基本逻辑门电路
基本逻辑门电路
=2V。
D(1 .4V,0.3V)
2 .0
1 .5
E(3 .6V,0 .3V)
1 .0
（5）阈值电压Vth——电压传输V O L特（ m a性x ）0 .5的0过.4V 渡区D 所对应的E 输入电
压
，
即
决
定
电
路
截
止和
导
通
的分
界线 Vo (V ) 0 .5
，1 .0
也1 .5
是2 .0
决2 .5
定输出 3 .0 3 .5 4 .0
1 1
33
D
A
31
T1A
T22A T22 B
13
T1 B
B
L
3
1
2T3 R3
A ≥1 B
L=A+B
3．与或非门
R1 A
R2
R1B
1
+V CC R4
3
T2 4
1 1
33
D
A1 A2
31
T1A
T22A T22B
13
T1 B
B1 B2
3
L
1
2T3 R3
4．集电极开路门（ OC门）
在工程实践中，有时需要将几个门的输出端并联使用，以实现与 逻辑，称为线与。普通的TTL门电路不能进行线与。 为此，专门生产了一种可以进行线与的门电路——集电极开路门。
所以该电路满足与非逻辑关系，即： LABC
D1
A
D2
B
C
D3
R 3kΩ
P D4
D5 1
R1 4.7kΩ
+VCC（+5V）
Rc 1kΩ
3
深入详解逻辑门电路
R1 4kΩ
VCC VB1=2.1V
T1
be2
be5
28
二、输出特性（输出电压随负载电流的变化情况）
1.高电平输出特性 输出高电平时，T4导通，T5截止,
R2
VCC R4
b1 c1 T1
T3
T2
R5
T4
+5V F
F ABC
R3
输入级 倒相级
T5
输出级15
R1 3k b1
R2 750
c2
V3
V1 c1
V2
A B C
e1 e2 e3
R3
R4 3k
360
UCC＝ ＋5 V R5 100
V4 F
V5 UO
UCC
R1 b
e1e2e3 c ABC
UCC
A e1 VD1 B e2 VD2 C e3 VD3
2.1.4 半导体三极管的开关特性
1. 三极管开关电路
VCC
RB + vI iB -
Rc iC +
vO
-
③vI继续增加，RC上的压降也随之增 大，vCE下降，当vCE↓≈0时，三极管 处于深度饱和状态， vO≈0，为低电 平。
注：当VCE=VBE时，三极管为临界饱和导通；
集电极临界饱和导通电流 ICS≈VCC/RC 基极临界饱和导通电流 IBS=ICS/β=VCC/ (β RC)
★
负号表示输入电流流出门.
26
2.vI=VIH=3.6V时
VIH=3.6V IIH=?
基本逻辑门电路
第一节根本逻辑门电路1.1 门电路的概念：实现根本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路。
实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等〔用逻辑1表示高电平；用逻辑0表示低电平〕11.2 与门：逻辑表达式F＝A B即只有当输入端A和B均为1时,输出端Y才为1,不然Y为0.与门的常用芯片型号有:74LS08,74LS09等.11.3 或门：逻辑表达式F＝A+ B即当输入端A和B有一个为1时,输出端Y即为1,所以输入端A和B均为0时,Y才会为O.或门的常用芯片型号有:74LS32等.11.4．非门逻辑表达式F=A即输出端总是与输入端相反.非门的常用芯片型号有:74LS04,74LS05,74LS06,74LS14等.11.5．与非门逻辑表达式 F=AB即只有当所有输入端A和B均为1时,输出端Y才为0,不然Y为1.与非门的常用芯片型号有:74LS00,74LS03,74S31,74LS132等.11.6．或非门：逻辑表达式 F=A+B即只要输入端A和B中有一个为1时,输出端Y即为0.所以输入端A和B均为0时,Y才会为1.或非门常见的芯片型号有:74LS02等.11.7．同或门: 逻辑表达式F=A B+A BAFB11.8.异或门：逻辑表达式F=A B+A B=1FB11.9.与或非门：逻辑表逻辑表达式F=AB+CDABC F11.10.RS触发器：电路结构把两个与非门G1、G2的输入、输出端交叉连接，即可构成根本RS触发器，其逻辑电路如图.(a)所示。
它有两个输入端R、S和两个输出端Q、Q。
工作原理 :根本RS触发器的逻辑方程为：根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系:1.当R=1、S=0时，那么Q=0,Q=1,触发器置1。
2.当R=0、S=1时，那么Q=1,Q=0,触发器置0。
=1＆≥1如上所述，当触发器的两个输入端参加不同逻辑电平时，它的两个输出端Q和Q有两种互补的稳定状态。
基本逻辑门课件
结论:
①一般地，N进制需要用到N个数码，基数是N；运算规律 为逢N进一。 ②如果一个N进制数M包含ｎ位整数和ｍ位小数，即 (an-1 an-2 … a1 a0 ·a－1 a－2 … a－m)N
则该数的权展开式为：
(M)N ＝ an-1×Nn-1 ＋ an-2 ×Nn-2 ＋ … ＋a1×N1＋ a0 ×N0＋ a－1 ×N-1＋a－2 ×N-2＋… ＋a－m×N-m
用来实现逻辑运算的电路叫逻辑门电路 ，简称门电路。
2、数字电路的优点
（1）便于高度集成化。 （2）工作可靠性高、抗干扰能力强。 （3）数字信息便于长期保存。 （4）数字集成电路产品系列多、通用性强、成本 低。 基本和常用门电路有与门、或门、非门（反相器）、 与非门、或非门、与或非门和异或门等。
二、数制与编码
不够3位补零，1 0. 0 1
（2）八进制数转换为二进制数：
0 ＝ (152.2)8
将每位八进制数用3位二进制数表示。
0.375 × 2 整数 0.750 „„„ 0=K－1 0.750 × 2 1.500 „„„ 1=K－2 0.500 × 2 1.000 „„„ 1=K－3
高位
低位
所以：(44.375)10＝(101100.011)2 采用基数连除、连乘法，可将十进制数转换为任意的N进制数。
2、二进制数与八进制数的相互转换 （1）二进制数---八进制数： 由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每3位分成一组，
数 字 电 路
第一节 基本逻辑门电路
本节课内容：
概 述
数字信号与数字电路 数字电路的优点
数 制
基本逻辑门电路
不同数制间的转换
二进制代码
基本逻辑门电路
第三节基本逻辑门电路基本逻辑运算有与、或、非运算，对应的基本逻辑门有与、或、非门。
本节介绍简单的二极管门电路和BJT反相器（非门）,作为逻辑门电路的基础。
用电子电路来实现逻辑运算时，它的输入、输出量均为电压（以Ｖ为单位）或电平（用１或０表示）。
通常将门电路的输入量作为条件，输出量作为结果。
一、二极管与门及或门电路1.与门电路当门电路的输入与输出量之间能满足与逻辑关系时，则称这样的门电路为与门电路。
下图表示由半导体二极管组成的与门电路，右边为它的代表符号。
图中A、B、C为输入端，L为输出端。
输入信号为+5V或0V。
下面分析当电路的输入信号不同时的情况：（1）若输入端中有任意一个为0时，例如V A=0V，而V A=V B=+5V时，D1导通，从而导致L点的电压V L被钳制在0V。
此时不管D2、D3的状态如何都会有V L≈0V （事实上D2、D3受反向电压作用而截止）。
由此可见，与门几个输入端中，只有加低电压输入的二极管才导通，并把L钳制在低电压（接近0V），而加高电压输入的二极管都截止。
（2）输入端A、B、C都处于高电压+5V ，这时，D1、D2、D3都截止，所以输出端L点电压V L=+V CC，即V L=+5V。
如果考虑输入端的各种取值情况，可以得到下表输入(V)输出(V)V A V B V C V L0 0 +5 +5 +5 +5+5+5+5+5+5+5+5+5+5将表中的+5V用1代替，则可得到真值表：A B C L0 0 1 1 1 10111111111由表中可见该门电路满足与逻辑关系，所以这是一种与门。
输入变量A、B、C与输出变量L只间的关系满足逻辑表达式。
2.或门电路对上图所示电路可做如下分析：（1）输入端A、B、C都为0V时，D1、D2、D3两端的电压值均为0V，因此都处于截止状态，从而V L=0V；（2）若A、B、C中有任意一个为+5V，则D1、D2、D3中有一个必定导通。
我们注意到电路中L点与接地点之间有一个电阻，正是该电阻的分压作用，使得V L处于接近+5V的高电压（扣除掉二极管的导通电压），D2、D3受反向电压作用而截止，这时 V L≈+5V。
项目一-基本逻辑门电路
模块五数字电路基础任务一：逻辑门电路 【问题情景】知识目标1.掌握基本逻辑门电路的逻辑功能、图形符号、真值表、逻辑代数表达式。
技能目标：会进行简单的逻辑运算 【基础知识】、基本逻辑门 1. 与逻辑门 (1)与逻辑关系图5-1与逻辑实例(2)二极管与门电路全1出1,有0出3V 0V图5-2 与门电路与门图形符号项目基本逻辑门电路Y=A B捕示灯Jr3V0V小』T如图所示电路，小灯泡在什么情况下会亮?(2)二极管或门电路-5V图5-4或门电路与或门图形符号0V图5-6非门原理电路非门图形符号2.或逻辑门(1)或逻辑关系Y=A+B图5-3或逻辑实例有1出I ，全0出0 ”3V(1V3.非逻辑门 (1)非逻辑关系(2)三极管非门电路--- ory图5-5非逻辑实例等仪4——&O —Y—Fli —2. 或非门在或门后串联非门就构成或非门，如图所示。
图5-8或非门逻辑结构及电路符号3. 与或非门与或非的逻辑结构图及电路符号如下图所示。
图5-9与或非门逻辑结构及电路符号与或非门的逻辑函数式为 Y AB CD ,其逻辑功能为：当输入端的任何一组全 I 时, 输出为0;任何一组输入都至少有一个为0时，输出端才能为I 。
【应知训练】1.门电路中最简单的逻辑门是二、复合逻辑门 732复合逻辑门 1.与非门与仃 V,,菲门(a>图5-7与非门电路图5-8与非门逻辑结构与电路符号与非门的逻辑函数式为 Y AB ，其逻辑功能可归纳为Ml等效 □—Y O或非门的逻辑函数式为YLB ，其逻辑功能可归纳为有1出0,全0出1 ”。
A I tC —D —任务二：门电路 【问题情景】集成逻辑门电路是将逻辑电路的元件和连线都制作在一块半导体基片上。
知识目标1. 掌握TTL 门电路的引脚功能2. 掌握CMOS 门电路的引脚功能 技能目标会测试与非门和逻辑门的功能测试。
【基础知识】一.TTL 门电路集成门电路若是由三极管为主要元件， 输入端和输出端都是三极管结构，极管一三极管逻辑电路，简称(1)型号的规定按现行国家标准规定，TTL 集成电路的型号由五部分构成，现以CT74LS04CP 为例说明型号意义。
实验一-基本逻辑门电路实验
二 、 TTL、HC器件的电压传输特性
２.输出无负载时74LS00、74HC00电压传输特性测试数据
输入Vi(V)
0.0 0.2 … 1.2 1.4 … 4.8 5.0
74LS00
输出Vo
74HC00
二 、 TTL、HC和HCT器件的电压传输特性
３.输出无负载时74LS00、74HC00和 74HCT00电压传
互连规则与约束
TTL、CMOS器件的互连： 器件的互连总则
在电子产品的某些单板上，有时需要在某些逻辑电平的器件之间进行互连。 在不同逻辑电平器件之间进行互连时主要考虑以下几点： 1：电平关系，必须保证在各自的电平范围内工作，否则，不能满足正常逻辑 功能，严重时会烧毁芯片。 2：驱动能力，必须根据器件的特性参数仔细考虑，计算和试验，否则很可能 造成隐患，在电源波动，受到干扰时系统就会崩溃。 3：时延特性，在高速信号进行逻辑电平转换时，会带来较大的延时，设计时 一定要充分考虑其容限。 4：选用电平转换逻辑芯片时应慎重考虑，反复对比。通常逻辑电平转换芯片 为通用转换芯片，可靠性高，设计方便，简化了电路，但对于具体的设计电 路一定要考虑以上三种情况，合理选用。 对于数字电路来说，各种器件所需的输入电流、输出驱动电流不同，为了驱 动大电流器件、远距离传输、同时驱动多个器件，都需要审查电流驱动能力： 输出电流应大于负载所需输入电流；另一方面，TTL、CMOS、ECL等输入、输 出电平标准不一致，同时采用上述多种器件时应考虑电平之间的转换问题。
五、 不同逻辑电平接口转换及其应用
1.TTL与CMOS 2.CMOS与TTL 2.TTL与LVTTL 3.TTL与LVCMOS 4.LVTTL与TTL 5LVTTL与CMOS 5.LVCMOS与TTL 6.LVCMOS与CMOS 7.TTL/CMOS与ECL 8. LVTTL/LVCMOS与LVECL 9.其它
基本逻辑门电路
基本逻辑门电路逻辑门电路是构成数字电路的基础。
它们是能够执行逻辑操作的电子元件，通过输入电信号和逻辑规则，输出电信号。
现如今，逻辑门电路应用非常广泛，例如计算机、移动设备和工业、医疗领域等，都离不开逻辑门电路的应用。
一. 逻辑门电路分类逻辑门电路可以分为基础逻辑门电路和组合逻辑门电路。
基础逻辑门电路的作用是完成基本逻辑运算，其中包括与门、或门、非门。
组合逻辑门电路是基础逻辑门电路的组合，输出还可以输入到其它逻辑门电路中。
1.与门与门又叫AND门，它的输入端接有两个或多个信号，只有当所有的输入信号都为1时，输出信号才为1，否则输出信号为0。
2.或门或门又叫OR门，它的输入端有两个信号或多个信号，只要有一个输入信号为1，输出信号就为1，否则输出信号为0。
3.非门非门又叫NOT门，它的输入端只有一个信号，如果该信号为1，则输出信号为0；反之，如果输入信号为0，则输出信号为1。
二. 逻辑门电路的组合组合逻辑门电路包括多个基础逻辑门电路的组合，为用户提供了各种复杂的逻辑运算。
常见的组合逻辑门电路有：1.与-非门与-非门又叫NAND门，它的输入和输出都是逆的。
当所有输入信号都为1时，输出信号为0，否则输出信号为1。
2.或-非门或-非门又叫NOR门，它的输入和输出都是逆的。
只有当所有输入信号都为0时，输出信号才为1，否则输出信号为0。
3.异或门异或门又叫XOR门，它的输入端有两个信号或多个信号，只有当输入信号中正好有一个为1时，输出信号才为1，否则输出信号为0。
三. 逻辑门电路的应用逻辑门电路在计算机领域有极其广泛的应用。
只有逻辑门电路的组合，才能实现计算机的算数运算和逻辑运算；只有逻辑门电路的组合，才能实现大型计算机的逻辑控制和存储器的运算。
此外，逻辑门电路还广泛应用于移动设备和工业、医疗领域中。
总之，逻辑门电路是数字电路的基础，由此可见，它在各种电器中有着重要的应用作用。
无论是基础逻辑门电路还是组合逻辑门电路，都具有广泛的应用前景。
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课题：基本逻辑门电路
学校：莱州市高级职业学校姓名：贾春兰
二○○七年九月
讲授新课一、与逻辑和与门电路
1、与逻辑
实验：
结论：当决定某一事件的所有条
件都满足时，结果才会发生，这种条
件和结果之间的关系称为与逻辑关
系。
屏幕显示实验
电路，教师启
发、引导学生观
察：观察开关S1
和S2在不同工
作状态时，照明
灯HL的亮暗，
从而引导学生
归纳出与逻辑
关系
学生观察电
路，发现规
律：只有当
S1、S2都闭合
时，照明灯才
会亮，若有一
个开关不闭
合，照明灯就
不会亮
集中学生注
意力，活跃学
生思维，激发
学生学习兴
趣，培养学生
观察问题、分
析问题的能
力
教学过程
教学环节简明教学内容教师活动学生活动活动目的
课堂练习（一）与逻辑关系在生活中的应用举例。
屏幕显示密
码保险柜的
开启，教师引
导学生思考，
并提出问题
学生观察电
路，回答问题
巩固新知
识，及时反
馈
讲授新课2、与门电路
1）逻辑符号
2）二极管与门电路
V A V B VD1 VD2 V L
0V
0V
3V
3V
0V
3V
0V
3V
导通
优先导通
截止
导通
导通
截止
优先导通
导通
0V
0V
0V
3V
3）真值表
A B L
0 0
0 1
1 0
1 1
1
4）逻辑功能
有０出０，全１出１
5）逻辑表达式
L=A·B或L=AB
教师直接绘
制与门电路
的逻辑符号，
并分析其特
点
屏幕显示二
极管与门电
路，介绍电路
的特点
教师引导学
生分析电路，
总结输出电
位V L和输入
电位V A和V B
的关系。
教师引导学
生绘制与门
电路的真值
表。
教师引导学
生观察真值
表，总结出逻
辑功能，写出
逻辑表达式。
学生观察逻
辑符号
学生观察电
路
学生在教师
的引导下，总
结输出电位
V L和输入电
位V A和V B的
关系。
学生总结规
律
学生总结规
律
增强学生的
直观性
理论联系实
际，激发学
生学习兴趣
培养学生分
析问题的能
力
提高学生归
纳总结能力
有利于学生
掌握规律，
便于应用
教学过程
教学环节简明教学内容教师活动学生活动活动目的
课堂练习（二）
若用波形来表示电平的高低，请根据已知与门电路的输入端A 、B 的波形图，画出输出端L 的波形。
屏幕显示练习内容，教师引导启发学生共同完成部分波形
学生用类比的方法独立完成全部波形
讲练结合，及时巩固
讲授新课 二、或逻辑和或门电路 1、或逻辑 实验：
结论：在决定某一事件的各个条件中，只要有一个或一个以上的条件具备，结果就会发生，这种条件与结果之间的关系称为或逻辑关系。
2、或门电路 1）逻辑符号
2）二极管或门电路
V A V B VD1 VD2 V L 0V 0V 3V 3V
0V 3V 0V 3V
导通
截止 优先导通
导通
导通 优先导通
截止 导通
0V 3V 3V 3V
屏幕显示实验电路，教师启发、引导学生观察：开关S1和S2在不同工作状态时，照明灯HL 的亮暗，从而引导学生归纳出或逻辑关系
教师直接绘制或门电路的逻辑符号，并分析其特点
屏幕显示二极管或门电路，介绍电路的特点
教师引导学生分析电路，总结输出电位V L 和输入电位V A 和V B 的关系。
学生观察电路，发现规律：只要其中任一开关闭合，照明灯就会亮，若两个开关都不闭合，照明灯就不会亮
学生观察逻辑符号
学生观察电路，分析和与门电路的不同
学生相互讨论，运用类比的方法分析电路，总结输出电位V L 和输入电位V A 和V B 的关系。
集中学生注意力，活跃学生思维，激发学生学习兴趣，培养学生观察问题、分析问题的能力
增强学生的直观性
激发学生学习兴趣
培养学生分析问题的能力
教 学 过 程
教学环节简明教学内容教师活动学生活动活动目的
讲授新课3）真值表
A B L
0 0
0 1
1 0
1 1
1
1
1
4）逻辑功能
有1出1，全0出0
5）逻辑表达式
L=A+B
三、非逻辑和非门电路
1、非逻辑
当决定某一事件的条件不成立时，
结果就会发生，条件成立时结果反而
不会发生，这种条件与结果之间的关
系称为非逻辑关系。
例如：
2、非门电路
1）逻辑符号
2）二极管、三极管非门电路
3）真值表
A L
1
1
4）逻辑功能
入0出1，如1出0
5）逻辑表达式
L=A
教师引导学生
绘制或门电路
的真值表。
教师引导学生
观察真值表，总
结出逻辑功能，
写出逻辑表达
式。
举例说明非逻
辑关系
教师直接绘制
非门电路的逻
辑符号，并分析
其特点
屏幕显示二极
管、三极管非门
电路
教师引导学生
绘制真值表，总
结出逻辑功能，
写出逻辑表达
式。
学生总结规
律
学生总结规
律
理解非逻辑
关系
学生观察逻
辑符号
学生观察电
路
学生绘制真
值表，总结出
逻辑功能，写
出逻辑表达
式。
提高学生归
纳总结能力
有利于学生
掌握规律，便
于应用
集中学生注
意力，活跃学
生思维，激发
学生学习兴
趣
增强学生的
直观性
激发学生学
习兴趣
培养学生分
析问题、归纳
问题的能力
课堂测验
（一）单项选择题
1、能实现“有0出0，全1出1”逻
辑功能的门电路是（）
A、与门
B、或门
C、非门
D、与非门
2、真值表如下表所示，符合的逻辑关
系是（）
A B L
0 0
0 1
1 0
1 1
1
A、与
B、或
C、非
D、与非
3、
表示的门电路是（）
A、与门
B、或门
C、非门
D、与非门
4、波形如图所示，符合的逻辑关系是
（）
A、与
B、或
C、非
D、与非
（二）写出如图所示电路的逻辑表达
式。
屏幕显示练习
内容，教师引导
学生完成，更正
出现的问题，强
调应注意的环
节
学生完成练
习内容，纠正
答案
进一步巩固
所学知识，培
养学生分析
问题和解决
实际问题的
能力
课堂小结强调重难点和应注意的问题屏幕显示表格，
教师归纳总结
学生强化记
忆
系统巩固所
学知识
作业1、课后思考题4、5、6；
2、预习复合逻辑门电路。
教师简单分析
思路,提出要求
学生独立完
成
强化巩固，培
养学生运用
知识的能力
和预习习惯。