第3章 逻辑电路功能描述方法
第三章 组合逻辑电路
B
0 0 1 1 0 0 1 1
C
0 1 0 1 0 1 0 1
X
0 1 1 0 1 0 0 1
Y
0 0 0 1 0 1 1 1
X ABC ABC ABC ABC
Y ABC ABC ABC ABC
X ABC ABC ABC ABC A( BC BC ) A( BC BC ) A( B C ) A( B C ) A B C
二 二-十进制编码器
1. 84 21 B C D 码 编 码 器
输 入 I 0 (I 0 ) Y3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 输 Y2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 出 Y1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 Y0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
真值表
1 (I 1 ) 2 (I 2 ) 3 (I 3 ) 4 (I 4 ) 5 (I 5 ) 6 (I 6 ) 7 (I 7 ) 8 (I 8 ) 9 (I 9 )
1、3位二进制编码器
输 输入 Y2 I0 0 0 0 0 1 1 1 1
出 Y1 0 0 1 1 0 0 0 1 Y0 0 1 0 1 0 1 0 1
真 值 表
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
输输 出入 3 8 位个 二互 进斥 制的 代信 码号
逻辑表达式
Y2 I 4 I 5 I 6 I 7 I 4 I 5 I 6 I 7 Y1 I 2 I 3 I 6 I 7 I 2 I 3 I 6 I 7
当两个或两个以上裁判判明成功，并且其中有一个为主
裁判时，表明成功的灯才亮。
分析
2
1
设定变量、状态赋值
数电~ 第三章总结
第三章组合逻辑电路一、组合逻辑电路的特点组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是电路任意时刻的输出状态，只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻之前的电路输入状态和输出状态无关。
组合逻辑电路在结构上的特点是不含有具有存储功能的电路。
可以由逻辑门或者由集成组合逻辑单元电路组成，从输出到各级门的输入无任何反馈线。
二、组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析就是根据给定的逻辑电路，通过分析找出电路的逻辑功能，或是检验所设计的电路是否能实现预定的逻辑功能，并对功能进行描述。
其一般步骤为：（1）根据逻辑图写出输出逻辑函数表达式由输入端逐级向后推（或从输出向前推到输入），写出每个门的输出逻辑函数表达式，最后写出组合电路的输出与输入之间的逻辑表达式。
有时需要对函数式进行适当的变换，以使逻辑关系简单明了。
（2）列出真值表列出输入逻辑变量全部取值组合，求出对应的输出取值，列出真值表。
（3）说明电路的逻辑功能根据逻辑表达式或真值表确定电路的逻辑功能，并对功能进行描述。
三、组合逻辑电路的设计根据给定的逻辑功能要求，设计出能实现这一功能要求的最简组合逻辑电路，就是设计组合逻辑电路的任务。
在设计组合逻辑电路时，电路的最简是我们追求的目标之一。
电路的“最简”含意是指所用器件数最少、器件的品种最少、器件间的连线也最少。
组合逻辑电路设计的一般步骤如下：(1)进行逻辑规定根据设计要求设计逻辑电路时，首先应分析事件的因果关系，确定输入与输出逻辑变量，并规定变量何时取1何时取0，即所谓逻辑状态赋值。
(2)列真值表并写出逻辑函数式根据输入、输出之间的因果关系，列出真值表。
至此，便将一个具有因果关系的事件表示为逻辑函数，并且是以真值表的形式给出。
真值表中输出为1时所对应的各最小项之和就是输出逻辑函数式。
(3) 对输出逻辑函数式化简可用代数法或卡诺图法对逻辑函数式化简。
输出逻辑函数式一般为与或表达式，如要求用指定的门电路实现，则须将逻辑表达式变换为相应的形式。
数电 第3章 组合逻辑电路
0111 0010 0110 0001 0110 1110 0011 0010 0011 0000 0011 0000 0011 0110 0011 0100
3.2 组合逻辑电路的分析与设计
3.2.1 组合逻辑电路的分析 1．组合逻辑电路分析的任务 最终得到组合逻辑电路的逻辑功能
2．SSI组合逻辑电路分析方法
逻辑图
化简
函数式 真值表
（（11））由由逻逻辑辑电电路路图图逐逐级级写写出出逻逻辑辑表表达达式式，，最最终终写写出出各各输输出出 的的逻逻辑辑表表达达式式。。
3.1 概述
数字电路按逻辑功能可分为两大类：
1.组合逻辑电路 2.时序逻辑电路
Y=((AB)' (AC)' (BC)')'
图3-1 组合逻辑电路
在组合逻辑电路(Combinatory logic circuit)中，任意 时刻的输出只取决于该时刻的输入，与电路原来的状态无关。
图3-2 非组合逻辑电路
第3章 组合逻辑电路 0011 0001 0011 0110 0100 1000 0111 0101 0110 0001 0110 1110 0110 0111 0110 0001
0110 1110 0111 0010 0110 0001 0110 1110 0011 0010 0011 0000 0011 0000 0011 0110
函数式、逻辑图或真值表等均能描述，以函数式为例：
图3-3 组合逻辑电路框图
Y1 f1( X1, X2 , , X n ) Y2 f2 ( X1, X2 , , X n ) Ym fm ( X1, X2 , , Xn )
第3章 逻辑门电路
L
1 0 0 0
VTP = - 2 V
T P2 T N1 T N2
L
导通 截止 导通 截止
或非门
VTN = 2 V
L A B
A B
≥1
N输入的或非门的电路的结构? 输入端增加有什么问题?
3.2 基本C MOS逻辑门电路
3.2.3 其它基本CMOS逻辑门电路
例3.2.1 试分析下图所示的CMOS逻辑门电路，写出其逻辑表达式。
υo/ υI
3.2 基本C MOS逻辑门电路
3.2.4 CMOS传输门电路
1. CMOS传输门的结构和工作原理
C +VDD
设TP:|VTP|=2V， TN:VTN=2 V
I的变化范围为0V到+VDD。
0=0V， 1= +VDD 1）当C=0， C =1时 GSN= 0V (0V到+ VDD )=(0到- VDD)V GSN< VTN, TN截止 GSP= VDD (0V到+ VDD )=(VDD到0)V GSP>0, TP截止 开关断开，不能转送信号
VDD＞ (VTN VTP )
+VDD
vi VGSN VGSP
0V 0V -VDD 0V
TN
截止 导通
TP
导通 截止
vO
VDD
0V
VTP = - 2 V
S2
VDD
VDD
TP
+ VDD
0V
D2
逻辑真值表
逻辑表达式
vi
D1
vO
VTN = 2 V
S1 T N
vi(A) 0 1
vO(L) 1 0
L A
第3章 组合逻辑电路(数电)
第3章 组合逻辑电路
I9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 & & & & Y3 Y2 Y1 Y0
图3.7 二-十进制编码器
第3章 组合逻辑电路 由图3.7可以写出各输出逻辑函数式为:
Y3 I 9 I 8 Y2 I 7 I 6 I 5 I 4 Y1 I 7 I 6 I 5 I 4 Y0 I 9 I 7 I 5 I 3 I1
3.1.1 组合逻辑电路的分析方法 组合逻辑电路的特点： （１） 输出、输入之间没有反馈延迟通路。 （２） 电路中不含记忆元件。 图3.1是利用74LS148编码器监控8个房间的防盗报 警编码电路 。
第3章 组合逻辑电路
低电平有效的传感器 1 2 3 4 5 6 7 8 89C51 10 11 12 13 1 2 3 4 5 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 S 74LS148 9 A B 7 C 6 YEX 14 P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 空 微控制器 INT 0 反相驱动器 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 74LS240 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 LED显示器 a b c d e f g dp
第3章 组合逻辑电路 例 1 分析如图3.2所示组合逻辑电路的功能。 解
（1） 写出逻辑表达式：
Y1 A B Y2 A B Y3 AB C Y A B AB C
第3章 组合逻辑电路 （2） 化简：
Y A B AB C AB ABC AB AC BC
第三章 逻辑门电路解析
一般了解 它们的内部结构 重点 掌握它们的逻辑功能和外特性
4. 逻辑门电路的主要技术参数
5. TTL门电路中的OC门和三态门
第3章
一．二极管的开关特性
首先来看一下获得高、低电平的基本原理：
当开关S断开时，输 出电压vO为高电平；
当开关S接通后，输 出便为低电平。
以下讨论的开关S是用
半导体二极管或三极管构成
它与半导体 二极管正向导通 时的V-I特性曲线 相同。
第3章
（b）输出特性曲线 以集电极c和发射极e之间的回路作为输出回路，而得
该输出曲线。
第3章
2. 半导体三极管的开关特性
当vi=0(即输入为 低电平)时：T截止，
输出vo＝VCC为高电 平；——相当于开关
断开状态
当vi=VCC(即输入 为高电平)时：T导通，
1.当uI=VIL=0.3V，即：A=0时
VBB=-5V
三极管截止，iC≈0
uO=VOH=5V，即 Y=1
2.当uI=VIH=3.2V，即：A=1时
三极管饱he，VBES=0.7V，VCES=0.3V R1 10K
uO=VOL=VCES=0.3V，即 Y=0
uI3.2V
VCC=5V
RC
4.7K
B
C
i—为流过二极管的电流；
v —为加到二极管两端的 电压；
vT —为温度的电压当量， 常温下等于 26mV
第3章
（二）二极管的开关特性
当vi=0(即输入为低电平)时： D导通，输出vo＝0为低电 平；——相当于开关闭合状态
当vi=VCC(即输入为高电平)时： D截止，输出vo＝VCC为高电 平；——相当于开关断开状态
(一）TTL反相器
组合逻辑电路
第三章组合逻辑电路基本知识点*组合逻辑电路的特点*组合逻辑电路功能的表示方法及相互转换*组合逻辑电路的分析方法和设计方法*常用集成组合逻辑电路的逻辑功能、使用方法和应用举例*组合逻辑电路中的竞争–冒险现象及消除竞争–冒险现象的常用方法3.1概述在数字电路中根据逻辑功能的不同特点，可将其分为两大类：一类是组合逻辑电路，另一类是时序逻辑电路。
组合逻辑电路在逻辑功能上的共同特点是：任意时刻的输出状态仅取决于该时刻的输入状态，与电路原来的状态无关。
在电路结构上的特点是：它是由各种门电路组成的，而且只有从输入到输出的通路，没有从输出到输入的反馈回路。
由于组合逻辑电路的输出状态与电路的原来状态无关，所以组合逻辑电路是一种无记忆功能的电路。
由此可知第二章中介绍的各种门电路都属于组合逻辑电路。
描述一个组合逻辑电路逻辑功能的方法很多，通常有：逻辑函数表达式、真值表、逻辑图、卡诺图、波形图五种。
它们各有特点，又相互联系，还可以相互转换。
3. 2逻辑功能各种表示方法的特点及其相互转换一、逻辑功能各种表示方法的特点1、逻辑函数表达式逻辑表达式是用与、或、非等基本运算来表示输入变量和输出函数因果关系的逻辑代数式。
其特点是形式简单、书写方便，便于进行运算和转换。
但表达式形式不唯一。
2、真值表真值表是根据给定的逻辑问题，把输入变量的各种取值的组合和对应的输出函数值排列成表格。
其特点是：直观、明了，可直接看出输入变量与输出函数各种取值之间的一一对应关系。
真值表具有唯一性。
3、逻辑图逻辑图是用若干基本逻辑符号连接成的电路图。
其特点是：与实际使用的器件有着对应关系，比较接近于实际的电路，但它只反映电路的逻辑功能而不反映电气参数和性能。
同一种逻辑功能可以用多种逻辑图实现，它不具备唯一性。
4、卡诺图卡诺图是按相邻性原则排列的最小项的方格图。
它实际上是真值表的特定的图示形式。
其特点是在化简逻辑函数时比较直观容易掌握。
卡诺图具有唯一性，但化简后的逻辑表达式不是唯一的。
《电子线路》教案——第三章 逻辑门电路
第一节逻辑门电路（一）教学目的：让学生掌握与门电路的工作原理及符号教学重点：与门电路的逻辑关系教学难点：与门电路的工作原理教学方法：讲授法教学课时：一课时教学过程：一、复习提问：晶体管反相是如何工作的？加速电容有何作用？二、新授：（一）概述：1、逻辑门电路的定义：是指具有多个输入端和一个输出端的开关电路。
2、逻辑电路中0和1的含义：表示两种对立的状态。
并不表示数量的大小。
0和1分别称为逻辑0和逻辑1 3、正、负逻辑体制：若1表示高电平，0表示低电平，称为正逻辑；若1表示低电平，0表示高电平，则称为负逻辑4、基本的逻辑门电路有：与门、或门、非门8.3.1 与门电路一、与逻辑关系当一件事情的几个条件全部具备之后，这件事情才能发生，否则不发生。
这样的因果关系称为与逻辑关系。
举例说明:以开锁为例和书上的开关串联为例。
让学生联系生活说明有哪些常见的与逻辑。
（讨论）二、与门电路1、电路图电路如右图8-9所示3、真值表4、逻辑符号图8－10 与门逻辑符号对于与门电路要重点讲解，但对于其他门电路在相同内容和相似的分析过程中不再重复。
以留给学生一定的思考空间，也为学生的个性化发展提供的前提。
4、逻辑函数式Y＝A·B （中间的点乘也可以去掉）小结：与逻辑关系的定义（强调所有条件均具备）第一节逻辑门电路（二）教学目的：让学生掌握门电路的基本类型教学重点：门电路的逻辑关系教学难点：各门电路的逻辑关系与逻辑表式与真值表的联系教学方法：讲授法教学过程：一、复习提问：1、什么叫与逻辑关系？与门电路的符号怎么画？其功能是什么？二、新授：(一) 或门电路：1、或逻辑关系在决定一件事的各种条件中，到少具备一个条件，这件事就会发生。
这样的因果关系称为或逻辑关系。
举例说明:以开锁为例和书上的开关并联为例。
让学生联系生活说明有哪些常见的或逻辑。
（讨论）2、或门电路（1）、电路图电路如下图8-12所示图8-12 二极管或门电路（1）、真值表V a、V b有一个是高电平（5V）：V o 为高电平；V a、V b两个都为低电3、逻辑符号图8－13 或门逻辑符号4、逻辑函数式Y ＝A ＋B（二）、非门电路：1、1、非逻辑关系：事情和条件总是呈相反状态。