《迷人的8051单片机》----2.5模拟与数字( 二 ) _逻辑

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运算放大器是一个非常有趣的器件，它有着自己的特性，灵活应用这些特性可以获得很多有价值的应用。简单地说，运算放大器的特性可以归纳为两个方面：
1）运算放大器的放大倍数为无穷大。
【《迷人的8051单片机》----2.5模拟与数字】2）运算放大器的输入电阻为无穷大，输出电阻为零。
我们来具体分析一下运算放大器的工作过程，因为运算放大器的放大倍数为无穷大，所以只要它的输入端的输入电压不为零，输出端就会有一个无穷高的输出电压，但受到电源电压的限制，输出电压不会超过电源电压。换个角度说，如果运算放大器的同相输入端输入的电压比反相输入端输入的电压高，哪怕只高极小的一点，运算放大器的输出端就会输出一个与正电源电压接近的电压。因此不能将运算放大器直接用作放大使用，必须将输出信号的一部分反馈到反相输入端，构成负反馈电路来降低它的放大倍数，这时运算放大器的放大作用才具有实际意义。典型的运算放大器的放大电路如图2-26所示。图中电阻Rf是负反馈电阻，用于将输出信号的一部分返回到运算放大器的反相输入端，由于反相输入端与输出的电压是相反的，所以运算放大器的放大倍数会减小。

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2.5.5数字电子电路
当前，数字化的趋势已经不可避免，而且几乎覆盖了所有领域，数字电路作为数字化的基础，更是得到了空前的发展。简单地说，数字电路就是用数字信号完成对数字量的算术运算和逻辑运算的电路，其构成的基本单元是逻辑门。数字电路以二值数字逻辑为基础，其工作信号是离散的数字信号。数字电路具有以下特点：
1）数字电路中使用二进制的数字信号，可以进行算术运算（加、减、乘、除等），又能进行逻辑运算（与、或、非、判断、比较、处理等），因此非常适用于运算、控制和决策等应用。
2）与模拟电路相比，数字电路主要是进行数字信号的处理，因此抗干扰能力较强，受电源电压波动的影响小，温度和工艺偏差对其工作的可靠性影响也比模拟电路小得多，因此数字化的系统往往具有更高的可靠性。
3）随着超大规模集成电路（VLSI）的发展，可以方便地设计制造出具有处理复杂逻辑功能或可编程的数字电路，集成度高、体积小、功耗低，且电路的设计、维修、维护方便，使产品更小巧，更富有科技感。
2.5.6逻辑状态0和1
在数字电路中，使用不同的电平状态来表示数字0或1，低电平表示0，高电平表示1 。在一个+5V供电的环境里，我们理想的低电平状态0应该对应的是零电压，理想的高电平状态1对应的应是+5V的电压。但是由于制造工艺的原因，不可能制造出这样理想的器件，所以数字电路对电平高低的判断是有一个取值范围的。在TTL数字电路中，当电压为2.0V以上时，表示数字1，电压在0.8V以下时表示数字0 。在0.8～2.0V之间被认为是不允许出现的电压范围。TTL数字电路中对高低电平的判定如图2-27所示。

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2.5.7逻辑门
我们可以使用开关和继电器来实现特定的数学逻辑。例如，在图2-28所示的电路中，开关S1和S2构成了或逻辑运算电路。当开关S1和S2中至少有一个闭合时，发光二极管D1会亮起；当S1和S2全部断开时，发光二极管D1才会熄灭。因此开关S1和S2构成了一个“只要其中之一有，就有”的或运算逻辑。