数字电路是构成计算机以及信息技术系统的基础单元，也是很多应用电子电路的组成单元。数字电路传输和处理的是数字信号。数字信号和模拟信号不同，如图1所示，模拟信号是连续变化的信号（左图），而数字信号在时间上和数值上都是不连续的，是断续变化的离散信号（右图）。数字信号往往采用二进制数表示，数字电路的工作状态则用“1”和“0”表示。
数字电路的文字符号为“D”，图形符号如图2所示。数字电路按照功能不同可分为：门电路、触发器、计数器、译码器、寄存器和移位寄存器、模拟开关和数据选择器、运算电路等等。
一、基本门电路
能够实现各种基本逻辑关系的电路通称为门电路。门电路是构成组合逻辑网络的基本部件，也是构成时序逻辑电路的组成部件之一。基本的门电路包括与门、或门、非门（反相器）、与非门、或非门等。
1.与门
与门的电路符号如图3所示，A、B为输入端，Y为输出端。与门的逻辑关系为Y=AB，即只有当所有输入端A和B均为“1”时，输出端Y才为“1”；否则Y为“0”。与门也可以有更多的输入端。
2.或门
或门的电路符号如图4所示，A、B为输入端，Y为输出端。或门的逻辑关系为Y=A+B，即只要输入端A和B中有一个为“1”时，Y即为“1”； 所有输入端A和B均为“0”时，Y才为“0”。或门可以有更多的输入端。
3.非门
非门又叫反相器，电路符号如图5所示，A为输入端，Y为输出端。非门的逻辑关系为Y=A，即输出端Y总是与输入端A相反。
4.与非门
与非门的电路符号如图6所示，A、B为输入端，Y为输出端。与非门的逻辑关系为Y=AB，即只有当所有输入端A和B均为“1”时，输出端Y才为“0”；否则Y为“1”。与非门可以有更多的输入端。
5.或非门
或非门的电路符号如图7所示，A、B为输入端，Y为输出端。或非门的逻辑关系为Y=A+B，即只要输入端A和B中有一个为“1”时，Y即为“0”； 所有输入端A和B均为“0”时，Y才为“1”。或非门可以有更多的输入端。
二、门电路应用实例——声控楼道灯
门电路具有广泛的用途，最主要最直接的是用作逻辑控制。此外，门电路还可以构成RS触发器、单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器、环行振荡器、模拟电压放大器等。声控楼道灯就是一个典型的门电路应用实例。
1.电路原理
声控楼道灯电路如图8所示，由以下组成部分：
（1）声控电路。包括拾音电路（BM）、电压放大器（D1、D2、D3）、延时电路（VD1、C3）等。声音信号（脚步声、讲话声等）由驻极体话筒BM接收并转换为电信号，经电压放大器放大、C3延时，输出声控信号至逻辑电路（D5）。电压放大器由三个CMOS非门D1、D2、D3串接而成，R3是反馈电阻，R2是输入电阻，放大倍数A = R3 / R2，图8电路中放大倍数A = 100 倍。
因为楼道灯不能随着声音的有无而一亮一灭，应持续照明一段时间，所以必须有延时电路。VD1、C3、R5以及D5的输入阻抗组成延时电路。当有声音信号时，通过VD1使C3迅速充满电；当声音消失后，C3通过R5和D5的输入端放电，由于CMOS门电路的输入阻抗高达数十兆欧，因此放电过程极其缓慢，实现了延时，延时时间约为30秒。
（2）光控电路。由光电三极管VT1和负载电阻R6组成，无光时输出为“0”，有光时输出为“1”。
（3）逻辑控制电路。由与非门D5、D6等组成。声控楼道灯必须满足以下逻辑要求： ①白天整个楼道灯不工作； ②晚上有一定响度的声音时楼道灯打开； ③声音消失后楼道灯延时一段时间才关闭； ④本灯点亮后不会被误认为是白天。
逻辑控制系统如图9所示，逻辑控制原理如下：白天，光控电路输出端（B点）为“1”，本灯未亮故D点也为“1”，与非门D6输出端（C点）为“0”，关闭了与非门D5，此时不论声控电路输出如何，D5输出端（D点）恒为“1”，照明灯不亮。夜晚，光控电路输出端（B点）变为“0”， D6输出端（C点）变为“1”，打开了与非门D5，D5的输出状态由声控电路决定。当有声音时，声控电路输出端（A点）为“1”，D5输出端（D点）变为“0”，使电子开关导通，照明灯H点亮。由于声控电路中含有延时电路，声音信号消失后再延时一段时间，A点电平才变为“0”，H熄灭。当本灯H点亮时，D点的“0”同时加至D6的另一输入端将其关闭，使得B点的光控信号无法通过。这样，即使本灯的灯光照射到光电三极管VT1上，系统也不会误认为是白天而使照明灯刚点亮就立即关闭。
（4）电子开关。由驱动晶体管VT2、双向晶闸管VS等组成，控制照明灯H的点亮与否。
（5）电源电路。由电容器C5、二极管VD3、VD4、稳压二极管VD2等组成电容降压整流电路，为控制电路提供 +12V工作电压。
2.制作要点
①D1～D4选用CMOS六非门集成电路CD4069，D5～D6选用CMOS四与非门集成电路CD4081，对于集成电路中闲置的门电路实际制作时应将其输入端接地，以防损坏。
②在电路图中，往往不画出数字集成电路的电源接线，因为这并不影响电路功能的分析，但在实际制作时要按规定接入工作电源和地线，如图10所示。
③可通过改变R2阻值大小来调节声控灵敏度，阻值越小灵敏度越高。
④可通过改变C3容量大小来调节延时时间，容量越大延时时间越长。
⑤需要特别注意的是，由于本电路采用电容降压直接整流的电源形式，整机（包括地线）均带交流220V市电，制作调试和使用中必须严防触电！
（文/莫恩）