第08章门电路与组合逻辑电路.ppt

第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第一节第一节 数字电路概述与计数制数字电路概述与计数制第二节第二节 逻辑门电路逻辑门电路第三节第三节 组合逻辑电路的分析与设计组合逻辑电路的分析与设计 第八章第八章 门电路与门电路与组合逻辑电路组合逻辑电路第四节第四节 常用组合逻辑电路常用组合逻辑电路 第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第一节第一节 数字电路概述与计数制数字电路概述与计数制 一、一、模拟量和数字量模拟量和数字量二、计数制二、计数制第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路一、一、模拟量和数字量模拟量和数字量1脉冲数字信号脉冲数字信号数字电路数字电路(digital circuit)：组合逻辑电路组合逻辑电路 时序逻辑电路时序逻辑电路 脉脉冲冲是是指指在在短短时时间间内内出出现现的的电电压压或或电电流流的的变变化化，其波形不按正弦其波形不按正弦规规律律变变化。化。第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路脉冲数字信号的参数脉冲数字信号的参数脉冲幅度脉冲幅度Um 脉冲上升脉冲上升时间时间tr 脉冲下降脉冲下降时间时间tf 脉冲脉冲宽宽度度tw 周期周期T第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路2典型的数字信号典型的数字信号在在同同一一种种方方波波信信号号中中，相相对对高高的的电电位位叫叫作作高高电电平，反之为低电平平，反之为低电平矩形波信号矩形波信号第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路方方波波特特点点：强强调调相相对对高高低低电电位位，而而非非具具体体电位或电压的数值电位或电压的数值3.正逻辑和负逻辑正逻辑和负逻辑正逻辑正逻辑:高电平高电平为为“1”低电平低电平为为“0”方方波波特特点点：强强调调相相对对高高低低电电位位，而而非非具具体体电位或电压的数值电位或电压的数值第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路二二、计数制计数制1.十进制十进制 逢十进一和逢十进一和“权权”2.二进制二进制 逢二进一和逢二进一和“权权”43.2=4101+3100+210-1权权:101(十位十位)100(个位个位)10-1(小数后小数后1位位)(1101)2=123+122+021+120 权权:23 22 21 2013基数基数例如例如例如例如第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路3.十进制十进制二进制转换成十进制：按权展开二进制转换成十进制：按权展开十进制转换成二进制：十进制转换成二进制：整数部分转换整数部分转换 小数部分转换小数部分转换(1101)2=123+122+021+120 权权:23 22 21 2013例如例如第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路例如例如 14.605 整数部分转换：除整数部分转换：除2 2取余，直至取余，直至0 0十进制转换成二进制十进制转换成二进制14 2723212014=(1110)2 K3K2K1K0余余0 0余余1 1余余1 1余余1 1注意：先得的余数为注意：先得的余数为低位；后得的为高位低位；后得的为高位第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路例如例如 14.605 十进制转换成二进制十进制转换成二进制注意：注意：先得的整数先得的整数为为高位，后得的高位，后得的为为低位低位小数部分：乘小数部分：乘2取整，直至达精确的位数取整，直至达精确的位数0.605 1.2100.420 K-3=0K-2=0K-1=12 2 2 0.840 0.605(0.100)2 得：得：14.605(1110.100)2第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路4.4.二二-十进制十进制Binary Coded Decimal，BCD码码 BCD码：码：用四位二进制代码表示一位十进制数用四位二进制代码表示一位十进制数 (09共十个数字）共十个数字）00001001可代表可代表09又称又称8421码码(权权)1位十进制数位十进制数举例：（举例：（84）10（1000，0100）8421BCD第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第二节第二节 逻辑门电路逻辑门电路 一、一、基本逻辑门电路基本逻辑门电路二、集成逻辑门电路二、集成逻辑门电路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路逻逻辑辑门门电电路路：能能够够实实现现逻逻辑辑关关系系，逻逻辑辑关关系系是是指指某事物的条件与结果的关系。某事物的条件与结果的关系。1与逻辑和与门电路与逻辑和与门电路ABY+-“1”接通或灯亮接通或灯亮;“0”断开或灯灭断开或灯灭与与逻辑逻辑 AND logic：只有当决定某一事情的条件只有当决定某一事情的条件全部具备之后，这件事才会发生。全部具备之后，这件事才会发生。一、一、基本逻辑门电路基本逻辑门电路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路ABY000010100111与逻辑真值表与逻辑真值表N0123只有当只有当A、B全为全为“1”，才有，才有Y1；若；若A、B任一任一为为0V,相应的二极管优先导通，钳制相应的二极管优先导通，钳制UY0.7V。010 0表达式：表达式：YAB&ABY与门电路与门电路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路2 2或逻辑和或门电路或逻辑和或门电路 “1 1”接通或灯亮接通或灯亮;“0 0”断开或灯灭断开或灯灭或逻辑真值表或逻辑真值表ABY+-ABY000011101111N0123或逻辑（或逻辑（OR logic）：）：当决定某当决定某一事情的几个条件中，只要有一一事情的几个条件中，只要有一个或一个以上条件具备，这件事个或一个以上条件具备，这件事就会发生。就会发生。第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路或门电路或门电路 表达式：表达式：YAB01若若A、B中任一为中任一为1,相应的二极管优先导通，钳制相应的二极管优先导通，钳制UY3.7V。1 11ABY或逻辑真值表或逻辑真值表ABY000011101111N0123第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路3 3非逻辑和非门电路非逻辑和非门电路 “1 1”接通或灯亮接通或灯亮;“0 0”断开或灯灭断开或灯灭+-AY0110YA非逻辑真值表非逻辑真值表10N非逻辑（非逻辑（NOT logic）：）：某一事情是否发生只取决于某一事情是否发生只取决于一个条件，而且结果是对该条件的否定；条件具备一个条件，而且结果是对该条件的否定；条件具备时事情不发生，条件不具备时事情才发生。时事情不发生，条件不具备时事情才发生。第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路非门电路非门电路0110YA非逻辑真值表非逻辑真值表10N非非门门符号符号1AYUBCEIC100.3V三极管三极管开关状态开关状态表达式：表达式：饱和饱和导通导通RC+UCCAY3V0RB第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路复合逻辑门复合逻辑门1ABCYY1与非门电路与非门电路与非门符号与非门符号&ABCY&ABCY1Y或非门电路或非门电路或非门符号或非门符号1 ABCY第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路举例：同或门举例：同或门A1 1B1 11 1Y可写成可写成 YA B=1AYBABY001010100111同或门逻辑符号同或门逻辑符号第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路二二、集成逻辑门电路集成逻辑门电路1 1TTL门电路门电路 半导体集成门电路半导体集成门电路：双极型双极型 三极管三极管单极型单极型 场效应管场效应管Transistor-transistor Logic 属于双极型集成门属于双极型集成门电路，主要以电路，主要以TTL与非门电路为基础与非门电路为基础第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路T1：多发射极晶体多发射极晶体管，构成与门电路管，构成与门电路典型典型TTL与非门电路的结构、功能和逻辑符号与非门电路的结构、功能和逻辑符号 C1第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路TTLTTL与非门工作原理与非门工作原理当当A、B、C 任一任一为为“0 0”时：时：Y Y1 1 1101UB1=0.3+0.7=1V5VUY3.6V3.6V拉拉电电流流T1：多发射极晶体多发射极晶体管，构成与门电路管，构成与门电路C1第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路T1各各发射极最发射极最终还导通吗？终还导通吗？0111UB1=0.73=2.1V1VUY0.3V0.3V当当A、B、C 全为全为“1”时：时：UB1Y00.3V灌灌电电流流C1TTLTTL与非门工作原理与非门工作原理第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路当当A、B、C全为全为“1”时：时：UB1Y0当当A、B、C任一任一为为“0”时：时：Y1 TTLTTL与非门工作原理总结与非门工作原理总结第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路TTL的的主要参数主要参数传输延时：传输延时：传传输延迟时间是用来表示输延迟时间是用来表示TTL门电路工门电路工作速度的参数作速度的参数 输入输出逻辑电平：标准输入输出逻辑电平：标准TTL门输入逻辑低电门输入逻辑低电平平UIL为为00.8V；输入逻辑高电平；输入逻辑高电平UIH为为25V；输输出出逻辑逻辑低低电电平平UOL为为00.4V；输输出出逻辑逻辑高高电电平平UOH为为2.45V。第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路输入输出逻辑电平：输入输出逻辑电平：标标准准TTL门输入逻辑低电门输入逻辑低电平平UIL为为00.8V；输入逻辑高电平；输入逻辑高电平UIH为为25V；输输出出逻辑逻辑低低电电平平UOL为为00.4V；输输出出逻辑逻辑高高电电平平UOH为为2.45V。TTL的的主要参数主要参数第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路IIL阈值电压阈值电压UT：能使：能使输输入入级级T1的基极的基极电电位位UB1达到达到2.1V对应对应的的输输入入电压电压，称，称为阈值电压为阈值电压。输输入入输输出出电电流：流：低低电电平平输输入入电电流流IIL输输入端短路入端短路电电流流IIS 高高电电平平输输入入电电流流IIH反偏漏反偏漏电电流流:IIH0IIS1VR13KT1ABC1+5V10IIHIIS1.6mAIIH2040A3.6V0.3VTTL的的主要参数主要参数第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路扇出系数：扇出系数是指一个扇出系数：扇出系数是指一个门电门电路能路能带带同同类门电类门电路路输输入端的最大数目。入端的最大数目。灌灌TTL驱动门驱动门负载门负载门&0拉拉1或者或者在拉电流时：在拉电流时：在驱动门灌电流时：在驱动门灌电流时：outputoutputLowLowHighHighoutputoutputTTL的的主要参数主要参数第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路（1 1）CMOS非非门电路门电路 常称常称CMOS反相器反相器 驱动驱动管管TN是是N沟道增沟道增强强型型(NMOS)，负载负载管管TP是是P沟沟道增道增强强型型(PMOS)，两者，两者联联成互成互补对补对称的称的结结构。构。无无论电论电路路处处于何种状于何种状态态，两，两管中管中总总有一个截止，所以它有一个截止，所以它的静的静态态功耗极低，有微功耗功耗极低，有微功耗电电路之称。路之称。驱动管驱动管负载管负载管2CMOS门电路门电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路2CMOS门电路门电路（2）CMOS传输门电路传输门电路 相当于理想开关相当于理想开关 传输门传输门的开通与关断取决于控制信号的开通与关断取决于控制信号C和和 ，在在 输入端加了符号输入端加了符号“”，喻意，喻意 低电平有效，即低电平有效，即 0就允许信号传输。就允许信号传输。低电平低电平有效有效高电平高电平有效有效第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路3集成集成门电门电路使用的一些路使用的一些实际问题实际问题TTL门电路多余输入端的处理门电路多余输入端的处理 接高电平；接高电平；接低电平；接低电平；并联；并联；剪短悬空剪短悬空与门，与门，与非门与非门或门，或门，或非门或非门相当于相当于输入输入1第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第三节第三节 组合逻辑电路的分析和设计组合逻辑电路的分析和设计 一、逻辑代数基础二、逻辑函数的化简和转换三、组合逻辑电路的分析四、组合逻辑电路的设计第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路一、一、逻辑代数基础逻辑代数基础第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路1逻辑代数运算法则逻辑代数运算法则逻辑非逻辑非逻辑或逻辑或逻辑与逻辑与第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路一、一、逻辑代数基础逻辑代数基础第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路1 1逻辑代数运算法则逻辑代数运算法则遵守交换律、结合律、分配律遵守交换律、结合律、分配律反演律（摩根律）反演律（摩根律）、吸收律等、吸收律等反演律反演律吸收律吸收律第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路NAB最小最小项项最小最小项编项编号号0001m01011m12101m23110m3第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路2.2.最小项的定义和性质最小项的定义和性质最小项的定义和性质最小项的定义和性质与非运算真值与非运算真值表与最小项表与最小项n变变量量逻辑逻辑函数的最小函数的最小项项共有共有2n个个最小最小项项的重要性的重要性质质：输输入入变变量量A、B任何一任何一组组取取值值下下必有一个最小必有一个最小项项，且，且仅仅有一个最小有一个最小项项的的值为值为1。第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路2.2.最小项的定义和性质最小项的定义和性质最小项的定义和性质最小项的定义和性质约束项和任意项统称无关项。把它们加入到逻辑函约束项和任意项统称无关项。把它们加入到逻辑函数表达式中，不会改变函数原来的关系。数表达式中，不会改变函数原来的关系。利用写入利用写入无关无关项项的方法常可化的方法常可化简简具有无关具有无关项项的的逻辑逻辑函数。函数。约束项：如果真值表中禁止输入变量为某些值，该约束项：如果真值表中禁止输入变量为某些值，该组值对应的最小项叫做约束项，取值为零。组值对应的最小项叫做约束项，取值为零。任意项：如果真值表中任意项：如果真值表中输输入入变变量某些量某些组组合的取合的取值对值对函数没有影响，可有可无，不影响函数没有影响，可有可无，不影响电电路功能，其路功能，其对对应应的最小的最小项项叫做任意叫做任意项项。第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路二、逻辑函数的化简和转换二、逻辑函数的化简和转换第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路1.1.公式法化公式法化简简【例题例题】化简逻辑函数化简逻辑函数【解解】利用公式利用公式A+AA，把上式改写成把上式改写成所以：所以：第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路二、逻辑函数的化简和转换二、逻辑函数的化简和转换第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路2.真真值值表与表与逻辑逻辑式的式的转换转换 ABC000001010011100101110111N01234567mim0=？m1=？m2=？m3=？m4=？m5=？m6=？m7=？输入变量输入变量A、Bn个个n变量逻辑函数的变量逻辑函数的最小项共有最小项共有2n个个 输入变量输入变量ABC=001时时:第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第三节第三节 基本放大电路基本放大电路第一节第一节 晶体二极管晶体二极管第二节第二节 晶体三极管晶体三极管第四节第四节 射极输出器射极输出器第五节第五节 场效应管及其场效应管及其 放大电路放大电路第三节第三节 组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节第一节 数字电路概述与数字电路概述与数字电路概述与数字电路概述与计数制计数制计数制计数制第二节第二节 逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节 常用组合逻辑常用组合逻辑电路电路二、逻辑函数的化简和转换二、逻辑函数的化简和转换第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路2.真真值值表与表与逻辑逻辑式的式的转换转换 ABC000001010011100101110111N01234567mim0=？m1=？m2=？m3=？m4=？m5=？m6=？m7=？输入变量输入变量A、Bn个个n变量逻辑函数的变量逻辑函数的最小项共有最小项共有2n个个 输入变量输入变量ABC=001时时:第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路2.真真值值表与表与逻辑逻辑式的式的转换转换 ABC000001010011100101110111N01234567mim0=？m1=？m2=？m3=？m4=？m5=？m6=？m7=？输入变量输入变量A、Bn个个n变量逻辑函数的变量逻辑函数的最小项共有最小项共有2n个个 输入变量输入变量ABC=001时时:第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路二、逻辑函数的化简和转换二、逻辑函数的化简和转换第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路2.真真值值表与表与逻辑逻辑式的式的转换转换 ABC000001010011100101110111N01234567mim0=？m1=？m2=？m3=？m4=？m5=？m6=？m7=？Y00010111设计一个三人举手表决设计一个三人举手表决器器,Y为结果，半数以上为结果，半数以上人通过：人通过：Y=1 Y Y1 1对应的最小项？对应的最小项？Ym3+m5+m6+m7第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路3逻辑逻辑式与式与逻辑图逻辑图的的转换转换 对下式加入两个对下式加入两个ABC后后再化简再化简第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路4输输入与入与输输出波形出波形图图 tY横向横向:时间时间 t纵向纵向:变量变量Y=A+B第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路三、组合逻辑电路的分析三、组合逻辑电路的分析第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路【例题例题】组合逻辑电路如图示，分析该电路的逻辑组合逻辑电路如图示，分析该电路的逻辑功能。功能。【解解】由逻辑图逐级写出逻辑式由逻辑图逐级写出逻辑式 由逻辑式写出真值表由逻辑式写出真值表 ABY000011101110异或门：异或门：第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路【例题例题】对人脑医学磁共振图像采用一种基于对人脑医学磁共振图像采用一种基于区域的分割识别技术，即依据病灶与正常组织区域的分割识别技术，即依据病灶与正常组织在图像中反映出的亮度差异找到合适的域值进在图像中反映出的亮度差异找到合适的域值进行分割检测。设图像检测结果的亮度状态为行分割检测。设图像检测结果的亮度状态为07种（种（000111），），0代表区域亮度最低，代表区域亮度最低，7代表区域亮度最高，区域阈值亮度为代表区域亮度最高，区域阈值亮度为5。试设。试设计一个组合逻辑电路，达到或高于阈值亮度时，计一个组合逻辑电路，达到或高于阈值亮度时，输出信号输出信号Y1，表示应将该区域分割挑选出来。，表示应将该区域分割挑选出来。【解解】设输入变量为设输入变量为ABC，代表，代表 亮度状态亮度状态000111；列出真值表列出真值表 第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路区域阈值亮度区域阈值亮度5，则，则Y=1第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路ABC000001010011100101110111Y00000111写出写出Y的逻辑式并化简变换的逻辑式并化简变换 对上式加入一个对上式加入一个ABC后再化简得：后再化简得：第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路画出逻辑图画出逻辑图 第四节第四节 常用组合逻辑电路常用组合逻辑电路 一、一、加法器加法器二、编码器二、编码器三、译码器和数字显示三、译码器和数字显示四、数据选择器四、数据选择器第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路一、一、加法器加法器1半加器半加器(half-adder)当多位数相加时，半加器当多位数相加时，半加器可用于最低位求和，并给可用于最低位求和，并给出进位数出进位数C。ABSC0000011010101101S:和数和数C:进位进位第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路2全加器全加器(full-adder)可对两个二进制数可对两个二进制数A和和B及低位进位数及低位进位数CI三者求和三者求和S，并给出高位进位，并给出高位进位C三位三位串行串行加法加法器器CI CI第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路二二、编码器编码器用途用途：编码编码(coding)是把字母、数字、文字或符号是把字母、数字、文字或符号等信息编成一组二进制代码。等信息编成一组二进制代码。n位二进制代码有位二进制代码有2n种，可以表示种，可以表示2n个信息个信息 8个输入变量个输入变量(信息信息)I0I73位二进制数：位二进制数：Y2Y1Y0取取 000111 8 8种状态种状态例如例如238第三节第三节组合逻辑链路组合逻辑链路的分析和设计的分析和设计第一节数字电路概述与第一节数字电路概述与计数制计数制第二节第二节逻辑门电路逻辑门电路第四节第四节常用组合逻辑电常用组合逻辑电路路第八章第八章第八章第八章 门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路门电路与组合逻辑电路1.1.二进制编码器二进制编码器 Y0Y1Y28/3线线编编码码I0I7I3若若I0=1则：则：I0 I71000Y2Y1Y0 000每组只允每组只允许一个输许一个输入信号有入信号有效（高电效（高电平平1 1）8个输入变量个输入变量(信息信息)I0I73位二进制数：位二进制数：Y2Y1Y0取