电子技术基础门电路及组合逻辑电路

图 7-17CMOS 传输门
图 7-18 CMOS 模拟开关
教
学 科 电子 技术 基础 第 七 章 第 三 节
案
用
纸
审 批 签 字
门电路及组合逻辑电路 逻辑代数基础
授 课 时 数 授 课 时 间 教 学 目 的 教 学 重 点 和 难 点 复 习 提 问 教 具 3，4 学
2
授 课 方 法 2009.11.27
课外作业题号 教 一、组织教学 二、前课复习：双向晶闸管的特性。 三、新课导入：电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术两部分，前面我们学 习的是模拟电子技术，这章开始学习数字逻辑电路，数字电子技术最基本的 是逻辑门电路，首先我们来了解分立元件门电路。 四、新课讲解：详见附页 五、知识点总结回顾 学 内 容 、 方 法 和 过 程 附 记
图 7-2 “与”逻辑符号 图 7-3 二极管“与”门电路 与门的逻辑功能为“全 1 出 1，有 0 出 0” 。 二、 “或”逻辑门电路 1．或逻辑关系 如图 7-4 所示电路， 只要开关 A 和 B 中任意一个接通， 灯 Y 就能亮， 只有当两个开关都断开时， 灯 Y 亮。即要使 Y 亮（结果） ，开关 A 和 B 就必须有一个或几个接通（只要有一个或一个以上 条件具备） ，这种逻辑关系称为“或” 。
6
2
1
根据以上可得 (37)D=(100101)B 4．码制 在数字电子计算机等系统中,各种数据都要转换为二进制代码才能进行处理， 而日常生活中却习 惯于使用十进制数，因此就产生了用四位二进制代码来表示一位十进制数的方法，这样就得到 四位二进制代码称为二—十进制代码，简称 BCD 码。 （1）自然二进制码
图 7-16a NMOS 管 图 7-16b PMOS 管 2．几种 CMOS 集成电路 常见的有 CMOS“非”门、CMOS“与非”门和 CMOS“或非”门，它们的逻辑功能与前面由 分立元件构成的同类门电路相同，其逻辑符号也一样。 3．CMOS 传输门和模拟开关 CMOS 传输门是一种控制信号能否通过的电子开关，具有对要传送的信号电平允许通过和禁止 通过的功能，逻辑符号如图 7-17 所示。 如果将 CMOS 传输门和反相器像图 7-18 连接，就构成一个双向模拟开关。
§7-2 集成门电路
一、TTL 集成“与非”门电路 如图 7-13 所示，为 TTL 集成“与非”门的组成电路，它由输入级、中间级和输出级三部分组 成。
图 7-13 TTL“与非”门电路 TTL 与非门电路的工作原理： 当全部输入端为高电平时，输出低电平；任一输入端为低电平时，输出高电平。 二、MOS 集成门电路 MOS 门电路以绝缘栅场效应管为基本元件组成， MOS 场效应管有 PMOS 和 NMOS 两类。 CMOS 门电路由 PMOS 和 NMOS 组成的互补对称逻辑门电路。它具有集成度更高、功耗更低、抗干 扰能力更强、扇出系数更大等优点。 1．MOS 管特点 （1）NMOS 管 增强型 NMOS 管的电路符号如图 7-16a 所示。当 UGS≥UT 时，NMOS 管导通，漏极 D 与源极 S 间等效为一闭合的开关。反之，NMOS 管截止，D 与 S 间等效为一断开的开关。 （2）PMOS 管 增强型 PMOS 管的电路符号如图 7-16b 所示。 PMOS 管与 NMOS 管相反。 当 UGS≤UT 时， PMOS 管导通，D 与 S 间等效为一闭合的开关。反之，等效为一断开的开关。
“异或”门的逻辑功能为“相同出 0，不同出 1” 。
教
学 科 电子 技术 基础 第 七 章 第 二 节
案
用
纸
审 批 签 字
门电路及组合逻辑电路 集成门电路
授 课 时 数 授 课 时 间 教 学 目 的 教 学 重 点 和 难 点 复 习 提 问 教 具
2
授 课 方 法 2009.11.24
讲授，示范 授 课 班 级 08 数控
“与非”门的逻辑功能为“有 0 出 1，全 1 出 0” 。
图 7-10 与非门逻辑符号 图 7-11 或非门逻辑符号 图 7-12 异或门逻辑符号 2． “或非”门 在“或”门之后接一个“非”门，就构成了“或非”门，其逻辑符号如图 7-11 所示。 “或非”门的逻辑表达式为：Y= A B “或非”门逻辑真值表见表 7-5。 表 7-5 条 A 端输入电平 0 0 1 1 件 B 端输入电平 0 1 0 1 “或非”门真值表 结 1 0 0 0 果 Y 端输出电平
自然二进制码是用一定位的二进制数来表示十进制数， 表 7—10 为 20 以内的十进制数与二进制 数之间的关系。 表 7—10 20 以内的十进制数与二进制书之间的关系 十 进 制 数 0 1 2 3 二 进 制 数 0 1 10 11 十 进 制 数 4 5 6 7 二 进 制 数 100 101 110 111 十 进 制 数 8 9 10 11 二 进 制 数 1000 1001 1010 1011 十 进 制 数 12 13 14 15 二 进 制 数 1100 1101 1110 1111 十 进 制 数 16 17 18 19 二 进 制 数 10000 10001 10010 10011
“或非”门的逻辑功能为“有 1 出 0，全 0 出 1” 。 3． “异或”门 “异或”门逻辑符号如图 7-12 所示， “异或”门的逻辑表达式为：Y=A B + A B=A B “异或”门真值表见表 7-6。 表 7-6 “异或”门真值表 条 A 端输入电平 0 0 1 1 件 B 端输入电平 0 1 0 1 结 0 1 1 0 果 Y 端输出电平
图 7-7 “非”逻辑关系图 图 7-8 “非”逻辑符号 图 7-9 三极管非门电路 四、复合逻辑门电路 上述三种门电路是最基本的逻辑门电路，将这三种门电路进行适当的组合就能构成各种复合门 电路。 1． “与非”门 在“与”门之后接一个“非”门，就构成了“与非”门，其逻辑结构和逻辑符号如图 7-10 所示。 “与非”门逻辑表达式为：Y= AB 与非门真值表见表 7-4。 表 7-4 条 A 端输入电平 0 0 1 1 件 B 端输入电平 0 1 0 1 “与非”门真值表 结 1 1 L 集成“与非”门电路。 难点：TTL 集成“与非”门电路原理。 与、或、非三种基本逻辑关系？
课外作业题号 教 一、组织教学 二、前课复习：与、或、非三种逻辑功能以及对应的真值表。 三、新课导入：前面我们介绍的是由分立元件组成的逻辑门电路，这节课我们学 习由集成电路构成的门电路。 四、新课讲解：详见附页 五、知识点总结回顾 学 内 容 、 方 法 和 过 程 附 记
教
学 科 电子 技术 基础 第 七 章 第 一 节
案
用
纸
审 批 签 字
门电路及组合逻辑电路 分立元件门电路
授 课 时 数 授 课 时 间 教 学 目 的 教 学 重 点 和 难 点 复 习 提 问 教 具
2
授 课 方 法 2009.11.24
讲授，示范 授 课 班 级 08 数控
使学生掌握与、或、非三种基本逻辑关系，了解真值表。 重点：与、或、非三种基本逻辑及其对应的真值表。 难点：与、或、非三种基本逻辑。 双向晶闸管的特性是什么？ 与、或、非逻辑电路模块。
用符号“1”表示开关的通和灯的亮， “0”表示开关的断和灯灭，可得表 7-2 的真值表。 表 7-2 或逻辑真值表 条 A 端输入电平 0 1 0 1 件 B 端输入电平 0 0 1 1 结 0 1 1 1 果 Y 输出电平
这种逻辑关系也可用逻辑表达式表示为：Y=A+B 逻辑或又称为逻辑加。 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1 实现逻辑或运算的电路称为或门，逻辑符号如图 7-5 所示。 2．二极管“或”门电路 实现或逻辑关系的电路叫做或门电路。 图 7-6 所示电路为二极管组成的“或”门电路。
表 7-1 中，A、B 表示逻辑条件，又称为“逻辑变量” ，Y 表示逻辑结果。将结果与变量之间的 关系用函数式子表示，就得到与门的逻辑函数表达式为： Y=A·B 式中， “· ”读作“与” ，上式读作 Y 等于 A 与 B，也可写作 Y=AB。 逻辑与又称为逻辑乘。 0·0=0 0·1=0 1·0=0 1·1=1 实现逻辑与运算的电路称为“与”门，这种逻辑关系也可用电路符号表示如图 7-2。 2．二极管“与”门电路 实现与逻辑关系的电路叫做与门电路。 二极管具有导通和截止两种状态， 即具有开关特性。 利用二极管的开关特性可以构成二极管 “与” 门电路。由二极管组成的与门电路如图 7-3 所示。
图 7-4 “或”逻辑关系图 图 7-5 “或”逻辑符号 图 7-6 二极管“或”门电路 或门的逻辑功能为“全 0 出 0，有 1 出 1” 。 三、 “非”门电路 1． “非”逻辑关系 在图 7-4 中，开关 A 与灯 Y 并联，当开关 A 断开时，灯 Y 亮；当开关 A 接通时，灯 Y 灭。要 使灯 Y 亮（结果） ，开关 A 总是呈相反的状态。这种逻辑关系成为“非” 。 表 7-3 为非逻辑真值表。 表 7-3 非逻辑真值表 条 0 1 这种逻辑关系的表达式为：Y= A 实现非运算的电路称为非门，逻辑符号如图 7-8。 2．三极管“非”门电路 利用三极管可以构成三极管非门电路，图 7-9 所示为三极管非门电路。图中，三极管工作在饱 和或截止两种状态。 非门的逻辑功能为“有 0 出 1，有 1 出 0” 。 件 结 1 0 果 A 端输入电平 Y 端输出电平
§7-1 分立元件门电路
一、 “与”门电路 1．与逻辑关系 如图 7-1 所示，只有当开关 A、B 同时接通时，灯 Y 才亮，否则 Y 不会亮。即要使灯 Y 亮（结 果） ，开关必须同时接通（条件全部具备） ，这种逻辑关系称为“与” 。
图 7-1 如果我们利用符号“1”表示开关的通和灯亮， “0”表示开关断和灯灭，可得表 7-1。这种利用 “1” 、 “0”表示条件的所有组合和对应结果的表格称为“真值表” 。 表 7-1 与逻辑真值表 条件 A 端输入电平 0 0 1 1 B 端输入电平 0 1 0 1 结果 Y 端输出结果 0 0 0 1