數字邏輯電路
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-28
數字邏輯電路的實例教程
上篇文章我們講解了與邏輯，
緩沖器和非門只差一個圈嗎？
而與之對應的就是或邏輯，在數字電路中與、或、非為三大基礎邏輯門電路，其后續的與非、或非、同或、異或，都是建立在基礎邏輯門電路的基礎上邊。
那么我們繼續來聊基礎邏輯門—或門。
或門在數字電路中乃至計算機運算中的邏輯關系為加邏輯，也叫作或邏輯。
而或門（or gate)也可以稱為OR門，其是具有兩個以上輸入端與一個輸出端的邏輯門。
其符號如圖所示：
形狀特征型符號（ANSI/IEEEStd 91-1984）、IEC矩形國標符號（IEC 60617-12）和DIN符號（DIN 40700）
其邏輯關系為：
當所有輸入端是0時，輸出為0
當有任何輸入端是1時，輸出為1
在這里要說一下，關于真假的問題，在數字電路中如果沒有特別的定義，一般以1為真，0為假。
什么意思呢？就是以1代表有效，0代表無效。
其邏輯真值表：
I1
I2
Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
其關系為：有一為一、全一為零
那么或門的運算式，是什么樣的？
展開 門電路是數字電路中最基本的邏輯單元。它可以使輸出信號與輸入信號之間產生一定的邏輯關系。在數字電路中，信號大都是用電位（電平）高低兩種狀態表示，利用門電路的邏輯關系可以實現對信號的轉換。
最基本的門電路有與門電路，或門電路，非門電路等。
與門電路
與門電路是指只有在一件事情的所有條件都具備時，事情才會發生。
與門電路的基本結構和邏輯符號見下圖：
在與門電路功能示意圖中，只有在開關A和B都閉合時，燈才會亮，如果A和B中任意一個處于開路狀態，燈就不會亮。
與門電路的真值表見下圖：
由二極管和電阻器構成的與門電路見下圖：
圖中A，B為兩個輸入變量，F為輸出變量，當A,B均為高電平，F為高電平，A,B只要有一個為低電平，F就為低電平。
或門電路
或門電路是指只要有一個或一個以上條件滿足時，事情就會發生。
展開 電阻、二極管、三極管搭出的各種邏輯電路！
有時候我們搭電路時只需要實現一個簡單的邏輯，但用一個4門的集成電路來設計未免過于昂貴與占面積，而且IC里沒用到的門電路又必須拉高或拉低，相當煩瑣。鑒于簡化電路的需要我整理了一套用三極管、二極管、電阻組成的邏輯門電路，可實現2輸入或3輸入的AND,OR,NAND,NOR,EXOR操作。
這種動作的觸發器被稱為D觸發器，具有在時鐘上升瞬間，保持（記憶）輸入狀態的功能，是一種時鐘同步時序電路。
D觸發器是時序電路的基本元件，用途廣泛，D觸發器的多級組合，可以做成移位寄存器、分頻電路等，也可用于CPU內部的寄存器等。
4SRAM是觸發器構成的嗎？
觸發器可以記憶H或L，1位的信息，大量排列觸發器，并使之具有可選擇性后，就可以構成SRAM。
由于SRAM的輸入輸出速度比DRAM和閃存的訪問速度高得多，所以，常用作CPU的緩存和寄存器。
盡管我們這樣說，實際上CPU中內置的存儲器或寄存器并非使用的是RS觸發器這樣的邏輯門。
由于使用邏輯門，會使電路規模變大，所以，一般使用4到6個FET，再經過優化構成存儲器的1位（圖A）。
圖A：SRAM的基本電路
5時鐘同步電路的必要性
我們分兩次，組合電路和時序電路，對邏輯電路的基礎進行了講解，實際上，在設計邏輯電路時，有很多應該注意的事項，其中特別重要的就是關于時鐘同步電路的注意事項。
在組合電路中，微小的信號傳輸遲延，都有可能造成輸出毛刺，盡管毛刺是一個極其短暫的信號，但也可以引起邏輯電路的誤動作，為了回避這個問題，就要使用時鐘同步電路。
圖10：時鐘同步電路的思路
圖10給出了時鐘同步電路的概要，如圖所示，其構造是在FF（觸發器）之間夾著組合電路，毛刺是組合電路在輸出穩定之前，輸出的短暫信號。
因此，在組合電路輸出穩定以后，再改變時鐘，用觸發器保持這個輸出，就可以回避這種誤動作了。
展開 數字式環境光傳感器的工作原理基于光電效應，通過感光元件將光線強度轉換為數字信號進行處理。
數字式環境光傳感器主要采用光電二極管或半導體材料作為感光元件。當光線照射到這些材料表面時，光子激發電子躍遷，產生與光線強度成正比的光電流。例如，光電二極管的電流大小直接反映入射光線強度。
信號處理流程：
光敏轉換?：光線強度變化引發感光元件（如光電二極管）的電流變化，該電流與光線強度呈線性關系。
信號放大與轉換?：通過電路將微弱電流信號放大，并轉換為數字信號或模擬電壓，便于微控制器讀取。
自動調節?：數字信號被用于控制設備（如手機屏幕）的亮度，實現自動亮度調節功能。
由工采網代理的WH11867UF是一種光數轉換器，它結合了光電二極管、電流放大器、模擬電路和數字信號處理器。電源需要確保VDD旋轉率至少為0.5V/ms。WH11867UF具有電源開啟復位功能。當VDD在室溫下低于1.4V時，集成電路將自動重置。然后以需求轉換速率返回電源，并將寄存器寫入所需的值。
環境光傳感器（ALS）內置了一個抑制紅外光譜的濾光片，并提供了一個接近人眼反應的光譜。肌萎縮性側索硬化癥可以從黑暗到陽光直射，可選擇的檢測范圍約為40 dB。雙通道輸出（人眼），因此在不同的光條件下具有良好的光比。ALS在不同光照條件下具有良好的光比。
在時鐘（SCL）陷入LOW的情況下，如果您的I2C設備有HW重置輸入，優先程序使用HW重置信號重置總線。如果I2C設備沒有硬件復位輸入，則循環供電至設備，以激活強制性的內部通電復位（POR）電路。如果數據線（SDA）卡低，主線應發送9個時鐘脈沖。保持總線低的設備應該在這9個時鐘內的某個時候釋放它。
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顏色傳感器是從發射器發射光，由接收器檢測檢測物體反射的光的“光電傳感器”的一種。其核心工作原理基于光的吸收、反射與透射特性，結合光電轉換技術，將顏色信息轉化為可處理的電信號。顏色傳感器能夠檢測紅色、藍色、綠色各自的受光量，能夠判別目標物的顏色。發射寬頻譜波長的光后由接收器接受并區分目標物反射光中的3 種顏色類型。檢測各種類型的紅色、藍色、綠色各自的受光量，算出受光比例。
顏色傳感器是一種能夠檢測并識別物體顏色的電子設備
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信號處理流程：
光敏轉換?：光線強度變化引發感光元件（如光電二極管）的電流變化，該電流與光線強度呈線性關系。
主流的芯片設計流程是，芯片設計師首先描述數字邏輯設計，而EDA工具軟件則把這樣的電路描述映射到完全等價的數字邏輯電路。在這個過程中，整個數字邏輯或者是用Verilog等硬件描述語言來描述（常常是芯片設計師使用的描述方法），或者是使用等價的布爾邏輯圖的形式來描述（常見于一些EDA軟件的內部優化過程中）。布爾邏輯圖和硬件設計語言兩者是等價的，其特點就是能夠完全描述數字邏輯。
功能塊圖（FBD）
功能塊圖（FBD － Function Block Diagram）采用類似于數字邏輯門電路的圖形符號，邏輯直觀，使用方便，它有梯形圖編程中的觸電和線圈等價的指令，可以解決范圍廣泛的邏輯問題。
編程軟件下可以相互轉換有部分軟件沒有這個功能（如：三菱的GX Works2）
3、便于操作，在手持編程器的鍵盤上采用助記符表示，在無計算機的場合可實現編程設計
三、功能模塊圖Delete（FBD）
功能模塊圖語言是與數字邏輯電路類似的一種
(4)邏輯數字電路中的信號線可增加上拉電阻和交流終端負載，如圖6所示。上拉電阻(可取)的接入，可將信號的邏輯高電平上拉到5V。交流終端負載電路的接入不影響支流驅動能力，也不會增加信號線的負載，而高頻振鈴現象卻可得到有效的抑制。
上述振鈴除了與電路條件有關外，還與脈沖前沿的上升時間密切相關。即使電路條件相同，當脈沖前沿上升時間很短時，上沖的峰值將大大增加。
功能塊圖（FBD － Function Block Diagram）采用類似于數字邏輯門電路的圖形符號
塑料QFP是最普及的多引腳LSI封裝，不僅用于微處理器，門陳列等數字邏輯LSI電路，而且也用于VTR信號處理、音響信號處理等模擬LSI電路。
引腳中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等多種規格，0.65mm中心距規格中最多引腳數為304。
