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光电耦合器组成的逻辑门电路
作者:荣祖庚 日期:2012/2/15 11:15:47 人气: 标签:

 

逻辑门是组成脉冲数字电路的基本单元,由于光耦合器以光为媒体传输信号,器件的输入、输出端在电气上是绝缘的,因此用光耦合器组成的逻辑电路,在隔离噪声及抑制干扰的性能要比晶体管逻辑电路可靠得多。加之光耦合器的端口资源非常丰富,一般输入和输出各有两个引出脚,只需在输入端为内部发光二极管加限流电阻(各图中的R1、R2),在输出端为光敏管加上拉或下拉负载电阻(各图中的R3),几乎不再需要其它的外接元件,就可十分方便地组成各种逻辑门。

常用逻辑门有缓冲器(驱动器)、非门(反相器)、或门、或非门、与门、与非门、蕴含门及禁止门等,它们的逻辑图形符号、逻辑表达式及真值表如附表所列。本文介绍用光耦合器组成逻辑门的基本方法,每种门提供两种不同的组接方案,并可用表达式和真值表加以验证。

附表:

1.缓冲门

如图1、图2所示,输入和输出同相位。图1中,输入端A=1时,光耦合器导通,输出端Y=1;A=0时光耦合器截止,R3下拉使Y=0。图2中,A=1时光耦合器截止,R3上拉使Y=1;A=0时光耦合器导通,Y=0。

图1~图4

2.非门

如图3、图4所示,输入和输出反相。图3中,A=1时光耦合器导通,Y=0;A=0时光耦合器载止,Y=1。图4中,A=1时光耦合器截止,R3下拉使Y=0;A=0时光耦合器导通,Y=l。

3.或门

如图5、图6所示,A、B两输入端之一为1或全为1时,Y=1;只有A、B均为0时,Y才输出0。图5中,若A=l、B=1或A、B均为1时,对应的光耦合器导通,Y=1;若A=0及B=0时,两光耦合器均截止,R3才下拉使Y=0。图6中,两光耦合器的输出光敏管串联,只要A、B之一为1或均为1,必有一个或两个光藕合器截止,R3上拉使Y=1;只有A=B=0时,两个光耦合器均导通,才使Y=0。

图5~图8

4.或非分

如图7、图8所示,与或门逻辑关系相反.当A=1、B=1或A=B=1时,Y=0;只有A=B=0时,Y=1。图7中两个光耦合器并联,图8中两个光耦合器串联,工作原理可参照图5、图6自行分析。

5.与门

如图9、图10所示,若A=0、B=0或A=B=0时,Y=0;只有A=B=1时,Y=1,图9中,两个光耦合器并联,只要A、B之一或全为0,就有至少一个光耦合器导通,,Y= 0;当 A、B均为1时,两个光耦合器都截,R3上拉使Y=1。图10中,两个光耦合器串联,只在A、B有0,就会使至少一个光耦合器截止,R3下拉使Y=0;当A、B均为l时,两个光耦合器均导通,则Y=1。

图9~图16

6.与非门

如图11、图12所示,和与门逻辑相关系相反,当A=0,B=0或A=B=0时,Y=1;当A=B=l时,Y=0。图11光耦合器并联,图12光耦合器串联,工作原理参照图9、图10自行分析。

7.蕴含门

如图13、图14所示,当A=0或B=1时Y=l;只有A=1和B=0时,Y=0。从附表上看,蕴含门有两种逻辑图形符号和两种表达式,但真值表且只有一个。图13两个光耦合器并联,而A、B输入是互补的,这和上述或、或非、与、与非门的输入方法不同。当A=0、B=1或A=0和B=1时,必有一个以上光耦合器导通,使Y=1;只有同时满足A=1和B=0两个条件时,两个光耦合器均截止,R3下拉使Y=0。图14两个光耦合器串联,A、B输入互补,当A=0、B=1或A=0和B=1时,必有一个以上光耦合器截止,R3上拉使Y =1;若A=1和B=0时,两光耦合器均导通,Y=0。

8.禁止门

如图15、图16所示,和蕴含门逻辑关系相反,当A=0或B=1时,Y=0;只有A=1和B=0时,Y=1。禁止门也有两种逻辑图形符号和两种表达式,真值表只有一个。图15两个光耦合器并联,圈16两光耦合器串联,A、B输入方法互补,工作原理可参照蕴含门自行分析。

 

                                       稿件来源:电子报2011.50

 

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