(精品)电工学课件(王怀平)第21章 门电路和组合逻辑电路.ppt

下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第第21章章 门电路和组合逻辑电路门电路和组合逻辑电路21.1 21.1 脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号21.2 21.2 晶体管的开关作用晶体管的开关作用晶体管的开关作用晶体管的开关作用21.3 21.3 分立元件门电路分立元件门电路分立元件门电路分立元件门电路 21 21.6.6 逻辑代数逻辑代数逻辑代数逻辑代数 21 21.5 .5 MOSMOS门电路门电路门电路门电路21.4 21.4 TTLTTL门电路门电路门电路门电路 21 21.7.7 组合逻辑电路的分析与综合组合逻辑电路的分析与综合组合逻辑电路的分析与综合组合逻辑电路的分析与综合21.8 21.8 加法器加法器加法器加法器21.921.9 编码器编码器编码器编码器21.21.10 10 译码器和数字显示译码器和数字显示译码器和数字显示译码器和数字显示21.10 21.10 数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器21.21.1212 应用举例应用举例应用举例应用举例下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.1.掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值表和逻辑表达式。了解表和逻辑表达式。了解表和逻辑表达式。了解表和逻辑表达式。了解 TTLTTL门电路、门电路、门电路、门电路、CMOSCMOS门门门门电路的特点。电路的特点。电路的特点。电路的特点。3.3.会分析和设计简单的组合逻辑电路。会分析和设计简单的组合逻辑电路。会分析和设计简单的组合逻辑电路。会分析和设计简单的组合逻辑电路。4.理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑5.电路的工作原理和功能。电路的工作原理和功能。电路的工作原理和功能。电路的工作原理和功能。5.5.学会数字集成电路的使用方法。学会数字集成电路的使用方法。学会数字集成电路的使用方法。学会数字集成电路的使用方法。本章要求：本章要求：2.2.会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数。会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数。会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数。会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数。第第21章章 门电路和组合逻辑电路门电路和组合逻辑电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页模拟信号：模拟信号：模拟信号：模拟信号：随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号21.1 脉冲信号脉冲信号模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号数字信号数字信号数字信号数字信号电子电路中的信号电子电路中的信号电子电路中的信号电子电路中的信号1.1.模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号正弦波信号正弦波信号正弦波信号正弦波信号t t三角波信号三角波信号三角波信号三角波信号t t下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 处理模拟信号的电路称为模拟电路处理模拟信号的电路称为模拟电路处理模拟信号的电路称为模拟电路处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流如整流如整流如整流电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间的大小及相位关系。信号间的大小及相位关系。信号间的大小及相位关系。信号间的大小及相位关系。在模拟电路中在模拟电路中在模拟电路中在模拟电路中，晶体管三极管通常工作在放晶体管三极管通常工作在放晶体管三极管通常工作在放晶体管三极管通常工作在放大区。大区。大区。大区。2 2.脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号 是一种跃变信号，并且持续时间短暂。是一种跃变信号，并且持续时间短暂。是一种跃变信号，并且持续时间短暂。是一种跃变信号，并且持续时间短暂。尖顶波尖顶波尖顶波尖顶波t矩形波矩形波矩形波矩形波t下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 处理数字信号的电路称为数字电路处理数字信号的电路称为数字电路处理数字信号的电路称为数字电路处理数字信号的电路称为数字电路，它注重，它注重，它注重，它注重研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和饱和区，起开关的作用。饱和区，起开关的作用。饱和区，起开关的作用。饱和区，起开关的作用。脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号正脉冲：正脉冲：正脉冲：正脉冲：脉冲跃变后的值比初始值高脉冲跃变后的值比初始值高负脉冲：负脉冲：负脉冲：负脉冲：脉冲跃变后的值比初始值低脉冲跃变后的值比初始值低如：如：如：如：0+3V0-3V正脉冲正脉冲正脉冲正脉冲0+3V0-3V负脉冲负脉冲负脉冲负脉冲下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度 A A脉冲上升沿脉冲上升沿脉冲上升沿脉冲上升沿 t tr r 脉冲周期脉冲周期脉冲周期脉冲周期 T T脉冲下降沿脉冲下降沿脉冲下降沿脉冲下降沿 t tf f 脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度 t tp p 脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：A0.9A0.5A0.1AtptrtfT实际的矩形波实际的矩形波实际的矩形波实际的矩形波下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页R21.2 晶体管的开关作用晶体管的开关作用1.1.二极管的开关特性二极管的开关特性二极管的开关特性二极管的开关特性导通导通截止截止相当于相当于相当于相当于开关断开开关断开开关断开开关断开相当于相当于相当于相当于开关闭合开关闭合开关闭合开关闭合S3V0VSRRD3V0V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2.2.三极管的开关特性三极管的开关特性三极管的开关特性三极管的开关特性饱和饱和截止截止截止截止3V0VuO 0相当于相当于相当于相当于开关断开开关断开开关断开开关断开相当于相当于相当于相当于开关闭合开关闭合开关闭合开关闭合uO UCC+UCCuiRBRCuOTuO+UCCRCECuO+UCCRCEC3V0V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页21.3 分立元件门电路分立元件门电路 逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。制信号的通过或不通过。门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系因果关系)，所以门电路又称为，所以门电路又称为逻辑门电路逻辑门电路。21.3.1 门电路的基本概念门电路的基本概念 基本逻辑关系为基本逻辑关系为“与与与与”、“或或或或”、“非非非非”三三种。种。下面通过例子说明逻辑电路的概念及下面通过例子说明逻辑电路的概念及“与与与与”、“或或或或”、“非非非非”的意义。的意义。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页220V+-设：开关断开、灯不亮用逻辑设：开关断开、灯不亮用逻辑设：开关断开、灯不亮用逻辑设：开关断开、灯不亮用逻辑“0”0”表示，开关表示，开关表示，开关表示，开关闭合、灯亮用闭合、灯亮用闭合、灯亮用闭合、灯亮用 逻辑逻辑逻辑逻辑“1”1”表示。表示。表示。表示。逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式：Y=A B1.“1.“与与与与”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 “与与与与”逻辑关系是指当决定某事件的条件全部逻辑关系是指当决定某事件的条件全部逻辑关系是指当决定某事件的条件全部逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备时，该事件才发生。具备时，该事件才发生。具备时，该事件才发生。具备时，该事件才发生。000101110100ABYBYA状态表状态表状态表状态表下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页BY220VA+-2.“2.“或或或或”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 “或或或或”逻辑关系是指当决定某事件的条件之逻辑关系是指当决定某事件的条件之逻辑关系是指当决定某事件的条件之逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备时，该事件就发生。一具备时，该事件就发生。一具备时，该事件就发生。一具备时，该事件就发生。逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A+B真值表真值表真值表真值表000111110110ABY下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.“3.“非非非非”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 “非非”逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A状态表状态表状态表状态表101AY0Y220VA+-R下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的变化范围。而是有一定的变化范围。而是有一定的变化范围。而是有一定的变化范围。21.3 分立元件逻辑门电路分立元件逻辑门电路 门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与前面所讲过的基本逻辑关系相对应。前面所讲过的基本逻辑关系相对应。前面所讲过的基本逻辑关系相对应。前面所讲过的基本逻辑关系相对应。门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等。或非门、异或门等。或非门、异或门等。或非门、异或门等。21.3.1 门电路的概念门电路的概念下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 电平的高低电平的高低一般用一般用“1”和和“0”两种两种状态区别，若状态区别，若规定规定高电平为高电平为“1”，低电，低电平为平为“0”则则称为称为正逻辑正逻辑。反之则称为反之则称为负负逻辑逻辑。若无特。若无特殊说明，均采殊说明，均采用正逻辑。用正逻辑。100VUCC高电平高电平低电平低电平下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页21.3.2 二极管二极管“与与”门电门电路路 1.1.电路电路电路电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理输入输入A、B、C全为高电平全为高电平“1”，输出输出 Y 为为“1”。输入输入A、B、C不全为不全为“1”，输出输出 Y 为为“0”。0V0V0V0V0V3V+U 12VRDADCABYDBC3V3V3V0V00000010101011001000011001001111ABYC“与与与与”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表0V3V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页21.3.2 二极管二极管“与与”门电门电路路3.3.逻辑关系：逻辑关系：逻辑关系：逻辑关系：“与与与与”逻辑逻辑即：有即：有“0”出出“0”，全全“1”出出“1”Y=A B C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑符号：逻辑符号：逻辑符号：逻辑符号：&ABYC00000010101011001000011001001111ABYC“与与与与”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页21.3.3 二极管二极管“或或”门电门电路路 1.1.电路电路电路电路0V0V0V0V0V3V3V3V3V0V00000011101111011001011101011111ABYC“或或或或”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表3V3V-U 12VRDADCABYDBC2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理输入输入A、B、C全为低电平全为低电平“0”，输出输出 Y 为为“0”。输入输入A、B、C有一个为有一个为“1”，输出输出 Y 为为“1”。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页21.3.3 二极管二极管“或或”门电门电路路3.逻辑关系逻辑关系：“或或或或”逻辑逻辑即：有即：有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”Y=A+B+C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑符号：逻辑符号：逻辑符号：逻辑符号：ABYC 100000011101111011001011101011111ABYC“或或或或”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页21.3.4 三极管三极管“非非”门电门电路路+UCC-UBBARKRBRCYT 1 0截止截止截止截止饱和饱和逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A“0”10“1”1.1.电路电路电路电路“0”“1”AY“非非非非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表逻辑符号逻辑符号1AY下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页“与非与非与非与非”门电路门电路门电路门电路有有“0”出出“1”，全，全“1”出出“0”“与与与与”门门门门&ABCY&ABC“与非与非与非与非”门门门门00010011101111011001011101011110ABYC“与非与非与非与非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表Y=A B C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：1Y“非非非非”门门门门下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页“或非或非或非或非”门电路门电路门电路门电路有有“1”出出“0”，全，全“0”出出“1”1Y“非非非非”门门门门00010010101011001000011001001110ABYC“或非或非或非或非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表“或或或或”门门门门ABC 1“或非或非或非或非”门门门门YABC 1Y=A+B+C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例：根据输入波形画出输出波形例：根据输入波形画出输出波形例：根据输入波形画出输出波形例：根据输入波形画出输出波形ABY1有有“0”出出“0”，全全“1”出出“1”有有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”&ABY1 1ABY2Y2下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页21.4 TTL门电路门电路(三极管三极管三极管三极管三极管逻辑门电路三极管逻辑门电路三极管逻辑门电路三极管逻辑门电路)TTL门电路是双极型集成电路，与分立门电路是双极型集成电路，与分立元件相比，元件相比，具有速度快、可靠性高和微型具有速度快、可靠性高和微型化等优点化等优点，目前分立元件电路已被集成电，目前分立元件电路已被集成电路替代。下面介绍集成路替代。下面介绍集成“与非与非”门电路的门电路的工作原理、特性和参数。工作原理、特性和参数。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页输入级输入级输入级输入级中间级中间级中间级中间级输出级输出级输出级输出级21.4.1 TTL“与非与非”门电门电路路1.1.电路电路电路电路 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1E2E3E1B等效电路等效电路等效电路等效电路C多发射极多发射极多发射极多发射极三极管三极管三极管三极管下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1“1”(3.6V)(1(1)输入全为高电平输入全为高电平输入全为高电平输入全为高电平“1”(3.61”(3.6V)V)时时时时2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理4.3VT T2 2、T T5 5饱和导通饱和导通饱和导通饱和导通钳位钳位2.1VE E结反偏结反偏结反偏结反偏截止截止截止截止“0”(0.3V)负载电流负载电流负载电流负载电流（灌电流）（灌电流）（灌电流）（灌电流）输入全高输入全高“1”,输出为输出为低低“0”1V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T12.2.工作原理工作原理工作原理工作原理1VT T2 2、T T5 5截止截止截止截止 负载电流负载电流负载电流负载电流（拉电流）（拉电流）（拉电流）（拉电流）(2(2)输入端有任一低电平输入端有任一低电平输入端有任一低电平输入端有任一低电平“0”(0.30”(0.3V)V)(0.3V)“1”“0”输入有低输入有低“0”输出为输出为高高“1”流过流过 E结的电结的电流为正向电流流为正向电流VY 5-0.7-0.7 =3.6V5V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页有有有有“0”0”出出出出“1”1”全全全全“1”1”出出出出“0”0”“与非与非”逻辑关系逻辑关系00010011101111011001011101011110ABYC“与非与非与非与非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表Y=A B C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：Y&ABC“与非与非与非与非”门门门门下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(1(1)电压传输特性：电压传输特性：电压传输特性：电压传输特性：输出电压输出电压输出电压输出电压 U UOO与与与与输入电压输入电压输入电压输入电压 U Ui i的的的的关系。关系。关系。关系。C CD DE E3.3.TTL“TTL“与非与非与非与非”门特性及参数门特性及参数门特性及参数门特性及参数电压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性测试电路测试电路测试电路测试电路0 01 12 23 31 12 23 34 4 U Ui i /V/VU UOO/V/V&+5V+5VU Ui iU Uo oV VV VA AB B下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页A AB BC CD DE E(2)(2)TTL“TTL“与非与非与非与非”门的参数门的参数门的参数门的参数电压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性典型值典型值典型值典型值3.63.6V V，2.4V2.4V为合格为合格为合格为合格典型值典型值典型值典型值0.30.3V V，0.4V0.4V为合格为合格为合格为合格输出高电平电压输出高电平电压输出高电平电压输出高电平电压U UOHOH输出低电平电压输出低电平电压输出低电平电压输出低电平电压U UOLOL输出高电平输出高电平输出高电平输出高电平电压电压电压电压U UOHOH和输出低电平电压和输出低电平电压和输出低电平电压和输出低电平电压U UOLOLU UOO/V/V0 01 12 23 31 12 23 34 4 U Ui i /V/V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页ABDE低电平噪声容限电低电平噪声容限电低电平噪声容限电低电平噪声容限电压压压压U UNLNL保证输出保证输出保证输出保证输出高电平电压不低于高电平电压不低于高电平电压不低于高电平电压不低于额定值额定值额定值额定值90%90%的条件的条件的条件的条件下所允许叠加在输下所允许叠加在输下所允许叠加在输下所允许叠加在输入低电平电压上的入低电平电压上的入低电平电压上的入低电平电压上的最大噪声（或干扰）最大噪声（或干扰）最大噪声（或干扰）最大噪声（或干扰）电压。电压。电压。电压。U UNLNL=U UOFF OFF U UILIL允许叠加干扰允许叠加干扰定量说明门电路抗干扰能力定量说明门电路抗干扰能力定量说明门电路抗干扰能力定量说明门电路抗干扰能力UOFF U UOFFOFF是保证输出为额定是保证输出为额定是保证输出为额定是保证输出为额定高电平的高电平的高电平的高电平的90%90%时所对应的时所对应的时所对应的时所对应的最大输入低电平电压最大输入低电平电压最大输入低电平电压最大输入低电平电压。0.9UOH输入输入输入输入低电平低电平低电平低电平电压电压电压电压U UILIL01231234 Ui/V/VU UOO/V/V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页输入输入输入输入高电平高电平高电平高电平电压电压电压电压U UIHIHAB高电平噪声容限高电平噪声容限高电平噪声容限高电平噪声容限电压电压电压电压UNH保证保证保证保证输出低电平电压输出低电平电压输出低电平电压输出低电平电压的条件下所允许的条件下所允许的条件下所允许的条件下所允许叠加在输入高叠加在输入高叠加在输入高叠加在输入高 电电电电平电压上的最大平电压上的最大平电压上的最大平电压上的最大噪声（或干扰）噪声（或干扰）噪声（或干扰）噪声（或干扰）电压。电压。电压。电压。UNH=UIHUON允许叠加干扰允许叠加干扰允许叠加干扰允许叠加干扰定量说明门电路抗干扰能力定量说明门电路抗干扰能力定量说明门电路抗干扰能力定量说明门电路抗干扰能力UON UON是保证输出为额定是保证输出为额定低电平时所对应的低电平时所对应的最小输最小输入高电平电压入高电平电压。DE01231234 Ui/V/VU UOO/V/V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 指一个指一个指一个指一个“与非与非与非与非”门能带同类门的最大数目，它门能带同类门的最大数目，它门能带同类门的最大数目，它门能带同类门的最大数目，它表示带负载的能力。对于表示带负载的能力。对于表示带负载的能力。对于表示带负载的能力。对于TTL“TTL“与非与非与非与非”门门门门 N NOO 8 8。输入高电平电流输入高电平电流输入高电平电流输入高电平电流 I IIHIH和输入低电平电流和输入低电平电流和输入低电平电流和输入低电平电流 I IILIL 当某一输入端接当某一输入端接当某一输入端接当某一输入端接高电平高电平高电平高电平，其余输入端接低电，其余输入端接低电，其余输入端接低电，其余输入端接低电 平平平平时，时，时，时，流入该输入端的电流，流入该输入端的电流，流入该输入端的电流，流入该输入端的电流，称为高电平输入电流称为高电平输入电流称为高电平输入电流称为高电平输入电流 I IIHIH（A A）。）。）。）。当某一输入端接当某一输入端接当某一输入端接当某一输入端接低电平低电平低电平低电平，其余输入端接高电平其余输入端接高电平其余输入端接高电平其余输入端接高电平时，时，时，时，流出该输入端的电流，流出该输入端的电流，流出该输入端的电流，流出该输入端的电流，称为低电平输入电流称为低电平输入电流称为低电平输入电流称为低电平输入电流 I IILIL（mAmA）。）。）。）。扇出系数扇出系数扇出系数扇出系数N NOO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10 当某一输入端接当某一输入端接当某一输入端接当某一输入端接低电平，低电平，其余输入端接高电平其余输入端接高电平其余输入端接高电平其余输入端接高电平时，流出该输入端的电流，称为低电平输入电流时，流出该输入端的电流，称为低电平输入电流时，流出该输入端的电流，称为低电平输入电流时，流出该输入端的电流，称为低电平输入电流 I IILIL （mAmA）。）。）。）。若要保证输出为高电平，则对电阻值有限制若要保证输出为高电平，则对电阻值有限制若要保证输出为高电平，则对电阻值有限制若要保证输出为高电平，则对电阻值有限制R IR IILIL gm2T1的的导通通电阻阻 T2的的导通通电阻阻“1”导通导通导通导通“0”“0”“1”截止截止截止截止即：即：T1的的导通管通管压降降1CBA下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页21.6.3 逻辑函数的化简逻辑函数的化简 由逻辑状态表直接写出的逻辑式及由此画出由逻辑状态表直接写出的逻辑式及由此画出由逻辑状态表直接写出的逻辑式及由此画出由逻辑状态表直接写出的逻辑式及由此画出的逻辑图，一般比较复杂；若的逻辑图，一般比较复杂；若的逻辑图，一般比较复杂；若的逻辑图，一般比较复杂；若经过简化，则可经过简化，则可经过简化，则可经过简化，则可使用较少的逻辑门实现同样的逻辑功能。使用较少的逻辑门实现同样的逻辑功能。使用较少的逻辑门实现同样的逻辑功能。使用较少的逻辑门实现同样的逻辑功能。从而从而从而从而可节省器件，降低成本，提高电路工作的可靠可节省器件，降低成本，提高电路工作的可靠可节省器件，降低成本，提高电路工作的可靠可节省器件，降低成本，提高电路工作的可靠性。性。性。性。利用逻辑代数变换，可用不同的门电路实现利用逻辑代数变换，可用不同的门电路实现利用逻辑代数变换，可用不同的门电路实现利用逻辑代数变换，可用不同的门电路实现相同的逻辑功能。相同的逻辑功能。相同的逻辑功能。相同的逻辑功能。化简方法化简方法化简方法化简方法公式法公式法公式法公式法卡诺图法卡诺图法卡诺图法卡诺图法下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1.1.用用用用“与非与非与非与非”门构成基本门电路门构成基本门电路门构成基本门电路门构成基本门电路(2)应用应用“与非与非”门构成门构成“或或”门电路门电路(1)应用应用“与非与非”门构成门构成“与与”门电路门电路AY&B&BAY&由逻辑代数运算法则：由逻辑代数运算法则：由逻辑代数运算法则：由逻辑代数运算法则：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页&YA(3)3)应用应用应用应用“与非与非与非与非”门构成门构成门构成门构成“非非非非”门电路门电路门电路门电路(4)(4)用用用用“与非与非与非与非”门构成门构成门构成门构成“或非或非或非或非”门门门门YBA&由逻辑代数运算法则：由逻辑代数运算法则：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例1：化简化简2.2.应用逻辑代数运算法则化简应用逻辑代数运算法则化简应用逻辑代数运算法则化简应用逻辑代数运算法则化简（1 1）并项法）并项法）并项法）并项法例例2：化简化简（2 2）配项法）配项法）配项法）配项法下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例3：化简化简（3 3）加项法）加项法）加项法）加项法（4 4）吸收法）吸收法）吸收法）吸收法吸收吸收吸收吸收例例4：化简化简下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例5：化简化简吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收吸收下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 3.3.应用卡诺图化简应用卡诺图化简应用卡诺图化简应用卡诺图化简卡诺图卡诺图卡诺图卡诺图:是与变量的最小项对应的按一定规则排列是与变量的最小项对应的按一定规则排列是与变量的最小项对应的按一定规则排列是与变量的最小项对应的按一定规则排列的方格图，每一小方格填入一个最小项。的方格图，每一小方格填入一个最小项。的方格图，每一小方格填入一个最小项。的方格图，每一小方格填入一个最小项。（1 1）最小项：）最小项：）最小项：）最小项：对于对于对于对于n n输入变量有输入变量有输入变量有输入变量有2 2n n n n种组合种组合种组合种组合,其相应其相应其相应其相应的乘积项也有的乘积项也有的乘积项也有的乘积项也有2 2n n n n个，则每一个个，则每一个个，则每一个个，则每一个乘积项就称为一个最乘积项就称为一个最乘积项就称为一个最乘积项就称为一个最小项。其特点是每个输入变量均在其中以原变量和小项。其特点是每个输入变量均在其中以原变量和小项。其特点是每个输入变量均在其中以原变量和小项。其特点是每个输入变量均在其中以原变量和反变量形式出现一次，且仅一次。反变量形式出现一次，且仅一次。反变量形式出现一次，且仅一次。反变量形式出现一次，且仅一次。如：三个变量，有如：三个变量，有如：三个变量，有如：三个变量，有8 8种组合，最小项就是种组合，最小项就是种组合，最小项就是种组合，最小项就是8 8个，卡诺个，卡诺个，卡诺个，卡诺图也相应有图也相应有图也相应有图也相应有8 8个小方格。个小方格。个小方格。个小方格。在卡诺图的行和列分别标出变量及其状态。在卡诺图的行和列分别标出变量及其状态。在卡诺图的行和列分别标出变量及其状态。在卡诺图的行和列分别标出变量及其状态。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 (2)(2)卡诺卡诺卡诺卡诺图图图图BA0101二变量二变量二变量二变量BCA0010011110三变量三变量三变量三变量二进制数对二进制数对二进制数对二进制数对应的十进制应的十进制应的十进制应的十进制数编号数编号数编号数编号AB00011110CD00011110四变量四变量四变量四变量任意两任意两任意两任意两个相邻个相邻个相邻个相邻最小项最小项最小项最小项之间只之间只之间只之间只有一个有一个有一个有一个变量改变变量改变变量改变变量改变下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(2)2)卡诺图卡诺图卡诺图卡诺图（a)a)根据状态表画出卡诺图根据状态表画出卡诺图根据状态表画出卡诺图根据状态表画出卡诺图如如如如:ABC00100111101111将输出变量为将输出变量为将输出变量为将输出变量为“1”“1”的的的的填入对应的小方格填入对应的小方格填入对应的小方格填入对应的小方格,为为为为“0”“0”的可不填。的可不填。的可不填。的可不填。0 0 0 0 A A B B C Y Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(2)2)卡诺图卡诺图卡诺图卡诺图（b)b)根据逻辑式画出卡诺图根据逻辑式画出卡诺图根据逻辑式画出卡诺图根据逻辑式画出卡诺图ABC00100111101111将逻辑式中的最小项分将逻辑式中的最小项分将逻辑式中的最小项分将逻辑式中的最小项分别用别用别用别用“1”“1”填入对应的填入对应的填入对应的填入对应的小方格。如果逻辑式中小方格。如果逻辑式中小方格。如果逻辑式中小方格。如果逻辑式中最小项不全，可不填。最小项不全，可不填。最小项不全，可不填。最小项不全，可不填。如如如如:注意：注意：注意：注意：如果逻辑式不是由最小项构成，一般应如果逻辑式不是由最小项构成，一般应如果逻辑式不是由最小项构成，一般应如果逻辑式不是由最小项构成，一般应先化为最小项，或按先化为最小项，或按先化为最小项，或按先化为最小项，或按例例例例7 7方法填写。方法填写。方法填写。方法填写。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(3)3)应用卡诺图化简逻辑函应用卡诺图化简逻辑函应用卡诺图化简逻辑函应用卡诺图化简逻辑函数数数数ABC00100111101111例例例例6.6.用卡诺图表示并化简。用卡诺图表示并化简。解：解：(a)a)将取值为将取值为将取值为将取值为“1 1”的的的的相邻小方格圈成圈，相邻小方格圈成圈，相邻小方格圈成圈，相邻小方格圈成圈，步骤步骤步骤步骤1.卡诺图卡诺图2.合并最小项合并最小项3.写出最简写出最简“与或与或”逻辑式逻辑式(b)b)所圈取值为所圈取值为所圈取值为所圈取值为“1 1”的相邻小方格的个数的相邻小方格的个数的相邻小方格的个数的相邻小方格的个数应为应为应为应为2 2n n n n，(n n=0,1,2)=0,1,2)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(3)3)应用卡诺图化简逻辑函应用卡诺图化简逻辑函应用卡诺图化简逻辑函应用卡诺图化简逻辑函数数数数ABC00100111101111解：解：三个圈最小项分别为：三个圈最小项分别为：合并最小项合并最小项写出简化逻辑式写出简化逻辑式写出简化逻辑式写出简化逻辑式卡诺图化简法：保留一个圈内最小项的卡诺图化简法：保留一个圈内最小项的卡诺图化简法：保留一个圈内最小项的卡诺图化简法：保留一个圈内最小项的相同变量，相同变量，相同变量，相同变量，而消去而消去而消去而消去相反变量。相反变量。相反变量。相反变量。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页00ABC100111101111解：解：写出简化逻辑式写出简化逻辑式写出简化逻辑式写出简化逻辑式多余多余多余多余AB00011110CD000111101111相邻相邻相邻相邻例例例例6.6.应用卡诺图化简逻辑函数应用卡诺图化简逻辑函数应用卡诺图化简逻辑函数应用卡诺图化简逻辑函数(1)(2)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页解：解：写出简化逻辑式写出简化逻辑式写出简化逻辑式写出简化逻辑式AB00011110CD000111101例例例例7.7.应用卡诺图化简逻辑函数应用卡诺图化简逻辑函数应用卡诺图化简逻辑函数应用卡诺图化简逻辑函数111111111 含含含含A A均填均填均填均填“1 1”注意：注意：注意：注意：1.1.圈的个数应最少圈的个数应最少圈的个数应最少圈的个数应最少2.2.每个每个每个每个“圈圈圈圈”要最大要最大要最大要最大3.3.每个每个每个每个“圈圈圈圈”至少要包至少要包至少要包至少要包含一个未被圈过的最含一个未被圈过的最含一个未被圈过的最含一个未被圈过的最小项。小项。小项。小项。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页21.7 组合逻辑电路的分析与综合组合逻辑电路的分析与综合 组合逻辑电路：组合逻辑电路：组合逻辑电路：组合逻辑电路：任何时刻电路的输出状任何时刻电路的输出状任何时刻电路的输出状任何时刻电路的输出状态只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻态只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻态只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻态只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻以前的电路状态无关。以前的电路状态无关。以前的电路状态无关。以前的电路状态无关。组合逻辑电路框图组合逻辑电路框图组合逻辑电路框图组合逻辑电路框图X X1 1X Xn nX X2 2Y Y2 2Y Y1 1Y Yn n.组合逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路输入输入输入输入输出输出输出输出下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页21.7.1 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析 (1)(1)由逻辑图写出输出端的逻辑表达式由逻辑图写出输出端的逻辑表达式由逻辑图写出输出端的逻辑表达式由逻辑图写出输出端的逻辑表达式(2)(2)运用逻辑代数化简或变换运用逻辑代数化简或变换运用逻辑代数化简或变换运用逻辑代数化简或变换(3)(3)列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表(4)(4)分析逻辑功能分析逻辑功能分析逻辑功能分析逻辑功能已知逻辑电路已知逻辑电路确定确定逻辑功能逻辑功能分析步骤：分析步骤：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例 1 1：分析下图的逻辑功能分析下图的逻辑功能分析下图的逻辑功能分析下图的逻辑功能 (1)(1)写出逻辑表达式写出逻辑表达式写出逻辑表达式写出逻