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
基本逻辑门电路符号及口诀
常用的逻辑门电路最基本的门电路是与、或、非门，把它们适当连接可以实现任意复杂的逻辑功能。
用小规模集成电路构成复杂逻辑电路时，最常用的门电路是与（AND）、或（OR）、非（INV BUFF）、恒等（BUFF）、与非（NAND）、或非（NOR）、异或（XOR）。
主要是因为这7种电路既可以完成基本逻辑功能，又具有较强的负载驱动能力，便于完成复杂而又实用的逻辑电路设计。
1.与门与门是一个能够实现逻辑乘运算的、多端输入、单端输出的逻辑电路，逻辑函数式：F = A·B其记忆口诀为：有0出0，全1才1。
2.或门或门是一个能够实现逻辑加运算的多端输入、单端输出的逻辑电路，逻辑函数式：F = A+B其记忆口诀为：有1出1，全0才0。
3.非门实现非逻辑功能的电路称为非门，有时又叫反相缓冲器。
非门只有一个输入端和一个输出端，逻辑函数式是：F =A非非门逻辑符号4.恒等门实现恒等逻辑功能的电路称为恒等门，又叫同相缓冲器。
恒等门只有一个输入端和一个输出端，逻辑函数式是：F = A同相缓冲器和反相缓冲器在数字系统中用于增强信号的驱动能力。
5.与非门与和非的复合运算称为与非运算，逻辑函数式是：F = A.B非其记忆口诀为：有0出1，全1才0。
6.或非门或与非的复合运算称为或非运算，逻辑函数式是：F = A+B非其记忆口诀为：有1出0，全0才1。
7.异或门异或逻辑也是一种广泛应用的复合逻辑，其记忆口诀为：相同出0，不同出1。
逻辑门电路是单片机外围电路运算、控制功能所必需的电路。
在单片机系统中我们经常使用集成逻辑电路（常称为集成电路）。
一片集成逻辑门电路中通常含有若干个逻辑门电路，如7400为4重二输入与非门，即7400内部有4个二输入的与非门。
高速CMOS74HC逻辑系列集成电路具有低功耗、宽工作电压、强抗干扰的特性，是单片机外围通用集成电路的首选系列。
随着单片机内部功能的不断增强和硬件软件化，外部所用的逻辑门电路将越来越少。
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1教案
基本逻辑门电路1教案课程名称：基本逻辑门电路授课对象：高中电子学课程学生课时数：1课时教学目标：1.了解逻辑门电路的基本概念和原理；2.掌握基本的逻辑门电路的符号、真值表和功能；3.能够根据给定的逻辑需求构造逻辑门电路。
教学准备：1. PowerPoint课件；2.白板和马克笔；3.逻辑门电路实验器材；4.手抄题。
教学过程：Step 1 引入（5分钟）1.引言：今天我们将学习逻辑门电路的基本概念和原理，在电子学中，逻辑门电路是最基础的电路之一，广泛应用于计算机、通信等领域。
2.引导学生回顾前几课学到的内容，回答问题：“什么是电路？电路有哪些基本元件？”Step 2 理论部分（15分钟）1.逻辑门电路的定义：逻辑门电路是能够完成逻辑运算的电路，它根据输入信号的逻辑状态产生相应的输出信号。
2.逻辑门电路的符号和真值表：引导学生认识常见的逻辑门电路符号，如与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）等，并介绍其真值表。
3.逻辑门电路的功能：通过示例演示不同逻辑门电路的功能，如与门为逻辑与运算、或门为逻辑或运算、非门为逻辑非运算等。
4.单一逻辑门电路的构建：引导学生理解和掌握构建单一逻辑门电路的方法，如与非门（NAND）、异或门（XOR）等。
Step 3 实验演示（20分钟）1.引导学生进行实验观察：教师现场演示不同逻辑门电路的实验，通过输入不同的信号观察输出结果，引导学生思考不同逻辑门电路的功能和实现方法。
2.学生操作实验：分成小组，让学生亲自操作实验装置，通过构造不同逻辑门电路验证其功能和正确性。
Step 4 巩固练习（15分钟）1.随堂测试：教师发放手抄题，让学生独立完成试题，检测学生是否理解和掌握了逻辑门电路的基本概念、符号、功能等。
2.答疑解惑：检查并讲解测试题答案，解答学生在学习过程中遇到的问题。
Step 5 总结和课堂小结（5分钟）1.总结：通过今天的学习，学生应该掌握逻辑门电路的基本概念、符号、真值表和功能，并能够构建单一逻辑门电路。
电工电子技术基础知识点详解1-2-基本逻辑门电路
基本逻辑门电路1．基本概念在数字电路中，门电路是最基本的逻辑元件，它的应用极为广泛。
所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制数字信号通过或不通过。
门电路的输入信号和输出信号之间存在一定的逻辑关系，所以门电路又称为逻辑门电路。
基本逻辑门电路有与门、或门和非门，逻辑门电路可以用二极管、三极管等分立元件组成，更常用的是集成门电路。
2. 基本逻辑关系逻辑电路的基本逻辑关系有“与逻辑”、“或逻辑”和“非逻辑”。
(1) 与逻辑“与”逻辑是指当决定某件事的几个条件全部具备时，该件事才会发生，这种因果关系称为“与”逻辑关系，实现“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路。
例如在图1所示的照明电路中，开关A和B串联，只有当A“与”B同时接通时（条件），电灯才亮（结果），电路具有“与”逻辑功能。
“与”逻辑可用下式表示B=F⋅A图1 “与”门电路举例式中小圆点“.”表示A、B的“与”运算，又称逻辑乘，应用时往往省略“.”。
(2)“或”逻辑“或”逻辑是指当决定某件事的几个条件中，只要有一个条件具备，该件事就会发生，这种因果关系称为“或”逻辑关系，实现“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路。
例如在图2所示的照明电路中，开关A和B关联，只要开关A “或”B有一闭合，灯就会亮，所以图2电路具有“或”逻辑功能。
“或”逻辑可用下式表示B=AF+图2 “或”门电路举例式中符号“+”表示A 、B “或”运算，又称逻辑加。
3．“非”逻辑在逻辑关系中，“非”就是否定或相反的意思。
实现“非”逻辑关系的电路称为“非”门电路。
图3所示照明电路中，当开关A 断开（“0”）时，灯亮（“1”）；开关A 合上（“1”）时，灯不亮（“0”）。
这表示条件和结果是相反的逻辑关系，这种关系称为“非”逻辑关系，所以图3电路具有“非”逻辑功能。
可写为A F =图3 “非”门电路式中A 上的短横线表示“非”的意思，读作“A 非”或“非A ”。
能够实现逻辑运算的电路称为逻辑门电路。
基本逻辑门电路实验报告
基本逻辑门电路实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实际操作，加深对基本逻辑门电路的理解，掌握基本逻辑门电路的工作原理和实验方法，提高实验操作能力和动手能力。
二、实验原理。
1. 与门（AND Gate），当且仅当所有输入端都为高电平时，输出端才为高电平；否则输出端为低电平。
2. 或门（OR Gate），当任一输入端为高电平时，输出端即为高电平；只有当所有输入端都为低电平时，输出端才为低电平。
3. 非门（NOT Gate），输入端为高电平时，输出端为低电平；输入端为低电平时，输出端为高电平。
三、实验器材。
1. 电源。
2. 万用表。
3. 电阻。
4. 开关。
5. 与门、或门、非门芯片。
6. 连线。
四、实验步骤。
1. 将与门、或门、非门芯片分别连接到电源和地线。
2. 将输入端连接到开关和电源，输出端连接到万用表。
3. 分别观察与门、或门、非门的输入输出关系，并记录实验数据。
五、实验结果与分析。
通过实验操作，我们发现与门、或门、非门的工作原理与实验原理一致。
当输入端的电平符合逻辑门的工作原理时，输出端的电平也相应发生变化。
通过实验数据的记录和分析，我们验证了基本逻辑门电路的工作原理，加深了对逻辑门电路的理解。
六、实验总结。
本实验通过实际操作，使我们更加直观地了解了与门、或门、非门的工作原理，掌握了基本逻辑门电路的实验方法和技巧。
同时，也提高了我们的实验操作能力和动手能力，为以后的实验打下了良好的基础。
七、实验改进。
在今后的实验中，可以增加更多类型的逻辑门电路的实验，以进一步加深对逻辑门电路的理解。
同时，可以尝试使用不同类型的电阻和开关，观察对实验结果的影响，提高实验的灵活性和综合能力。
八、参考文献。
1. 《电子技术基础》，XXX，XXX出版社，XXXX年。
2. 《数字电路与逻辑设计》，XXX，XXX出版社，XXXX年。
以上就是本次基本逻辑门电路实验的实验报告，希望通过本次实验能够加深大家对基本逻辑门电路的理解，提高实验操作能力和动手能力。
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3 1
1V
3
2.1V
截止 T 24
D
1
1.4V 3 1
T1 倒置状态
截止 Vo
输出为低电平。
T2 2
饱和
0.7V 1
Re 2 1K
3
T3 2
0.3V
饱和
（2）输入有低电平0.3V 时。
由于T4和D导通，所以： 该发射结导通，VB1=1V。T2、T3都截止。 VO≈VCC-VBE4-VD =5-0.7-0.7=3.6（V） 忽略流过RC2的电流，VB4≈VCC =5 V 。 实现了与非门的逻辑 功能的另一方面： 输入有低电平时， 输出为高电平。
D 1 D
+VCC （+ 5V ） R 3kΩ
0V 5V
D2
p 5V
1
L
D2
解决办法：
将二极管与门（或门）电路和三极管非门电路
组合起来。
+V CC （+5V） R 3kΩ
D
Rc 1kΩ
D 4
A B
1
P
Rb
D5
3 1
L
T 2
D2
R1 4.7kΩ
三、DTL与非门电路
工作原理：
（1）当A、B、C全接为高电平5V时，二极管D1～D3都截止，而D4、 D5和T导通，且T为饱和导通， VL=0.3V，即输出低电平。 （2）A、B、C中只要有一个为低电平0.3V时，则VP≈1V，从而使D4、 D5和T都截止，VL=VCC=5V，即输出高电平。 所以该电路满足与非逻辑关系，即：
+V
CC （+5V）
RC Rb
3 1 T 2
L
A
1
L=A
A
1
L=A
A
非逻辑真值表 输 0V 5V 入 输 出 VL（V） 5V 0V 输 A 0 1 入 输 出 L 1 0 VA（V）
二极管与门和或门电路的缺点：
（1）在多个门串接使用时，会出现低电平偏离标准数值
的情况。
（2）负载能力差。
+VCC （+ 5V ） R 3kΩ
1．TTL与非门提高工作速度的原理
（1）采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程。
+VCC Rc 2 i B1 1V R b1 4kΩ
1
1.6kΩ
3.6V A B C 0.3V
3
1.4V
1
3
T1 β iB1 0.7V
T2 2
3 1
Vo T3 2
Re 2 1kΩ
（ 2 ）采用了推拉式输出级，输出阻抗比较小，可迅速
t PLH t PHL t pd 2
一般TTL与非门传输延迟时间tpd的值为几纳秒～十几个纳秒。
三、TTL与非门的电压传输特性及抗干扰能力
+V CC R b1 4kΩ
1
Rc 2 1.6kΩ
1
3
Rc 4 130Ω
T 24
D 3
1．电压传输特性曲线： Vo=f（Vi）
Vo
4.0 3.5 3.0Βιβλιοθήκη 3 1Vo T3 2
输入级
中间级
输出级
2．TTL与非门的逻辑关系
（1）输入全为高电平3.6V时。 由于T3饱和导通，输出电压为： T2、T3饱和导通，
由于T2饱和导通，VC2=1V。
T4和二极管D都截止。 实现了与非门的逻 辑功能之一： 输入全为高电平时，
A B C 3.6V R b1 4kΩ
VO=VCES3≈0.3V
给负载电容充放电。
+VCC（+ 5V ） Rc 4 T4
1 3 2
+VCC（+ 5V ） Rc 4 T4
1 3 2
导通
D
截止 充电 Vo
D
导通 T3
1 3 2
截止 T3
1
Vo
3 2
截止
CL
导通
放电
CL
2．TTL与非门传输延迟时间tpd
Vi
Vo
t PHL
t PLH
导通延迟时间tPHL——从输入波形上升沿的中点到输出波形下降沿的 中点所经历的时间。 截止延迟时间tPLH——从输入波形下降沿的中点到输出波形上升沿的 中点所经历的时间。 与非门的传输延迟时间tpd：
+VCC Rc 2 R b1 4kΩ 3.6V 1.6kΩ Rc 4 130Ω
3 1
5V
3
综合上述两种情况， 该电路满足与非的 逻辑功能，即：
导通 T 24
1V
4.3V
D 3 1
1
导通 Vo
L A B C
A B C 0.3V
T1 饱和
T2 2
截止
3 1
3.6V
T3 2 截止
Re 2 1kΩ
二、TTL与非门的开关速度
2.1 基本逻辑门电路
一、二极管与门和或门电路
1．与门电路
+VCC （+ 5V ） R 3kΩ L D2 B
&
输
入
输出
VA（V）
0V 0V 5V 5V
VB（V） VL（V）
0V 5V 0V 5V 0V 0V 0V 5V
D1 A
与逻辑真值表 输 A 0 0 1 1 入 B 0 1 0 1 输出 L 0 0 0 1
L A B C
Rc 1kΩ
+VCC（+ 5V） R 3kΩ
D
A B C
1
P
D
4
D5
3 1
L
T 2
D2 D 3
R1 4.7kΩ
2.2
TTL逻辑门电路
+VCC（+5V ） 1kΩ
3 1
一、TTL与非门的基本结构及工作原理 Rc R
3kΩ 1．TTL与非门的基本结构
D
A B C
1
P
D
4
D5
L
T 2
D2 D 3
R1 4.7kΩ
+VCC （+ 5V ） Rb1
+VCC （+5V） R b1
A B C
N N N
P P P
P
N
1
3
A B C
T1
TTL与非门的基本结构
+V CC （+5V ） Rc 2 R b1 4kΩ
1
1.6kΩ Vc 2
1
Rc 4 130Ω
3
T 24
D
3 3 1
A B C
T1
T2 2 Ve 2 Re 2 1kΩ
A B
L=A· B
2．或门电路
D1 A B D2 R 3kΩ L
输 VA（V） 0V 0V 5V 5V
入
输出
VB（V） VL（V） 0V 5V 0V 5V 0V 5V 5V 5V
或逻辑真值表 输 入 B 0 1 0 1 输出 L 0 1 1 1
A B
≥1 L=A+B
A 0 0 1 1
二、三极管非门电路
（1 ）输出高电平电压 VOH ——在正逻辑体制中代表逻辑“1”的 输出电压。VOH的理论值为3.6V，产品规定输出高电压的最
小值VOH（min）=2.4V。
（2 ）输出低电平电压 VOL ——在正逻辑体制中代表逻辑“0”的 输出电压。VOL的理论值为0.3V，产品规定输出低电压的最 大值VOL（max）=0.4V。 （3）关门电平电压 VOFF——是指输出电压下降到 VOH（min）时对
3 1 3
A B C V i
T1
T2 2
1
Vo (V)
Re 2 1K
T3 2
A B C
2.4V
V O H （ m i n 2.5 ）
2.0 1.5 1.0
V O L （ m a x0.5 ）
0.4V
D
1.0
E
4.0
0.5
1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Vi (V)
V OFF V ON
2．几个重要参数