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止转入饱和。于是双稳电路翻转成 A 端为“ 1 ”， B 端为“ 0 ”，并一直保持下去。 （ 2 ）触发脉冲的触发方式和极性
双稳电路的触发电路形式和触发脉冲极性选择比较复杂。从触发方式看，因为有直流触 发（电位触发）和交流触发（边沿触发）的分别，所以触发电路形式各有不同。从脉冲极性 1 1 1 1 1 1
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看，也是随着晶体管极性、触发脉冲加在哪个管子（饱和管还是截止管）上、哪个极上（基 极还是集电极）而变化的。在实际应用中，因为微分电路能容易地得到尖脉冲，触发效果较 好，所以都用交流触发方式。触发脉冲所加的位置多数是加在饱和管的基极上。所以使用 NPN 管的双稳电路所加的是负脉冲，而 PNP 管双稳电路所加的是正脉冲。
（ 3 ）集成触发器除了用分立元件外，也可以用集成门电路组成双稳电路。但实际上因 为目前有大量的集成化双稳触发器产品可供选用，如 R—S 触发器、 D 触发器、 J － K 触发器等等，所以一般不使用门电路搭成的双稳电路而直接选用现成产品。 有延时功能的单稳电路
无稳电路有 2 个暂稳态而没有稳态，双稳电路则有 2 个稳态而没有暂稳态。脉冲电路 中常用的第 3 种电路叫单稳电路，它有一个稳态和一个暂稳态。如果也用门来作比喻，单 稳电路可以看成是一扇弹簧门，平时它总是关着的，“关”是它的稳态。当有人推它或拉它 时门就打开，但由于弹力作用，门很快又自动关上，恢复到原来的状态。所以“开”是它的 暂稳态。单稳电路常被用作定时、延时控制以及整形等。 （ 1 ）集基耦合单稳电路
图 10 是一个典型的集基耦合单稳电路。它也是由两级反相器交叉耦合而成的正反馈电 路。它的一半和多谐振荡器相似，另一半和双稳电路相似，再加它也有一个微分触发电路， 所以可以想象出它是半个无稳电路和半个双稳电路凑合成的，它应该有一个稳态和一个暂稳 态。平时它总是一管（ VT1 ）饱和，另一管（ VT2 ）截止，这就是它的稳态。当输入一个
触发脉冲后，电路便翻转到另一种状态，但这种状态只能维持不长的时间，很快它又恢复到 原来的状态。电路暂稳态的时间是由延时元件 R 和 C 的数值决定的： t t =0.7RC 。 （ 2 ）集成化单稳电路 1 1 1 1 1 1
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用集成门电路也可组成单稳电路。图 11 是微分型单稳电路，它用 2 个与非门交叉连 接，门 1 输出到门 2 是用微分电路耦合，门 2 输出到门 1 是直接耦合，触发脉冲加到门
1 的另一个输入端 U I 。它的暂稳态时间即定时时间为： t t = （ 0.7 ～ 1.3 ） RC 。
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脉冲电路的读图要点
① 脉冲电路的特点是工作在开关状态，它的输入输出都是脉冲，因此分析时要抓住关 键，把主次电路区分开，先认定主电路的功能，再分析辅助电路的作用。
② 从电路结构上抓关键找异同。前面介绍了集基耦合方式的三种基本单元电路，它们 都由双管反相器构成正反馈电路，这是它们的相同点。但细分析起来它们还是各有特点的： 无稳和双稳电路虽然都有对称形式，但无稳电路是用电容耦合，双稳是用电阻直接耦合（有 时并联有加速电容，容量一般都很小）；而且双稳电路一般都有触发电路（双端或单端触发）； 单稳电路就很好认，它是不对称的，兼有双稳和单稳的形式。这样一分析，三种电路就很好 区别了。
③ 脉冲电路中，脉冲的生成、变换和整形都和电容器的充、放电有关，电路的时间常 数即 R 和 C 的数值对确定电路的性质有极重要的意义，这一点尤为重要。 1 1 1 1 1 1
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六、数字逻辑电路
数字电子电路中的后起之秀是数字逻辑电路。把它叫做数字电路是因为电路中传递的虽然也 是脉冲，但这些脉冲是用来表示二进制数码的，例如用高电平表示“ 1 ”，低电平表示“ 0 ”。声音图像文字等信息经过数字化处理后变成了一串串电脉冲，它们被称为数字信号。 能处理数字信号的电路就称为数字电路。
这种电路同时又被叫做逻辑电路，那是因为电路中的“ 1 ”和“ 0 ”还具有逻辑意义， 例如逻辑“ 1 ”和逻辑“ 0 ”可以分别表示电路的接通和断开、事件的是和否、逻辑推理
的真和假等等。电路的输出和输入之间是一种逻辑关系。这种电路除了能进行二进制算术运 算外还能完成逻辑运算和具有逻辑推理能力，所以才把它叫做逻辑电路。
由于数字逻辑电路有易于集成、传输质量高、有运算和逻辑推理能力等优点，因此被广 泛用于计算机、自动控制、通信、测量等领域。一般家电产品中，如定时器、告警器、控制 器、电子钟表、电子玩具等都要用数字逻辑电路。
数字逻辑电路的第一个特点是为了突出“逻辑”两个字，使用的是独特的图形符号。数 字逻辑电路中有门电路和触发器两种基本单元电路，它们都是以晶体管和电阻等元件组成 的，但在逻辑电路中我们只用几个简化了的图形符号去表示它们，而不画出它们的具体电路， 也不管它们使用多高电压，是 TTL 电路还是 CMOS 电路等等。按逻辑功能要求把这些图形
符号组合起来画成的图就是逻辑电路图，它完全不同于一般的放大振荡或脉冲电路图。 数字电路中有关信息是包含在 0 和 1 的数字组合内的，所以只要电路能明显地区分开 0 和 1 ， 0 和 1 的组合关系没有破坏就行，脉冲波形的好坏我们是不大理会的。所以数 字逻辑电路的第二个特点是我们主要关心它能完成什么样的逻辑功能，较少考虑它的电气参 数性能等问题。也因为这个原因，数字逻辑电路中使用了一些特殊的表达方法如真值表、特 征方程等，还使用一些特殊的分析工具如逻辑代数、卡诺图等等，这些也都与放大振荡电路 不同。
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门电路和触发器 （ 1 ）门电路
门电路可以看成是数字逻辑电路中最简单的元件。目前有大量集成化产品可供选用。 最基本的门电路有 3 种：非门、与门和或门。非门就是反相器，它把输入的 0 信号变 成 1 ， 1 变成 0 。这种逻辑功能叫“非”，如果输入是 A ，输出写成 P=A 。与门有 2 个以上输入，它的功能是当输入都是 1 时，输出才是 1 。这种功能也叫逻辑乘，如果输入
是 A 、 B ，输出写成 P=A·B 。或门也有 2 个以上输入，它的功能是输入有一个 1 时， 输出就是 1 。这种功能也叫逻辑加，输出就写成 P=A ＋ B 。
把这三种基本门电路组合起来可以得到各种复合门电路，如与门加非门成与非门，或门 加非门成或非门。图 1 是它们的图形符号和真值表。此外还有与或非门、异或门等等。 1 1 1 1 1 1
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数字集成电路有 TTL 、 HTL 、 CMOS 等多种，所用的电源电压和极性也不同，但只要 它们有相同的逻辑功能，就用相同的逻辑符号。而且一般都规定高电平为 1 、低电平为 0 。 （ 2 ）触发器
触发器实际上就是脉冲电路中的双稳电路，它的电路和功能都比门电路复杂，它也可看 成是数字逻辑电路中的元件。目前也已有集成化产品可供选用。常用的触发器有 D 触发器 和 J—K 触发器。
D 触发器有一个输入端 D 和一个时钟信号输入端 CP ，为了区别在 CP 端加有箭头。 它有两个输出端，一个是 Q 一个是 Q ，加有小圈的输出端是 Q 端。另外它还有两个预置
端 R D 和 S D ，平时正常工作时要 R D 和 S D 端都加高电平 1 ，如果使 R D =0 （ S D 仍为 1 ），则触发器被置成 Q=0 ；如果使 S D =0 （ R D =1 ），则被置成 Q=1 。因
此 R D 端称为置 0 端， S D 端称为置 1 端。 D 触发器的逻辑符号见图 2 ，图中 Q 、 D 、 SD 端画在同一侧； Q 、R D 画在另一侧。 R D 和 S D 都带小圆圈，表示要__________加上低 电平才有效。
D 触发器是受 CP 和 D 端双重控制的， CP 加高电平 1 时，它的输出和 D 的状态相 同。如 D=0 ， CP 来到后， Q=0 ；如 D=1 ， CP 来到后， Q=1 。 CP 脉冲起控制开门作
用，如果 CP=0 ，则不管 D 是什么状态，触发器都维持原来状态不变。这样的逻辑功能画
成表格就称为功能表或特性表，见图 2 。表中 Q n+1 表示加上触发信号后变成的状态， Qn 是原来的状态。“ X ”表示是 0 或 1 的任意状态。
有的 D 触发器有几个 D 输入端： D 1 、 D 2 ? 它们之间是逻辑与的关系，也就是 只有当 D 1 、 D 2 ? 都是 1 时，输出端 Q 才是 1 。 1
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另一种性能更完善的触发器叫 J － K 触发器。它有两个输入端： J 端和 K 端，一个 CP 端，两个预置端： R D 端和 S D 端，以及两个输出端： Q 和 Q 端。它的逻辑符号见
图 3 。 J － K 触发器是在 CP 脉冲的下阵沿触发翻转的，所以在 CP 端画一个小圆圈以
示区别。图中， J 、 S D 、 Q 画在同一侧， K 、 R D 、 Q 画在另一侧。
J － K 触发器的逻辑功能见图 3 。有 CP 脉冲时（即 CP=1 ）： J 、 K 都为 0 ， 触发器状态不变； Q n ＋ 1 =Qn ， J ＝ 0 、 K=1 ，触发器被置 0 ： Q n ＋ 1 =0 ； J=1 、 K=0 ， Q n+1 =1 ； J=1 、 K=1 ，触发器翻转一下： Q n ＋ 1 =Qn 。如果不加
时钟脉冲，即 CP=0 时，不管 J 、 K 端是什么状态，触发器都维持原来状态不变： Q n ＋ 1 =Qn 。有的 J—K 触发器同时有好几个 J 端和 K 端， J 1 、 J 2 ? 和 K 1 、 K 2 ? 之间都是逻辑与的关系。有的 J － K 触发器是在 CP 的上升沿触发翻转的，这时它
的逻辑符号图的 CP 端就不带小圆圈。也有的时候为了使图更简洁，常常把 R D 和 S D 端省略不画。
能够把数字、字母变换成二进制数码的电路称为编码器。反过来能把二进制数码还原成 数字、字母的电路就称为译码器。 （ 1 ）编码器
图 4 （ a ）是一个能把十进制数变成二进制__________码的编码器。一个十进制数被表示成二进
制码必须 4 位，常用的码是使从低到高的每一位二进制码相当于
十进制数的 1 、 2 、 4 、 8 ，这种码称为 8 － 4 － 2 － 1 码或简称 BCD 码。所以
这种编码器就称为“ 10 线 -4 线编码器”或“ DEC ／ BCD 编码器”。
从图看到，它是由与非门组成的。有 10 个输入端，用按键控制，平时按键悬空相当于 接高电平 1 。它有 4 个输出端 ABCD ，输出 8421 码。如果按下“ 1 ”键，与“ 1 ”键
对应的线被接地，等于输入低电平 0 、于是门 D 输出为 1 ，整个输出成 0001 。 1 1 1 1 1 1
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如按下“ 7 ”键，则 B 门、 C 门、 D 门输出为 1 ，整个输出成 0111 。如果把这 些电路都做在一个集成片内，便得到集成化的 10 线 4 线编码器，它的逻辑符号见图 4
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（ b ）。左侧有 10 个输入端，带小圆圈表示要用低电平，右侧有 4 个输出端，从上到下
按从低到高排列。使用时可以直接选用。 （ 2 ）译码器
要把二进制码还原成十进制数就要用译码器。它也是由门电路组成的，现在也有集成化 产品供选用。图 5 是一个 4 线 —10 线译码器。它的左侧为 4 个二进制码的输入端，右 侧有 10 个输出端，从上到下按 0 、 1 、 ?9 排列表示 10 个十进制数。输出端带小圆 圈表示低电平有效。平时 10 个输出端都是高电平 1 ，如输入为 1001 码，输出“ 9 ”端
为低电平 0 ，其余 9 根线仍为高电平 1 ，这表示“ 9 ”线被译中。
二极管，如每段都接低电平 0 ，七段都被点亮，显示出数字“ 8 ”；如 b 、 c 段接低电
平 0 ，其余都接 1 ，显示的是“ 1 ”。可见要把十进制数用七段显示管显示出来还要经 过一次译码。如果使用“ 4 线 —7 线译码器”和显示管配合使用，就很简单，输入二进制
码可直接显示十进制数，见图 6 。译码器左侧有 4 个二进制码的输入端，右侧有 7 个输 出可直接和数码管相连。左上侧另有一个灭灯控制端 I B ，正常工作时应加高电平 1 ，如 不需要这位数字显示就在 I B 上加低电平 0 ，就可使这位数字熄灭。 1 1 1 1 1 1
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如果要想把十进制数显示出来，就要使用数码管。现以共阳极发光二极管（ LED ）七 段数码显示管为例，见图 6 。它有七段发光 寄存器和移位寄存器 （ 1 ）寄存器
能够把二进制数码存贮起来的的部件叫数码寄存器，简称寄存器。图 7 是用 4 个 D
触发器组成的寄存器，它能存贮 4 位二进制数。 4 个 CP 端连在一起作为控制端，只有 CP=1 时它才接收和存贮数码。 4 个 R D 端连在一起成为整个寄存器的清零端。如果要存
贮二进制码 1001 ，只要把它们分别加到触发器 D 端，当 CP 来到后 4 个触发器从高到低
分别被置成 1 、 0 、 0 、 1 ，并一直保持到下一次输入数据之前。要想取出这串数码可
以从触发器的 Q 端取出。 （ 2 ）移位寄存器
有移位功能的寄存器叫移位寄存器，它可以是左移的、右移的，也可是双向移位的。 图 8 是一个能把数码逐位左移的寄存器。它和一般寄存器不同的是：数码是逐位串行 输入并加在最低位的 D 端，然后把低位的 Q 端连到高一位的 D 端。这时 CP 称为移位脉 冲。
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