门电路和组合逻辑电路
电工与电子技术组合逻辑电路
2．交换律
A + B = B + A AB = BA 3．结合律
A + B + C = (A + B) + C = A + (B + C) (AB)C = A(BC) 4．分配律
A(B + C) = AB + AC A + BC = (A + B) (A + C)
5．吸收律 A + AB = A A(A + B) = A
第9章 门电路和组合逻辑电路
9.1逻辑代数
9.1.1 基本逻辑运算 用1表示逻辑“真”，用0表示逻辑“假” 若规定高电平为1，低电平为0，称为正逻辑系统。 若规定低电平为1，高电平为0，则称为负逻辑系统。 本书中采用的都是正逻辑系统 实际电路中，电平值≥2.4V，是高电平，逻辑值是1； 电平值≤0.4V，是低电平 ，逻辑值是0。
当输入某一个十进制数码时，只要使相应的输入端为高电平，
其余各输入端均为低电平，编码器的4个输出端Y3Y2Y1Y0就将出 现一组相应的二进制代码
8421BCD编码器真值表
I0
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
I9
Y3 Y2 Y1 Y0
10000000000000
01000000000001
00100000000010
ABC
Y
例如，当A、B、C = 0、1、1时，
Y = 1可写成Y = ABC
000 001
0 0
总的输出表示成这些与项的 或函数。
010
0
011
1
三人表决电路逻辑函数的与或表达式为
门电路和组合逻辑电路
E =0
×表示任意态
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三态门应用: 三态门应用: 可实现用一条 可实现用一条总线分时传送几 一条总线分时传送几 个不同的数据或控制信号. 个不同的数据或控制信号. &
A1 B1
如图所示: 如图所示:
A1 B1 "1" E1 A2 B2 "0" E2 A3 B3 "0" E3
第20章 门电路和组合逻辑电路 20章
本章要求: 本章要求:
1. 掌握基本门电路的逻辑功能,逻辑符号,真值 掌握基本门电路的逻辑功能,逻辑符号, 表和逻辑表达式. TTL门电路 CMOS门 门电路, 表和逻辑表达式.了解 TTL门电路,CMOS门 电路的特点. 电路的特点. 2. 会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数. 会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数. 3. 会分析和设计简单的组合逻辑电路. 会分析和设计简单的组合逻辑电路. 4. 理解加法器,编码器,译码器等常用组合逻辑 理解加法器,编码器, 电路的工作原理和功能. 电路的工作原理和功能. 5. 学会数字集成电路的使用方法. 学会数字集成电路的使用方法.
"非 " 门
>1
Y
"或非"门 或非" 逻辑表达式: 逻辑表达式: Y=A+B+C
有"1"出"0",全"0"出 出 , 出 "1"
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例:根据输入波形画出输出波形 >1 A A & Y1 B B A B Y1 Y2
Y2
有"0"出"0",全"1"出 1"出 1", 0"出 出 , 出 0" "1"
第20章门电路和组合逻辑电路.
第20章门电路和组合逻辑电路
一、重点难点分析
本章重点是：组合逻辑电路的分析与设计及常用组合逻辑电路
难点是：组合逻辑电路的设计
二、典型例题分析
例1：某车间有A,B,C,D 四台电动机，今要求：(1)A 机必须开机；(2)其他三台电动机中至少有两台开机．如不满足上述要求，则指示灯熄灭．设指示灯亮为“1”，灭为“0”．电动机的开机信号通过某种装置送到各白的输入端，使该输入端为“1”，否则为“”0”．试用“与非”门组成指示灯亮的逻辑图。
解：设电动机A ，B ，C ，D 为输入变量，Y 为输出变量接指示灯电路，根据题意列逻辑状态表如下：
从表中得逻辑表达式ABCD D ABC D C AB CD B A Y +++=
化简后得Y=ABD+ABC+ACD
因为要用“与非”门组成逻辑图，所以再把表达式转换为
ACD ABC ABD ACD ABC ABD Y ⋅⋅=++=
画出逻辑电路图如下
三、基本习题解答 1.列出逻辑状态表，分析下图所示电路的逻辑功能。
解：因A C B Y ⊕⊕=
故列出逻辑状态表如表所示．
从表中知二个输入变量中若有奇数个为“l ”，输出即为“1”．称“判奇”电路．。
课件第20部分门电路和组合逻辑电路
当某一输入端接低电平，其余输入端接高电平 时，流出该输入端的电流，称为低电平输入电流 IIL（mA）。
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例：估算图示电路扇出系数NO GP
已知门电路的参数如下：
&
00 11 01 11 01 11 01 11
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4. 三极管“非” 门电路
1. 电路
+UCC RC 截饱止和
“非” 门逻辑状态表
A
Y
““10”” A RK
T Y ““01””
0
1
1
0
RB -UBB
逻辑表达式：Y=A
逻辑符号
A
1
Y
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(d)平均传输延迟时间 tpd 50%
tp
d
tp
t
1tp
2
t
2
输入波形ui
50%
输出波形uO
tpd1
tpd2
TTL的 tpd 约在 10ns ~ 40ns，此值愈小愈好。
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20.3.3 三态输出“与非”
门
1. 电路
当控制端 为高电平
R2 1V
A
T2
B
E
“0” R3
+5V R4
截止 T3
D3 Y
T4 截止
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20.3.3 三态输出“与非”门
A
&
习题1-门电路和组合逻辑电路
第20章习题 门电路和组合逻辑电路S10101B为实现图逻辑表达式的功能，请将TTL 电路多余输入端C 进行处理（只需一种处理方法），Y 1的C 端应接 ，Y 2的C 端应接 ，解：接地、悬空S10203G在F = AB +CD 的真值表中，F =1的状态有( )。
A. 2个 B. 4个 C. 3个 D. 7个 解：DS10203N某与非门有A 、B 、C 三个输入变量，当B =1时，其输出为( )。
A. 0 B. 1 C. D. AC 解：CS10204B在数字电路中，晶体管的工作状态为( )。
A. 饱和 B. 放大 C. 饱和或放大 D. 饱和或截止 解：DS10204I逻辑电路如图所示，其逻辑函数式为( )。
A. B.C. D.解：CS10204N已知F =AB +CD ，选出下列可以肯定使F = 0的情况( )。
A. A = 0，BC = 1 B. B = C = 1 C. C = 1，D = 0 D. AB = 0，CD = 0 解：DS10110B三态门电路的三种可能的输出状态是 ， ， 。
解：逻辑1、逻辑0、高阻态S10214B逻辑图和输入A ，B 的波形如图所示，分析当输出F 为“1”的时刻应是( )。
A. t 1B. t 2C. t 3解：AYS10211I图示逻辑电路的逻辑式为( )。
A. B. C. 解：BS10212I逻辑电路如图所示，其功能相当于一个( )。
A. 门B. 与非门C. 异或门 解：CS10216B图示逻辑电路的逻辑式为( )。
A. A +BB.C. AB + 解：CS10217B逻辑图如图（a ）所示，输入A 、B 的波形如图（b ），试分析在t 1瞬间输出F 为( )。
A. “1”B. “0”C. 不定 解：BS10218B图示逻辑符号的逻辑状态表为( )。
A. B. C.解：BS10219B逻辑图和输入A的波形如图所示，输出F的波形为( )。
ttl门电路和组合逻辑电路实验原理
ttl门电路和组合逻辑电路实验原理随着科技的不断发展，电子电路在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。
在这些电路中，ttl门电路和组合逻辑电路是最为基础的电路之一。
本文将围绕这两种电路，详细介绍它们的实验原理。
首先，我们来了解一下ttl门电路。
TTL（Transistor-Transistor Logic）门电路是一种基础的数字电路，由TTL门电路芯片组成。
这种电路主要由两个三极管、数个二极管和几个电阻器构成。
它们一般被分为四类，包括与门、或门、非门和异或门。
在实验的过程中，通过连接不同的端口和线路，我们可以将它们组合出各种复杂的逻辑电路，比如加法器等。
在进行ttl门电路实验时，我们需要使用基本电路元件，如晶振、电容、电阻、三极管等，同时还需要使用Oscilloscope（示波器）等测试工具，通过搭建电路实验台来实现TTL门电路的实验。
下面，我们再来了解一下组合逻辑电路。
组合逻辑电路是由若干组输入变量经过一定的逻辑运算，产生一个或多个输出变量的电路。
这些电路往往被用于数据处理、实现逻辑功能和控制系统等方面。
在组合逻辑电路中，最为常见的逻辑门有与门、或门和非门等。
对于组合逻辑电路的实验，我们首先需要掌握逻辑门的运算规律以及各自的性质。
为了实现逻辑运算，我们需要使用诸如按键、开关、LED 灯、电源、电容等元器件，同时需要使用多用途面板及万用表等。
通过搭建组合逻辑电路实验台，我们可以将不同的逻辑门进行组合，实现各种不同的逻辑运算。
总结起来，ttl门电路和组合逻辑电路是数字电路中最为基础的两种电路之一，本身包含了许多的数据处理和运算功能。
在实践中，我们可以通过实验台的搭建，灵活组合使用各种逻辑门，来实现复杂的逻辑运算和实用应用。
希望本文对有志于学习数字电路和逻辑设计的同学提供一些启示和帮助。
第二十章电工学-门电路和组合逻辑电路
电工与电子技术基础
tp
0.5A 0.9A 0.1A
A
tr
一、脉冲信号 的参数:
（1）脉冲幅度A: （2）脉冲前沿tr： （3）脉冲后沿tf： （4）脉冲宽度tp： （5）脉冲周期T： （6）脉冲频率f：
tf
T
脉冲信号变化的最大值。 从脉冲幅度的10%上升到90%所需的时间。 从脉冲幅度的90%下降到10%所需的时间。 从脉冲前沿幅度的50%到后沿50%所需的时间。 脉冲幅度的10%两点之间的时间间隔。 单位时间的脉冲数，f=1/T。
电工与电子技术基础
交换律 10、AB=BA 11、A+B=B+A 结合律 12、ABC=(AB)C=A(BC) 13、A+B+C=A+(B+C)=(A+B)+C 分配律 14、A(B+C)=AB+AC
15、A+BC=(A+B)(A+C) 证： (A+B)(A+C)=AA+AC+AB+BC=A+AC+AB+BC =A(1+C+B)+BC=A+BC
电工与电子技术基础
二、NMOS门电路：
1、NMOS“非”门电路（反相器） +UDD
T2
F A T1
NMOS“非”门电路
电工与电子技术基础
2、NMOS“与非”门电路
+UDD T3
F=AB
B A T2 F
T1
电工与电子技术基础
3、NMOS“或非”门电路
+UDD
T3
F=A+B T1 F B T2
A
注意：输入端管脚不能悬空！
门电路和组合逻辑电路
D
E ui I
R
(a)
S
E
I
R
(b)
§5.2 半导体二极管和三极管的开关特性
5.2.1 半导体二极管的开关作用
二极管的单向导电性，即外加正向电压时二极管导 通，外加反向电压时二极管截止。——相当于一个 受外加电压极性控制的开关。
D
E ui I
R
S
E
I
R
5.2.2 晶体管的开关作用
IC IB
RB EB
2
1
IC(mA )
100A
80A
Q1
60A
40A
Q 20A
IB=0
3
6
9 12 UCC
UCE(V)
IB ， 静态工作点Q上升，上升到Q1时，晶体管进入饱和状
态。晶体管失去了电流放大作用。 IC βIB
5.2.2 半导体三极管的开关特性
IC IB
RB EB
+UCC
RC
＋
T UCE
－
2、饱和状态
4 UCC 3 RC
5.3.3MOS管的基本开关电路
目前，采用MOS管的逻辑集成电路主要有三类：以N沟道增 强型管构成的NMOS电路，以P沟道增强型管构成的PMOS电路 以及用PMOS和NMOS两种管子构成互补的CMOS电路。
NMOS反相器
ROFF 109 , RON 1K
RON RD ROFF
NMOS反相器
2
1
IC(mA )
100A
80A
Q1
60A
40A
Q 20A
IB=0
3
6
9 12 UCC
UCE(V)
IB IC IC IC(sat) UCE UCE(sat) 0.3V
第六章门电路及组合逻辑电路
第六章门电路及组合逻辑电路第六章门电路及组合逻辑电路第⼀节门电路⼀、填空题1、门电路及由门电路组合的各种逻辑电路种类很多，应⽤⼴泛，但其中最基本的三种门电路是、和。
2、逻辑电路的两种逻辑体制中，正逻辑的⾼电平⽤表⽰，低电平⽤表⽰。
负逻辑的⾼电平⽤表⽰，低电平⽤表⽰。
3、逻辑电路中最基本的逻辑关系为、、。
⼆、判断题（正确的在括号中打“√”，错误的打“×”）（）1、处理不连续的脉冲信号的电⼦电路称为模拟电路。
（）2、逻辑电路中，⼀律⽤“1”表⽰⾼电平，⽤“0”表⽰低电平。
（）3、“与”门的逻辑功能是“有1出1，全0出0”。
（）4、“异或”门的逻辑功能是：“相同出0，不同出1”。
（）5、常⽤的门电路中，判断两个输⼊信号是否相同的门电路是“与⾮”门。
（）6、数字集成电路从器件特性可分为TTL和MOS 两⼤系列。
（）7、由分⽴元件组成的⼆极管“⾮”门电路，实际上是⼀个⼆极管反相器。
三、选择题（将正确答案的序号填⼊括号中）1、符合“或”逻辑关系的表达式是（）。
A、1+1B、1+1＝10C、1+1＝12、“与⾮”门的逻辑功能是（）。
A、全1出0，有0出1B 、全0出1，有1出0C、全1出1，有0出03、符合下列真值表6－1的是（）门电路。
A、“与”B、“或”C、“⾮”4、符合下列真值表6－2的是（）门电路。
A、“与”B、“或”C、“⾮”D、“与⾮”5、在图6－1中的四个逻辑图，能实现Y=A的电路是（）。
6、图6－2的四个电路图中，不论输⼊信号A、B为何值，输⼊Y恒为1的电路为（）。
7、满⾜图6－3所⽰输⼊输出关系的门电路是（）。
A、“与”B、“或”C、“与⾮”D、“⾮”8、满⾜图6－4所⽰输⼊输出关系的门电路是（）门。
A、“或”B、“与”C、“与⾮”D、“⾮”9、满⾜“与⾮”逻辑关系的输⼊输出波形是图6－5中的（）。
四、综合题1、如果A＝1，B=0，C=0，求下列逻辑表达式的值。
（1）Y=A+B C （2）Y＝A BC（3）Y＝A（B+C）（4）Y=CBA+A2、⽤“与⾮”门元件实现如下逻辑表达式AB+（4）Y=（A+B）（A+C）（1）Y=A+B （2）Y=AB+AC （3）Y=CD3、图6－6所⽰为三个门电路与其输⼊信号波形，试分别画出相应的输出波形。
第13章门电路和组合逻辑电路教材
学习要点逻辑门电路的逻辑符号及逻辑功能组合电路的分析方法和设计方法典型组合逻辑电路的功能13.1基本逻辑运算和基本逻辑门在逻辑运算中，最基本的逻辑运算有三种：与运算，或运算和非运算。
用来实现运算的电路，称为逻辑门，基本逻辑门有：与门。
或门和非门。
1. “与”门电路图示二极管“与”门电路，A,B,C是它的三个输入端，丫是输出端。
其图形符号如图。
o+U12VIA ----- M------ -------- YE ----- hi ---在采用正逻辑时，高电位（高电平）为“ T,低电位（低电平）为“ 0”。
“与” 逻辑关系可用下式表示：Y=A • C“与”门的输入端只要有一个为“ 0”，输出端就为“ 0”。
上图有三个输入端，输入信号有“ 1”和“0”两种状态，共有八种组合，因此可用下表列出八种组合，完整地表达所有可能的逻辑状态。
A B C Y00000010010001101000101011001111电路及其图形符号如果有一个以上的输入端为 入端全为“ 0”时，输出端 下式表示： &'Y=A+B+C3. “非”门电路 下图示的是晶体管“非”门电路及其图形符号。
截止, 器。
“非”13.22. “或”门电路 下图示是二极管“或”门I -U 12V“或”门的输入端只要有一个为“ 1”，输出端就为“1”。
“ 1”时，当然，输出端丫也为“ 1”。
只有当三个输 Y 才为“ 0”，此时三管都导通。
“或”逻辑关系可用“非”门电路只有一个输入端A.当A 为“ 1”(设其电位为3V )时，晶体管饱和，其集电极，即输出端丫为“0”(其电位在零伏附近)；当A 为“0”时，晶体管 输出端丫为“1”(其电位近似等于 %)。
所以“非”门电路也称为反相 逻辑关系可用下式表示： 丫二-组合逻辑电路的分析与设计1. 分析组合逻辑电路的步骤大致如下：(1) 由组合逻辑电路图逐级写出逻辑函数表达式。
(2) 应用卡诺图或公式法化简逻辑表达式。
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二进制：0，1两个数码，“逢二进一”。
N进制数可用 十进制数可用
权
N KiNi 表示；
基数
i 第 位系数
D Ki1i0表示；
二进制数可用
B Ki2i 表示；
如： ( 1 0 1 . 1 1 ) 2 1 2 2 0 2 1 1 2 0 1 2 1 1 2 2
二进制与十进制间的转换
门电路和组合逻辑电路
本章要求：
第6章 门电路和组合逻辑电路
1. 掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值 表和逻辑表达式。
2. 会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数。 3. 会分析和设计简单的组合逻辑电路。 4. 理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑
电路的工作原理和功能。
5. 学会数字集成电路的使用方法。
2 13
余 1 (d1)
26
余 0 (d2)
23
余 1 (d3 )
21
余 1 (d4 )
0
(2)D 7(d4d3d2d1 d0)B(11)B 011
6.2 基本门电路及其组合 6.2.1 逻辑门电路的基本概念
逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。 所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。 门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系)，所以门电路又称为逻辑门电路。
TTL门电路芯片简介 如: 74LS00(四2输入与非门 )
UCC
14
13
12
11
10
9
8
&
&
&
&
1
2
3
4
5
6
7
GND
管脚
名称
四2输入与非门 四2输入或门 四2输入或非门 四2输入与门 四2异或门 双4输入与门 双4输入与非门
8输入与非门
六反相器
常用TTL逻辑门电路
国际常用系列型号
国产部标型号
74LS00 74LS32 74LS02 74LS08 74LS86 74LS21 74LS20
1
2
3
Ui /V
电压传输特性
扇出系数NO 指一个“与非”门能带同类门的最大数目，它表示带负载的能力。对于TTL“与非”门 NO 8。
输入高电平电流 IIH和输入低电平电流 IIL 当某一输入端接高电平，其余输入端接低电 平时，流入该输入端的电流，称为高电平输入电流
IIH（A）。
当某一输入端接低电平，其余输入端接高电平时，流出该输入端的电流，称为低电平输入电流 IIL（mA）。
+UCC RC
截 饱止 和
Y ““01”” T
非门逻辑状态表
A
Y
0
1
1
0
逻辑符号
1
A
Y
6.2.3 基本逻辑门电路的组合
1.“与非” 门电路
A &
B C
“与”门
1 “非”门
A &
B Y
C
“与非”门 逻辑表达式：
Y=A B C
与非门逻辑状态表
Y
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
74LS30
T1000 T186 T1008 T1086
T1021
T1002
74LS04
说明
一个组件内部有四个门， 每个门有两个输入端一个
输出端。
一个组件内有两个门，每 个门有4个输入端。
只一个门，8个输入端。 有6个反相器。
3. TTL“与非”门特性及参数 (1) 电压传输特性：
输出电压 UO与输入电压 Ui的关系。 +5V
基本逻辑关系为“与”、“或”、“非”三种。 下面通过例子说明逻辑电路的概念及“与”、“或”、“非”的意义。
1. “与”逻辑关系
A
B
+
220V
Y
-
逻辑表达式： Y = A • B
状态表
A
B
Y
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
“与”逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备时，该事件才发生。
设：开关断开、灯不亮用逻辑 “0”表示，开关闭合、灯亮用 逻辑“1”表示。
R1
R2
1V
T2
全导通 R3
T2、T4饱和导通
+5V
R4
截止
T3 D3 Y
T4
“0”
(0.3V)
负载电流（灌电流）
逻辑表达式：
Y=A B C
“与非” 门逻辑状态表
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
A &
B C
“与非”门 有“0”出“1”
全“1”出“0”
Y “与非”逻辑关系
由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电 平和低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的变化范围。
UCC
电平的高低一般用“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。若无特殊说明，均 采用正逻辑。
0V
本章作业
P173: 6.2 6.3 6.10 6.13 6.14 6.15 6.17
6.1 数字电路概述 6.1.1 脉冲信号和数字信号
1.电子电路中的信号 模拟信号：随时间连续变化的信号 正弦波信号
三角波信号
模拟信号 数字信号
t
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。
1.输出端可直接驱动负载
如：
+24V
KA
A
&
B Y
C
KA
~220
2.几个输出端可直接相联
A1
0 “1”
B1
C1
&
Y1
“0” A2 B2 C2
&
Y2
“0” A3 B3 C3
&
Y3
“线与”功能
U RL
Y “1”
CMOS电路优点
(1) 静态功耗低（每门只有0.01mW, TTL每门10mW) (2) 抗干扰能力强 (3) 扇出系数大 (4) 允许电源电压范围宽 ( 3 ~ 18V )
6.3.1 TTL门电路 1. 电路
A B C
多发射极三极管
R1 T1
R2 T2
R3
输入级
中间级
+5V R4
T3
D3 Y
B
E1
T4
C
E2
E3 等效电路
输出级
2. 工作原理 (1) 输入端有任一低电平“0”(0.3V)
不足以让 T2、T4导通
1V T1
R1
R2
5V
T2 A
“1”
“0” (0.3V)
在模拟电路中，晶体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 t
矩形波 t
处理数字信号的电路称为数字电路，它注重研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。
在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和饱和区，起开关的作用。
脉冲信号 如：
正脉冲：脉冲跃变后的值比初始值高
负脉冲：脉冲跃变后的值比初始值低
2. “或”逻辑关系
+ 220V
-
A B
Y
逻辑表达式： Y = A + B
状态表
A
B
Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
“或”逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备时，该事件就发生。
3. “非”逻辑关系
+
R
220V
A Y
-
逻辑表达式：Y = A
“非”逻辑关系是否定或相反的意思。
状态表
A
Y
0
1
1
0
6.2.2 分立元件基本逻辑门电路 门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与前面所讲过的基本逻辑关系相对应。 门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等。
T2 R3
+5V R4
T3 Y
T4
6.3.2 三态输出“与非”门
1. 电路
当控制端为低电平 “0”时，输出 Y处 于开路状态，也称 为高阻状态。
导通
R1
R2
D
1V
T1
1V
T2 A
B
E
“0”
R3
控制端
+5V R4
截止 T3
Y T4
截止
6.3.2 TTL三态输出“与非”门
& A
Y B E
逻辑符号
功能表
A
&
B
C
&
D
>1 1 Y
A
＆ >1
B
C ＆
D
“与或非”门
逻辑表达式：