模擬電子從入門到精通教程電子技術(shù)第講邏輯門電路組合邏輯

模擬電子從入門到精通教程電子技術(shù)第講邏輯門電路組合邏輯第一頁，共六十二頁，2022年，8月28日TTL—晶體管-晶體管邏輯集成電路集成門電路集成門電路雙極型TTL(Transistor-TransistorLogicIntegratedCircuit,TTL)ECLNMOSCMOSPMOSMOS型（Metal-Oxide-

Semiconductor，MOS）MOS—金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管集成電路第二頁，共六十二頁，2022年，8月28日13.6.1TTL與非門的基本原理TTL與非門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABCT1:多發(fā)射極晶體管13.6TTL集成門電路NNP第三頁，共六十二頁，2022年，8月28日1.任一輸入為低電平（0.3V）時“0”1V不足以讓T2、T5導(dǎo)通三個PN結(jié)導(dǎo)通需2.1V+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABCT2、T5截止uouo=5-uR2-ube3-ube43.4V高電平！NNP第四頁，共六十二頁，2022年，8月28日+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC“1”全導(dǎo)通電位被嵌在2.1V全反偏1V截止2.輸入全為高電平（3.4V）時或輸入全甩空T2、T5飽和導(dǎo)通uo=0.3V輸出低電平輸入甩空，相當(dāng)于輸入“1”NNP第五頁，共六十二頁，2022年，8月28日輸入、輸出的邏輯關(guān)系式：+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABC第六頁，共六十二頁，2022年，8月28日與非門表示符號邏輯表示式&ABYCY=ABCY=AAY（非門，反相器）&ABYY=AB第七頁，共六十二頁，2022年，8月28日如：TTL門電路芯片（四2輸入與非門，型號74LS00)地GNDTTL門電路芯片簡介外形&&&1413121110981234567&管腳電源VCC（+5V）第八頁，共六十二頁，2022年，8月28日4、常用TTL邏輯門電路名稱國際常用系列型號國產(chǎn)部標(biāo)型號說明四2輸入與非門74LS00T1000四2輸入或門四2異或門四2輸入或非門四2輸入與門雙4輸入與非門雙4輸入與門六反相器8輸入與非門74LS3274LS0274LS0874LS8674LS2174LS2074LS3074LS04T186T1008T1086T1021T1002一個組件內(nèi)部有四個門，每個門有兩個輸入端一個輸出端。一個組件內(nèi)有兩個門，每個門有4個輸入端。只一個門，8個輸入端。有6個反相器。第九頁，共六十二頁，2022年，8月28日13.6.2TTL門電路的主要技術(shù)參數(shù)1)輸出高電平、低電平高電平:3.4V--4V以上低電平以下2)閾值電壓：

UTH=1.4VVIVO高電平低電平1VOVIUTH=1.4V第十頁，共六十二頁，2022年，8月28日3)扇出系數(shù):N<=10&&&≥1TTL門電路的主要參數(shù)扇出系數(shù)—輸出端允許驅(qū)動的門電路的最大數(shù)目。第十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日輸入A、B波形如圖所示,請畫出與非門的輸出（Y）波形。ABYY=AB課堂練習(xí):&ABYABY001011101110真值表第十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日RLUCC13.7其它類型的TTL門電路1.集電極開路的與非門（OC門）輸入全1時，輸出=0；輸入任0時，輸出懸空+5VFR2R13kT2R3T1T5b1c1ABC&符號應(yīng)用時輸出端要接一上拉負(fù)載電阻RL。&第十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日OC門可以實現(xiàn)“線與”功能。&&&UCCF1F2F3F分析：F1、F2、F3任一導(dǎo)通，則F=0。F1、F2、F3全截止，則F=1。輸出級RLUCCRLT5T5T5F=F1F2F3第十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日負(fù)載電阻RL和電源UCC可以根據(jù)情況選擇。&J+30V220VJD第十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日2.三態(tài)門E—控制端+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABDE一、結(jié)構(gòu)第十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABDE二、工作原理(1)控制端E=0時的工作情況：01截止第十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日+5VFR4R2R13kT2R5R3T3T4T1T5b1c1ABDE(2)控制端E=1時的工作情況10導(dǎo)通截止截止高阻態(tài)第十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日&ABF符號功能表三、三態(tài)門的符號及功能表&ABF符號功能表使能端高電平起作用使能端低電平起作用第十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日E1E2E3公用總線=０=１=０三態(tài)門主要作為TTL電路與總線間的接口電路。四、三態(tài)門的用途工作時，E1、E2、E3分時接入高電平。第二十頁，共六十二頁，2022年，8月28日13.8組合邏輯電路的分析

特點:某一時刻的輸出狀態(tài)僅由該時刻電路的輸入信號決定,而與該電路在此輸入信號之前所具有的狀態(tài)無關(guān)。

組合邏輯電路：用各種門電路組成的，用于實現(xiàn)某種功能的復(fù)雜邏輯電路?；喌贸鼋Y(jié)論（邏輯功能）。組合邏輯電路圖寫出邏輯表達(dá)式分析方法：第二十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日例1：&&&&ABYABAABBABY=AABBAB=AAB+BAB=AAB+BAB=AB(A+B)=(A+B)(A+B)=0+AB+AB+0異或門組合邏輯電路的分析=AB+AB第二十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日組合邏輯電路的分析例2：M=1(高電平）：Y=AM=0(低電平）：Y=B本圖功能：二選一電路。數(shù)據(jù)選擇器B&&&AMY1M=0時：門1輸出恒為1，A信號被拒之門外。零電平對與非門的封門作用。Y=AMBM=AM+BM第二十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日13.9組合邏輯電路的設(shè)計方法步驟:根據(jù)題意列真值表邏輯式化簡卡諾圖化簡畫邏輯電路圖寫最簡邏輯式第二十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日例1:

交通燈故障監(jiān)測邏輯電路的設(shè)計。紅燈R黃燈Y綠燈G單獨亮正常黃、綠同時亮正常其它情況不正常第二十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日RYG單獨亮正常黃、綠同時亮正常其他情況不正常RYG000011111011110000Z=RYG+RG+RY組合邏輯電路的設(shè)計RYGZ000100100100011010001011110111111、列真值表2、卡諾圖化簡RYRG3、寫最簡邏輯式設(shè)：燈亮為“1”，不亮為“0”，正常為“0”，不正常為“1”。例1第二十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日4、用基本邏輯門構(gòu)成邏輯電路Z=RYG+RG+RYRYG&111&&1Z

若要求用與非門構(gòu)成邏輯電路呢？組合邏輯電路的設(shè)計例1第二十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日5、用與非門構(gòu)成邏輯電路=RYG+RG+RY=RYG?RG?RY組合邏輯電路的設(shè)計例1Z=RYG+RG+RYRYG&111&&Z&(利用反演定理A+B=AB,A+B+C=ABC)第二十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日例2設(shè)計一個三人表決邏輯電路，要求:三人A、B、C各控制一個按鍵，按下為“1”，不按為“0”。多數(shù)（2）按下為通過。通過時L＝1，不通過L＝0。用與非門實現(xiàn)。組合邏輯電路的設(shè)計LABC+5V要設(shè)計的邏輯電路第二十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日ABCL00000010010001111000101111011111ABC0000111110111100002、用畫卡諾圖化簡L=AC+BC+AB3、寫出最簡“與或”式組合邏輯電路的設(shè)計1、列真值表BCACAB第三十頁，共六十二頁，2022年，8月28日4、用與非門實現(xiàn)邏輯電路L=AB+AC+BC=AB?AC?BC組合邏輯電路的設(shè)計例2&&&&ABCL&第三十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日13.10集成組合邏輯電路13.10.1數(shù)據(jù)選擇器13.10.2七段顯示譯碼器13.10.3譯碼器13.10.4加法器第三十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日13.10.1數(shù)據(jù)選擇器集成組合邏輯電路從多個數(shù)據(jù)中選擇出一個選擇，也叫多路轉(zhuǎn)換器其功能類似一個多投開關(guān)，是一個多輸入、單輸出的組合邏輯電路。D0D1FA輸入輸出控制第三十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日1、2選1數(shù)據(jù)選擇器1&&D0D1A1FAF0D01D1F=AD0+AD1輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)控制信號集成化D0D1YA型號:74LS157第三十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)選擇器2、4選1數(shù)據(jù)選擇器(集成電路型號:74LS153)A1

A0Y

00

D0

01

D110

D2

11

D3

Y=A1A0D0+A1A0D1+A1A0D2+A1A0D3D0A0D3D2D1A1Y第三十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日Y=A1A0D0+A1A0D1+A1A0D2+A1A0D34選1數(shù)據(jù)選擇器&&&&1DOD1D2D311YA0A1第三十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日&&123456&&78910111213141516地1W1D01D11D21D3A12S2D22W2D02D12D3A0電源1STTL集成電路：雙4選1數(shù)據(jù)選擇器型號:74LS153（國產(chǎn)T1153--T4153)輸出輸入A0A1SW10000010100110D0D1D2D3第三十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日13.10.2七段顯示譯碼器顯示譯碼器

用于將數(shù)字儀表、計算機(jī)、和其它數(shù)字系統(tǒng)中的測量數(shù)據(jù)、運算結(jié)果譯成十進(jìn)制數(shù)顯示出來。數(shù)字、文字、符號代碼譯碼器顯示器第三十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日二進(jìn)制數(shù)（8421碼）顯示譯碼器二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)00000000110010200113010040101501106011171000810019二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)101010101111110012110113111014111115組成：用0和1兩個數(shù)字組成，逢二進(jìn)一第三十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日二進(jìn)制數(shù)（8421碼）每一位上的1所代表的十進(jìn)制數(shù)的大小稱為權(quán)重例：十進(jìn)制數(shù)11111103+1102+1101+1100=11000+1100+110+11=1111例：二進(jìn)制數(shù)1111123+122+121+120=18+14+12+11=15四位二進(jìn)制數(shù)，每位的權(quán)重分別為8、4、2、1，所以稱為8421碼權(quán)重底數(shù)稱為基指數(shù)為位數(shù)第四十頁，共六十二頁，2022年，8月28日二—十進(jìn)制（BCD碼）顯示譯碼器用4位二進(jìn)制數(shù)0000-1001分別代表十進(jìn)制數(shù)0-9，稱為二—十進(jìn)制數(shù)，又稱為BCD碼（BinaryCodedDecimal）BCD碼十進(jìn)制數(shù)00000000110010200113010040101501106011171000810019第四十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日abcdefgYa-Yg:控制信號高電平時,對應(yīng)的LED亮低電平時,對應(yīng)的LED滅發(fā)光二極管510YaYbYgabg510510顯示譯碼器1）二--十進(jìn)制顯示譯碼器----七段數(shù)碼管顯示譯碼器第四十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日譯碼器A3A2A1A0A3-A0:輸入數(shù)據(jù)要設(shè)計的七段數(shù)碼管顯示譯碼器七段數(shù)碼管顯示譯碼器abcdefgYaYbYcYdYeYfYg第四十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日Yaabcdefg譯碼器YbYcYdYeYfYgA3A2A1A0七段顯示譯碼電路真值表十進(jìn)制數(shù)

A3A2A1A0

YaYbYcYdYeYfYg

顯示字形

00000111111001000101100001輸入二進(jìn)制數(shù)輸出第四十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日七段顯示譯碼電路真值表十進(jìn)制數(shù)

A3A2A1A0

YaYbYcYdYeYfYg

顯示字形

0

0000

11111

100

1

0001

01100001

2

001011011012

3

001111110013

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010001100114

5

010110110115

6011000111116

7

011111100007

8

100011111118

9

100111100119

第四十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日A3A2A1A000110100100111101111111000無所謂項當(dāng)1處理先設(shè)計輸出Ya的邏輯表示式及電路圖Ya=A3+A2A0+A2A1+A2A0=A3?A2A0?A2A1?A2A0A3A2A1A0Ya000001100010200101

300111

401000

501011

601100701111810001

910011第四十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日以同樣的方法可設(shè)計出Yb-Yg的邏輯表示式及其電路圖；將所有電路圖畫在一起，就得到總電路圖。將此電路圖集成化，得到七段顯示譯碼器的集成電路74LS48（國產(chǎn)型號：T339）74LS48(T339)GNDVcc電源＋5V地A3A2A1A0YaYbYdYfYeYgYcLTIBIBR七段數(shù)碼管顯示譯碼器第四十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日IB為0時，使Ya--Yg=0，全滅。IBR

為0且A3～A0＝0時，使Ya-Yg=0，全滅。控制端控制端七段數(shù)碼管顯示譯碼器輸入數(shù)據(jù)輸出為0時，使Ya--Yg=1,亮“8”，說明工作正常。LT：測試端LTIB：滅燈端(輸入)IBR：滅零輸入端：滅零輸出端YBR控制端功能74LS48(T339)GNDVcc電源＋5V地A3A2A1A0YaYbYdYfYeYgYcLTIBRIB/YBRYBR，當(dāng)IBR＝0且A3～A0＝0時，YBR＝0；否則YBR＝1第四十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日七段數(shù)碼管顯示譯碼器IBR和YBR配合使用，可使多位數(shù)字顯示時的最高位及小數(shù)點后最低位的0不顯示00567.9900第四十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日七段顯示譯碼器74LS48與數(shù)碼管的連接＋5Vabcdefg74LS48(T339)GNDVcc電源＋5VA3A2A1A0YaYbYdYfYeYgYcLTIBIBR輸入信號此三控制端不用時，通過電阻接高電平。BCD碼第五十頁，共六十二頁，2022年，8月28日13.10.3譯碼器用途:計算機(jī)中的地址譯碼電路常用類型:2線—4線譯碼器型號:74LS1393線—8線譯碼器型號:74LS1384線—16線譯碼器型號:74LS154第五十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日(1)2線—4線譯碼器

A1A0Y1Y3Y0Y2真值表Y2A1A0Y1Y3001110011101101011110111Y0Y0畫關(guān)于的卡諾圖A1A001111100Y0=A1+A0=A1A0寫出關(guān)于的邏輯式Y(jié)0第五十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日同理寫出其他輸出量的邏輯式Y(jié)0=A1+A0=A1A0Y1=A1+A0=A1A0Y2=A1+A0=A1A0Y3=A1+A0=A1A011&&&&Y0Y1Y2Y3A1A074LS139第五十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日(2)3線—8線譯碼器（74LS138）A0A1A2Y0Y1Y7A2A1A0000只=0Y0001只=0Y1111只=0Y7(邏輯電路設(shè)計略,設(shè)計方法同2—4譯碼器)第五十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日(3)4線—16線譯碼器（74LS154）(邏輯電路設(shè)計略,設(shè)計方法同2—4譯碼器)0001只=0A2A1A00000只=0Y0Y11111只=0Y15A3A0A1A2Y0Y1Y15A3第五十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日譯碼器的應(yīng)用舉例:(1)模擬信號多路轉(zhuǎn)換的數(shù)字控制輸入模擬電壓模擬電子開關(guān)u0u1u2u3譯碼器A1A0Y0Y1Y2Y3u輸出模擬電壓數(shù)字控制信號第五十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日(2)計算機(jī)中存儲器單元及輸入輸出接口的尋址0單元1單元2單元3單元控制門控制門控制門控制門譯碼器A1A0Y0Y1Y2Y3或接口單元存儲器單元

計算機(jī)中央控制單元

(CP