门电路与组合逻辑电路优秀课件
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电子课件电子技术基础第六版第六章门电路及组合逻辑电路可编辑全文
1. 逻辑函数的表达方式 逻辑电路的功能可用逻辑函数来表述。对于某一实际问题 的功能要求，如果以逻辑自变量（原因）作为输入，以逻辑 因变量（结果）作为输出，那么当输入量的取值确定后，输 出量便随之确定，这种输出与输入之间的函数关系就称为逻 辑函数。
逻辑函数除可以用逻辑函数表达式（逻辑表达式）表示以 外，还可以用相应的真值表以及逻辑电路图来表示。真值表 与前述基本逻辑关系的真值表类似，就是将各个变量取真值 （0 和 1）的各种可能组合列写出来，得到对应逻辑函数的真 值（0 或 1）。逻辑电路图（逻辑图）是指由基本逻辑门或复 合逻辑门等逻辑符号及它们之间的连线构成的图形。
TTL 集成“与非”门的外形和引脚排列 a）外形 bOS 集成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 集成门电路 是由 PMOS 和 NMOS 组 成的互补对称型逻辑门电路。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。
三、其他类型集成门电路
1. 集电极开路与非门（OC 门） 在这种类型的电路内部，输出三极管的集电极是开路的， 故称集电极开路与非门，也称集电极开路门，简称 OC 门。
OC 门 a）逻辑符号 b）外接上拉电阻
74LS01 是一种常用的 OC 门，其外形和引脚排列如图所 示。
74LS01 的外形和引脚排列 a）外形 b）引脚排列
2. 主要参数 TTL 集成“与非”门的主要参数反映了电路的工作速度、抗 干扰能力和驱动能力等。
TTL 集成“与非”门的主要参数
TTL 集成“与非”门具有广泛的用途，利用它可以组成很多 不同逻辑功能的电路，其外形和引脚排列如图所示。如 TTL“ 异或”门就是在 TTL“与非”门的基础上适当地改动和组合而成 的；此外，后面讨论的编码器、译码器、触发器、计数器等 逻辑电路也都可以由它来组成。
逻辑函数除可以用逻辑函数表达式（逻辑表达式）表示以 外，还可以用相应的真值表以及逻辑电路图来表示。真值表 与前述基本逻辑关系的真值表类似，就是将各个变量取真值 （0 和 1）的各种可能组合列写出来，得到对应逻辑函数的真 值（0 或 1）。逻辑电路图（逻辑图）是指由基本逻辑门或复 合逻辑门等逻辑符号及它们之间的连线构成的图形。
TTL 集成“与非”门的外形和引脚排列 a）外形 bOS 集成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 集成门电路 是由 PMOS 和 NMOS 组 成的互补对称型逻辑门电路。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。
三、其他类型集成门电路
1. 集电极开路与非门（OC 门） 在这种类型的电路内部，输出三极管的集电极是开路的， 故称集电极开路与非门，也称集电极开路门，简称 OC 门。
OC 门 a）逻辑符号 b）外接上拉电阻
74LS01 是一种常用的 OC 门，其外形和引脚排列如图所 示。
74LS01 的外形和引脚排列 a）外形 b）引脚排列
2. 主要参数 TTL 集成“与非”门的主要参数反映了电路的工作速度、抗 干扰能力和驱动能力等。
TTL 集成“与非”门的主要参数
TTL 集成“与非”门具有广泛的用途，利用它可以组成很多 不同逻辑功能的电路，其外形和引脚排列如图所示。如 TTL“ 异或”门就是在 TTL“与非”门的基础上适当地改动和组合而成 的；此外，后面讨论的编码器、译码器、触发器、计数器等 逻辑电路也都可以由它来组成。
电工与电子学第二十章门电路和组合逻辑电路精品PPT课件
数字电路：处理数字信号的电路。
21.10.2020
电工与电子学
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20.1 脉冲信号
在数字电路中，信号（电压和电流）是脉冲的。 脉冲是一种跃变信号，并且持续时间短暂。
矩形波
21.10.2020
电工与电子学
尖顶波
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20.1 脉冲信号
A Y
-
B
结果就会发生。
逻辑表达式：ABY
21.10.2020
电工与电子学
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20.2 基本门电路及其组合
⒊ 非逻辑 非逻辑：条件具备了，
结果不发生；而条件不具备 时，结果却发生了。
A
R
+
Y
-
逻辑表达式：A Y
在分析逻辑电路时只用两种相反的工作状态，并用 1和0来代表。
⑷逻辑关系式
YAB
例： A B
Y
21.10.2020
20.2 基本门电路及其组合
⑸逻辑符号
A& Y
B
电工与电子学
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20.2 基本门电路及其组合
⒉ 二极管或门电路
⑴电路
030VVA
DA
300VVB
DB
Y033VVV
R
⑶逻辑功能
⑵或门逻辑状态表
AB Y 000 011 101 111
⒈ 二极管与门电路
⑴电路
+5V
⑵与门逻辑状态表
303VVA 003VVB
⑶逻辑功能
R
DA
Y03V
DB
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电工与电子学
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20.1 脉冲信号
在数字电路中，信号（电压和电流）是脉冲的。 脉冲是一种跃变信号，并且持续时间短暂。
矩形波
21.10.2020
电工与电子学
尖顶波
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20.1 脉冲信号
A Y
-
B
结果就会发生。
逻辑表达式：ABY
21.10.2020
电工与电子学
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20.2 基本门电路及其组合
⒊ 非逻辑 非逻辑：条件具备了，
结果不发生；而条件不具备 时，结果却发生了。
A
R
+
Y
-
逻辑表达式：A Y
在分析逻辑电路时只用两种相反的工作状态，并用 1和0来代表。
⑷逻辑关系式
YAB
例： A B
Y
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20.2 基本门电路及其组合
⑸逻辑符号
A& Y
B
电工与电子学
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20.2 基本门电路及其组合
⒉ 二极管或门电路
⑴电路
030VVA
DA
300VVB
DB
Y033VVV
R
⑶逻辑功能
⑵或门逻辑状态表
AB Y 000 011 101 111
⒈ 二极管与门电路
⑴电路
+5V
⑵与门逻辑状态表
303VVA 003VVB
⑶逻辑功能
R
DA
Y03V
DB
门电路及组合逻辑电路ppt课件.ppt
二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进 制数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421码。
2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011 得到；格雷码是一种循环码，其特点是任何相邻的两个码字， 仅有一位代码不同，其它位相同。
即：(5555)10＝5×103 ＋5×102＋5×101＋5×100 又如：(209.04)10＝ 2×102 ＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4 ×10－2
（1）数制：二进制
数码为：0、1；基数是2。 运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。 二进制数的权展开式： 如：(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2－2
A
&
B
≥1 &
C
&
D
(a) 与或非门的构成
A
FB C
& ≥1 F
D
(b) 与或非门的符号
F AB CD
4、异或
异或是一种二变量逻辑运算，当两个变量取值相同时， 逻辑函数值为0；当两个变量取值不同时，逻辑函数值为1。
异或的逻辑表达式为： L A B
“异或”真值
表 输入
输出
A
B
L
A
=1
0
0
0
0
常用 BCD 码
十进制数 8421 码 余 3 码 格雷码 2421 码
0
0000 0011 0000 0000
1
0001 0100 0001 0001
2
0010 0101 0011 0010
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421码。
2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011 得到；格雷码是一种循环码，其特点是任何相邻的两个码字， 仅有一位代码不同，其它位相同。
即：(5555)10＝5×103 ＋5×102＋5×101＋5×100 又如：(209.04)10＝ 2×102 ＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4 ×10－2
（1）数制：二进制
数码为：0、1；基数是2。 运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。 二进制数的权展开式： 如：(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2－2
A
&
B
≥1 &
C
&
D
(a) 与或非门的构成
A
FB C
& ≥1 F
D
(b) 与或非门的符号
F AB CD
4、异或
异或是一种二变量逻辑运算，当两个变量取值相同时， 逻辑函数值为0；当两个变量取值不同时，逻辑函数值为1。
异或的逻辑表达式为： L A B
“异或”真值
表 输入
输出
A
B
L
A
=1
0
0
0
0
常用 BCD 码
十进制数 8421 码 余 3 码 格雷码 2421 码
0
0000 0011 0000 0000
1
0001 0100 0001 0001
2
0010 0101 0011 0010
第5章门电路和组合逻辑电路PPT课件
33 MHz
脉冲信号：不随时间连续变化的跃变信号
尖顶波
t
矩形波
t
这些信号称为数字信号 处理模拟信号的电路称为模拟电路，处理数 字信号的电路称为数字电路。
33 MHz
一、 脉冲信号
t
理想矩形波
脉冲信号 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
如： +3V
0
0 -3V
正脉冲
(2)或逻辑
A
+
B
220V
Y
-
状态表
ABY 断 断灭 断 合亮 合 断亮 合 合亮
“或”逻辑关系是指当决定某事件的条件只要 有一个具备时，该事件就发生。
33 MHz
二、基本门电路
2. 或门电路 (1)或逻辑
+ 220V
-
A B
Y
状态表
ABY
0
00
0 11
1 01
1 11
“或”逻辑关系是指当决定某事件的条件只要 有一个具备时，该事件就发生。
+3V
0
33 MHz
0
-3V
负脉冲
• 脉冲信号的部分参数：
0.9A
0.5A 0.1A
tp
tr
A tf
T 实际的矩形波
脉冲幅度 A
脉冲宽度 tp
脉冲周期 T
脉冲频率f =1/T
33 MHz
脉冲上升沿 tr
脉冲下降沿 tf
二、数字电路的特点
1.数字电路根据脉冲信号的有无、个 数、脉宽和频率工作，所以抗干扰 能力强，可靠性高。
1. 与门电路
(1)与逻辑
A
B
+
电子技术之门电路与组合逻辑电路介绍课件
方法
逻辑表达 式的验证
方法
逻辑函数
01
逻辑函数可以表示 电路的输入和输出
之间的关系
02
03
逻辑函数的化简和 优化是组合逻辑电 路设计的重要步骤
04
逻辑函数是描述组 合逻辑电路的数学
表达式
逻辑函数可以用布 尔代数表示，也可
以用真值表表示
逻辑电路优化
01
优化逻辑表达 式：简化逻辑 表达式，降低
电路复杂度
组合逻辑电路的设计
确定逻辑功能：根 据需求确定电路的
逻辑功能
设计逻辑电路：根 据化简后的真值表 设计组合逻辑电路
列出真值表：列出 输入输出之间的真
值表
验证逻辑电路：使 用仿真工具验证设 计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ逻辑电路是否
符合需求
化简真值表：使用 卡诺图等方法化简
真值表
优化逻辑电路：根 据实际情况对逻辑 电路进行优化，提
译码器
功能：将二进制代码 转换为十进制代码
工作原理：根据输入 的二进制代码，输出
相应的十进制代码
应用：数字显示、数 据传输、计算机控制
等领域
特点：速度快、体积 小、功耗低、可靠性
高
结构：由多个与非门 和或非门组成
组合逻辑电路分析
逻辑表达式
组合逻辑 电路的基
本概念
逻辑表达 式的表示
方法
逻辑表达 式的化简
门电路的输入 和输出都是二 进制信号，即 0和1
门电路可以组 合成更复杂的 电路，如组合 逻辑电路和时 序逻辑电路
门电路的分类
01
基本门电路：与门、或门、 非门
02
复合门电路：与非门、或 非门、异或门
03
特殊门电路：三态门、传 输门、时钟门
逻辑表达 式的验证
方法
逻辑函数
01
逻辑函数可以表示 电路的输入和输出
之间的关系
02
03
逻辑函数的化简和 优化是组合逻辑电 路设计的重要步骤
04
逻辑函数是描述组 合逻辑电路的数学
表达式
逻辑函数可以用布 尔代数表示，也可
以用真值表表示
逻辑电路优化
01
优化逻辑表达 式：简化逻辑 表达式，降低
电路复杂度
组合逻辑电路的设计
确定逻辑功能：根 据需求确定电路的
逻辑功能
设计逻辑电路：根 据化简后的真值表 设计组合逻辑电路
列出真值表：列出 输入输出之间的真
值表
验证逻辑电路：使 用仿真工具验证设 计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ逻辑电路是否
符合需求
化简真值表：使用 卡诺图等方法化简
真值表
优化逻辑电路：根 据实际情况对逻辑 电路进行优化，提
译码器
功能：将二进制代码 转换为十进制代码
工作原理：根据输入 的二进制代码，输出
相应的十进制代码
应用：数字显示、数 据传输、计算机控制
等领域
特点：速度快、体积 小、功耗低、可靠性
高
结构：由多个与非门 和或非门组成
组合逻辑电路分析
逻辑表达式
组合逻辑 电路的基
本概念
逻辑表达 式的表示
方法
逻辑表达 式的化简
门电路的输入 和输出都是二 进制信号，即 0和1
门电路可以组 合成更复杂的 电路，如组合 逻辑电路和时 序逻辑电路
门电路的分类
01
基本门电路：与门、或门、 非门
02
复合门电路：与非门、或 非门、异或门
03
特殊门电路：三态门、传 输门、时钟门
逻辑门电路及组合逻辑电路PPT课件
例8-15 某工厂有A、B、C三个车间和一个自备电站，站内有两台发电机G1和G2。 G1的容量是G2的两倍。如果一个车间开工，只需G2运行即可满足要求；如果两个 车间开工，只需G1运行；若三个车间同时开工，则G1和G2均需运行。试画出控制 G1和G2运行的逻辑图。
解 用A、B、C分别表示三个车间的开工状态：开工为1，不开工为0；G1和G2运行 为1，停机为0。
① 根据题意列出逻辑真值表。
第6页/共39页
第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路 8.1 逻辑代数及逻辑门电路
三、逻辑代数运算法则
1.基本运算法则
0·A=0
1·A=A
A·A=A 0+A=A
AA 0 1+A=1
A+A=A A A 1
AA 2.交换律
AB=BA A+B=B+A 3.结合律 ABC=(AB)C=A(BC)
A+B+C=A+(B+C)=(A+B)+C 4.分配律 A(B+C)=AB+AC
10
非逻辑的逻辑表达式为：F=A
可用逻辑非门实现这种运算，非门的逻辑符号为：
1
A
F
非门的波形为： A
非门
F
第4页/共39页
第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路 8.1 逻辑代数及逻辑门电路
(二)复合逻辑运算及其复合门
用两个以上基本运算构成的逻辑运算。包括与非、或非、与或非、异 或和同或运算。和三个基本运算一样，它们都有集成门电路与之对应。
第13页/共39页
第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路 8.2 组合逻辑电路
例8-12 分析如图所示电路的逻辑功能。
AB
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逻辑“1” 逻辑“0”
输出：F ： 3V 逻辑“1”；0V 逻辑“0”
逻辑式
F=A•B•C
A BC F 00 0 0 00 1 0 01 0 0 01 1 0 10 0 0 10 1 0 11 0 0 11 1 1
逻辑与 （逻辑乘）
逻辑状态表
有0出0 全1出1
（2）“或”逻辑运算和或门
或逻辑
A、B、C只有一个具备时，事件F就发生。
01 0 1 5
01 1 0 6
01 1 1 7 10 0 0 8 10 0 1 9
9.2 逻辑代数和逻辑函数
9.2.1逻辑代数
在数字电路中，我们要研究的是电路的输入 输出之间的逻辑关系，所以数字电路又称逻辑电 路，相应的研究工具是逻辑代数（布尔代数）。
在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能取两个 值（二值变量），即0和1，中间值没有意义，这 里的0和1只表示两个对立的逻辑状态，如电位的 低高（0表示低电位，1表示高电位）、开关的开 合等。
=(11)D
十进制转换为二进制
求商取余
(25)D=(11001)B
十进制与二进制之 间的转换，可以用二除十 进制数，余数是二进制数 的第0位（ K0 ），然后依 次用二除所得的商，余数 依第次二是位第（一K位2 ）（、K…1 ）…。、
转换过程：
2 25 2 12 26 23 21
0
低位 余 1 K0
=(9)D
用电路的两个状态---开、关来表示二 进制数，数码的存储和传输简单、可 靠。
位数较多，使用不便；不合人们的习 惯，输入时将二进制转换成二进制， 运算结果输出时再转换成十进制数。
二进制与十进制之间的转换
二进制转换为十进制
按权展开
（1011）B= 1 23 + 0 22 + 1 21 + 1 20
1.基本逻辑运算及其表示方法
（1）“与”逻辑运算和与门
与逻辑 A、B、C都具备时，事件F才发生。
ABC
E
F
设
开关闭为“1” 开关开为“0”
则A、B、C与灯F的关系 为“与”逻辑
灯亮为“1” 不亮为“0”
二极管与门电路
逻辑符号
+5V
R
VD1
A
F
VD2
B
A
&F
B
C
输入：A、B ： 3V 输入：A、B ： 0V
表示数的十个数码： 0 、 1、2、3、4、5、6、7、8、9
位权：10n
遵循逢十进一的规律
157 = 1 120 5 11 07 100
二进制：
以二为基数的计数体制
表示数的两个数码：
0、1
位权：2n
遵循逢二进一的规律
（N）B Ki 2i i
（1001）B= 1 2 3 0 2 2 0 2 1 1 2 0
余 0 K1 余 0 K2
余 1 K3 余 1 K4 高位
(25)D=(11001)B
二—十进制（BCD码）：
用二进制码表示的十进制数：
0~9十个状态，用四位二进制码表示一位十进制数：
BCD码
十进制数
00 0 0 0
00 0 1 1 00 1 0 2 00 1 1 3 01 0 0 4
逻辑或 (逻辑加)
逻辑状态表 全0出0 有1出1
（3）“非”逻辑运算和非门
非逻辑
A具备时 ，事件F不发生；A不具备时，事件 F发生。
开关闭为“1” R
灯不亮为“0”
E
A
F
则开关A与灯F的关系 为“非”逻辑
开关开为“0” 灯亮为“1”
三极管非门电路
+UCC
+3V RC
A RB
F
逻辑符号 1F
A 限幅二极管
A
E
B C
F
开关闭为“1” 开关开为“0”
则A、B、C与灯F的关系 为“或”逻辑
灯亮为“1” 不亮为“0”
二极管或门电路
逻辑符号
VD1
A
F
VD2
B
R
A
1 F
B
C
-5V 输入：A、B ： 3V
0V
输出：F
3V
0V
逻辑“1” 逻辑“0”
逻辑“1” 逻辑“0”
或逻辑式 F=A+B+C
A BC F 00 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 1 10 0 1 10 1 1 11 0 1 11 1 1
(4) 输出电压Uo=0
UCE= 0 好象开关闭和一样
三极管的开关特性：
+ucc
uA
t
R1
F
uF
A R2
t
截止
+ucc
0.3V
饱和
Ucc
R Ui
Uo
K
可用三极 管代替
K开------Uo=1, 输出高电平 K合------Uo=0, 输出低电平
9.1.2 二进制
常用数制
十进制：
以十为基数的计数体制
B
C Uo
Ui
E
特点：（1）发射结正偏、集电结反偏 （2）基极电流、集电极电流成线性关系
Ic=βIB
(3) 输出电压Uo=Ucc-IcRc
+ucc
（3）饱和区
B
C Uo
Ui
E
特点：（1）发射结正偏、集电结正偏
（2）基极电流、集电极电流不成线性关系
Ic <βIB (3)集射极电压（即饱和管压降）UCE=0.3
在数字电路中，三极管工作在开关状态， 即工作在饱和和截止状态。
晶体管的开关作用
晶体管工作的区域
B
（1）截止区
Ui
特点：（1）集电结、发射结反偏 （2）基极电流IB=0 （3）集电极电流Ic=0 (4) 输出电压Uo=Ucc
+ucc C Uo E
UCE= Ucc 好象开关断开一样
+ucc
（2）放大区
0.9 A
A
tW
tr
tf
0.5 A 0.1 A
T
正、负脉冲信号
跃变后的
（0V） （-3V）3V
正脉冲： 电位比跃 0V
变前高
跃变后的 负脉冲： 电位比跃
变前低
（3V） 0V （0V） -3V
2、数字信号
脉冲信号 产品数量的统计。 数字表盘的读数。 数字电路信号：
u
脉冲信号 t
研究数字电路时注重电路输出、输入间的逻 辑关系，因此不能采用模拟电路的分析方法。 主要的工具是逻辑代数，电路的功能用逻辑 状态表（真值表）、逻辑表达式及波形图表 示。
输入：A： 输出：F
3V 逻辑“1” 0V 逻辑“0” 3V 逻辑“1” 0V 逻辑“0”
逻辑式 FA
AF
0
1
1
0
逻辑非 逻辑反
逻辑状态表
有0出1 有1出0
逻辑关系 与
含义
条件A、B都 具备，则事 件F 发生
逻辑表 达式 记忆口诀 逻辑符号
F=AB
有0出0 全1出1
门电路与组合逻辑电路优秀课 件
9.1 数字电路概述
9.1.1 脉冲信号和数字信号
电
模拟信号 随时间连续变化的信号
子
电
如：正弦波、锯齿波信号等
路
中
的
信
号
数字信号 时间和幅度都号的参数
脉冲幅度：A 脉冲宽度： tW 脉冲前沿： tr 脉冲后沿： tf 脉冲周期：T
脉冲频率：f=1/T