7第十三章 门电路和组合逻辑电路1111111

晶体管的开关作用是( )。 (a) 饱 合 时 集— 射 极 接 通， 截 止 时 集— 射 极 断 开 — — (b) 饱 合时 集— 射 极 断 开， 截 止 时 集— 射 极 接 通 (c) 饱 合 和 截 止 时 集— 射 极 均 断 开 数 字 电 路 中 的 工 作 信 号 为( (a) 随 时 间 连 续 变 化 的 电 信 号 (c) 直 流 信 号 )。 (b) 脉 冲 信 号
第 13章 章
门电路和组合逻辑电路
1 数字电路的基础知识 2 门电路及逻辑关系 3 逻辑代数及运算规则 4 5 逻辑函数的表示法 组合逻辑电路
13.1 数字电路的基础知识
模拟信号 模拟 模拟信号 V(t)
电路
幅度随时间连续变化的信号 t 数字信号 数字 数字信号
高电平
V(t) 1
电路
幅度随时间是跳跃变化 +5V 1 0 1 0 R F K K断开
与非门
见0为1 全1为0
Y
例子
逻 辑 图 和 输 入 A，B 的 波 形 如 图 所 示， 分 析 在 t1 时 刻 输 出 F 为( )。 (a) 0 (b) 1 (c) 不 定
A
1
1
&
A
0 0
1
F
B t1
B
1
1
例子
已知”异或”门两输入A，B的波形如下图所示。试画出 输出F的波形图，出状态表及逻辑式，画出逻辑图。
F
画出
F = AB + (A + B )C
的 逻 辑 图。
A B
&
≥1
C &
≥1
1
F
问题3：逻辑式 逻辑图 问题 ：逻辑式→逻辑图
Y = ABC + ABC + ABC + ABC
Y = ABC + ABC+ ABC + ABC = AB+ ABC + ABC = AB+ BC + ABC = AB+ BC + CA = AB BC CA
A B
&
Y
A B
≥1
Y
? +5V Y=AB=A • B •1 •B
1. 逻辑代数运算法则
交换率： 交换率： 结合率： 结合率： 分配率： 分配率： 反演率： 反演率：
AB= BA
ABC = (AB)C = A(BC)
A(B + C) = AB + AC
A + B = B+ A
A + B+ C = (A + B) + C = A + (B+ C)
A B
& & & &
C
Y
13.4.2 组合逻辑电路的分析 已知组合逻辑电路图，确定它们的逻辑功能。 已知组合逻辑电路图，确定它们的逻辑功能。 分析步骤： 分析步骤： 写出逻辑函数表达式； (1) 根据逻辑图 → 写出逻辑函数表达式； ) 表达式化简或变换； (2) → 表达式化简或变换； ) (3) →列出状态表； 列出状态表； ) 列出状态表 (4) 确定逻辑电路的功能。 ) 确定逻辑电路的功能。
13.2 门电路的基本概念
门电路： 门电路：实现各种逻辑关系的电路 与 或 非
基本逻辑关系
基本逻辑关 系的扩展
与非 或非 异或
TTL — 晶体管-晶体管逻辑集成电路 晶体管MOS — 金属氧化物半导体场效应管集成电路
（1）与门
则 与逻辑关系 有0 则0, 全1则1 真值表 A B 0 0 0 1 1 0 1 1 与门符号:
+5 V TTL门电路的主要技术参数 TTL门电路的主要技术参数 符号： 符号： R4 R2 R1 A 输出高电平: 3.4V---4V 1) 输出高电平: 3.4V--4V 以上 T3 T1 & Y B A 输出低电平: 0.3V--0.4V以下 输出低电平: 0.3V--0.4V以下 T4 T2 --0.4V Y B C 阈值电压： 2) 阈值电压：UTH=1.4V C T5 内部电路 高电平 表示式： ABC Y= R3 R5
真值表 A B Y 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 异或门符号: A B 1 1
A
&
AB
Y ≥1
B
&
A B
=1
Y
AB
表示式 Y = A⊕B
Y = AB+ AB
= AB+ AB
0 1 0 1
例：如图所示 (1)ABC=000 (1)ABC=000 ，则Y＝ (2)ABC=010 (2)ABC=010 ，则Y＝ (3)ABC=011 (3)ABC=011 ，则Y＝ (4)ABC=111 (4)ABC=111 ，则Y＝
逻辑式方法： 状态表→逻辑式方法： (1)状态表 )
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 Y 0 0 0 1 0 1 1 1 (1) 在状态表中选 ) 在状态表中选Y= 1的变量组合 的变量组合 变量组合为一逻辑乘 (2)每行变量组合为一逻辑乘 )每行变量组合为一逻辑 变量为1 的写成原变量 变量为 的写成原变量 变量为0 的写成反变量 变量为 的写成反变量 ) ABC (3) 乘积乘 相或 →函数式
A B C
=1
A⊕B
=1
Y
Y = (A⊕B) ⊕C
门电路小结
门电路 非门 与门 与非门 或门 或非门 异或门 符号 A A B A B A B A B A B 1 &
& ≥1 ≥1 =1
表示式 Y Y Y Y Y Y Y= A Y=AB Y= AB Y=A+B Y= A+B A⊕ Y= A⊕B
3. TTL 门电路（与非门） 门电路（
三极管、场效应管、 模：三极管、场效应管、集成运算放大器 基本元件： 基本元件： 逻辑门电路、 数：逻辑门电路、触发器 基本电路: 基本电路: 信号放大及运算、信号处理、信号发生… 模：信号放大及运算、信号处理、信号发生 组合逻辑电路、时序电路、 数：组合逻辑电路、时序电路、A/D 、D/A
例子
数 字 电 路 中 晶 体 管 大 多 工 作 于( (a) 放 大 状 态 (b) 开 关状 态 )。 (c) 击 穿状 态
74LS00管脚图： 74LS00管脚图： 管脚图
14 13 12 & & 1 2 3 4 5 11 10 9 & 8
VO
外形
VCC +5V
低电平 VI
& 6 7
四2输入与非门
UTH=1.4V
地GND
13.2.1题 P366） 试画出图中Y的波形。 13.2.1题（P366） 试画出图中Y的波形。
A + BC = (A + B)(A + C)
A + B = AB
A+ B = AB
AB = A + B
A B=A+B
例子： 用与非门实现其他门
Y = A += ABA AB Y B= = B
A BB
A
& & & &
Y &
Y
1. 逻辑代数运算法则
吸收率： 吸收率：
A( A + B) = A
A(A + B) = AB
A + AB = A
A + AB = A + B
AB + AB = A
A + AB = A + B
2. 逻辑函数的化简 [例 1] 应用逻辑代数运算法则化简下列逻辑式： ] 应用逻辑代数运算法则化简下列逻辑式： Y = ABC + ABD + ABC + CD + B D [解] Y = B(AC + AC + D + DA) + CD
A
≥1
Y
A B Y
B
（3）非门
非逻辑关系
真值表 A 0 1 Y 1 0 是0 则1, 是1 则0 非门符号: A +5V
Y
A
1
Y
表示式
Y= A
（4）与非门
与非逻辑关系 与非逻辑关系
真值表 A B 0 0 0 1 1 0 1 1 Y 1 1 1 0 有0 则1, 全1则0 则 与非门符号:
A B
&
低电平
0
上跳沿 下跳沿
t
高电位用 1 表示 逻辑值： 逻辑值 低电位用 0 表示 K闭合
例如：某时间段内出现50个脉冲表示K动作50次.
13.1 数字电路的基础知识
模拟电路与数字电路的区别 研究大小、相位、 输出与输入 模：研究大小、相位、失真等方面关系 研究输出与输入间的逻辑关系(二值) 信号关系 数：研究输出与输入间的逻辑关系(二值) 三极管状态 模：工作在线性放大区 数：工作在开关状态
1
Y
A
&
Y
B 表示式 Y= AB
例：输入A、B波形如图所示, 请画出输出Y的波形。 输入A 波形如图所示, 请画出输出Y的波形。
A B
A
&
Y B Y
（5）或非门
或非逻辑关系 或非逻辑关系
真值表 A B 0 0 0 1 1 0 1 1 Y 1 0 0 0 有1 则0, 全0则1 则 或非门符号:
A
≥1
= B(AC + A C + D + A ) + CD
= B(AC + D + A) + CD