第五章数字电路基本知识.ppt

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1、第五章数字第五章数字电路基路基本知本知识电工电子技术电工电子技术首首页页这是一个全新的这是一个全新的知识，大家要好知识，大家要好好学习哟好学习哟电工电子技术电工电子技术首首页页学习目的与要求学习目的与要求 掌握基本逻辑运算关系掌握基本逻辑运算关系 掌握逻辑代数的常用公式、定律和规则掌握逻辑代数的常用公式、定律和规则 掌握逻辑函数的表示方法及相互转换掌握逻辑函数的表示方法及相互转换 掌握逻辑函数的化简方法掌握逻辑函数的化简方法 电工电子技术电工电子技术首首页页数字电视数字电视家庭信息中心家庭信息中心虚拟教育虚拟教育数码相机数码相机自动驾驶汽车自动驾驶汽车视觉感应器视觉感应器数据存储与处理数据存储

2、与处理3G手机手机数字电路的应用：数字电路的应用：数字电路的应用：数字电路的应用：电工电子技术电工电子技术首首页页5.1 5.1 数值与码制数值与码制5.1.1 5.1.1 模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号 诸如温度、压力、速度等量的转换信号，数值上具有诸如温度、压力、速度等量的转换信号，数值上具有随时间随时间连续变化连续变化的特点，习惯上人们把这类信号称为的特点，习惯上人们把这类信号称为模拟信号模拟信号。tu0 模拟电路模拟电路是实现模拟信号的产生、放大、处理、控制等是实现模拟信号的产生、放大、处理、控制等功能的电路，模拟电路注重的是功能的电路，模拟电路注重的是电路输出、输入信号间的大电

3、路输出、输入信号间的大小和相位关系小和相位关系。电工电子技术电工电子技术首首页页tu0 在两个稳定状态之间作阶跃式变化的信号称为数字信在两个稳定状态之间作阶跃式变化的信号称为数字信号，数字信号号，数字信号在时间上和数值上都是离散的在时间上和数值上都是离散的。例如生产线。例如生产线中的产品，只能在一些离散的瞬间完成，而且产品的个数中的产品，只能在一些离散的瞬间完成，而且产品的个数也只能逐个增减，它们的转换信号就是数字信号。也只能逐个增减，它们的转换信号就是数字信号。上图是典型的数字信号波形。用来实现数字信号的产上图是典型的数字信号波形。用来实现数字信号的产生、变换、运算、控制等功能的电路称为生、

4、变换、运算、控制等功能的电路称为数字电路数字电路。数字。数字电路注重的是电路注重的是信号输入、输出之间的逻辑关系信号输入、输出之间的逻辑关系。逻辑逻辑逻辑逻辑0 0 0 0逻辑逻辑逻辑逻辑1 1 1 1逻辑逻辑逻辑逻辑0 0 0 0逻辑逻辑逻辑逻辑1 1 1 1逻辑逻辑逻辑逻辑0 0 0 0逻辑逻辑逻辑逻辑1 1 1 1VmVmt tw wT T占空比：占空比：占空比：占空比：q q（%）=t=tw w/T*100%/T*100%电工电子技术电工电子技术首首页页模拟电路研究的问题模拟电路研究的问题引言引言基本电路元件基本电路元件:基本模拟电路基本模拟电路:晶体三极管晶体三极管场效应管场效应管

5、信号放大及运算信号放大及运算 (信号放大、功率放大）信号放大、功率放大）信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波）信号处理（采样保持、电压比较、有源滤波）信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、信号发生（正弦波发生器、三角波发生器、）集成运算放大器集成运算放大器电工电子技术电工电子技术首首页页数字电路研究的问题数字电路研究的问题基本电路元件基本电路元件引言引言基本数字电路基本数字电路逻辑门电路逻辑门电路触发器触发器 组合逻辑电路组合逻辑电路 时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、脉冲整形电路）时序电路（寄存器、计数器、脉冲发生器、脉冲整形电路）A/DA/D转换器、转换器、D/AD/A转换器转换器电

6、工电子技术电工电子技术首首页页数字电路的优点：数字电路的优点：与模拟电路相比，数字电路主要有以下优点：与模拟电路相比，数字电路主要有以下优点：数字电路实现的是逻辑关系，只有数字电路实现的是逻辑关系，只有0 0和和1 1两个状态，易于用两个状态，易于用电路实现；电路实现；数字电路的系统工作可靠，精度较高，抗干扰能力强；数字电路的系统工作可靠，精度较高，抗干扰能力强；能进行逻辑判断和运算，在控制系统中不可或缺；能进行逻辑判断和运算，在控制系统中不可或缺；数字信息便于长期保存，如可存储于磁盘、光盘等介质；数字信息便于长期保存，如可存储于磁盘、光盘等介质；数字集成电路产品系列多、通用性强、成本低。数字

7、集成电路产品系列多、通用性强、成本低。这也正是数字电路得到广泛应用的原因这也正是数字电路得到广泛应用的原因 。5.1.2 5.1.2 数字电路数字电路电工电子技术电工电子技术首首页页数字电路的分类：数字电路的分类：数字电路的种类很多，常用的一般按下列几种方法来数字电路的种类很多，常用的一般按下列几种方法来分类：分类：按电路组成结构来分：可分为分立组件电路和集成电路。按电路组成结构来分：可分为分立组件电路和集成电路。按集成电路的集成度来分：可分为小规模集成电路按集成电路的集成度来分：可分为小规模集成电路(SSI)(SSI)、中规模集成电路、中规模集成电路(MSI)(MSI)、大规模集成电路、大规

8、模集成电路(LSI)(LSI)和超和超大规模集成电路大规模集成电路(VLSI)(VLSI)。按构成电路的器件来分类：可分为双极型电路和单极型按构成电路的器件来分类：可分为双极型电路和单极型电路。电路。按电路中元器件有无记忆功能（逻辑功能）：可分为组按电路中元器件有无记忆功能（逻辑功能）：可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。合逻辑电路和时序逻辑电路。电工电子技术电工电子技术首首页页数码为：数码为：0 09 9；基数是；基数是1010。运算规律：逢十进一，即：运算规律：逢十进一，即：9 91 11010。十进制数的权展开式：十进制数的权展开式：10103 3、10102 2、10101 1、1010

9、0 0称为十称为十进制的权。各数位的权是进制的权。各数位的权是1010的幂。的幂。同样的数码在不同的数位上同样的数码在不同的数位上代表的数值不同。代表的数值不同。任意一个十进制数都可以任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码表示为各个数位上的数码与其对应的权的乘积之和，与其对应的权的乘积之和，称权展开式。称权展开式。即：即：(5555)105103510251015100又如：又如：(209.04)1021020101910001014102十进制十进制5.1.3 5.1.3 数制数制电工电子技术电工电子技术首首页页（1 1）进位制）进位制(计数制计数制)：表示数时，仅用一位数码往往不够：

10、表示数时，仅用一位数码往往不够用，必须用进位计数的方法组成多位数码。多位数码每一位用，必须用进位计数的方法组成多位数码。多位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制，简称的构成以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制，简称进位制。进位制。例如：十进制、八进制、二进制。例如：十进制、八进制、二进制。（2 2）位权（位的权数）：在某一进位制的数中，每一位）位权（位的权数）：在某一进位制的数中，每一位的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这个固的大小都对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这个固定的数就是这一位的权数。权数是一个幂。定的数就是这一位的权数。权数是一个幂。例如：上例

11、中的例如：上例中的10103 3、10102 2、10101 1、10100 0称位权或权。称位权或权。上例中提到的几个概念：上例中提到的几个概念：上例中提到的几个概念：上例中提到的几个概念：电工电子技术电工电子技术首首页页（3 3）基数）基数：各种计数进位制中数码的集合称为基，计数制：各种计数进位制中数码的集合称为基，计数制中用到的数码个数称为基数。中用到的数码个数称为基数。二进制有二进制有0 0和和1 1两个数码，因此两个数码，因此二进制的基数是二进制的基数是2 2；十；十进制有进制有0 09 9十个数码，所以十个数码，所以十进制的基数是十进制的基数是1010；八；八进制有进制有0 07

12、7八个数码，八个数码，八进制的基数是八进制的基数是8 8；十六进制有十六进制有0 01515十六个数码，所以十六个数码，所以十六进制的基数十六进制的基数是是1616。电工电子技术电工电子技术首首页页数码为：数码为：0 0、1 1；基数是；基数是2 2。运算规律：逢二进一，即：运算规律：逢二进一，即：1 11 11010。二进制数的权展开式：二进制数的权展开式：如：如：(101.01)(101.01)2 2 12122 2 02021 112120 002021 112122 2 (5.25)(5.25)1010各数位的权是的幂各数位的权是的幂 二进制数只有二进制数只有0 0和和1 1两个数码，

13、它的每一位都可以用电子元两个数码，它的每一位都可以用电子元件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。件来实现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。二进制二进制电工电子技术电工电子技术首首页页数码为：数码为：0 07 7；基数是；基数是8 8。运算规律：逢八进一，即：运算规律：逢八进一，即：7 71 11010。八进制数的权展开式：八进制数的权展开式：如：如：(207.04)(207.04)8 8 28282 2 08081 178780 008081 14 84 82 2 (135.0625)(135.0625)1010各数位的权是各数位的权是8 8的幂的幂八进制八进制思考思考

14、思考思考：（：（：（：（2264.37652264.37652264.37652264.3765）8 8 8 8=（？）10101010=28=28=28=283 3 3 3+28+28+28+282 2 2 2+68+68+68+681 1 1 1+48+48+48+480 0 0 0+38+38+38+381 1 1 1+78+78+78+78-2-2-2-2+68+68+68+68-3-3-3-3+58+58+58+58-4-4-4-4电工电子技术电工电子技术首首页页数码为：数码为：0 09 9、A AF F；基数是；基数是1616。运算规律：逢十六进一，即：运算规律：逢十六进一，即：F

15、 F1 11010。十六进制数的权展开式：十六进制数的权展开式：如：如：(D8.A)(D8.A)1616 131613161 1 8168160 0101610161 1(216.625)(216.625)1010各数位的权是各数位的权是1616的幂的幂十六进制十六进制思考思考思考思考：（：（：（：（DFA3.BEC7DFA3.BEC7DFA3.BEC7DFA3.BEC7）16161616=（？）10101010=1316=1316=1316=13163 3 3 3+1516+1516+1516+15162 2 2 2+1016+1016+1016+10161 1 1 1+316+316+31

16、6+3160 0 0 0+11161116111611161 1 1 1+1416+1416+1416+1416-2-2-2-2+1216+1216+1216+1216-3-3-3-3+716+716+716+716-4-4-4-4电工电子技术电工电子技术首首页页各种数制之间的转换十进制数二进制数八进制数十六进制数00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F电工电子技术电工电子技术首首页页

17、一般地，一般地，N N进制需要用到进制需要用到N N个数码，基数是个数码，基数是N N；运算规律为逢运算规律为逢N N进一。进一。如果一个如果一个N N进制数进制数M M包含位整数和位小数，即包含位整数和位小数，即 (a(an-1 n-1 a an-2 n-2 a a1 1 a a0 0 a a1 1 a a2 2 a am m)2 2则该数的权展开式为：则该数的权展开式为：(M)(M)2 2 a an-1n-1NNn-1n-1 a an-2 n-2 NNn-2n-2 a a1 1NN1 1 a a0 0 NN0 0a a1 1 NN-1-1a a2 2 NN-2-2 a am mNN-m-m

18、 由权展开式很容易将一个由权展开式很容易将一个N N进制数转换为十进制数。进制数转换为十进制数。结结 论论电工电子技术电工电子技术首首页页 用用“按权相加按权相加”法可将其他进制数转换位十进制，法可将其他进制数转换位十进制，即将每一位即将每一位N N进制数乘以位权，然后相加即可。进制数乘以位权，然后相加即可。数值转换数值转换（1 1 1 1）N N N N进制转换为十进制数：进制转换为十进制数：进制转换为十进制数：进制转换为十进制数：如：如：(101.01)(101.01)2 212122 2 02021 112120 002021 112122 2 (5.25)10(5.25)10 (207

19、.04)(207.04)8 8282 282 08108178078008081 14 84 82 2 (135.0625)10(135.0625)10 (D8.A)(D8.A)1616131611316181608160101610161 1(216.625)10(216.625)10电工电子技术电工电子技术首首页页二进制数转换为八进制数：二进制数转换为八进制数：将二进制数由小数点开始，整数将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每部分向左，小数部分向右，每3 3位分成一组，不够位分成一组，不够3 3位补零，位补零，则每组二进制数便是一位八进制数。则每组二进制数便是一位八进制数。

20、1101010.01（000）2(152.2)8八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3 3位二进制位二进制数表示。数表示。=（011111100.010110）2(374.26)8 数值转换数值转换（2 2 2 2）二进制与八进制之间的相互转换：）二进制与八进制之间的相互转换：）二进制与八进制之间的相互转换：）二进制与八进制之间的相互转换：电工电子技术电工电子技术首首页页111100100.011（0000）2(1E4.6)16=（1010 1111 0100.0111 01101010 1111 0100.0111 0110）2 2(AF4.76)

21、(AF4.76)1616 二进制数转换为十六进制数：将二进制数由小数点开始，二进制数转换为十六进制数：将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每整数部分向左，小数部分向右，每4 4位分成一组，不够位分成一组，不够4 4位补位补零，则每组二进制数便是一位八进制数。零，则每组二进制数便是一位八进制数。（3 3 3 3）二进制与十六进制之间的相互转换：）二进制与十六进制之间的相互转换：）二进制与十六进制之间的相互转换：）二进制与十六进制之间的相互转换：八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用4 4位二进制位二进制数表示。数表示。电工电子技术电工电子

22、技术首首页页采用的方法采用的方法 基数连除、连乘法基数连除、连乘法原理：将整数部分和小数部分分别进行转换。原理：将整数部分和小数部分分别进行转换。整数部分采用基数连除法，整数部分采用基数连除法，小数部分采用基数连乘法。转换后再合并。小数部分采用基数连乘法。转换后再合并。（3 3 3 3）十进制数转换为二进制数十进制数转换为二进制数：电工电子技术电工电子技术首首页页将(44.375)10转换成二进制数。整数部分除2取余法小数部分乘2取整法直到乘积小数部分为0时停止 得出：(44.375)(44.375)1010(101100.011)(101100.011)2 2 需要指出的是并不是所有十进制小

23、数都能转换成有限位需要指出的是并不是所有十进制小数都能转换成有限位的二进制小数并出现乘积的小数部分为的二进制小数并出现乘积的小数部分为0 0的情况，有时整个的情况，有时整个换算过程无限进行下去。此时可以根据要求考虑四舍五入，换算过程无限进行下去。此时可以根据要求考虑四舍五入，这时得到的二进制数是原十进制数的近似值。这时得到的二进制数是原十进制数的近似值。电工电子技术电工电子技术首首页页把下列二进制数转换成八进制数。2=()82=()8把下列二进制数转换成十六进制数。2=()162=()10把下列十进制数转换成二进制、八进制和十六进制数。(364.5)10=()2=()16=()8(74)10=

24、()2=()16=()8233434669B9B3936101101100.116C.8554.410010104A112电工电子技术电工电子技术首首页页(5)二进制代码 用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的二进制数称为代码。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。用四位二进制数码来表示十进制数码，让各位的权值依次为8、4、2、1，称为 8421 BCD码。其余码制还有2421码，其权值依次为2、4、2、1；5421码，其权值依次为5、4、2、1；余3码，由8421BCD码每个代码加0011得到；电工电子技术电工电子技术首首页

25、页常用的几种BCD码 种类种类十进制十进制 84218421码码24212421码码54215421码码余三码余三码00000000000000011100010001000101002001000100010010130011001100110110401000100010001115010110111000100060110110010011001701111101101010108100011101011101191001111111001100权权权权842124215421无权电工电子技术电工电子技术首首页页何谓正逻辑何谓正逻辑？负逻辑？负逻辑？5.2 5.2 门电路门电路1 1、基

26、本门电路、基本门电路 日常生活中我们会遇到很多结果完全对立而又日常生活中我们会遇到很多结果完全对立而又相互依存的事件，如开关的通断、电位的高低、相互依存的事件，如开关的通断、电位的高低、信号的有无、工作和休息等，显然这些都可以表信号的有无、工作和休息等，显然这些都可以表示为二值变量的示为二值变量的“逻辑逻辑”关系。关系。事件发生的条件与结果之间应遵循的规律称为事件发生的条件与结果之间应遵循的规律称为逻辑逻辑。在。在逻辑中可以用逻辑中可以用“1 1”或或“0 0”表示。显然，逻辑关系中的表示。显然，逻辑关系中的1 1和和0 0并不并不是体现的数值大小，而是是体现的数值大小，而是体现的某种逻辑状态

27、体现的某种逻辑状态。如果我们在逻辑关系中用如果我们在逻辑关系中用“1 1”表示高电平，表示高电平，“0 0”表示表示低电低电平，就是平，就是正逻辑正逻辑；如果用；如果用“1 1”表示低电平，表示低电平，“0 0”表示高电表示高电平平则为则为负逻辑负逻辑。本教材不加特殊说明均采用正逻辑。本教材不加特殊说明均采用正逻辑。电工电子技术电工电子技术首首页页 数字电路中用到的主要元件是数字电路中用到的主要元件是开开关元件关元件，如二极管、三极管等。，如二极管、三极管等。数字电路中常用数字电路中常用的逻辑器件有哪的逻辑器件有哪些？些？S3V0VS3V0VRDRR导通截止截止相当于开关闭合相当于相当于开关断

28、开开关断开二极管的开关作用二极管的开关作用二极管正向导通时，管子对电流呈现的电阻近似为零，可二极管正向导通时，管子对电流呈现的电阻近似为零，可视为接通的电子开关；视为接通的电子开关；二极管反向阻断时，管子对电流呈现的电阻近似无穷大，又二极管反向阻断时，管子对电流呈现的电阻近似无穷大，又可看作是断开的电子开关。可看作是断开的电子开关。电工电子技术电工电子技术首首页页三极管的开关作用三极管的开关作用3V3V0Vu uOO 0 0u uOO U UCCCC+UCCuiRBRCuOTuO+UCCRCECuO+UCCRCEC3V3V0V饱和截止截止相当于开关闭合相当于相当于开关断开开关断开电工电子技术电

29、工电子技术首首页页 数字电路正是利用了二极管、三极管的上述开关特性进数字电路正是利用了二极管、三极管的上述开关特性进行工作，从而实现了各种逻辑关系。显然，由这些晶体管子行工作，从而实现了各种逻辑关系。显然，由这些晶体管子构成的开关元件上构成的开关元件上只有通、断两种状态只有通、断两种状态，若把，若把“通通通通”态态态态用数用数字字“1 1 1 1”表示表示表示表示，把，把“断断断断”态态态态用数字用数字“0 0 0 0”表示表示表示表示时，则这些开关时，则这些开关元件仅有元件仅有“0 0”和和“1 1”两种取值，这种二值变量也称为逻辑两种取值，这种二值变量也称为逻辑变量，因此，由开关元件构成的

30、数字电路又称之为变量，因此，由开关元件构成的数字电路又称之为逻辑电路逻辑电路。1.1.晶体三极管用于模拟电路时工作在哪个晶体三极管用于模拟电路时工作在哪个区？若用于数字电路时，又工作于什区？区？若用于数字电路时，又工作于什区？2.2.为什么在晶体管用于数字电路时可等效为一个电子开关？为什么在晶体管用于数字电路时可等效为一个电子开关？晶体管用于数字电路时，工作在晶体管用于数字电路时，工作在饱和区或截饱和区或截饱和区或截饱和区或截止区止区止区止区；用于模拟电路时，应工作在；用于模拟电路时，应工作在放大区放大区放大区放大区。根据晶体管的开关特性，工作在饱和区时，其间电阻相根据晶体管的开关特性，工作在

31、饱和区时，其间电阻相当为零，可视为当为零，可视为电子开关被接通电子开关被接通；工作在截止区时，其间电；工作在截止区时，其间电阻无穷大，可视为阻无穷大，可视为电子开关被断开电子开关被断开。学习与讨论学习与讨论学习与讨论学习与讨论电工电子技术电工电子技术首首页页 由晶体管开关元件构成的逻辑电由晶体管开关元件构成的逻辑电 路，工作时的状态像门一样按照一路，工作时的状态像门一样按照一定的条件和规律打开或关闭，所以也被称为定的条件和规律打开或关闭，所以也被称为门电门电门电门电路路路路。门开门开 电路接通电路接通；门关门关电路断开电路断开。何谓与门何谓与门电路？电路？逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件

32、。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。显然我们所说的逻辑门实际上就是前面讲到的电子开关，显然我们所说的逻辑门实际上就是前面讲到的电子开关，这种电子开关能按照一定的条件去控制信号的通过或不通这种电子开关能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。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逻辑门电路逻辑门电路。基本逻辑关系有基本逻辑关系有“与与”、“或或”、“非非”三种，下面通过三种，下面通过例子说明

33、逻辑电路的概念及例子说明逻辑电路的概念及“与与”、“或或”、“非非”的意义。的意义。电工电子技术电工电子技术首首页页（1)1)“与与”门电门电路路D D1 1A A A AD D2 2B B B BU UCCCCR RF F F F“与与与与”门电路门电路 一个一个“与与”门的门的输入端输入端至少为两个，至少为两个，输出端输出端只有一个。只有一个。输入中只要有一个为低电平输入中只要有一个为低电平0 0时，该低电平二极管就会迅速导时，该低电平二极管就会迅速导通，输出通，输出F F将被钳位至低电平将被钳位至低电平0 0 0 0；其余为高电平的输入端，其端子其余为高电平的输入端，其端子上串接的二极管

34、呈上串接的二极管呈截止态截止态。输入全部为高电平输入全部为高电平3V3V时，输入时，输入端上串接的二极管同时导通，输端上串接的二极管同时导通，输出出F F被钳位在高电平被钳位在高电平“1 1 1 1”。“与与与与”门逻辑电路图符门逻辑电路图符号号F F F F&A AB B注意：注意：分析过程中与门电路输入分析过程中与门电路输入端上串接的二极管，都是按理想端上串接的二极管，都是按理想二极管处理的，即导通后管压降二极管处理的，即导通后管压降为为0V(0V(实际硅管实际硅管0.7V0.7V，锗管，锗管0.3V)0.3V)。0V0V3V3V0V0V0V0V反偏截止！反偏截止！反偏截止！反偏截止！3V

35、3V3V3V3V3V3V3V电工电子技术电工电子技术首首页页（2)2)“或或”门电门电路路D D1 1A A A AD D2 2B B B BU UCCCCR RF F F F“或或或或”门电路门电路 一个一个“或或”门的门的输入端也是输入端也是至少为至少为两个，其两个，其输出端输出端只有一个。只有一个。输入中只要有一个为高电平输入中只要有一个为高电平3V3V时，串接其上的二极管则迅速导时，串接其上的二极管则迅速导通，输出通，输出F F将被钳位到高电平将被钳位到高电平1 1 1 1；其余为低电平的输入端，其端子其余为低电平的输入端，其端子上串接的二极管呈上串接的二极管呈截止态截止态。输入全部为

36、低电平输入全部为低电平0 0时，输入时，输入端上串接的二极管同时导通，输端上串接的二极管同时导通，输出出F F被钳位在低电平被钳位在低电平“0 0 0 0”。“或或或或”门逻辑电路图符门逻辑电路图符号号F F F F 1111A AB B注意：注意：注意：注意：所有管子都是按照理想二所有管子都是按照理想二极管处理的。注意电路中二极管极管处理的。注意电路中二极管的极性画法和与门电路的区别，的极性画法和与门电路的区别，3V3V0V0V3V3V3V3V反偏截止！反偏截止！反偏截止！反偏截止！0V0V0V0V0V0V0V0V电工电子技术电工电子技术首首页页（3)“非”门电路T TRCUBB+UCCRB

37、1RB2A AF F“非非”门电路 输入变量A A 为高电平3V时，三极管饱和导通，ICRC+UCC，因此输出F F为低电平0.3V；当输入变量A A 为低电平0V时，三极管截止，输出F F+UCC，显然为高电平+UCC。3V0.3V0.3V饱和导通饱和导通饱和导通饱和导通0V+UCC截止不通截止不通截止不通截止不通 由图可看出，一个“非非”门的输入端只有一个只有一个，输出端也只有一个。“非非”门逻辑路图符号F F 1 1A A非非非非符号符号逻辑“非非”的真值表A AF F0 01 11 10 0可见非门功能为：见见0 0出出1 1，见，见1 1出出0 0电工电子技术电工电子技术首首页页CM

38、OSCMOS传输门传输门传输门传输门的主要用途是的主要用途是的主要用途是的主要用途是什么？什么？什么？什么？基本的逻辑运算有哪些基本的逻辑运算有哪些？同或门和异或门的功能？同或门和异或门的功能是什么？二者的联系？是什么？二者的联系？试述图腾结构的试述图腾结构的TTL与非与非门和门和OC门、三态门的主要门、三态门的主要区别是什么区别是什么？你能说出课本你能说出课本中复合门的种中复合门的种类和功能吗？类和功能吗？电工电子技术电工电子技术首首页页n1 1二极管门电路和输入波形如下图所示，画出输出端二极管门电路和输入波形如下图所示，画出输出端F1F1和和F2F2的波形。设二极管是理想的。的波形。设二极

39、管是理想的。n2 2试用与非门、或非门、与或非门和异或门实现非门功试用与非门、或非门、与或非门和异或门实现非门功能，画出逻辑电路。能，画出逻辑电路。电工电子技术电工电子技术首首页页1 1、逻辑关系：、逻辑关系：是指某事物的条件（或原因）与结果之间是指某事物的条件（或原因）与结果之间 的关系。的关系。2 2、逻辑变量：、逻辑变量：取值：逻辑取值：逻辑0 0、逻辑、逻辑1 1。逻逻辑辑0 0和和逻逻辑辑1 1不不代代表表数数值值大大小小，仅仅表表示示相相互互矛矛盾盾、相互对立的相互对立的两种逻辑状态两种逻辑状态。5.3 5.3 逻辑代数逻辑代数先来看以下几个概念：先来看以下几个概念：电工电子技术电

40、工电子技术首首页页3 3、真值表：真值表是将输入逻辑变量的各种可能取值和相对、真值表：真值表是将输入逻辑变量的各种可能取值和相对 应的函数值排列在一起而组成的表格。应的函数值排列在一起而组成的表格。4 4、基本逻辑运算：与运算、或运算以及非运算、基本逻辑运算：与运算、或运算以及非运算电工电子技术电工电子技术首首页页 当决定某事件的全部条件同时具备时，结果才会发生，当决定某事件的全部条件同时具备时，结果才会发生，这种因果关系叫做这种因果关系叫做“与与”逻辑逻辑，也称为，也称为逻辑乘逻辑乘。+USR0AB“与与”逻辑电路L L A A A A、B B B B两个开关是电路的输入变量两个开关是电路的

41、输入变量(逻辑关系中的条件逻辑关系中的条件)，灯，灯L L L L是输出变量是输出变量(逻辑关系中的结果逻辑关系中的结果)。当只有一个条件具备时灯。当只有一个条件具备时灯不会亮，只有不会亮，只有A A和和B B都闭合，即全部条件都满足时灯才亮。都闭合，即全部条件都满足时灯才亮。5.3.1 5.3.1 与运算与运算电工电子技术电工电子技术首首页页与逻辑真值表与逻辑真值表与逻辑关系表与逻辑关系表开关开关A A 开关开关B B灯灯L L断断 断断合合 合合不亮不亮亮亮B1 11 11用二值逻辑用二值逻辑0 0和和1 1来来表示与运算逻辑关表示与运算逻辑关系，并设系，并设1 1表示开关表示开关闭合或灯

42、亮，闭合或灯亮，0 0表示表示开关断开或灯不亮开关断开或灯不亮 观察观察 “与与”逻辑真值表，可以把输入与输出一一对应的逻辑真值表，可以把输入与输出一一对应的关系总结为关系总结为“有有有有0 0 0 0得得得得0 0 0 0，全，全，全，全1 1 1 1得得得得1 1 1 1”，这就是，这就是“与与”逻辑实现的逻辑实现的功能。功能。断断 合合合合 断断不亮不亮不亮不亮0 00 00 10 11 01 0000AL电工电子技术电工电子技术首首页页 与逻辑符号：与逻辑符号：与逻辑表达式：与逻辑表达式：L=AL=AB B与运算推广到多与运算推广到多变量：变量：L=AL=AB BC CABL 逻辑表达

43、式中符号逻辑表达式中符号“”表示逻辑表示逻辑“与与与与”(或逻辑或逻辑“乘乘乘乘”)，在不发生混淆时，此符号可略写。，在不发生混淆时，此符号可略写。与与与与逻辑符号级别最逻辑符号级别最高。高。电工电子技术电工电子技术首首页页 当决定某事件的全部条件都不具备时，结果不会发生，当决定某事件的全部条件都不具备时，结果不会发生，但只要一个条件具备，结果就会发生，这种因果关系叫做但只要一个条件具备，结果就会发生，这种因果关系叫做“或或”逻辑逻辑，也称为，也称为逻辑加逻辑加。A A A A、B B B B两个开关是电路的输入变量两个开关是电路的输入变量(逻辑关系中的条件逻辑关系中的条件)，灯，灯L L L

44、 L是输出变量是输出变量(逻辑关系中的结果逻辑关系中的结果)。显然当开关显然当开关A A和和B B中只要有一个闭合，灯就会亮，全部不闭中只要有一个闭合，灯就会亮，全部不闭合时灯不会亮。合时灯不会亮。+USR0“或或或或”逻辑电路逻辑电路L LAB5.3.2 5.3.2 或运算或运算电工电子技术电工电子技术首首页页或逻辑真值表或逻辑真值表或逻辑关系表或逻辑关系表开关开关A A 开关开关B B灯灯L L断断 断断合合 合合不亮不亮亮亮B1 11 11用二值逻辑用二值逻辑0 0和和1 1来来表示与运算逻辑关表示与运算逻辑关系，并设系，并设1 1表示开关表示开关闭合或灯亮，闭合或灯亮，0 0表示表示开

45、关断开或灯不亮开关断开或灯不亮断断 合合合合 断断亮亮亮亮0 00 00 10 11 01 0011AL 观察观察 “或或”逻辑真值表，可以把输入与输出的一一对逻辑真值表，可以把输入与输出的一一对应关系总结为应关系总结为“有有有有1 1 1 1得得得得1 1 1 1，全，全，全，全0 0 0 0得得得得0 0 0 0”。电工电子技术电工电子技术首首页页 或逻辑符号：或逻辑符号：或逻辑表达式：或逻辑表达式：L=A+BL=A+B与运算推广到多与运算推广到多变量：变量：L=A+B+CL=A+B+CABL 1 1式中式中“+”表示逻辑表示逻辑“或或或或”(或逻辑或逻辑“加加加加”)，运算符级别比，运算

46、符级别比与与与与低。低。电工电子技术电工电子技术首首页页 当某事件相关条件不具备时，结果必然发生；但条件具备时，当某事件相关条件不具备时，结果必然发生；但条件具备时，结果不会发生，这种因果关系叫做结果不会发生，这种因果关系叫做“非非非非”逻辑逻辑，也称为，也称为逻辑非逻辑非。+USR0“非非”逻辑电路L L 开关开关A A A A是电路的输入变量，是事件的条件，灯是电路的输入变量，是事件的条件，灯L L L L是输出变量，是输出变量，是事件的结果。是事件的结果。条件不具备时开关条件不具备时开关A A断开，电源和灯构成通路，灯断开，电源和灯构成通路，灯F F点亮。点亮。条件具备时开关条件具备时开

47、关A A闭合，电源被开关短路，电灯不会亮。闭合，电源被开关短路，电灯不会亮。A A 5.3.3 5.3.3 非运算非运算电工电子技术电工电子技术首首页页非逻辑真值表非逻辑真值表非逻辑关系表非逻辑关系表开关开关A A灯灯L L断断亮亮用二值逻辑用二值逻辑0 0和和1 1来来表示与运算逻辑关表示与运算逻辑关系，并设系，并设1 1表示开关表示开关闭合或灯亮，闭合或灯亮，0 0表示表示开关断开或灯不亮开关断开或灯不亮合合不亮不亮0 01 110AL非逻辑表达式：非逻辑表达式：变量头上的横杠变量头上的横杠“”表示逻辑表示逻辑“非非非非”，0 0非是非是1 1；1 1非是非是0 0。非逻辑符号：非逻辑符号

48、：AL1电工电子技术电工电子技术首首页页复合门电路复合门电路 为提高二极管和晶体管的应用范围，常把为提高二极管和晶体管的应用范围，常把与与与与门、门、或或或或门门和和非非非非门按照一定形式组合起来，构成各种门按照一定形式组合起来，构成各种复合复合复合复合门电路。门电路。(1)(1)“与非与非”门门显然，与非门电路的逻辑功能为：显然，与非门电路的逻辑功能为：有有有有0 0 0 0出出出出1 1 1 1；全；全；全；全1 1 1 1出出出出0 0 0 0与非门真值表与非门真值表F&AB 1 1L L一个与门和一个非门构成一个与门和一个非门构成与非门与非门与非门与非门与门与门非门非门L&AB与非门与

49、非门与非门与非门的逻辑电路图符号的逻辑电路图符号B BA AL L0 00 01 11 10 01 10 01 11 11 11 10 0与非门的逻辑函数式为与非门的逻辑函数式为电工电子技术电工电子技术首首页页(2)(2)“或非或非”门门显然，或非门电路的逻辑功能为：显然，或非门电路的逻辑功能为：有有有有1 1 1 1出出出出0 0 0 0；全；全；全；全0 0 0 0出出出出1 1 1 1或非门真值表或非门真值表F 1111AB 1 1L L一个或门和一个非门构成一个或门和一个非门构成或非门或非门或非门或非门或门或门非门非门L 1111AB或非门或非门或非门或非门的逻辑电路图符号的逻辑电路图

50、符号B BA AL L0 00 01 11 10 00 00 01 10 01 11 10 0或非门的逻辑函数式为：或非门的逻辑函数式为：电工电子技术电工电子技术首首页页(3)(3)“异或异或”门门L L =1 1AB异或门的异或门的异或门的异或门的逻辑符号逻辑符号 异或门是一个只有异或门是一个只有两输入、一输出两输入、一输出的的逻辑门电路。逻辑门电路。由异或门真值表可看出，其逻辑功能由异或门真值表可看出，其逻辑功能可描述为：可描述为：相同出相同出相同出相同出0 0 0 0，相异出，相异出，相异出，相异出1 1 1 1。异或门真值表异或门真值表B BA AL L0 00 00 01 10 01