数字逻辑及试验7ppt
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实验七 数值比较器及其应用
实验七数值比较器及其应用一、实验目的1、掌握数值比较器的工作原理。
2、掌握四位数值比较器74LS85的逻辑功能。
二、实验原理在数字系统中, 常常要比较两个数的大小。
数值比较器就是对两数A、B进行比较，以判断其大小的逻辑电路。
比较结果有A>B、A<B、A=B三种情况。
下面是最简单的一位数值比较器的真值表和逻辑电路图：输入输出A B F A>B F A<B F A=B0 0 0 0 10 1 0 1 01 0 1 0 01 1 0 0 1表7-1 一位数值比较器的真值表图7-1 一位数值比较器的逻辑电路图对于多位的情况，一般说来，先比较高位，当高位不等时，两个数的比较结果就是高位的比较结果。
当高位相等时，两数的比较结果由低位决定。
4、集成数值比较器74LS85集成数值比较器74LS85是四位数值比较器，它的管脚图和真值表如下：图7-2 74LS85的管脚图其中10、12、13、15(或1、9、11、14)脚是输入端，2、3、4（或5、6、7）脚为输出端。
8脚为地，16脚为电源。
表7-2 74LS85的真值表三、实验设备与器材1、数字逻辑电路实验箱。
2、数字万用表。
3、芯片74LS85。
四、实验内容及实验步骤1、将数字逻辑电路实验箱扩展板插在实验箱相应位置，并固定好，插上实验需要的芯片，用门电路组成一个半加器，连线并验证其逻辑功能，自拟真值表，并将实验结果填入表中。
2、用门电路组成一个全加器，连线并验证其逻辑功能，自拟真值表，并将实验结果填入表中与逻辑表达式加以比较。
3、用全加器完成8位二进制数的相加，验证其逻辑功能。
4、自己连线，验证74LS85的逻辑功能。
5、数值比较器的扩展数值比较器的扩展方式有串联和并联两种。
一般位数较少的话，用串联方式；如果位数较多且要满足一定的速度要求时，用并联方式。
这里我们用串联方式，用两片74LS85组成8位数值比较器。
我们知道，对于两个8位数，若高4位相同，它们的大小将由低4位的比较结果确定。
《数字逻辑基础》课件
公式化简法
使用逻辑代数公式对逻辑函数进行化简，通过消去多余的项和简化 表达式来得到最简结果。
卡诺图化简法
使用卡诺图对逻辑函数进行化简，通过填1、圈1、划圈和填0的方 法来得到最简结果。
03
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的输入和输出
分析组合逻辑电路的输入和输出信号，了解它们之间的关系。
交通信号灯控制系统的设计与实现
交通信号灯简介
交通信号灯是一种用于控制交通流量的电子设备，通常设置在路口或 交叉口处。
设计原理
交通信号灯控制系统的设计基于数字逻辑电路和计算机技术，通过检 测交通流量和车流方向来实现信号灯的自动控制。
实现步骤
首先确定系统架构和功能需求，然后选择合适的元件和芯片，接着进 行电路设计和搭建，最后进行测试和调整。
真值表
通过列出输入和输出信号的所有可能组合，构建组合逻辑电路的真值表，以确定输出信 号与输入信号的逻辑关系。
逻辑表达式
根据真值表，推导出组合逻辑电路的逻辑表达式，表示输入和输出信号之间的逻辑关系 。
组合逻辑电路的设计
确定逻辑功能
根据实际需求，确定所需的逻辑功能，如与、或、非等。
设计逻辑表达式
根据确定的逻辑功能，设计相应的逻辑表达式，用于描述输入和 输出信号之间的逻辑关系。
实现电路
根据逻辑表达式，选择合适的门电路实现组合逻辑电路，并完成 电路的物理设计。
常用组合逻辑电路
01
02
03
04
编码器
将输入信号转换为二进制码的 电路，用于信息处理和控制系
统。
译码器
将二进制码转换为输出信号的 电路，用于数据分配和显示系
统。
多路选择器
使用逻辑代数公式对逻辑函数进行化简，通过消去多余的项和简化 表达式来得到最简结果。
卡诺图化简法
使用卡诺图对逻辑函数进行化简，通过填1、圈1、划圈和填0的方 法来得到最简结果。
03
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的输入和输出
分析组合逻辑电路的输入和输出信号，了解它们之间的关系。
交通信号灯控制系统的设计与实现
交通信号灯简介
交通信号灯是一种用于控制交通流量的电子设备，通常设置在路口或 交叉口处。
设计原理
交通信号灯控制系统的设计基于数字逻辑电路和计算机技术，通过检 测交通流量和车流方向来实现信号灯的自动控制。
实现步骤
首先确定系统架构和功能需求，然后选择合适的元件和芯片，接着进 行电路设计和搭建，最后进行测试和调整。
真值表
通过列出输入和输出信号的所有可能组合，构建组合逻辑电路的真值表，以确定输出信 号与输入信号的逻辑关系。
逻辑表达式
根据真值表，推导出组合逻辑电路的逻辑表达式，表示输入和输出信号之间的逻辑关系 。
组合逻辑电路的设计
确定逻辑功能
根据实际需求，确定所需的逻辑功能，如与、或、非等。
设计逻辑表达式
根据确定的逻辑功能，设计相应的逻辑表达式，用于描述输入和 输出信号之间的逻辑关系。
实现电路
根据逻辑表达式，选择合适的门电路实现组合逻辑电路，并完成 电路的物理设计。
常用组合逻辑电路
01
02
03
04
编码器
将输入信号转换为二进制码的 电路，用于信息处理和控制系
统。
译码器
将二进制码转换为输出信号的 电路，用于数据分配和显示系
统。
多路选择器
数字逻辑ppt
-
p 2 (2 6) 24(W ) （吸收）
2 电路定理
❖2.1 叠加定理
❖2.2 戴维南定理 ❖ 2.3 诺顿定理 ❖ 2.4 最大功率传递定理
2.1 叠加定理
由线性电阻元件、线性受控源及独立源 构成旳电路为线性电阻电路。
若某线性电阻电路有唯一解，则该电路 中任一支路电流和电压均可表达为电路 中全部独立源旳线性组合。
即：一系列振幅不同，频率成整数倍旳正弦波， 叠加后来可构成一种非正弦周期波。
分析中旳u1、u3、u5等等，这些振幅不同、频率 分别是非正弦周期波频率k次倍旳正弦波统称为非正 弦周期波旳谐波，并按照k是非正弦周期波频率旳倍 数分别称为1次谐波(基波)、3次谐波……。
k为奇数旳谐波一般称为非正弦周期函数旳奇次 谐波；k为偶数时则称为非正弦周期波旳偶次谐波。 而把2次以上旳谐波均称为高次谐波。
1. 4受控源
实际电路中旳受控现象：
Ic
Ib
三极管
Ic Ib
他励直流发电机
If
+
U rIf
U
-
电压控制电压源（VCVS）：
特征方程
+
u2 u1
u1
-
－转移电压比
电流控制电压源（CCVS）：
特征方程
u2 r i1
i1
r－转移电阻
+
μu1 u2
-
+
ri1 u- 2
电压控制电流源（VCCS）：
iS
定义：端电流与电压无关且保持为某一给定函数 旳二端元件。
伏安特征：
iS
i(t) iS (t)
（u为任意值）
i
➢ 电流源旳两种工作状态：
1. 吸收电功率，
p 2 (2 6) 24(W ) （吸收）
2 电路定理
❖2.1 叠加定理
❖2.2 戴维南定理 ❖ 2.3 诺顿定理 ❖ 2.4 最大功率传递定理
2.1 叠加定理
由线性电阻元件、线性受控源及独立源 构成旳电路为线性电阻电路。
若某线性电阻电路有唯一解，则该电路 中任一支路电流和电压均可表达为电路 中全部独立源旳线性组合。
即：一系列振幅不同，频率成整数倍旳正弦波， 叠加后来可构成一种非正弦周期波。
分析中旳u1、u3、u5等等，这些振幅不同、频率 分别是非正弦周期波频率k次倍旳正弦波统称为非正 弦周期波旳谐波，并按照k是非正弦周期波频率旳倍 数分别称为1次谐波(基波)、3次谐波……。
k为奇数旳谐波一般称为非正弦周期函数旳奇次 谐波；k为偶数时则称为非正弦周期波旳偶次谐波。 而把2次以上旳谐波均称为高次谐波。
1. 4受控源
实际电路中旳受控现象：
Ic
Ib
三极管
Ic Ib
他励直流发电机
If
+
U rIf
U
-
电压控制电压源（VCVS）：
特征方程
+
u2 u1
u1
-
－转移电压比
电流控制电压源（CCVS）：
特征方程
u2 r i1
i1
r－转移电阻
+
μu1 u2
-
+
ri1 u- 2
电压控制电流源（VCCS）：
iS
定义：端电流与电压无关且保持为某一给定函数 旳二端元件。
伏安特征：
iS
i(t) iS (t)
（u为任意值）
i
➢ 电流源旳两种工作状态：
1. 吸收电功率，
数字逻辑电路 PPT课件
TTL电路具有较快的开关速度，较强的抗 干扰能力以及足够大的输出摆幅，所以是目前 在各个领域包括医学电子设备中使用最广泛的 逻辑电路系统。实际的集成门电路比这里的要 复杂些，在输出端还有放大器和跟随器，用来 保证逻辑电平符合要求，增加负载能力。
在一个实际的数字系统中，往往需要能实现多种
多样逻辑功能的门电路，只有一种与非门作为基本单 元使用起来显然是不方便的。在TTL门电路的系列产 品中，常用的还有或非门、与或非门、与门、或门等 等。虽然门电路的种类很多，但它们或者是由与非门 稍加改动得到的，或者是由与非门中的若干部分组合 成的，有的就是与非门的一部分。如，与非门只有一 个输入端时成了非门；在与非门后再连一个非门成了 与门；在与非门前面对于每个输入端各接一个非门成 了或门。可以说与非门可以完成一切逻辑运算。因此， 只要掌握与非门典型电路的工作原理和分析方法，就 不难对其它形式的门电路进行分析了。
2. 或门电路 上图为简单的具有两个输入端的二极管或门电路、常用
逻辑符号、逻辑表达式及真值表。 其中A、B分别为两个输入端，F为输出端。这种电路之
所以能实现或运算，是因为输出端的电平被最高电平的输入 端钳位，只要输入端有一个高电平时，输出就是高电平。也 就是说输入有一个为1时，输出即为1。输入端全为0时，输 出才为0。
阐述逻辑控制、脉冲计数和数字显示的基本原 理，介绍常用的计数器和A/D、D/A转换器。
主要内容
第一节 基本逻辑电路 第二节 双稳态触发器 第三节 脉冲的计数和显示 第四节 数模和模数转换
第一节 基本逻辑电路
所谓逻辑是指“条件”与“结果”的 关系。逻辑电路(logic circuit)是用电路的 输入信号反映“条件”，用电路的输出信 号反映“结果”。电路的输出与输入之间 构成一定的逻辑关系。
在一个实际的数字系统中，往往需要能实现多种
多样逻辑功能的门电路，只有一种与非门作为基本单 元使用起来显然是不方便的。在TTL门电路的系列产 品中，常用的还有或非门、与或非门、与门、或门等 等。虽然门电路的种类很多，但它们或者是由与非门 稍加改动得到的，或者是由与非门中的若干部分组合 成的，有的就是与非门的一部分。如，与非门只有一 个输入端时成了非门；在与非门后再连一个非门成了 与门；在与非门前面对于每个输入端各接一个非门成 了或门。可以说与非门可以完成一切逻辑运算。因此， 只要掌握与非门典型电路的工作原理和分析方法，就 不难对其它形式的门电路进行分析了。
2. 或门电路 上图为简单的具有两个输入端的二极管或门电路、常用
逻辑符号、逻辑表达式及真值表。 其中A、B分别为两个输入端，F为输出端。这种电路之
所以能实现或运算，是因为输出端的电平被最高电平的输入 端钳位，只要输入端有一个高电平时，输出就是高电平。也 就是说输入有一个为1时，输出即为1。输入端全为0时，输 出才为0。
阐述逻辑控制、脉冲计数和数字显示的基本原 理，介绍常用的计数器和A/D、D/A转换器。
主要内容
第一节 基本逻辑电路 第二节 双稳态触发器 第三节 脉冲的计数和显示 第四节 数模和模数转换
第一节 基本逻辑电路
所谓逻辑是指“条件”与“结果”的 关系。逻辑电路(logic circuit)是用电路的 输入信号反映“条件”，用电路的输出信 号反映“结果”。电路的输出与输入之间 构成一定的逻辑关系。
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4. 各种表示方法间的相互转换
（1）逻辑函数式→真值表 举例：例1-6（P9） （2）逻辑函数式→逻辑图 举例：例1-7（P10） （3）逻辑图→逻辑函数式 方法：从输入到输出逐级求取。
举例：例1-8（P10）
（4）真值表→函数式
方法：将真值表中Y为 1 的输入变量相与，取 值为 1 用原变量表示，0 用反变量表示， 将这 些与项相加，就得到逻辑表达式。这样得到的 逻辑函数表达式是标准与－或逻辑式。
断开为0；灯为Y，灯亮为1，灭为0。
真值表
AB Y 00 0 01 1 10 1 11 1
由“或”运算的真值表可知
“或”运算法则为：
有1出
0＋0 = 0 1＋0 = 1
1
0＋1 = 1 1＋1 = 1
全0为
0
⒊ 表达式
逻辑代数中“或”逻辑关系用“或”运算 描述。“或”运算又称逻辑加，其运算符为 “＋”或“ ”。两变量的“或”运算可表示
0
卡诺图是一 种用图形描 述逻辑函数
的方法。
00 0 01 0 11 0
10 1
例：函数 F=AB + AC
ABC F
000 0
1 001 1 010 0
1 011 1
1 100 1
0
101 1 110 0
1 111 0
1.逻辑函数式
特点：
例：函数 F=AB + AC
（1）便于运算； （2）便于用逻辑图实现； （3）缺乏直观。
真值表
K
Y
0
1
1
0
由“非”运算的真值表可知 “非”运算法则为：
0 =1 1 =0
⒊ 表达式
“非”逻辑用“非”运算描述。“非”运 算又称求反运算，运算符为“－”或“¬”， “非”运算可表示为：
（1）逻辑函数式→真值表 举例：例1-6（P9） （2）逻辑函数式→逻辑图 举例：例1-7（P10） （3）逻辑图→逻辑函数式 方法：从输入到输出逐级求取。
举例：例1-8（P10）
（4）真值表→函数式
方法：将真值表中Y为 1 的输入变量相与，取 值为 1 用原变量表示，0 用反变量表示， 将这 些与项相加，就得到逻辑表达式。这样得到的 逻辑函数表达式是标准与－或逻辑式。
断开为0；灯为Y，灯亮为1，灭为0。
真值表
AB Y 00 0 01 1 10 1 11 1
由“或”运算的真值表可知
“或”运算法则为：
有1出
0＋0 = 0 1＋0 = 1
1
0＋1 = 1 1＋1 = 1
全0为
0
⒊ 表达式
逻辑代数中“或”逻辑关系用“或”运算 描述。“或”运算又称逻辑加，其运算符为 “＋”或“ ”。两变量的“或”运算可表示
0
卡诺图是一 种用图形描 述逻辑函数
的方法。
00 0 01 0 11 0
10 1
例：函数 F=AB + AC
ABC F
000 0
1 001 1 010 0
1 011 1
1 100 1
0
101 1 110 0
1 111 0
1.逻辑函数式
特点：
例：函数 F=AB + AC
（1）便于运算； （2）便于用逻辑图实现； （3）缺乏直观。
真值表
K
Y
0
1
1
0
由“非”运算的真值表可知 “非”运算法则为：
0 =1 1 =0
⒊ 表达式
“非”逻辑用“非”运算描述。“非”运 算又称求反运算，运算符为“－”或“¬”， “非”运算可表示为：
数字逻辑教学课件数字电路
加密解密：数字电路可以用于实 现加密解密，保护通信内容的安 全性。
添加标题
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调制解调：数字电路可以用于调 制解调，将数字信号转换为模拟 信号，或者将模拟信号转换为数 字信号。
数字滤波：数字电路可以用于实 现数字滤波，对通信信号进行滤 波处理，提高信号质运算功能，如与、 或、非等。
组合逻辑电路的设计方法
列出真值表 写出逻辑表达式 画出逻辑图 进行仿真验证
组合逻辑电路的分析方法
列出逻辑表达式
计算逻辑表达式的值
根据逻辑表达式画出逻辑图
分析逻辑电路的功能
05
时序逻辑电路
时序逻辑电路的基本概念
时序逻辑电路的组成和功能
时序逻辑电路的定义和特点
确定故障部位。
YOUR LOGO
THANK YOU
汇报人：PPT
数字电路的故障排除方法
观察法：通过观察电路 板上的元件是否有明显 的损坏或异常现象，如 烧焦、断裂、变色等， 以初步判断故障部位。
电阻法：通过测量电路 板上的元件阻值，判断 元件是否正常，如电阻、
电容等。
电压法：通过测量电路 板上的关键点电压，判 断电路是否正常工作， 如电源电压、芯片输入
输出电压等。
波形法：通过示波器等 仪器测量电路中的信号 波形，判断电路是否正 常工作，如时钟信号、
数据传输信号等。
替换法：通过替换可疑 元件或集成电路，判断 故障部位，以排除故障。
隔离法：通过断开部分 电路或连接线，缩小故 障范围，以确定故障部
位。
逻辑分析法：通过分析 数字电路的逻辑关系和 工作原理，结合故障现 象进行推理和分析，以
时序逻辑电路的分析方法和 步骤
第7章数字逻辑基础
AB Y 00 1 01 0 10 0 11 1
三、逻辑函数及其表示方法
1.逻辑变量和逻辑函数 在数字系统中，开关的接通与断开，电压的高和低 ，信号的有和无，晶体管的导通与截止等两种稳定的物理 状态，均可用1和0这两种不同的逻辑值来表征，这种仅有 两个取值的自变量称为逻辑变量，通常用字母A、B、 C…来表示。 如果对应于输入逻辑变量A、B、C、…的每一组确 定值，输出逻辑变量Y就有唯一确定的值，则称Y是A、B 、C、…的逻辑函数。记为：
YA BA BA B
异或运算
AB Y 00 0 01 1 10 1 11 0
异或逻辑运算的规则：相同为0，相异为1。
5.同或运算
所谓同或运算，是指两个输入变量取值相同时输出为1， 取值不相同时输出为0。 逻辑表达式：
式中，符号“⊙”表示同或运算，读作“同或”。 同或运算
同或逻辑运算的规则：相同 为1，相异为0
起来的逻辑代数式。它是数字电路输入量与输出量 之间逻辑函数关系的表达式，也称函数式或代数式。 优点：形式简洁，书写方便，直接反映了变量间 的运算关系，便于用逻辑图实现该函数。
例7-4 写出如图所示逻辑图的函数表达式。
解：根据门电路的逻辑符号和对应的逻辑运算， 由前向后逐级推算，即可写出输出函数Y的表达式
（128）8=（1×82+2×81+8×80）10 =（64+16+8）10 =（88）10
（5D）16=（5×161+13×160）10 =（80+13）10 =（93）10
2.十进制数转换二进制
例7-2 求[29]10=[
]2。“除2取余法”
2
29
…余1
底位
2
14
数字逻辑电路大全PPT课件(2024版)
第6页/共48页
Rb1 4kΩ
Rc 2 1.6kΩ
Vc 2
1
+VCC（ +5V） Rc4 130Ω
3
T2 4
1
3
A
31
2T2
D Vo
B
T1
C
Ve 2
1
3
2T 3
Re2
1kΩ
输入级
中间级
输出级
第7页/共48页
2．TTL与非门的逻辑关系
（1）输入全为高电平3.6V时。
T2、T3导通，VB1=0.7×3=2.1（V ），
列。 6 ． 74AS 系 列 —— 为 先 进 肖 特 基 系
列， 它是74S系列的后继产品。 7．74ALS系列——为先进低 功耗肖特基系列， 是74LS系列的后继产品。
第30页/共48页
2.3
一、 NMOS门电路 1．NMOS非门
MOS逻辑门电路
VDD (+12V)
VDD (+12V)
VDD (+12V)
0.4V
高 电 平 噪 声 容 限 第1V5页NH/共＝48V页OH （ min ） - VON ＝ 2.4V-2.0V ＝
四、TTL与非门的带负载能力
1．输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH （1）输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端
接低电平时，从门电路输入端流出的电流。
& Vo G0
呈 现 高 阻 ， 称 为 高 阻 态 ， 或 禁 止 态+V。CC
Rc2
Rc4
Rb1
Vc2 1
3
T2 4
A
&
B
L
EN