全加器的實質是半加器,也就是觸發(fā)器.而半加器的實質是什么?
就是大家忽略的異或門加與門?為什么大家覺得異或門很難記住他的真值表.因為異或門就是進位加法器.
如何分析觸發(fā)器電路.初始狀態(tài)怎么定? 我當初就卡在這里.
觸發(fā)器的實質是雙與非門對于TTL邏輯來說,當然對于CMOS邏輯是或非門.
針對TTL邏輯來說,觸發(fā)器是通過雙與非門自身的相互負反饋實現(xiàn)信號的鎖存的.
我們很多人分析數(shù)字電路的思維方式是假設初始為何種狀態(tài)來推算輸出是何種狀態(tài).
這樣對于一般很簡單的時序邏輯是可行的,一般3-5個邏輯門,大家這種思路是可行的.
但是如果有50個,100個邏輯門時我想大家已經(jīng)瘋掉了,實際上普通的芯片動輒幾千個邏輯門,這種分析思路不對.
怎么做?很簡單,書上其實已經(jīng)告訴我們大家了.
將邏輯電路的表達式寫出來,然后通過邏輯表達式畫邏輯門電路.不管多么復雜都一目了然.
當然邏輯表達式需要是最簡化的,至于如何簡化邏輯門表達式,可以通過邏輯公式去化簡.
其實講到這里,我們大家已經(jīng)清楚了,分析觸發(fā)器電路根本不需要假設輸入什么狀態(tài),直接根據(jù)觸發(fā)器的表達式來分析觸發(fā)器的狀態(tài)即可.
如何知道電路的邏輯表達式呢?
很簡單,手頭上有沒有邏輯分析儀或者是示波器.電路上電直接測輸出電平的變化,然后邏輯表達式就出來了.就這么簡單.
實測是最好的檢驗方法,所有的電路其實不管是什么樣子的,分析的方法,我一直推崇的是先實測,等你將實測的電路搞定了,再來分析原理.
這樣才是真正做電路,而不是像很多人那樣拿到電路先分析一通,其實狗屁不通.
以前也用過數(shù)字電路，沒系統(tǒng)學習過，期待樓主精彩開講！
另外請教一下樓主，4000系列電源12V輸出是5V還是12V?
學習了，樓主能否圖文并茂呢！
樓主辛苦了！
