门电路和组合逻辑电路
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解
8.1逻辑代数基础知识
二进制整数转换为十六进制数的方法是：将二进制整数从最低 位开始，每四位一组，将每组都转换为一位的十六进制数。 例8-3 写出二进制数10011101010的十六进制表示。 解 因为 0100 1110 1010 ↓ ↓ ↓ 4 E A 所以，（10011101010）2=（4EA）16 ②十六进制整数转换为二进制数 十六进制整数转换为二进制数的方法是：将十六进制整数的每 解 因为 3 B 9 ↓ ↓ ↓
8.1逻辑代数基础知识
第三步：根据题义及上述规定列出函数的真值表如表8-8所示。 一般地说，若输入逻辑变量A、B、C„的取值确定以后，输出 逻辑变量L的值也唯一地确定了，就称L是A、B、C的逻辑函 数，写作： L=f（A，B，C„） 逻辑函数与普通代数中的函数相比较，有两个突出的特点： （1）逻辑变量和逻辑函数只能取两个值0和1。 （2）函数和变量之间的关系是由“与”、“或”、“非”三 种基本运算决定的。 2．逻辑函数的表示方法 逻辑函数的表示方法主要有三种，它们是真值表、函数表达 式和逻辑图。
8.1.1概述
逻辑代数是一种描述客观事物间逻辑关系的数学方法，它是英 国数学家乔治•布尔创立的，所以又称布尔代数，该函数表达 式中逻辑变量的取值和逻辑函数值都只有两个值，即0和1。这 两个值不具有数量大小的意义，仅表示客观事物的两种相反的 状态，如开关的闭合与断开；晶体管的饱和导通与截止；电位 的高与低；真与假等。数字电路在早期又称为开关电路，因为
第八章 门电路和组合逻辑电路
8.1逻辑代数基础知识 8.2基本逻辑门电路 8.3组合逻辑电路的分析与设计 8.4常用组合逻辑器件
8.1逻辑代数基础知识
数字电路是电子电路中的一类，它与模拟电路不同，数字电路 处理的信号是离散变化的脉冲信号，而模拟电路处理的是连续 变化的模拟信号。因为逻辑代数是分析和研究数字逻辑电路的 基本工具，而逻辑门电路是构成数字电路的基本单元，故本章 在介绍了逻辑代数的基础知识后，讲述了逻辑门电路及其构成， 最后介绍了组合逻辑电路的分析和设计方法以及常用的中小规 模组合逻辑器件。
解
8.1逻辑代数基础知识
二进制整数转换为十六进制数的方法是：将二进制整数从最低 位开始，每四位一组，将每组都转换为一位的十六进制数。 例8-3 写出二进制数10011101010的十六进制表示。 解 因为 0100 1110 1010 ↓ ↓ ↓ 4 E A 所以，（10011101010）2=（4EA）16 ②十六进制整数转换为二进制数 十六进制整数转换为二进制数的方法是：将十六进制整数的每 解 因为 3 B 9 ↓ ↓ ↓
8.1逻辑代数基础知识
第三步：根据题义及上述规定列出函数的真值表如表8-8所示。 一般地说，若输入逻辑变量A、B、C„的取值确定以后，输出 逻辑变量L的值也唯一地确定了，就称L是A、B、C的逻辑函 数，写作： L=f（A，B，C„） 逻辑函数与普通代数中的函数相比较，有两个突出的特点： （1）逻辑变量和逻辑函数只能取两个值0和1。 （2）函数和变量之间的关系是由“与”、“或”、“非”三 种基本运算决定的。 2．逻辑函数的表示方法 逻辑函数的表示方法主要有三种，它们是真值表、函数表达 式和逻辑图。
8.1.1概述
逻辑代数是一种描述客观事物间逻辑关系的数学方法，它是英 国数学家乔治•布尔创立的，所以又称布尔代数，该函数表达 式中逻辑变量的取值和逻辑函数值都只有两个值，即0和1。这 两个值不具有数量大小的意义，仅表示客观事物的两种相反的 状态，如开关的闭合与断开；晶体管的饱和导通与截止；电位 的高与低；真与假等。数字电路在早期又称为开关电路，因为
第八章 门电路和组合逻辑电路
8.1逻辑代数基础知识 8.2基本逻辑门电路 8.3组合逻辑电路的分析与设计 8.4常用组合逻辑器件
8.1逻辑代数基础知识
数字电路是电子电路中的一类，它与模拟电路不同，数字电路 处理的信号是离散变化的脉冲信号，而模拟电路处理的是连续 变化的模拟信号。因为逻辑代数是分析和研究数字逻辑电路的 基本工具，而逻辑门电路是构成数字电路的基本单元，故本章 在介绍了逻辑代数的基础知识后，讲述了逻辑门电路及其构成， 最后介绍了组合逻辑电路的分析和设计方法以及常用的中小规 模组合逻辑器件。
门电路和组合逻辑电路
-U
(2) 工作原理 12V
“或” 门逻辑状态表
A B CY
00 00 01 01 10 10 11 11
00 11 01 11 01 11 01 11
输入A、B、C有一个为“1”，输出 Y 为“1”。
输入A、B、C全为低电平“0”，输出 Y 为“0”。
2021/7/17
6
2. 或门电路
逻辑表达式： Y=A+B+C
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2
电平的高低
UCC
一般用“1”和
“0”两种状态
区别，若规定
高电平为“1”，
低电平为“0”
则称为正逻辑。
反之则称为负 逻辑。若无特 0V
殊说明，均采
用正逻辑。
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高电平 1
低电平 0
3
1. 与 门电路
(1) 电路
03V A
DA
DB
03V B
03V C
DC
+U 12V R
在数字电路中，常用的组合电路有加法器、 编码器、译码器、数据分配器和多路选择器 等。下面几节分别介绍这几种典型组合逻辑 电路的使用方法。
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38
加法器
二进制
十进制：0~9十个数码，“逢十进一”。 在数字电路中，为了把电路的两个状态 (“1”
态和“0”态)与数码对应起来，采用二进制。 二进制：0，1两个数码，“逢二进一”。
26
12. 2. 2 组合逻辑电路的设计
根据逻辑功能要求 设计 逻辑电路
设计步骤如下： (1) 由逻辑要求，列出逻辑状态表 (2) 由逻辑状态表写出逻辑表达式 (3) 简化和变换逻辑表达式 (4) 画出逻辑图
门电路和组合逻辑电路
逻辑状态表 表示方法 逻辑式 逻辑图 卡诺图 下面举例说明这四种表示方法。 例：有一T形走廊，在相会处有一路灯，在进入走廊 的A、B、C三地各有控制开关，都能独立进行控制。 任意闭合一个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭； 三个开关同时闭合，灯亮。设A、B、C代表三个开关 （输入变量）；Y代表灯（输出变量）。
第7章 门电路和组合逻辑电路
7.1 脉冲信号
1. 模拟信号
电子电路中的信号
模拟信号
数字信号
模拟信号：随时间连续变化的信号 正弦波信号
t
三角波信号
t
处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流 电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出 信号间的大小及相位关系。 在模拟电路中，晶体管三极管通常工作在放大 区。 2. 脉冲信号 是一种跃变信号，并且持续时间短暂。 尖顶波
2.逻辑式
用“与”“或”“非”等运算来表达逻辑函数的表 达式。 (1)由逻辑状态表写出逻辑式 取 Y=“1”( 或Y=“0” ) 列逻辑式 取 Y = “1” 对应于Y=1，若输入变量为“1”，则取输入变 量本身(如 A )；若输入变量为“0”则取其反变 量。
3. 逻辑图
A
&
Y A B C A BC AB C ABC
B
0 0 1 1 0 0 1 1
C
0 1 0 1 0 1 0 1
Y
1 0 0 0 0 0 0 0
“或”门
“非”门
≥1
A B C
Y
“或非”门 逻辑表达式： Y=A+B+C
有“1”出“0”，全“0”出“1”
例：根据输入波形画出输出波形
A B A B Y1 Y2
&
A Y1 B
第7章 门电路和组合逻辑电路
7.1 脉冲信号
1. 模拟信号
电子电路中的信号
模拟信号
数字信号
模拟信号：随时间连续变化的信号 正弦波信号
t
三角波信号
t
处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流 电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出 信号间的大小及相位关系。 在模拟电路中，晶体管三极管通常工作在放大 区。 2. 脉冲信号 是一种跃变信号，并且持续时间短暂。 尖顶波
2.逻辑式
用“与”“或”“非”等运算来表达逻辑函数的表 达式。 (1)由逻辑状态表写出逻辑式 取 Y=“1”( 或Y=“0” ) 列逻辑式 取 Y = “1” 对应于Y=1，若输入变量为“1”，则取输入变 量本身(如 A )；若输入变量为“0”则取其反变 量。
3. 逻辑图
A
&
Y A B C A BC AB C ABC
B
0 0 1 1 0 0 1 1
C
0 1 0 1 0 1 0 1
Y
1 0 0 0 0 0 0 0
“或”门
“非”门
≥1
A B C
Y
“或非”门 逻辑表达式： Y=A+B+C
有“1”出“0”，全“0”出“1”
例：根据输入波形画出输出波形
A B A B Y1 Y2
&
A Y1 B
电路-门电路和组合逻辑电路
03
门电路的特性
门电路具有输入和输出两个端子，输入信号通过内部逻辑运算得到输出
信号。门电路的特性包括逻辑功能、输入电阻、输出电阻和扇入扇出能
力等。
组合逻辑电路设计
组合逻辑电路
组合逻辑电路由门电路组成，用于实现一组特定的逻辑功能。常见 的组合逻辑电路有编码器、译码器、多路选择器等。
组合逻辑电路设计步骤
波形图分析法
总结词
通过观察信号波形的变化，分析电路的 输入输出关系和信号处理过程。
VS
详细描述
波形图分析法主要用于模拟电路的分析。 通过观察信号波形的形状、幅度、频率等 参数，分析电路对信号的处理过程，如放 大、滤波、调制等。同时，通过比较输入 输出信号的波形，可以理解电路的输入输 出关系和工作原理。
态图等描述电路功能的工具。
04
电路设计方法
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
门电路设计
01
门电路
门电路是数字电路的基本单元，用于实现逻辑运算。常见的门电路有与
门、或门、非门等。
02
门电路设计步骤
根据逻辑需求，选择合适的门电路类型，确定输入和输出信号，然后根
据逻辑关系连接门电路。
逻辑关系
每种类型的门电路都有特定的逻辑关系，例如与门在所有输入为 高电平时输出为高电平，否则输出为低电平。
门电路的应用
01
基本逻辑运算
门电路是实现基本逻辑运算的电 子元件，广泛应用于数字电路和 计算机中。
控制电路
02
03
信号转换
门电路可以用于控制其他电路的 工作状态，实现复杂的控制逻辑。
门电路可以将模拟信号转换为数 字信号，或者将数字信号转换为 模拟信号。
第10章门电路和组合逻辑电路
× 1 × × × × × 0 1 1
× 1 × × × × 0 1 1 1
× 1 × × × 0 1 1 1 1
× 1 × × 0 1 1 1 1 1
× 1 × 0 1 1 1 1 1 1
× 1 0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
第10章 门电路和组合逻辑电路
1．三位二进制(8线－3线)编码器
集成8线-3线优先编码器74LS148的外引脚图， 如图10.20所示。
16
15
14 YEX
13
I3
12 I2
11 I1
10
I0
9
Y0
+VCC YS
74LS148
I4 1 I5 2 I6 3 I7 4 S 5 Y2 6 Y1 7 GND 8
1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
第10章 门电路和组合逻辑电路
2. 二－十进制（10线－4线）编码器
二－十进制编码 器是 将十进制的十个数码0、1、 2、3、4、5、6、7、8、9编 成二进制代码的电路。输入 0~9十个数码，输出对应的 二进制代码，因2n≥10， n 常取4，故输出为四位二进 制代码。这种二进制代码又 称二－十进制代码，简称 BCD码。集成10线－4线先编 码器为74LS147实现了这种 编码，引脚图和逻辑符号如 图10-21a、b所示。
&
Y
图10-2 ―与”门电路
第10章 门电路和组合逻辑电路
―与”逻辑关系又称为逻辑乘，其表达式为 Y=A· =AB B ―与”逻辑真值表
电工学概论之门电路和组合逻辑电路
第13章 门电路和组合逻辑电路
数字电路按照功能的不同分为两类： 组合逻辑电路；时序逻辑电路。
第 13 章 门电路和组合逻辑电路
第 14 章 触发器和时序逻辑电路
第13章 门电路和组合逻辑电路
数字电路按照功能的不同分为两类：组合逻辑电路； 时序逻辑电路。
组合逻辑电路的特点：只由逻辑门电路组成，它的输 出变量状态完全由当时的输入变量的组合状态来决定，而 与电路的原来状态无关，它不具有记忆功能。
第13章 门电路和组合逻辑电路
13.1 基本门电路及其组合
13.1.1 逻辑门电路的基本概念 门电路：实现各种逻辑关系的电路。
分析逻辑电路时只用两种 相反的工作状态，并用 1 或 0 表示。如开关接通用 1 表示， 开关断开用 0 表示。灯亮可用 1 表示，灯灭可用 0 表示。
正逻辑系统：高电位用 1 表示，低电位用 0 表示。
已知组合逻辑电路图，确定它们的逻辑功能。 分析步骤： (1)根据逻辑图，写出逻辑函数表达式 (2)对逻辑函数表达式化简或变换 (3)根据最简表达式列出状态表
(4)由状态表确定逻辑电路的功能
第13章 门电路和组合逻辑电路
[例 2] 分析下图逻辑电路的功能。
& AAB
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱA B
& AB
&Y
&
B AB
Y AABB AB AAB B AB
Ai Bi
Si 全加器
Ci-1
CI CO Ci 逻辑符号
Ci-1：来自低位的进位 Ci：向高位的进位
A( A B) B( A B) AB AB AB
功能：当 A、B 取值不相同时， 输出为 1，是异或门。
A =1
B
数字电路按照功能的不同分为两类： 组合逻辑电路；时序逻辑电路。
第 13 章 门电路和组合逻辑电路
第 14 章 触发器和时序逻辑电路
第13章 门电路和组合逻辑电路
数字电路按照功能的不同分为两类：组合逻辑电路； 时序逻辑电路。
组合逻辑电路的特点：只由逻辑门电路组成，它的输 出变量状态完全由当时的输入变量的组合状态来决定，而 与电路的原来状态无关，它不具有记忆功能。
第13章 门电路和组合逻辑电路
13.1 基本门电路及其组合
13.1.1 逻辑门电路的基本概念 门电路：实现各种逻辑关系的电路。
分析逻辑电路时只用两种 相反的工作状态，并用 1 或 0 表示。如开关接通用 1 表示， 开关断开用 0 表示。灯亮可用 1 表示，灯灭可用 0 表示。
正逻辑系统：高电位用 1 表示，低电位用 0 表示。
已知组合逻辑电路图，确定它们的逻辑功能。 分析步骤： (1)根据逻辑图，写出逻辑函数表达式 (2)对逻辑函数表达式化简或变换 (3)根据最简表达式列出状态表
(4)由状态表确定逻辑电路的功能
第13章 门电路和组合逻辑电路
[例 2] 分析下图逻辑电路的功能。
& AAB
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱA B
& AB
&Y
&
B AB
Y AABB AB AAB B AB
Ai Bi
Si 全加器
Ci-1
CI CO Ci 逻辑符号
Ci-1：来自低位的进位 Ci：向高位的进位
A( A B) B( A B) AB AB AB
功能：当 A、B 取值不相同时， 输出为 1，是异或门。
A =1
B
门电路及组合逻辑电路
6
0110 1001 0101 1100
7
0111 1010 0100 1101
8
1000 1011 1100 1110
9
1001 1100 1101 1111
权 8421
2421
5421 码
0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100 5421
二、复合逻辑运算
1．与非 —— 由与运算 和 非运算组合而 成。
2．或非 —— 由或运算和 非运算组合 而成。
“与非”真值
表 输入
输出
A
B
L
A
0
0
1
0
1
1
B
1
0
1
1
1
0
& L=A·B
“或非”真值Leabharlann 表 输入输出A
B
L
A
≥1
0
0
1
0
1
0
B
1
0
0
1
1
0
L=A+B
3、与或非门 由与门、或门和非门构成与或非门。
逻辑与（逻辑乘）的运算规则为：
+VCC （ +5V）
L=AB
R
D1
3kΩ
000 010 100 111 A
L
D2
与门的输入端可以有多个。下图为一 B
个三输入与门电路的输入信号A、B、
与门电路
C和输出信号F的波形图。
A B C F
2．或运算
A
B
V
L
A
≥1
L=A+B
B
第七章 门电路和组合逻辑电路解读
0 1 0 1
E 1
F AB
输出高阻
0 1 1 1 1
高 1 1 0
E 0
表示任意态
三态门应用： 可实现用一条总线分时传送几
如图所示：
个不同的数据或控制信号。 &
A1 B1
A1 B1 “1” E1 A2 B2 “0” E2 A3 B3 “0” E3
&
总 线
&
三、 集电极开路的“与非”门
可由二极管、晶体管分立元件组成，或集成电路
第一节 分立元件门电路
高电平
采用正逻辑设高电平 UCC （约3V）为1，低电平 （0V）为0；二极管为 理想元件，正向导通管 压降为0V；晶体管工作 在截止或饱和导通状态， 饱和导通时集射极电压
U CE 0
1
低电平 0
0V
一、 二极管“与” 门电路
“与” 门逻辑状态表
+U 12V
A
0 0 0 0 1 1 1 1
B
0 0 1 1 0 0 1 1
C
0 1 0 1 0 1 0 1
F
0 0 0 0 0 0 0 1
R
0V A 3V 0V B 3V 0V C 3V 逻辑表达式：
VDC VDA VDB
F
3V 0V
F=A B C
输入不全为“1”，输出 为“0”
输入全为 “1”，输出为“1”
F=A+B+C
输入有一个 “1”，输出 为“1” 输入全为 “0”，输出 为“0”
即有“1”出 “1”
三、 晶体管“非” 门电 路
+UCC RC
“1” “0” A 截止 饱和
“非” 门逻辑状态表
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(20-14)
在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能 取两个值（二值变量），即：“0”和 “1”，中间值没有任何意义。“0”和 “1”只表示两个对立的逻辑状态。如电 位的高低、开关的开合等。
(20-15)
在逻辑电路中，只有 两种相反的工作状态，即 高电平和低电平，通常用 “1”表示高电平、用“0” 表示低电平。这种表示方 法即为所谓的正逻辑系统。 若用“0”表示高电平、用 “1”表示低电平，即为所 谓的负逻辑系统。一般均 采用正逻辑系统。
第二十章 门电路和组合逻辑电路
(1-0)
第二十章 门电路和组合逻辑电路
§ 20.1 脉冲信号 § 20.2 基本门电路及其组合 § 20.3 TTL门电路 § 20.4 CMOS门电路 § 20.5 逻辑代数 § 20.6 组合逻辑电路的分析和综合 § 20.7 加法器 § 20.8 编码器 § 20.9 译码器和数字显示 § 20.10 数据分配器和数据选择器 § 20.11 应用举例
A条件具备时 ，事件F不发生；A不具 备时，事件F发生。
R
逻辑符号
EA
FA
F
(20-22)
规定: 开关合为逻辑“1”；开关断为逻辑“0”； 灯亮为逻辑“1”；灯灭为逻辑“0”
状态表
AF 01 10
逻辑表达式
FA
逻辑非逻辑反
非逻辑运算规则
01 10
特点：1则0, 0则1
(20-23)
（4）几种常用的逻辑关系
tr
tf
T
实际的矩形波
脉冲幅度：A 脉冲周期：T 脉冲频率：f 脉冲上升沿：tr 脉冲下降沿：tf 脉冲宽度：tp
(20-9)
正脉冲和负脉冲
+3V
0
0
-3V
正脉冲
+3V
3
0
-3V
负脉冲
正脉冲：脉冲跃变后的值 > 初始值 负脉冲：脉冲跃变后的值 < 初始值
(20-10)
晶体管的开关作用
c
b
s
e
开关闭合
(20-1)
数字信号和模拟信号
电
模拟信号 随时间连续变化
子
电
例：正弦波信号、锯齿波信号等。
路
中
数字信号 时间和幅度都是离散的
的
信
例：产品数量的统计、数字表盘
号
的读数、数字电路信号等。
(20-2)
V(t) 模拟信号
t
V(t) 数字信号
高电平 上升沿 t
低电平 下降沿
(20-3)
模拟电路与数字电路比较
• 触发器
基本数字电路：
• 组合逻辑电路 • 时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、
脉冲整形电路） • A/D转换器、D/A转换器
(20-6)
两个数字系统实例
请见书：P215 ~ 216
(20-7)
§20.1 脉冲信号
常见脉冲信号
矩形波 尖顶波
(20-8)
实际的矩形波参数
0.9A
0.5A
A
tP 0.1A
1.电路的特点
模拟电路: 晶体管一般工作在线性放大区； 数字电路: 晶体管工作在开关状态，即工作在
饱和区和截止区。
2.研究的内容
模拟电路主要研究：输入、输出信号间的大小、相 位、失真等方面的关系。主要采用电路分析方 法分析，动态性能用微变等效电路分析。
数字电路主要研究：电路输出、输入间的逻辑关系。 主要的工具是逻辑代数，电路的功能用状态表、 逻辑表达式及波形图表示。
逻辑与或逻辑乘
与逻辑运算规则 0 • 0=0 0 • 1=0 1 • 0=0 1 • 1=1
(20-19)
（2）“或”逻辑
A、B、C 有一个或一个以上条件具 备时，事件F就发生。
逻辑符号 A
E
B C
F
A B
1 F
C
(20-20)
规定: 开关合为逻辑“1”；开关断为逻辑“0”； 灯亮为逻辑“1”；灯灭为逻辑“0”
Vcc
1
高电平：V
可用三极 低电平：V
管代替
0
0V
在数字电路中，电压值为多少并不重要， 只要能判断高低电平即可。
(20-12)
三极管的开关特性
+Ucc
uA
t
R1
A R2
F uF
t
+Ucc
0.3V
(20-13)
§20.2 基本门电路及其组合
§20.2.1 逻辑门电路的基本概念
在数字电路中，我们研究的是电路的 输入和输出之间的逻辑关系，所以数字电 路又称逻辑电路，而相应的研究工具是逻 辑代数（布尔代数），其基本逻辑关系为： 与、或、非。
E
F
逻辑符号
A B
&F
C
(20-18)
规定: 开关合为逻辑“1”；开关断为逻辑“0”； 灯亮为逻辑“1”；灯灭为逻辑“0”
状态表
A BC F 00 0 0 00 1 0 01 0 0 01 1 0 10 0 0 10 1 0 11 0 0 11 1 1
特点：有0则0, 全1则1
逻辑表达式 F=A•B•C
状态表
A BC F 00 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 1 10 0 1 10 1 1 11 0 1 11 1 1
特点：有1则1, 全0则0
逻辑表达式 F=A+B+C
逻辑或或逻辑加
或逻辑运算规则 0 + 0=0 0 + 1=1 1 + 0=1 1 + 1=1
(20-21)
（3）“非”逻辑
(20-4)
模拟电路研究的问题
基本电路元件: 基本模拟电路:
• 晶体三极管 • 场效应管 • 集成运算放大器
• 信号放大及运算 (信号放大、功率放大） • 信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波） • 信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、…）
(20-5)
数字电路研究的问题
基本电路元件： • 逻辑门电路
“与”、“或”、“非”是三种基本的 逻辑关系，任何其它的逻辑关系都可以以 它们为基础表示。
与非：条件
A、B、C都具 备，则F 不发 生。
A
F ABC
B C
&F
(20-24)
或非：条件
A、B、C任一 具备，则F不 发生。
F ABC
A B
1 F
C
异或：条件
A、B有一个具 备，另一个不 具备则F 发生。
1
0
只要能判断高 低电平即可
(20-16)
在数字电路中，门电路是最基本的逻 辑元件，其输入和输出间存在一定的逻 辑关系，它是和基本逻辑关系相对应的 电子电路，主要有：与门、或门、与非 门、或非门、异或门等。
(20-17)
基本逻辑关系：
（1）“与”逻辑 A、B、C条件都具备时，事件F才发生。
A BC
c IC
bT IB e
c
b
s
e
开关断开
放大状态：IC = βIB 饱和状态: βIB > IC(sat) 截止状态：IC ≈ 0
Si： Uce开= 关0.3闭V合 Ge：Uce开= 关0.断1V开
(20-11)
Vcc R
K
K开------VO输出高电平，对应“1” 。
VO
K合------VO输出低电平，对应“0” 。
在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能 取两个值（二值变量），即：“0”和 “1”，中间值没有任何意义。“0”和 “1”只表示两个对立的逻辑状态。如电 位的高低、开关的开合等。
(20-15)
在逻辑电路中，只有 两种相反的工作状态，即 高电平和低电平，通常用 “1”表示高电平、用“0” 表示低电平。这种表示方 法即为所谓的正逻辑系统。 若用“0”表示高电平、用 “1”表示低电平，即为所 谓的负逻辑系统。一般均 采用正逻辑系统。
第二十章 门电路和组合逻辑电路
(1-0)
第二十章 门电路和组合逻辑电路
§ 20.1 脉冲信号 § 20.2 基本门电路及其组合 § 20.3 TTL门电路 § 20.4 CMOS门电路 § 20.5 逻辑代数 § 20.6 组合逻辑电路的分析和综合 § 20.7 加法器 § 20.8 编码器 § 20.9 译码器和数字显示 § 20.10 数据分配器和数据选择器 § 20.11 应用举例
A条件具备时 ，事件F不发生；A不具 备时，事件F发生。
R
逻辑符号
EA
FA
F
(20-22)
规定: 开关合为逻辑“1”；开关断为逻辑“0”； 灯亮为逻辑“1”；灯灭为逻辑“0”
状态表
AF 01 10
逻辑表达式
FA
逻辑非逻辑反
非逻辑运算规则
01 10
特点：1则0, 0则1
(20-23)
（4）几种常用的逻辑关系
tr
tf
T
实际的矩形波
脉冲幅度：A 脉冲周期：T 脉冲频率：f 脉冲上升沿：tr 脉冲下降沿：tf 脉冲宽度：tp
(20-9)
正脉冲和负脉冲
+3V
0
0
-3V
正脉冲
+3V
3
0
-3V
负脉冲
正脉冲：脉冲跃变后的值 > 初始值 负脉冲：脉冲跃变后的值 < 初始值
(20-10)
晶体管的开关作用
c
b
s
e
开关闭合
(20-1)
数字信号和模拟信号
电
模拟信号 随时间连续变化
子
电
例：正弦波信号、锯齿波信号等。
路
中
数字信号 时间和幅度都是离散的
的
信
例：产品数量的统计、数字表盘
号
的读数、数字电路信号等。
(20-2)
V(t) 模拟信号
t
V(t) 数字信号
高电平 上升沿 t
低电平 下降沿
(20-3)
模拟电路与数字电路比较
• 触发器
基本数字电路：
• 组合逻辑电路 • 时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、
脉冲整形电路） • A/D转换器、D/A转换器
(20-6)
两个数字系统实例
请见书：P215 ~ 216
(20-7)
§20.1 脉冲信号
常见脉冲信号
矩形波 尖顶波
(20-8)
实际的矩形波参数
0.9A
0.5A
A
tP 0.1A
1.电路的特点
模拟电路: 晶体管一般工作在线性放大区； 数字电路: 晶体管工作在开关状态，即工作在
饱和区和截止区。
2.研究的内容
模拟电路主要研究：输入、输出信号间的大小、相 位、失真等方面的关系。主要采用电路分析方 法分析，动态性能用微变等效电路分析。
数字电路主要研究：电路输出、输入间的逻辑关系。 主要的工具是逻辑代数，电路的功能用状态表、 逻辑表达式及波形图表示。
逻辑与或逻辑乘
与逻辑运算规则 0 • 0=0 0 • 1=0 1 • 0=0 1 • 1=1
(20-19)
（2）“或”逻辑
A、B、C 有一个或一个以上条件具 备时，事件F就发生。
逻辑符号 A
E
B C
F
A B
1 F
C
(20-20)
规定: 开关合为逻辑“1”；开关断为逻辑“0”； 灯亮为逻辑“1”；灯灭为逻辑“0”
Vcc
1
高电平：V
可用三极 低电平：V
管代替
0
0V
在数字电路中，电压值为多少并不重要， 只要能判断高低电平即可。
(20-12)
三极管的开关特性
+Ucc
uA
t
R1
A R2
F uF
t
+Ucc
0.3V
(20-13)
§20.2 基本门电路及其组合
§20.2.1 逻辑门电路的基本概念
在数字电路中，我们研究的是电路的 输入和输出之间的逻辑关系，所以数字电 路又称逻辑电路，而相应的研究工具是逻 辑代数（布尔代数），其基本逻辑关系为： 与、或、非。
E
F
逻辑符号
A B
&F
C
(20-18)
规定: 开关合为逻辑“1”；开关断为逻辑“0”； 灯亮为逻辑“1”；灯灭为逻辑“0”
状态表
A BC F 00 0 0 00 1 0 01 0 0 01 1 0 10 0 0 10 1 0 11 0 0 11 1 1
特点：有0则0, 全1则1
逻辑表达式 F=A•B•C
状态表
A BC F 00 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 1 10 0 1 10 1 1 11 0 1 11 1 1
特点：有1则1, 全0则0
逻辑表达式 F=A+B+C
逻辑或或逻辑加
或逻辑运算规则 0 + 0=0 0 + 1=1 1 + 0=1 1 + 1=1
(20-21)
（3）“非”逻辑
(20-4)
模拟电路研究的问题
基本电路元件: 基本模拟电路:
• 晶体三极管 • 场效应管 • 集成运算放大器
• 信号放大及运算 (信号放大、功率放大） • 信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波） • 信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、…）
(20-5)
数字电路研究的问题
基本电路元件： • 逻辑门电路
“与”、“或”、“非”是三种基本的 逻辑关系，任何其它的逻辑关系都可以以 它们为基础表示。
与非：条件
A、B、C都具 备，则F 不发 生。
A
F ABC
B C
&F
(20-24)
或非：条件
A、B、C任一 具备，则F不 发生。
F ABC
A B
1 F
C
异或：条件
A、B有一个具 备，另一个不 具备则F 发生。
1
0
只要能判断高 低电平即可
(20-16)
在数字电路中，门电路是最基本的逻 辑元件，其输入和输出间存在一定的逻 辑关系，它是和基本逻辑关系相对应的 电子电路，主要有：与门、或门、与非 门、或非门、异或门等。
(20-17)
基本逻辑关系：
（1）“与”逻辑 A、B、C条件都具备时，事件F才发生。
A BC
c IC
bT IB e
c
b
s
e
开关断开
放大状态：IC = βIB 饱和状态: βIB > IC(sat) 截止状态：IC ≈ 0
Si： Uce开= 关0.3闭V合 Ge：Uce开= 关0.断1V开
(20-11)
Vcc R
K
K开------VO输出高电平，对应“1” 。
VO
K合------VO输出低电平，对应“0” 。