第九章 數(shù)字電路基礎(chǔ)及組合邏輯電路

1、電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)字電路基礎(chǔ)數(shù)字電路基礎(chǔ) 第二節(jié)第二節(jié) 門電路門電路 第三節(jié)第三節(jié) 常用集成組合邏輯電路常用集成組合邏輯電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 門電路是構(gòu)成組合邏輯電路的基本單元，學(xué)習(xí)中注意理解各種門的工作原理和邏輯功能；掌握邏輯代數(shù)的運(yùn)算方法及化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的方法；掌握組合邏輯電路的分析步驟和方法；了解和熟悉各類常用中規(guī)模集成邏輯部件的邏輯功能、工作原理及應(yīng)用。作業(yè)：9-15(3)；9-16(b)；9-17(3)；9-18電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣

2、東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)字電路基礎(chǔ)數(shù)字電路基礎(chǔ)一、數(shù)字信號(hào)的概念一、數(shù)字信號(hào)的概念 電子電路所處理的電信號(hào)可以分為兩大類：電子電路所處理的電信號(hào)可以分為兩大類：模擬信號(hào)模擬信號(hào)和和數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)。諸如溫度、壓力、速度等量的轉(zhuǎn)換信號(hào)，數(shù)值上具有諸如溫度、壓力、速度等量的轉(zhuǎn)換信號(hào)，數(shù)值上具有隨時(shí)隨時(shí)間連續(xù)變化間連續(xù)變化的特點(diǎn)，習(xí)慣上人們把這類信號(hào)稱為的特點(diǎn)，習(xí)慣上人們把這類信號(hào)稱為模擬信號(hào)模擬信號(hào)。tu0對(duì)模擬信號(hào)接收、處理和傳遞的電子電路稱對(duì)模擬信號(hào)接收、處理和傳遞的電子電路稱模擬電路模擬電路。如放大電路、濾波器、信號(hào)發(fā)生器等。如放大電路、濾波器、信號(hào)發(fā)生

3、器等。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院tu0 在兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)之間作在兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)之間作階躍式階躍式變化的信號(hào)稱為變化的信號(hào)稱為數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)，數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)在信號(hào)在時(shí)間時(shí)間上和上和數(shù)值數(shù)值上都是上都是離散離散的的。例如生產(chǎn)線中的例如生產(chǎn)線中的產(chǎn)產(chǎn)品，只能在一些離散的瞬間完成，而且產(chǎn)品的個(gè)數(shù)也只能品，只能在一些離散的瞬間完成，而且產(chǎn)品的個(gè)數(shù)也只能逐逐個(gè)增減，它們的轉(zhuǎn)換信號(hào)就是數(shù)字信號(hào)。個(gè)增減，它們的轉(zhuǎn)換信號(hào)就是數(shù)字信號(hào)。 上圖是典型的數(shù)字信號(hào)波形。實(shí)用中，計(jì)算機(jī)鍵盤的上圖是典型的數(shù)字信號(hào)波形。實(shí)用中，計(jì)算機(jī)鍵盤的輸輸入信號(hào)就是典型的數(shù)字信號(hào)。用來實(shí)

4、現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生入信號(hào)就是典型的數(shù)字信號(hào)。用來實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生、變換、運(yùn)算、控制等功能的電路稱為變換、運(yùn)算、控制等功能的電路稱為數(shù)字電路數(shù)字電路。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 1.數(shù)字電路的工作信號(hào)是二進(jìn)制信息。因此，數(shù)字?jǐn)?shù)字電路的工作信號(hào)是二進(jìn)制信息。因此，數(shù)字電路對(duì)組成電路元器件的精度要求并不高，只要滿足工電路對(duì)組成電路元器件的精度要求并不高，只要滿足工作時(shí)能夠可靠區(qū)分作時(shí)能夠可靠區(qū)分0和和1兩種狀態(tài)即可，所以數(shù)字兩種狀態(tài)即可，所以數(shù)字電路設(shè)電路設(shè)計(jì)方便計(jì)方便。2.對(duì)數(shù)字電路而言，干擾往往只影響脈沖的幅度，對(duì)數(shù)字電路而言，干擾往往只影響

5、脈沖的幅度，在一定范圍內(nèi)不會(huì)混淆在一定范圍內(nèi)不會(huì)混淆0和和1兩個(gè)數(shù)字信息，因此兩個(gè)數(shù)字信息，因此抗干擾抗干擾能力強(qiáng)能力強(qiáng)。3.不僅能完成數(shù)值運(yùn)算，而且不僅能完成數(shù)值運(yùn)算，而且能進(jìn)行邏輯判斷和邏能進(jìn)行邏輯判斷和邏輯運(yùn)算輯運(yùn)算。4.分析方法不同于模擬電路。分析方法不同于模擬電路。 本教材介紹的數(shù)字電路分有本教材介紹的數(shù)字電路分有組合邏輯電路組合邏輯電路和和時(shí)序邏輯時(shí)序邏輯電路電路兩大部分。兩大部分。1數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院2脈沖信號(hào)和數(shù)字信號(hào)脈沖信號(hào)和數(shù)字信號(hào)一切非正弦的、帶有突變特點(diǎn)的波形，統(tǒng)稱為一切非正弦的、

6、帶有突變特點(diǎn)的波形，統(tǒng)稱為脈沖脈沖。數(shù)字。數(shù)字電路處理的信號(hào)多是矩形脈沖，這種信號(hào)常用二值量信息表示，電路處理的信號(hào)多是矩形脈沖，這種信號(hào)常用二值量信息表示，即用邏輯信號(hào)即用邏輯信號(hào)0和和來表示信號(hào)的狀態(tài)（來表示信號(hào)的狀態(tài)（高電平高電平或或低電平低電平），），我們所講的數(shù)字信號(hào)，通常都是指這種信號(hào)。我們所講的數(shù)字信號(hào)，通常都是指這種信號(hào)。 圖圖9-1 幾種常見的脈沖波形幾種常見的脈沖波形電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)字電路的應(yīng)用十分廣泛，它已廣泛應(yīng)用于數(shù)字電路的應(yīng)用十分廣泛，它已廣泛應(yīng)用于數(shù)字通訊、自動(dòng)控制、數(shù)字測(cè)量?jī)x表、家用電器、數(shù)字通訊

7、、自動(dòng)控制、數(shù)字測(cè)量?jī)x表、家用電器、電子計(jì)算機(jī)等各個(gè)領(lǐng)域。電子計(jì)算機(jī)等各個(gè)領(lǐng)域。3數(shù)字電路的應(yīng)用數(shù)字電路的應(yīng)用電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、數(shù)制和碼制二、數(shù)制和碼制（1）十進(jìn)制數(shù)）十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)是最常用的計(jì)數(shù)體制，十進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是：十進(jìn)制數(shù)是最常用的計(jì)數(shù)體制，十進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是：1）基數(shù)是）基數(shù)是10。2）計(jì)數(shù)規(guī)律是）計(jì)數(shù)規(guī)律是“逢十進(jìn)一逢十進(jìn)一”。每一數(shù)碼處于不同的位置時(shí)，它代表的數(shù)值是不同每一數(shù)碼處于不同的位置時(shí)，它代表的數(shù)值是不同的，即不同的數(shù)位有不同的的，即不同的數(shù)位有不同的位權(quán)位權(quán)。 1數(shù)的表示方法數(shù)的表示方法 式中的下標(biāo)式中的下

8、標(biāo)10表示是十進(jìn)制數(shù)：表示是十進(jìn)制數(shù)：23410410310223401210電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院（2）二進(jìn)制數(shù)）二進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)：二進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)： 1）基數(shù)是。采用兩個(gè)數(shù)碼和。）基數(shù)是。采用兩個(gè)數(shù)碼和。 2）計(jì)數(shù)規(guī)律是）計(jì)數(shù)規(guī)律是“逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一”。 二進(jìn)制的各位二進(jìn)制的各位位權(quán)位權(quán)分別為分別為20、21、22。 式中的下標(biāo)表示是二進(jìn)制數(shù)。式中的下標(biāo)表示是二進(jìn)制數(shù)。100123292120202110011001B每一位的每一位的系數(shù)系數(shù)和和位權(quán)位權(quán)的乘積稱為該位的的乘積稱為該位的加權(quán)系數(shù)加權(quán)系數(shù)。任意一個(gè)任意一個(gè)n位正整

9、數(shù)位正整數(shù)N所表示的數(shù)值，等于其各位加權(quán)所表示的數(shù)值，等于其各位加權(quán)系數(shù)之和。系數(shù)之和。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院例：例： （3）十六進(jìn)制數(shù)）十六進(jìn)制數(shù) 十六進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是十六進(jìn)制數(shù)的基數(shù)是16，采用，采用16個(gè)數(shù)碼：個(gè)數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、，其中、，其中1015分別用表示。分別用表示。 十六進(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)規(guī)律是十六進(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)規(guī)律是“逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一”，各位的位，各位的位權(quán)是權(quán)是16的冪。的冪。 N位十六進(jìn)制正整數(shù)位十六進(jìn)制正整數(shù)N可表示為可表示為 101616niiikN1001161571613169D9電工

10、電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院（1）二進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)）二進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 只要求出二進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)各位加權(quán)系數(shù)之和，則只要求出二進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)各位加權(quán)系數(shù)之和，則得相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。得相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。 （2）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 可以采用可以采用除除2倒取余倒取余法，轉(zhuǎn)換步驟如下：法，轉(zhuǎn)換步驟如下： 第一步：把給定的十進(jìn)制數(shù)除以第一步：把給定的十進(jìn)制數(shù)除以2，取出余數(shù)，即為，取出余數(shù)，即為最最低位數(shù)低位數(shù)的數(shù)碼的數(shù)碼k0。 第二步：將前一步得到的商再除以第二步：將前一步得到的商再除以2，再取

11、出余數(shù)，即，再取出余數(shù)，即得得次低位次低位數(shù)的數(shù)碼數(shù)的數(shù)碼k1。 以下各步類推，直到商為以下各步類推，直到商為0為止，最后得到的余數(shù)即為為止，最后得到的余數(shù)即為最高位最高位數(shù)的數(shù)碼數(shù)的數(shù)碼 kn-1。2不同進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換不同進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院例例9-1解解將十進(jìn)制數(shù)將十進(jìn)制數(shù)75轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。 2|75 余余1 即即 k01 2|37 余余1 即即 k11 2|18 余余0 即即 k20 2| 9 余余1 即即 k31 2| 4 余余0 即即 k40 2| 2 余余0 即即 k50 2|

12、1 余余1 即即 k61 0即即 210100101175電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （3）二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換）二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換 1）將二進(jìn)制正整數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)）將二進(jìn)制正整數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù) 將二進(jìn)制數(shù)從最低位開始，每位分為一組將二進(jìn)制數(shù)從最低位開始，每位分為一組（最高位可以補(bǔ)），每組都轉(zhuǎn)換為位相應(yīng)的（最高位可以補(bǔ)），每組都轉(zhuǎn)換為位相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)數(shù)碼即可。十六進(jìn)制數(shù)數(shù)碼即可。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院例例9-2解解將二進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù) 轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。

13、轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù) 0100 1011 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù) 4 即即21001011162B41001011電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2）將十六進(jìn)制正整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。）將十六進(jìn)制正整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。 將十六進(jìn)制數(shù)的每一位轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的位二將十六進(jìn)制數(shù)的每一位轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的位二進(jìn)制數(shù)即可。進(jìn)制數(shù)即可。例例9-3解解 將將 轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。 16B4 十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù) 4 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù) 0100 1011 即即2161001011B4（最高位為（最高位為0可舍去）可舍去） 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子

14、技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建立代碼與文字、符號(hào)或特定對(duì)象之間的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系建立代碼與文字、符號(hào)或特定對(duì)象之間的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系稱為編碼。稱為編碼。 所謂二十進(jìn)制碼，指的是用十個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)來分所謂二十進(jìn)制碼，指的是用十個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)來分別表示十進(jìn)制數(shù)中的十個(gè)數(shù)碼，簡(jiǎn)稱別表示十進(jìn)制數(shù)中的十個(gè)數(shù)碼，簡(jiǎn)稱BCD碼。碼。 BCD碼的編碼方式有很多種碼的編碼方式有很多種,一般分有權(quán)碼和無權(quán)碼。一般分有權(quán)碼和無權(quán)碼。 8421BCD碼是一種最基本的，應(yīng)用十分普遍的碼是一種最基本的，應(yīng)用十分普遍的BCD碼，碼，它是一種有權(quán)碼，它是一種有權(quán)碼，8421就是指編碼中各位的位權(quán)分別

15、是就是指編碼中各位的位權(quán)分別是8、4、2、1。 將十進(jìn)制數(shù)的每一位分別用將十進(jìn)制數(shù)的每一位分別用4位二進(jìn)制碼表示出來，位二進(jìn)制碼表示出來，所構(gòu)成的數(shù)稱為二十進(jìn)制數(shù)。所構(gòu)成的數(shù)稱為二十進(jìn)制數(shù)。 例例BCD84211001000111473二十進(jìn)制碼（二十進(jìn)制碼（BCD碼）碼） 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院三、邏輯代數(shù)三、邏輯代數(shù) （1）邏輯代數(shù)、邏輯變量）邏輯代數(shù)、邏輯變量1基本邏輯關(guān)系基本邏輯關(guān)系日常生活中我們會(huì)遇到很多結(jié)果完全日常生活中我們會(huì)遇到很多結(jié)果完全對(duì)立而又相互依對(duì)立而又相互依存的事件，如開關(guān)的通斷、電位的高低、信號(hào)的有無、工存的事

16、件，如開關(guān)的通斷、電位的高低、信號(hào)的有無、工作和休息等，顯然這些作和休息等，顯然這些都可以用二值變量來表示，這種二都可以用二值變量來表示，這種二值變量就稱為值變量就稱為邏輯變量邏輯變量。邏輯變量可以用字母、邏輯變量可以用字母、等來、等來表示，但邏輯變量只有兩個(gè)不同的取值，分別是邏輯和表示，但邏輯變量只有兩個(gè)不同的取值，分別是邏輯和邏輯。顯然，邏輯。顯然，1和和0并不是體現(xiàn)的數(shù)值大小，而是體現(xiàn)的并不是體現(xiàn)的數(shù)值大小，而是體現(xiàn)的某種邏輯狀態(tài)。某種邏輯狀態(tài)。邏輯代數(shù)邏輯代數(shù)就是用以描述邏輯關(guān)系、反映邏輯變量運(yùn)算就是用以描述邏輯關(guān)系、反映邏輯變量運(yùn)算規(guī)律的數(shù)學(xué)，它是按照一定的邏輯規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算的。規(guī)律的

17、數(shù)學(xué)，它是按照一定的邏輯規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算的。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院（2）基本的邏輯關(guān)系及其運(yùn)算）基本的邏輯關(guān)系及其運(yùn)算 基本的邏輯關(guān)系只有基本的邏輯關(guān)系只有“與與”、“或或”、“非非”三種。三種。 1）“與與”邏輯和邏輯和“與與”運(yùn)算運(yùn)算 當(dāng)決定某一種結(jié)果的所有條件都具備時(shí)，這個(gè)結(jié)果才能當(dāng)決定某一種結(jié)果的所有條件都具備時(shí)，這個(gè)結(jié)果才能發(fā)生，這種邏輯關(guān)系稱為發(fā)生，這種邏輯關(guān)系稱為“與與”邏輯，邏輯，又稱又稱邏輯乘邏輯乘。用用F代表燈泡的狀態(tài)、用代表燈泡的狀態(tài)、用、分別代表兩只開關(guān)分別代表兩只開關(guān)的狀態(tài)，可記作的狀態(tài)，可記作F=或或 F= US

18、R0AB“與與”邏輯電邏輯電路路邏輯符號(hào)級(jí)別最高，邏輯符號(hào)級(jí)別最高，運(yùn)算規(guī)則為運(yùn)算規(guī)則為“有有0為為0，全，全1為為1”電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 當(dāng)決定某事件的全部條件都不具備時(shí)，結(jié)果不會(huì)發(fā)生，但當(dāng)決定某事件的全部條件都不具備時(shí)，結(jié)果不會(huì)發(fā)生，但只要一個(gè)條件具備，結(jié)果就會(huì)發(fā)生，這種因果關(guān)系叫做只要一個(gè)條件具備，結(jié)果就會(huì)發(fā)生，這種因果關(guān)系叫做“或或”邏輯邏輯，也稱為，也稱為邏輯加邏輯加。F=A+B式中式中“+ ”表示邏輯表示邏輯“或或”( (或或邏輯邏輯“加加”) )，運(yùn)算符級(jí)別比，運(yùn)算符級(jí)別比“與與”低。低。USR0“或或”邏輯電邏輯電路

19、路AB燈泡的狀態(tài)用燈泡的狀態(tài)用F表示，開關(guān)表示，開關(guān)的狀態(tài)分別用、表示的狀態(tài)分別用、表示：2）“或或”邏輯和邏輯和“或或”運(yùn)運(yùn)算算 運(yùn)算規(guī)則為運(yùn)算規(guī)則為“有有1為為1，全，全0為為0”電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 當(dāng)某事件相關(guān)條件不具備時(shí)，結(jié)果必然發(fā)生；但條件具備當(dāng)某事件相關(guān)條件不具備時(shí)，結(jié)果必然發(fā)生；但條件具備時(shí)，結(jié)果不會(huì)發(fā)生，這種因果關(guān)系叫做時(shí)，結(jié)果不會(huì)發(fā)生，這種因果關(guān)系叫做“非非”邏輯邏輯，也稱為，也稱為邏輯非邏輯非。 變量頭上的橫杠變量頭上的橫杠“ ”表表示邏輯示邏輯“非非”，0非是非是1；1非非是是0。USR0“非非”邏輯電路邏輯電

20、路 條件具備時(shí)開關(guān)條件具備時(shí)開關(guān)A閉合，閉合，電源被開關(guān)短路，電燈不會(huì)電源被開關(guān)短路，電燈不會(huì)亮。這種關(guān)系用邏輯函數(shù)式亮。這種關(guān)系用邏輯函數(shù)式表示為：表示為：F=A3）“非非”邏輯和邏輯和“非非”運(yùn)算運(yùn)算運(yùn)算規(guī)則為運(yùn)算規(guī)則為“見見0出出1，見，見1出出0”電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院（3）邏輯代數(shù)中的基本公式和定律）邏輯代數(shù)中的基本公式和定律 1）變量和常量的關(guān)系）變量和常量的關(guān)系 公式公式1 公式公式1 公式公式2 公式公式2 公式公式3 公式公式3 2）與普通代數(shù)相似的定律）與普通代數(shù)相似的定律 a交換律交換律 公式公式4 公式公式4 b

21、結(jié)合律結(jié)合律 公式公式5 公式公式5 A0AA1A11A00A1AA0AAABBAABBACBACBACBACBA自等自等律律01律律互補(bǔ)互補(bǔ)律律電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院c分配律分配律 公式公式6 公式公式6 3）邏輯代數(shù)中的一些特殊定律）邏輯代數(shù)中的一些特殊定律 a重疊律重疊律 公式公式7 公式公式7 b反演律（摩根定律）反演律（摩根定律） 公式公式8 公式公式8 c 非非律（否定律或還原律）非非律（否定律或還原律） 公式公式9 AAAAAABABABABAAA CABACBAC)(AB)(ACBA電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水

22、利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院邏輯代數(shù)的三條規(guī)則邏輯代數(shù)的三條規(guī)則 (1) (1) 代入代入規(guī)則規(guī)則 任何一個(gè)含有變量任何一個(gè)含有變量x的等式的等式, ,如果將所有出現(xiàn)如果將所有出現(xiàn)x的的位置位置, ,都用一個(gè)邏輯函數(shù)式都用一個(gè)邏輯函數(shù)式F代替代替, ,則等式仍然成立則等式仍然成立. .電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院例例: : 已知等式已知等式 A+B=A B ,有函數(shù)式有函數(shù)式F=B+C, ,則則 用用F代替等式中的代替等式中的B, 有有 A+(B+C)=A B+C 即即 A+B+C=A B C 由此可以證明反演定律對(duì)由此可以證明

23、反演定律對(duì)n n變量仍然成立變量仍然成立. .電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 設(shè)設(shè)F F為任意邏輯表達(dá)式為任意邏輯表達(dá)式, ,若將若將F F中中所有所有運(yùn)算符、運(yùn)算符、常量常量及及變量變量作如下變換：作如下變換： + 0 1 原變量原變量 反變量反變量 + 1 0 反變量反變量 原變量原變量 則所得新的邏輯式即為則所得新的邏輯式即為F的的反函數(shù)反函數(shù)，記為，記為F。例例 已知已知 F=A B + A B, 根據(jù)上述規(guī)則可得：根據(jù)上述規(guī)則可得： F=(A+B)(A+B)(2) (2) 反演反演規(guī)則規(guī)則電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職

24、業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院例例 已知已知 F=A+B+C+D+E, 則則F=A B C D E由由F F求反函數(shù)求反函數(shù)注意注意：1 1）保持原式運(yùn)算的優(yōu)先次序；）保持原式運(yùn)算的優(yōu)先次序；2 2）原式中的）原式中的不不屬于屬于單單變量上的變量上的非號(hào)非號(hào)不變；不變； 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院(3) (3) 對(duì)偶對(duì)偶規(guī)則規(guī)則 設(shè)設(shè)F為任意邏輯表達(dá)式為任意邏輯表達(dá)式, ,若將若將F F中所有運(yùn)算符和常量作中所有運(yùn)算符和常量作如下變換：如下變換： + 0 1 + 1 0 則所得新的邏輯表達(dá)式即為則所得新的邏輯表達(dá)式即為F F的的對(duì)偶式對(duì)

25、偶式，記為，記為F.F=(A+B)(C+D)例例 有有F=A B + C D例例 有有 F=A+B+C+D+EF=A B C D E 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院對(duì)偶是相互的對(duì)偶是相互的, ,F和和F互為對(duì)偶式互為對(duì)偶式. .求對(duì)偶式注意：求對(duì)偶式注意： 1 1）保持原式運(yùn)算的優(yōu)先次序；）保持原式運(yùn)算的優(yōu)先次序；2 2）原式中的長(zhǎng)短）原式中的長(zhǎng)短“非非”號(hào)不變；號(hào)不變；3 3）單變量的對(duì)偶式為自己。）單變量的對(duì)偶式為自己。 對(duì)偶規(guī)則對(duì)偶規(guī)則：若有兩個(gè)邏輯表達(dá)式：若有兩個(gè)邏輯表達(dá)式F和和G相等，則各相等，則各自的對(duì)偶式自的對(duì)偶式F和和G也相等。

26、也相等。使用對(duì)偶規(guī)則可使得某些表達(dá)式的證明更加方便。使用對(duì)偶規(guī)則可使得某些表達(dá)式的證明更加方便。已知已知 A(B+C)=AB+ACA+BC=(A+B)(A+C)對(duì)偶關(guān)系對(duì)偶關(guān)系例例 ：電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院邏輯代數(shù)的常用公式邏輯代數(shù)的常用公式1 1）消去律消去律AB+AB=A證明：證明：AB+AB=A (B+B)=A1=A對(duì)偶關(guān)系對(duì)偶關(guān)系(A+B)(A+B)=A2) 2) 吸收律吸收律1 1A+AB=A證明：證明：A+AB=A(1+B)=A1=A對(duì)偶關(guān)系對(duì)偶關(guān)系A(chǔ)(A+B)=A電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東

27、水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院3) 3) 吸收律吸收律2 2A+AB=A+B證明：證明：對(duì)偶關(guān)系對(duì)偶關(guān)系A(chǔ)+AB=(A+A)(A+B)=1(A+B) =A+BA(A+B)=AB電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 在邏輯電路中，如果輸入變量、在邏輯電路中，如果輸入變量、的取值確定的取值確定后，輸出變量的值也被唯一確定了。那么，我們就稱后，輸出變量的值也被唯一確定了。那么，我們就稱是、是、的邏輯函數(shù)。的邏輯函數(shù)。（，（，）、 三個(gè)表達(dá)式表示三個(gè)表達(dá)式表示是、的是、的與函數(shù)與函數(shù)、或函數(shù)或函數(shù)、非函數(shù)非函數(shù)。2邏輯函數(shù)及其表示方法邏輯函數(shù)及其表示方法（1）邏輯函數(shù)

28、的定義）邏輯函數(shù)的定義電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （2）邏輯函數(shù)的表示方法）邏輯函數(shù)的表示方法 1）真值表）真值表 真值表是將邏輯變量的各種可能的取值和相應(yīng)的函數(shù)真值表是將邏輯變量的各種可能的取值和相應(yīng)的函數(shù)值排列在一起而組成的表格。值排列在一起而組成的表格。USR0AB“與與”邏輯電邏輯電路路111001010000FBA如果開關(guān)閉合，用如果開關(guān)閉合，用1表示，表示，開關(guān)打開用開關(guān)打開用0表示，則可表示，則可得得“與與”邏輯真值表邏輯真值表電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 邏輯函數(shù)表達(dá)式是用

29、各變量的與、或、非邏輯運(yùn)算邏輯函數(shù)表達(dá)式是用各變量的與、或、非邏輯運(yùn)算的組合表達(dá)式來表示邏輯函數(shù)的，簡(jiǎn)稱邏輯表達(dá)式。的組合表達(dá)式來表示邏輯函數(shù)的，簡(jiǎn)稱邏輯表達(dá)式。BAF2）邏輯函數(shù)表達(dá)式）邏輯函數(shù)表達(dá)式USR0AB“與與”邏輯電邏輯電路路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 用規(guī)定的邏輯符號(hào)連接構(gòu)成的圖，稱為邏輯圖。用規(guī)定的邏輯符號(hào)連接構(gòu)成的圖，稱為邏輯圖。（3）邏輯圖）邏輯圖 “”邏輯符號(hào)邏輯符號(hào) ABUSR0AB“與與”邏輯電邏輯電路路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院第二節(jié)第二節(jié) 門電路門電路一、基

30、本邏輯門一、基本邏輯門 由這些開關(guān)元件構(gòu)成的電路，工作時(shí)的狀態(tài)像門一由這些開關(guān)元件構(gòu)成的電路，工作時(shí)的狀態(tài)像門一樣按照一定的條件和規(guī)律打開或關(guān)閉，所以也被稱為樣按照一定的條件和規(guī)律打開或關(guān)閉，所以也被稱為門門電路電路。門開。門開 電路接通；門關(guān)電路接通；門關(guān)電路斷開。電路斷開。門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關(guān)系門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關(guān)系( (因果因果關(guān)系關(guān)系) )，所以門電路又稱為，所以門電路又稱為邏輯門電路邏輯門電路。邏輯門電路是數(shù)字電路中最基本的邏輯元件。邏輯門電路是數(shù)字電路中最基本的邏輯元件。 數(shù)字電路中用到的主要元件是開關(guān)元件，如二極管、數(shù)字電路中用到的主要元件是開

31、關(guān)元件，如二極管、三極管等。三極管等。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院D1D2UCCR“與與”門電路門電路 一個(gè)一個(gè)“與與”門的輸入端至少為門的輸入端至少為兩兩個(gè)，輸出端只有個(gè)，輸出端只有一一個(gè)。個(gè)。輸入中只要有一個(gè)為低電平輸入中只要有一個(gè)為低電平0 0時(shí)，該低電平二極管就會(huì)迅速導(dǎo)時(shí)，該低電平二極管就會(huì)迅速導(dǎo)通，輸出通，輸出F F將被鉗位至低電平將被鉗位至低電平0 0；輸入全部為高電平輸入全部為高電平3V時(shí)，輸入時(shí)，輸入端上串接的二極管同時(shí)導(dǎo)通，輸端上串接的二極管同時(shí)導(dǎo)通，輸出出F被鉗位在高電平被鉗位在高電平“1”。“”門邏輯電路圖符門邏輯電路圖

32、符號(hào)號(hào) AB0V3V反偏截止！反偏截止！3V3V1二極管二極管“與與”門電路門電路其余為高電平的輸入端，其端其余為高電平的輸入端，其端子上串接的二極管呈子上串接的二極管呈截止態(tài)截止態(tài)。邏輯功能為邏輯功能為“有有0 0出出0 0，全，全1 1出出1”1”電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 “與與” 門真值表：門真值表：F=ABC電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院D1D2UCCR“或或”門電路 一個(gè)一個(gè)“或或”門的輸入端也是至少為門的輸入端也是至少為兩兩個(gè)，其輸出端只有個(gè)，其輸出端只有一一個(gè)。個(gè)。輸入中只要

33、有一個(gè)為高電平輸入中只要有一個(gè)為高電平3V時(shí)，串接其上的二極管則迅速導(dǎo)時(shí)，串接其上的二極管則迅速導(dǎo)通，輸出通，輸出F將被鉗位到高電平將被鉗位到高電平1；輸入全部為低電平輸入全部為低電平0時(shí)，輸入時(shí)，輸入端上串接的二極管同時(shí)導(dǎo)通，輸端上串接的二極管同時(shí)導(dǎo)通，輸出出F被鉗位在低電平被鉗位在低電平“0”?！盎蚧颉遍T邏輯電路圖符門邏輯電路圖符號(hào)號(hào) AB3V0V反偏截止！反偏截止！0V0V2二極管二極管“或或”門電門電路路其余為低電平的輸入端，其端其余為低電平的輸入端，其端子上串接的二極管呈子上串接的二極管呈截止態(tài)截止態(tài)。邏輯功能為：邏輯功能為：“有有1出出1，全，全0出出0”電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技

34、術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 “或或” 門真值表：門真值表：F=A+B+C電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院1. 晶體管用于模擬電路時(shí)工作在哪個(gè)區(qū)？若晶體管用于模擬電路時(shí)工作在哪個(gè)區(qū)？若 用于數(shù)字電路時(shí)，又工作于什么區(qū)？用于數(shù)字電路時(shí)，又工作于什么區(qū)？2. 為什么在晶體管用于數(shù)字電路時(shí)可等效為一個(gè)電子開關(guān)？為什么在晶體管用于數(shù)字電路時(shí)可等效為一個(gè)電子開關(guān)？ 晶體管用于數(shù)字電路時(shí)，工作在晶體管用于數(shù)字電路時(shí)，工作在飽和區(qū)或截飽和區(qū)或截止區(qū)止區(qū)；用于模擬電路時(shí)，應(yīng)工作在；用于模擬電路時(shí)，應(yīng)工作在放大區(qū)放大區(qū)。 根據(jù)晶體管的開關(guān)

35、特性，工作在飽和區(qū)時(shí)，其間電阻相當(dāng)根據(jù)晶體管的開關(guān)特性，工作在飽和區(qū)時(shí)，其間電阻相當(dāng)為零，可視為為零，可視為電子開關(guān)被接通電子開關(guān)被接通；工作在截止區(qū)時(shí)，其間電阻；工作在截止區(qū)時(shí)，其間電阻無窮大，可視為無窮大，可視為電子開關(guān)被斷開電子開關(guān)被斷開。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院3非門電路（晶體三極管反相器）非門電路（晶體三極管反相器）RCUBBUCCRB1RB2“”門電路 輸入變量輸入變量A 為高電平為高電平3V時(shí)，三時(shí)，三極管飽和導(dǎo)通，極管飽和導(dǎo)通，ICRC+UCC，因，因此輸出此輸出F為低電平為低電平0.3V； 當(dāng)輸入變量當(dāng)輸入變量A 為低電

36、平為低電平0V時(shí)，時(shí)，三極管截止，輸出三極管截止，輸出F +UCC，顯，顯然為高電平然為高電平+UCC。3V0VUCC一個(gè)一個(gè)“非非”門的輸入和輸出端門的輸入和輸出端都只有一個(gè)。都只有一個(gè)?！胺欠恰遍T邏輯路圖符門邏輯路圖符號(hào)號(hào) 符號(hào)符號(hào)邏輯邏輯“非非”的真值的真值表表可見非門功能為：可見非門功能為：見見0出出1，見，見1出出0電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 為提高二極管和晶體管的應(yīng)用范圍，常把與與門、或或門和非非門按照一定形式組合起來，構(gòu)成各種復(fù)合復(fù)合門電路。(1) “與非與非”門門ABF 顯然，與非門電路的邏輯功能為：有有0 0出出1 1；全

37、；全1 1出出0 0與非門真值表FAB 一個(gè)與門和一個(gè)非門構(gòu)成與非門與非門與門非門FAB的邏輯電路圖符號(hào)與非門的邏輯函數(shù)式為二、復(fù)合邏輯門電路二、復(fù)合邏輯門電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院(2) “或非或非”門門BAF顯然，或非門電路的邏輯功能為：有有1 1出出0 0；全；全0 0出出1 1或非門真值表FAB 一個(gè)或門和一個(gè)非門構(gòu)成或非門或非門或門非門FAB或非門或非門的邏輯電路圖符號(hào)或非門的邏輯函數(shù)式為：電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院(3) “與或非與或非”門門CDABF與門中只要有1個(gè)輸出

38、為1，F(xiàn)即為0； 兩個(gè)與門輸出均為0時(shí)，F(xiàn)全為1。F1 AB兩個(gè)與門、一個(gè)或門和一個(gè)非門構(gòu)成與門非門的邏輯電路圖符號(hào)F2 CD與門或門 AB CDF3 F或非門的邏輯函數(shù)式為：電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院(4) “異或異或”門門 AB圖符號(hào) 異或門是一個(gè)只有異或門是一個(gè)只有兩輸入兩輸入、一輸出一輸出的邏的邏輯門電路。輯門電路。 由異或門真值表可看出，其邏輯功能可描述為：相同出相同出0，相異出，相異出1。異或門真值表BAABBAF異或門邏輯式電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院F AB同或門圖符號(hào)同或

39、門圖符號(hào) 顯然，同或門是異或門的非。其邏輯功能：相同出相同出1 1，相異出，相異出0 0。(5) “同或同或”門門同或門真值表BABAABF同或門邏輯表達(dá)式A B電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院同一邏輯函數(shù)采用不同的表達(dá)式可以用不同的邏輯門來同一邏輯函數(shù)采用不同的表達(dá)式可以用不同的邏輯門來實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。例如：例如：BCBALC)BB)(ABCBACBBACBBA與或非表達(dá)式與或非表達(dá)式 或非或非或非表達(dá)式或非表達(dá)式與非與非與非表達(dá)式與非表達(dá)式或與表達(dá)式或與表達(dá)式與或表達(dá)式與或表達(dá)式電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力

40、職業(yè)技術(shù)學(xué)院 根據(jù)函數(shù)的不同表達(dá)式，可得函數(shù)的邏輯圖如圖根據(jù)函數(shù)的不同表達(dá)式，可得函數(shù)的邏輯圖如圖9-6所示，同一邏輯函數(shù)可以用不同的邏輯門來實(shí)現(xiàn)。所示，同一邏輯函數(shù)可以用不同的邏輯門來實(shí)現(xiàn)。 圖圖9-6函數(shù)的邏輯圖函數(shù)的邏輯圖 a) b) c) d) e) BCBALBCBALCBBALC)B(B)(ALCBBAL電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 分立元件構(gòu)成的門電路，不但元件多體積大，而且連線和焊點(diǎn)也太多，因而造成電路的可靠性較差。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展及集成工藝的規(guī)?；a(chǎn)，目前分立元件門電路已經(jīng)被集成門電路所替代。 采用半導(dǎo)體制作工藝，在

41、一塊較小的單晶硅片上制作上許多晶體管及電阻器、電容器等元器件，并按照多層布線或遂道布線的方法將元器件組合成完整的電子電路，這種特殊的工藝稱為集成集成。集成門電路與分立元件的門電路相比，不但體積小、重量輕、功耗小、速度快、可靠性高、而且成本較低、價(jià)格便宜，十分方便于安裝和調(diào)試。三、集成邏輯門電路三、集成邏輯門電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 邏輯電路的輸入端和輸出端都采用了半導(dǎo)體晶體管，稱之為 ransistor- ransistor- ogic(晶體管晶體管-晶體管晶體管-邏輯電路邏輯電路)，簡(jiǎn)稱為，TTL集成邏輯門是目前應(yīng)用最廣泛的集成電路

42、。1晶體管晶體管晶體管集成邏輯門電路（晶體管集成邏輯門電路（TTL電路）電路）TTL電路有不同系列的產(chǎn)品，我們以LSTTL電路為例，介紹TTL電路。其中“L”指低功耗；“S”表示肖特基三極管，肖特基三極管的符號(hào)如圖9-8所示。肖特基三極管的主要特點(diǎn)是開關(guān)時(shí)間短開關(guān)時(shí)間短，工作速度高工作速度高。圖圖9-8 肖特基三極管符號(hào)肖特基三極管符號(hào)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院兩種常用的TTL與非門集成電路芯片管腳排列圖(a) 74LS00與非門芯片管腳排列圖與非門芯片管腳排列圖 1 2 3 4 5 6 7 & & & &

43、14 13 12 11 10 9 8 & & 1 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8 (b) 74LS20與非門芯片管腳排列圖與非門芯片管腳排列圖74LS00中包含四個(gè)2輸入的與非門與非門；74LS20包括兩個(gè)4輸入的與非門與非門。芯片中的電源電源線和“地地”線均為公用。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院例例9-4解解下圖為下圖為74LS00與非門構(gòu)成的電路，端為信與非門構(gòu)成的電路，端為信號(hào)輸入端，端為控制端，試根據(jù)其輸入波形號(hào)輸入端，端為控制端，試根據(jù)其輸入波形畫出其輸出波形。畫出其輸出波形。 運(yùn)用：所以

44、該電路可作為數(shù)字頻率計(jì)的受控傳輸門。運(yùn)用：所以該電路可作為數(shù)字頻率計(jì)的受控傳輸門。BAY電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院（2）TTL其它類型的門電路其它類型的門電路 1）或非門）或非門74LS27 74LS27是一種三是一種三3輸入或非門。內(nèi)部有三個(gè)獨(dú)立的或非門，輸入或非門。內(nèi)部有三個(gè)獨(dú)立的或非門，每個(gè)或非門有三個(gè)輸入端，圖每個(gè)或非門有三個(gè)輸入端，圖9-10為它的邏輯符號(hào)與引腳圖。為它的邏輯符號(hào)與引腳圖?；蚍情T的邏輯關(guān)系為：有高出低，全低出高，即：或非門的邏輯關(guān)系為：有高出低，全低出高，即：CBAY圖圖9-10 74LS279-10 74LS27

45、或非門電路或非門電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 74LS27中或非門有三個(gè)輸入端，若用它實(shí)現(xiàn)中或非門有三個(gè)輸入端，若用它實(shí)現(xiàn) ，對(duì)，對(duì)多余的輸入端可以多余的輸入端可以接地接地（如圖中）（如圖中）或或與有與有用端并接用端并接（如圖中）（如圖中）。另外，也可以把它當(dāng)作非門使用，此時(shí)只需把三個(gè)輸入端另外，也可以把它當(dāng)作非門使用，此時(shí)只需把三個(gè)輸入端并接即可，如并接即可，如圖中：圖中： 。 BAYBA0BAY1DCDCCY2EEEEY3圖圖9-11 9-11 或非門無用端的處理或非門無用端的處理電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)

46、院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院2）異或門）異或門74LS86 74LS86是一種四異或門，內(nèi)部有四個(gè)異或門。其邏輯符是一種四異或門，內(nèi)部有四個(gè)異或門。其邏輯符號(hào)如圖號(hào)如圖9-12所示。邏輯表達(dá)式為：所示。邏輯表達(dá)式為： ，異，異或門的邏輯功能為：輸入相異時(shí)，輸出為或門的邏輯功能為：輸入相異時(shí)，輸出為1；輸入相同時(shí)，；輸入相同時(shí)，輸出為輸出為0。 圖圖9-12 9-12 異或門邏輯符號(hào)異或門邏輯符號(hào)BABABAY電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 圖圖9-13所示電路為一由異或門構(gòu)成的正碼所示電路為一由異或門構(gòu)成的正碼/反碼電路。反碼電路。0時(shí)，輸出時(shí)，

47、輸出 = ，輸出，輸出與輸入相等，輸出為二進(jìn)制碼的原碼（即正碼）。當(dāng)與輸入相等，輸出為二進(jìn)制碼的原碼（即正碼）。當(dāng)1時(shí)，輸出時(shí)，輸出 ，輸出與輸入相反，輸出與輸入相反，輸出為輸入二進(jìn)制碼的反碼。輸出為輸入二進(jìn)制碼的反碼。 BABAYiiiiiiiiA0A1A0A0AiiiiiiA1A1ABABAY圖圖9-13 9-13 異或門構(gòu)成的正碼異或門構(gòu)成的正碼/ /反碼電路反碼電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院按電路邏輯功能的特點(diǎn)來分，數(shù)字電路可分為按電路邏輯功能的特點(diǎn)來分，數(shù)字電路可分為組合邏組合邏輯電路輯電路和和時(shí)序邏輯電路時(shí)序邏輯電路。任意時(shí)刻電

48、路的輸出信號(hào)僅取決于該時(shí)刻輸入信號(hào)，與任意時(shí)刻電路的輸出信號(hào)僅取決于該時(shí)刻輸入信號(hào)，與電路原來所處的狀態(tài)無關(guān)，這類數(shù)字電路稱為電路原來所處的狀態(tài)無關(guān)，這類數(shù)字電路稱為組合邏輯電路組合邏輯電路 組合邏輯電路研究的問題有組合邏輯電路研究的問題有分析電路分析電路和和設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)電路兩大類。兩大類。分析電路和設(shè)計(jì)電路的基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)和門電路的知識(shí)。分析電路和設(shè)計(jì)電路的基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)和門電路的知識(shí)。第三節(jié)第三節(jié) 常用集成組合邏輯電路常用集成組合邏輯電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院分析下圖所示組合電路的功能。1F2F3FAB 1 已知邏輯電路圖ABF 1

49、AABF2BABF3 ABBABAF 2相應(yīng)邏輯表達(dá)式根據(jù)邏輯圖寫出相應(yīng)邏輯式 所謂分析，就是根據(jù)給定的邏輯電路，找出其輸出信所謂分析，就是根據(jù)給定的邏輯電路，找出其輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的邏輯關(guān)系，從而確定電路的邏輯功能。號(hào)和輸入信號(hào)之間的邏輯關(guān)系，從而確定電路的邏輯功能。組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3化簡(jiǎn)邏輯式 4列出真值表由真值表可看出：輸入AB相同時(shí)，輸出為0；輸入AB相異時(shí)，輸出為1。顯然，這是一個(gè)異或門電路，具有。 5指出邏輯功能應(yīng)用代數(shù)法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)式ABBABBABBAAABABABAAB

50、ABBABAABBABAF)()( ）（應(yīng)用了反演律還是應(yīng)用了反演律應(yīng)用了分配律電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院化簡(jiǎn) A B C F & & & & 2 1F2F3FFABF 1BCF 2CAF 3 3 CABCABCABCABFACBCABFFFF 321 4 5 1 當(dāng)輸入A、B、C中有2個(gè)或2個(gè)以上為1時(shí)，輸出F就為1，否則輸出F為0。若輸入是裁判，輸出是裁定結(jié)果，顯然該電路是一個(gè)多數(shù)表決器。分析下圖所示組合電路的功能。應(yīng)用了反演律應(yīng)用了反演律寫出邏輯真值表由真值表數(shù)據(jù)分析電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東

51、水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 F3 1 1 1 1 A B C F F1 F2 1 CBAF1ABBABACABBACABBCBABBACBABBACBAF)(BBACBABFFFF213分析下圖所示組合電路的功能。BAF2BFFF213 1 2 3應(yīng)用了反演律應(yīng)用了反演律應(yīng)用了吸收律應(yīng)用了吸收律 由最簡(jiǎn)式可直接看出：電路輸出只與輸入AB有關(guān)，且具有功能。 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院組合邏輯電路的分析步驟組合邏輯電路的分析步驟已知已知邏輯圖邏輯圖寫出寫出邏輯式邏輯式運(yùn)用邏輯代數(shù)運(yùn)用邏輯代數(shù)化簡(jiǎn)或變換化簡(jiǎn)或變換列出邏輯真值表指

52、出指出邏輯功能邏輯功能電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院1. 分析下圖所示邏輯電路的功能：ABBABABAF 2. 分析下圖所示邏輯電路的功能。AB1111BABABABBAABABBAABAF)()(同或功能同或功能電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院組合邏輯電路的設(shè)計(jì)組合邏輯電路的設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的邏輯功能，畫出實(shí)現(xiàn)該功能的邏輯電路的過程稱為組合邏輯電路的設(shè)計(jì)。用與非門設(shè)計(jì)一個(gè)交通報(bào)警控制電路。交通信號(hào)燈有黃、綠、紅3種，3種燈分別單獨(dú)工作或黃、綠燈同時(shí)工作時(shí)屬正常情況，其他情況均屬故障，出現(xiàn)故障時(shí)輸出

53、報(bào)警信號(hào)。要求只使用“與非門”。設(shè)黃、綠、紅三燈分別用輸入變量A、B、C表示，燈亮燈亮?xí)r為工作，其值為“1”，燈滅燈滅時(shí)為不工作，其值為“0”；輸出報(bào)警信號(hào)用F表示，正常工作時(shí)F值為“0”，出現(xiàn)故障時(shí)F值為“1”。 根據(jù)上述假設(shè)，我們可根據(jù)題目要求，首先把電路的功能真值表表列寫出來。 1 確定邏輯函數(shù)與變量關(guān)系電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 A B C F A B C F 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 列出相應(yīng)真值表ABCCBABCACBAF 3

54、列出邏輯函數(shù)式 4 化簡(jiǎn)BCACCBACBACBACABACBACBBABACBACABBABACBAABCCBABCACBAF)()(電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院BCACCBABCACCBAF AB C& & & & 1 1 1 5 畫出邏輯電路圖顯然，組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟為：據(jù)題意確定輸入、輸出變量的邏輯形式；列出相關(guān)真值表；寫出相應(yīng)邏輯表達(dá)式；化簡(jiǎn)邏輯式；根據(jù)最簡(jiǎn)邏輯式畫出邏輯電路圖。應(yīng)用非非定律對(duì)邏輯式變換，找出輸出對(duì)輸入的關(guān)系：電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)

55、技術(shù)學(xué)院常用集成組合邏輯電路常用集成組合邏輯電路 把若干個(gè)0和1按一定規(guī)律編排起來的過程稱為編碼編碼。通過編碼獲得的不同二進(jìn)制數(shù)的組合稱為代碼代碼。代碼是機(jī)器能夠識(shí)別的、用來表示某一對(duì)象或特定信息的數(shù)字符號(hào)。 十進(jìn)制編碼或某種特定信息的編碼難于用電路來實(shí)現(xiàn)，數(shù)字電路中通常采用二進(jìn)制編碼或二十進(jìn)制編碼。二進(jìn)制編碼是將某種特定信息編成二進(jìn)制代碼的電路；二十進(jìn)制編碼是將十進(jìn)制的十個(gè)數(shù)碼編成二進(jìn)制代碼的電路。 能實(shí)現(xiàn)把某種特定信息轉(zhuǎn)換為機(jī)器識(shí)別的二進(jìn)制代碼的組合邏輯電路稱為編碼器編碼器。一、編碼器一、編碼器電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 1二進(jìn)制編碼器

56、二進(jìn)制編碼器 （1）二進(jìn)制編碼器的基本要求）二進(jìn)制編碼器的基本要求 以三位二進(jìn)制編碼器以三位二進(jìn)制編碼器（也叫（也叫8線線-3線編碼器）為例，其編碼器示意圖如圖線編碼器）為例，其編碼器示意圖如圖9-16所所示。示。 圖圖9-16 9-16 三位二進(jìn)制編碼器示意圖三位二進(jìn)制編碼器示意圖 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院三位二進(jìn)制編碼器真值表見表三位二進(jìn)制編碼器真值表見表9-4。表表9-4 三位二進(jìn)制編碼器真值表三位二進(jìn)制編碼器真值表輸輸 入入輸輸 出出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y0000000011110000001011000000

57、1001010000100010000010000011001000000100100000000110000000000電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院（2）八位優(yōu)先編碼器）八位優(yōu)先編碼器在在8線線-3線編碼器中，不允許同時(shí)有兩個(gè)以上的信號(hào)輸線編碼器中，不允許同時(shí)有兩個(gè)以上的信號(hào)輸入（輸入端為入（輸入端為1），否則，將使編碼器輸出發(fā)生混亂。為），否則，將使編碼器輸出發(fā)生混亂。為解決這一問題，一般都把編碼器設(shè)計(jì)成解決這一問題，一般都把編碼器設(shè)計(jì)成優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器。圖圖9-17 89-17 8線線-3-3線優(yōu)先編碼器線優(yōu)先編碼器CD4532CD

58、4532邏輯框圖邏輯框圖優(yōu)先編碼器電路中，允許同時(shí)輸入兩個(gè)以上的編碼信優(yōu)先編碼器電路中，允許同時(shí)輸入兩個(gè)以上的編碼信號(hào)。只不過優(yōu)先編碼器在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)將所有的輸入信號(hào)按號(hào)。只不過優(yōu)先編碼器在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)將所有的輸入信號(hào)按優(yōu)先順序排了隊(duì)，優(yōu)先順序排了隊(duì)，當(dāng)幾個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，優(yōu)先編碼當(dāng)幾個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，優(yōu)先編碼器只對(duì)其中優(yōu)先權(quán)最高的一個(gè)輸入信號(hào)實(shí)行編碼器只對(duì)其中優(yōu)先權(quán)最高的一個(gè)輸入信號(hào)實(shí)行編碼。CD4532是一種常用的是一種常用的8線線-3線優(yōu)先編碼線優(yōu)先編碼器，其邏輯框圖如圖器，其邏輯框圖如圖9-17所示。所示。 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技

59、術(shù)學(xué)院 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 0 110 0 0 11 0 0 0 0 0 0 1 10 0 1 01 0 0 0 0 0 1 10 0 1 11 0 0 0 0 1 10 1 0 01 0 0 0 1 10 1 0 11 0 0 1 10 1 1 01 0 1 10 1 1 11 1 11 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 010 0 0 00 0輸輸 出出輸輸 入入inE7I6I5I4I3I2I1I0IEXY2Y1Y0YoutE表表9-5 CD45329-5 CD4532真值表真值表 從它的真值表可以看出，除從它的真值表可以看出，除8個(gè)編碼輸入信號(hào)外，還有個(gè)編碼

60、輸入信號(hào)外，還有一個(gè)一個(gè)使能輸入端使能輸入端 ， 為為使能輸出端使能輸出端， 為為擴(kuò)展輸出端擴(kuò)展輸出端。 inEoutEEXY電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 譯碼和編碼的過程相反。通過譯碼可將輸入的二進(jìn)制代碼按編碼時(shí)的原意譯成對(duì)應(yīng)的特定信息或十進(jìn)制數(shù)碼輸出。譯碼的作用是把機(jī)器識(shí)別的、給定的二進(jìn)制代碼“翻譯”成為人們識(shí)別的特定信息。 譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛的用途，不僅用于代碼的轉(zhuǎn)換、終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)據(jù)分配、存儲(chǔ)器尋址和組合控制信號(hào)等。 按功能的不同譯碼器可分為二進(jìn)制譯碼器、二十進(jìn)制譯碼器和顯示譯碼器。二、譯碼器及顯示電路二、譯碼器及顯示電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 用來驅(qū)動(dòng)各種顯示