13_门电路和组合逻辑电路.ppt

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1、电子技术电子技术电子技术电子技术第第13章章 门电路和组合逻辑电路门电路和组合逻辑电路13.1 脉冲信号、晶体管的开关作用脉冲信号、晶体管的开关作用13.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合13.5 逻辑代数逻辑代数13.4 MOS门电路门电路13.3 TTL门电路门电路13.6 组合逻辑电路的分析与综合组合逻辑电路的分析与综合13.7 加法器加法器13.8 编码器编码器13.9 译码器和数字显示译码器和数字显示13.10 数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器13.11 应用举例应用举例电子技术电子技术电子技术电子技术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

2、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。表和逻辑表达式。表和逻辑表达式。表和逻辑表达式。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

3、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.掌握逻辑函数的化简方法（逻辑代数基本运算掌握逻辑函数的化简方法（逻辑代数基本运算掌握逻辑函数的化简方法（逻辑代数基本运算掌握逻辑函数的化简方法（逻辑代数基本运算法则、卡诺图）。法则、卡诺图）。法则、卡诺图）。法则、卡诺图）。第第13章章 门电路和组合逻辑电路门电路和组合逻辑电路电子技术电子技术电子技术电子技术模拟信号：模拟信号：随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号13.1 脉冲信号脉冲信号模拟信号模拟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1.模拟信号模拟信号正弦波信号正

4、弦波信号t三角波信号三角波信号t电子技术电子技术电子技术电子技术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，如整流电如整流电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出信路、放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间的号间的大小大小及及相位相位关系。关系。模拟电路中，晶体管三极管通常工作在放大区。模拟电路中，晶体管三极管通常工作在放大区。2.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。尖顶波尖顶波t矩形波矩形波t电子技术电子技术电子技术电子技术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，它注重研，它注重研究的是输入、输出信号

5、之间的逻辑关系。究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。在数字电路中，晶体管一般工作在在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和饱截止区和饱和区和区，起开关的作用。，起开关的作用。脉冲信号脉冲信号正脉冲：脉冲跃变后的值比正脉冲：脉冲跃变后的值比初始初始值高值高负脉冲：脉冲跃变后的值比负脉冲：脉冲跃变后的值比初始初始值低值低如：如：0+3V0-3V正脉冲正脉冲0+3V0-3V负脉冲负脉冲电子技术电子技术电子技术电子技术脉冲幅度脉冲幅度 A脉冲上升沿脉冲上升沿 tr 脉冲周期脉冲周期 T脉冲下降沿脉冲下降沿 tf 脉冲宽度脉冲宽度 tp 脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：A0.9A0.5A0.1At

6、ptrtfT电子技术电子技术电子技术电子技术R3.晶体管的开关作用晶体管的开关作用（1）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开关断开开关断开相当于相当于开关闭合开关闭合S3V0VSRRD3V0V电子技术电子技术电子技术电子技术（2）三极管的开关特性）三极管的开关特性饱和饱和截止截止3V0VuO 0相当于相当于开关断开开关断开相当于相当于开关闭合开关闭合uO UCC+UCCuiRBRCuOTuO+UCCRCECuO+UCCRCEC3V0V电子技术电子技术电子技术电子技术13.2基本门电路及其组合基本门电路及其组合 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

7、电路中最基本的逻辑元件。所谓所谓门门就是一种开关，它能按照一定的条件去控就是一种开关，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门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系逻辑关系(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。13.2.1 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”、“或或”、“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”、“或或”、“非非”的意义。的意义。电子技术电子技术电子技术电子技术220V+-设：开关断开、灯不亮用

8、逻辑设：开关断开、灯不亮用逻辑“0”表示，开关表示，开关闭合、灯亮用闭合、灯亮用 逻辑逻辑“1”表示。表示。逻辑表达式逻辑表达式：Y=A B1.“与与”逻辑关系逻辑关系 “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状态表状态表电子技术电子技术电子技术电子技术BY220VA+-2.“或或”逻辑关系逻辑关系 “或或”逻辑关系是指当决定某事件的条件之一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。具备时，该事件就发生。逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A+B真值表真值表00011111

9、0110ABY电子技术电子技术电子技术电子技术3.“非非”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。逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A状态表状态表101AY0Y220VA+-R电子技术电子技术电子技术电子技术正逻辑与正逻辑与负逻辑负逻辑开关的通和断（开关的通和断（开关的通和断（开关的通和断（正逻辑正逻辑1和和0、负逻辑负逻辑0和和1）灯的亮和灭灯的亮和灭灯的亮和灭灯的亮和灭 （正逻辑正逻辑1和和0、负逻辑负逻辑0和和1）电平高和低电平高和低电平高和低电平高和低 （正逻辑正逻辑1和和0、负逻辑负逻辑0和和1）由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出由电子电路实

10、现逻辑运算时，它的输入和输出信号都是用信号都是用电位电位（或称（或称电平电平）的高低表示的。）的高低表示的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，而是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。有一定的变化范围。电子技术电子技术电子技术电子技术 电平的高低一电平的高低一般用般用“1”和和“0”两种状态区两种状态区别，若规定别，若规定高电高电平为平为“1”，低电，低电平为平为“0”则称为则称为正逻辑正逻辑。反之则。反之则称为称为负逻辑负逻辑。若。若无特殊说明，均无特殊说明，均采用正逻辑。采用正逻辑。100VUCC高电平高电平低电平低电平电子技术电子技术电子技术电子技术13.2.2分立

11、元件逻辑门电路分立元件逻辑门电路 门电路主要有：门电路主要有：与门与门、或门或门、非门非门、与与非门非门、或非门或非门、异或门异或门等。等。电子技术电子技术电子技术电子技术（一）二极管（一）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

12、门逻辑状态表门逻辑状态表0V3VY=A B C 逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：电子技术电子技术电子技术电子技术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”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Y=A B C 逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：电子技术电子技术电子技术电子技术（二）（二）二极管二极管“或或”门电路门电路 1.电路电路0V0V0V0V0

13、V3V3V3V3V0V00000011101111011001011101011111ABYC“或或”门逻辑状态表门逻辑状态表3V3V-U 12VRDADCABYDBC2.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”。Y=A+B+C逻辑表达式：逻辑表达式：电子技术电子技术电子技术电子技术二极管二极管“或或”门电路门电路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

14、号：ABYC 100000011101111011001011101011111ABYC“或或”门逻辑状态表门逻辑状态表电子技术电子技术电子技术电子技术（三）（三）三极管三极管“非非”门电路门电路+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电子技术电子技术电子技术电子技术13.2.3 基本门电路的组合基本门电路的组合“与非与非”门电路门电路“或非或非”门电路门电路“与或非与或非”门电路门电路“异或异或”门电

15、路门电路“同或同或”门电路门电路电子技术电子技术电子技术电子技术“与非与非”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”门门门门电子技术电子技术电子技术电子技术“或非或非”门电路门电路有有“1”出出“0”，全，全“0”出出“1”1Y“非非”门门000100101010110010000110010011

16、10ABYC“或非或非”门逻辑状态表门逻辑状态表“或或”门门ABC 1“或非或非”门门YABC 1Y=A+B+C逻辑表达式：逻辑表达式：电子技术电子技术电子技术电子技术例：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电子技术电子技术电子技术电子技术13.3 TTL门电路门电路(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

17、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。电子技术电子技术电子技术电子技术输入级输入级中间级中间级输出级输出级13.3.1 TTL“与非与非”门电门电路路1.电路电路 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1E2E3E1B等效电路等效电路C多发射极多发射极三极管三极管电子技术电子技术电子技术电子技术 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1“1”(3.6V)(1)输入全为高电

18、平输入全为高电平“1”(3.6V)时时2.工作原理工作原理4.3VT2、T5饱和导通饱和导通钳位钳位2.1VE结反偏结反偏截止截止“0”(0.3V)负载电流负载电流（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电子技术电子技术电子技术电子技术 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T12.工作原理工作原理1VT2、T5截止截止 负载电流负载电流（拉电流）（拉电流）(2)输入端有任一低电平输入端有任一低电平“0”(0.3V)(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

19、.7-0.7 =3.6V5V电子技术电子技术电子技术电子技术有有“0”出出“1”全全“1”出出“0”“与非与非”逻辑关系逻辑关系00010011101111011001011101011110ABYC“与非与非”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：Y&ABC“与非与非”门门电子技术电子技术电子技术电子技术(1)电压传输特性：电压传输特性：输出电压输出电压 UO与与输入电压输入电压 Ui的的关系。关系。CDE3.TTL“与非与非”门特性及参数门特性及参数电压传输特性电压传输特性测试电路测试电路01231234 Ui/VUO/V&+5VUiUoVVAB电子技术电子技术电子

20、技术电子技术ABCDE(2)TTL“与非与非”门的参数门的参数电压传输特性电压传输特性典型值典型值3.6V，2.4V为合格为合格典型值典型值0.3V，0.4V为合格为合格输出高电平电压输出高电平电压UOH输出低电平电压输出低电平电压UOL输出高电平输出高电平电压电压UOH和输出低电平电压和输出低电平电压UOLUO/V01231234 Ui/V电子技术电子技术电子技术电子技术ABDE低电平噪声容限电压低电平噪声容限电压UNL保证输出高电平保证输出高电平电压不低于额定值电压不低于额定值90%的条件下所允许叠加在的条件下所允许叠加在输入低电平电压上的最输入低电平电压上的最大噪声（或干扰）电压。大噪声

21、（或干扰）电压。UNL=UOFF UIL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UOFF UOFF是保证输出为额定是保证输出为额定高电平的高电平的90%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。0.9UOH输入输入低电平低电平电压电压UIL01231234 Ui/VUO/V电子技术电子技术电子技术电子技术输入输入高电平高电平电压电压UIHAB高电平噪声容限电压高电平噪声容限电压UNH保证输出低电保证输出低电平电压的条件下所允平电压的条件下所允许叠加在输入高电平许叠加在输入高电平电压上的最大噪声电压上的最大噪声（或干扰）电压。（或干扰）电压。UNH

22、=UIHUON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/VUO/V电子技术电子技术电子技术电子技术 指一个指一个“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，它表示带负载的能力。对于表示带负载的能力。对于TTL“与非与非”门门 NO 8。输入高电平电流输入高电平电流 IIH和输入低电平电流和输入低电平电流 IIL 当某一输入端接当某一输入端接高电平高电平，其余输入端接低电平，其余输入端接低电平时，时，流入该

23、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 IIH（A）。）。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时，时，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 IIL（mA）。）。扇出系数扇出系数NO电子技术电子技术电子技术电子技术10 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 IIL（mA）。）。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 I

24、ILgm2T1的的导通通电阻阻 T2的的导通通电阻阻“1”导通导通“0”“0”“1”截止截止即：即：T1的的导通管通管压降降1CBA电子技术电子技术电子技术电子技术13.5.3 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。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

25、电路实现相同的逻辑功能。相同的逻辑功能。化简方法化简方法公式法公式法卡诺图法卡诺图法电子技术电子技术电子技术电子技术1.用用“与非与非”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：电子技术电子技术电子技术电子技术&YA(3)应用应用“与非与非”门构成门构成“非非”门电路门电路(4)用用“与非与非”门构成门构成“或非或非”门门YBA&由逻辑代数运算法则：由逻辑代数运算法则：电子技术电子技术电子技术

26、电子技术例例1：化简化简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（1）并项法）并项法例例2：化简化简（2）配项法）配项法电子技术电子技术电子技术电子技术例例3：化简化简（3 3）加项法）加项法）加项法）加项法（4）吸收法）吸收法吸收吸收吸收吸收例例4：化简化简电子技术电子技术电子技术电子技术例例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电子技术电子技术电子技术电子技术 3.应用卡诺图化简应用卡诺图化简卡诺图卡诺图: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）最

27、小项：）最小项：对于对于n输入变量有输入变量有2n n种组合种组合,其相应其相应的乘积项也有的乘积项也有2n n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。如：三个变量，有如：三个变量，有8种组合，最小项就是种组合，最小项就是8个，卡诺个，卡诺图也相应有图也相应有8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。电子技术电子技术电子技术电子技术(2)卡诺图BA0101二变量BCA001

28、0011110三变量二进制数对应的十进制数编号AB00011110CD00011110四变量任意两个相邻最小项之间只有一个变量改变电子技术电子技术电子技术电子技术(2)卡诺图卡诺图（a)根据状态表画出卡诺图根据状态表画出卡诺图如如:ABC00100111101111将输出变量为将输出变量为“1”的的填入对应的小方格填入对应的小方格,为为“0”的可不填。的可不填。0 0 0 0 A B C Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1电子技术电子技术电子技术电子技术(2)卡诺图卡诺图（b)根据逻辑式画出卡诺图根据逻辑式画出卡诺图ABC001

29、00111101111将逻辑式中的最小项分将逻辑式中的最小项分别用别用“1”填入对应的填入对应的小方格。如果逻辑式中小方格。如果逻辑式中最小项不全，可不填。最小项不全，可不填。如如: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，一般应先化为最小项，或按先化为最小项，或按例例7方法填写。方法填写。电子技术电子技术电子技术电子技术(3)应用卡诺图化简逻辑函数应用卡诺图化简逻辑函数ABC00100111101111例例6.用卡诺图表示并化简。用卡诺图表示并化简。解：解：(a)将取值为将取值为“1”的的相邻小方格圈成圈，相邻小方格圈成圈，步骤步骤1.卡诺图卡诺图2.合并最小

30、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)所圈取值为所圈取值为“1”的相邻小方格的个数的相邻小方格的个数应为应为2n n，(n=0,1,2)电子技术电子技术电子技术电子技术(3)应用卡诺图化简逻辑函应用卡诺图化简逻辑函数数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，而消去而消去相反变量。相反变量。电子技术电子技术电子技术电子技术00ABC100111101111解：解：写出简化逻辑式写出简化逻辑式写出简

31、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)电子技术电子技术电子技术电子技术解：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

32、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。电子技术电子技术电子技术电子技术13.6 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：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X1XnX2Y2Y1Yn.组合逻辑电路组合逻辑电路输入输入输

33、出输出电子技术电子技术电子技术电子技术13.6.1 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析(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(2)运用逻辑代数化简或变换运用逻辑代数化简或变换(3)列逻辑状态表列逻辑状态表(4)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：电子技术电子技术电子技术电子技术例例 1：分析下图的逻辑功能分析下图的逻辑功能(1)写出逻辑表达式写出逻辑表达式Y=Y2 Y3=A AB B AB.A B.A B.A.A BBY1.AB&YY3Y2.电子技术电子技术电子技术电子技术(2)应用逻辑代数化应用逻辑代数化简

34、简Y=A AB B AB.=A AB+B AB.=AB+AB反演律反演律 =A (A+B)+B (A+B).反演律反演律 =A AB+B AB.电子技术电子技术电子技术电子技术(3)列逻辑状态表列逻辑状态表ABY001 100111001Y=AB+AB=A B逻辑式逻辑式(4)分析逻辑功能分析逻辑功能 输入输入相同相同输出为输出为“0”，输入输入相异相异输出为输出为“1”，称为称为“异或异或”逻辑逻辑关系。这种电路称关系。这种电路称“异或异或”门。门。=1ABY逻辑符号逻辑符号电子技术电子技术电子技术电子技术(1)(1)写出逻辑式写出逻辑式写出逻辑式写出逻辑式例例例例 2 2：分析下图的逻辑功

35、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.A B.Y=AB AB .AB化简化简化简化简&1 11 1.BAY&AB=AB+AB电子技术电子技术电子技术电子技术(2)列逻辑状态表列逻辑状态表Y=AB+AB(3)分析逻辑功能分析逻辑功能 输入输入相同相同输出为输出为“1”,输入相异输出为输入相异输出为“0”,称为称为“判一致电路判一致电路”(“同或门同或门”),可用可用于判断各输入端的状态是否相同。于判断各输入端的状态是否相同。=A B逻辑式逻辑式=1ABY逻辑符号逻辑符号=A BABY001 100100111电子技术电子技术电子技术电子技术例例3：分析下图的逻辑功能分析下图的

36、逻辑功能Y&1.BA&C101AA写出逻辑式：写出逻辑式：=AC+BCY=AC BC 设：设：C=1封锁封锁打开打开选通选通A信号信号电子技术电子技术电子技术电子技术BY&1.BA&C011设：设：C=0封锁封锁选通选通B信号信号打开打开例例 3：分析下图的逻辑功能分析下图的逻辑功能B写出逻辑式：写出逻辑式：=AC+BCY=AC BC电子技术电子技术电子技术电子技术13.6.2 组合逻辑电路的综合组合逻辑电路的综合根据逻辑功能要求根据逻辑功能要求逻辑电路逻辑电路设计设计(1)由逻辑要求，列出逻辑状态表由逻辑要求，列出逻辑状态表(2)由逻辑状态表写出逻辑表达式由逻辑状态表写出逻辑表达式(3)简化

37、和变换逻辑表达式简化和变换逻辑表达式(4)画出逻辑图画出逻辑图设计步骤如下：设计步骤如下：电子技术电子技术电子技术电子技术例例1：设计一个三变量奇偶检验器。设计一个三变量奇偶检验器。要求要求:当输入变量当输入变量A、B、C中有奇数个同时中有奇数个同时为为“1”时，输出为时，输出为“1”，否则为，否则为“0”。用。用“与非与非”门实现。门实现。(1)列逻辑状态表列逻辑状态表(2)写出逻辑表达式写出逻辑表达式取取 Y=“1”(或或Y=“0”)列逻辑式列逻辑式 0 0 0 0 A B C Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1电子技术电子

38、技术电子技术电子技术(3)用用“与非与非”门构成逻辑电门构成逻辑电路路ABC00100111101111由卡图诺可知，该函数不可化简。由卡图诺可知，该函数不可化简。0 0 0 0 A B C Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1电子技术电子技术电子技术电子技术(4)逻辑图逻辑图YCBA01100111110&1010电子技术电子技术电子技术电子技术例例 2:某工厂有某工厂有A、B、C三个车间和一个自备电三个车间和一个自备电站，站内有两台发电机站，站内有两台发电机G1和和G2。G1的容量是的容量是G2的的两倍。如果一个车间开工，只需

39、两倍。如果一个车间开工，只需G2运行即可满足运行即可满足要求；如果两个车间开工，只需要求；如果两个车间开工，只需G1运行，如果三运行，如果三个车间同时开工，则个车间同时开工，则G1和和 G2均需运行。试画出均需运行。试画出控制控制G1和和 G2运行的逻辑图。运行的逻辑图。设：设：A、B、C分别表示三个车间的开工状态：分别表示三个车间的开工状态：开工为开工为“1”，不开工为，不开工为“0”；G1和和 G2运行为运行为“1”，不运行为，不运行为“0”。(1)根据逻辑要求列状态根据逻辑要求列状态表表 首先假设逻辑变量、逻辑函数取首先假设逻辑变量、逻辑函数取“0”、“1”的含义的含义。电子技术电子技术

40、电子技术电子技术 逻辑要求：如果一个车逻辑要求：如果一个车逻辑要求：如果一个车逻辑要求：如果一个车间开工，只需间开工，只需间开工，只需间开工，只需G G2 2运行即可运行即可运行即可运行即可满足要求；如果两个车间满足要求；如果两个车间满足要求；如果两个车间满足要求；如果两个车间开工，只需开工，只需开工，只需开工，只需G G1 1运行，如果运行，如果运行，如果运行，如果三个车间同时开工，则三个车间同时开工，则三个车间同时开工，则三个车间同时开工，则G G1 1和和和和 G G2 2均需运行。均需运行。均需运行。均需运行。开工开工开工开工“1”不开工不开工不开工不开工“0”运行运行运行运行“1”不

41、运行不运行不运行不运行“0”(1)(1)根据逻辑要求列状态根据逻辑要求列状态根据逻辑要求列状态根据逻辑要求列状态表表表表0111 0 0 1 0 100011 0 11 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 01 1 10 0 0A B C G1 G2电子技术电子技术电子技术电子技术(2)由状态表写出逻辑式由状态表写出逻辑式ABC00100111101111或由卡图诺可得相同结果或由卡图诺可得相同结果(3)化简逻辑式可得：化简逻辑式可得：1 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 01 1 10 0 00111 0 0 1 0A B C G1 G2

42、 100011 0 1电子技术电子技术电子技术电子技术(4)用用“与非与非”门构成逻辑电门构成逻辑电路路 由逻辑表达式画出卡由逻辑表达式画出卡诺图，由卡图诺可知，诺图，由卡图诺可知，该函数不可化简。该函数不可化简。ABC00100111101111电子技术电子技术电子技术电子技术(5)(5)画出逻辑图画出逻辑图画出逻辑图画出逻辑图A BCA BC&G1 1G2 2电子技术电子技术电子技术电子技术13.7 加法器加法器13.7.1 二进制二进制 十进制：十进制：09十个数码，十个数码，“逢十进一逢十进一”。在数字电路中，常用的组合电路有在数字电路中，常用的组合电路有加法器加法器、编码器编码器、译

43、码器译码器、数据分配器数据分配器和和多路选择器多路选择器等。等。下面几节分别介绍这几种典型组合逻辑电路的下面几节分别介绍这几种典型组合逻辑电路的基本结构、工作原理和使用方法。基本结构、工作原理和使用方法。在数字电路中，为了把电路的两个状态在数字电路中，为了把电路的两个状态(“1”态和态和“0”态态)与数码对应，采用与数码对应，采用二进制二进制。二进制：二进制：0，1两个数码，两个数码，“逢二进一逢二进一”。电子技术电子技术电子技术电子技术加法器加法器:实现二进制加法运算的电路实现二进制加法运算的电路进位进位如：如：0 0 0 0 11+10101010不考虑低位不考虑低位来的进位来的进位半加器

44、实现半加器实现要考虑低位要考虑低位来的进位来的进位全加器实现全加器实现电子技术电子技术电子技术电子技术13.7.2 半加器半加器 半加：实现两个一位二进制数相加，不考虑来半加：实现两个一位二进制数相加，不考虑来自低位的进位。自低位的进位。AB两个输入两个输入表示两个同位相加的数表示两个同位相加的数两个输出两个输出SC表示半加和表示半加和表示向高位的进位表示向高位的进位逻辑符号：逻辑符号：半加器：半加器：COABSC 电子技术电子技术电子技术电子技术半加器逻辑状态表半加器逻辑状态表半加器逻辑状态表半加器逻辑状态表A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1逻辑表达式逻辑

45、表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图&=1=1.ABSC电子技术电子技术电子技术电子技术13.7.3 全加器全加器输入输入Ai表示两个同位相加的数表示两个同位相加的数BiCi-1表示低位来的进位表示低位来的进位输出输出表示本位和表示本位和表示向高位的进位表示向高位的进位CiSi 全加：实现两个一位二进制数相加，且考虑来全加：实现两个一位二进制数相加，且考虑来自低位的进位。自低位的进位。逻辑符号：逻辑符号：全加器：全加器：AiBiCi-1SiCiCO CI电子技术电子技术电子技术电子技术(1)列逻辑状态表列逻辑状态表(2)写出逻辑式写出逻辑式Ai Bi Ci-1 Si Ci 0 0

46、 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1电子技术电子技术电子技术电子技术逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图&=11A Ai iCiSiC Ci-1i-1B Bi i&半加器构成的全加器半加器构成的全加器半加器构成的全加器半加器构成的全加器1BiAiCi-1SiC Ci iC COO C COO 电子技术电子技术电子技术电子技术13.8 编码器编码器 把二进制码按一定规律编排，使每组代码具把二进制码按一定规律编排，使每组代码具有一特定的含义，有一特定的含义，称为编码。称为编码。具有编码功能的逻辑电路称为编码器

47、。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。n 位二进制代码有位二进制代码有 2n 种组合，可以表示种组合，可以表示 2n 个信息。个信息。要表示要表示N个信息所需的二进制代码位数个信息所需的二进制代码位数n 应应满足满足 2n N电子技术电子技术电子技术电子技术13.8.1 二进制编码器二进制编码器将输入信号编成二进制代码的电路。将输入信号编成二进制代码的电路。2n个个n位位编码器编码器高高低低电电平平信信号号二二进进制制代代码码电子技术电子技术电子技术电子技术(1)分析要求：分析要求：输入有输入有8个信号，个信号，即即 N=8，根据根据 2n N 的关系，的关系，即即 n=3，即输出为三位二进制代

48、码。即输出为三位二进制代码。例：例：设计一个编码器，满足以下要求：设计一个编码器，满足以下要求：(1)将将 I0、I1、I7 ，8个信号编成二进制代码。个信号编成二进制代码。(2)编码器每次只能对一个信号进行编码，不编码器每次只能对一个信号进行编码，不 允许两个或两个以上的信号同时有效。允许两个或两个以上的信号同时有效。(3)设输入信号高电平有效。设输入信号高电平有效。电子技术电子技术电子技术电子技术0 0 10 1 11 0 10 0 00 1 01 0 01 1 01 1 1I0I1I2I3I4I5I6I7(2)列编码表：列编码表：输入输入输输 出出Y2 Y1 Y0电子技术电子技术电子技术

49、电子技术(3)写出逻辑式并转换成写出逻辑式并转换成“与非与非”式式Y2=I4+I5+I6+I7=I4 I5 I6 I7.=I4+I5+I6+I7Y1=I2+I3+I6+I7=I2 I3 I6 I7.=I2+I3+I6+I7Y0=I1+I3+I5+I7=I1 I3 I5 I7.=I1+I3+I5+I7电子技术电子技术电子技术电子技术(4)画出逻辑图画出逻辑图10000000111I7I6I5I4I3I1I2&1111111Y2Y1Y0电子技术电子技术电子技术电子技术将十进制数将十进制数 09 编成二进制代码的电路编成二进制代码的电路13.8.2 二二 十进制编码器十进制编码器表示十进制数表示十进

50、制数4位位10个个编码器编码器高高低低电电平平信信号号二二进进制制代代码码电子技术电子技术电子技术电子技术 列编码表：列编码表：四位二进制代码四位二进制代码可以表示十六种可以表示十六种不同的状态，其不同的状态，其中任何十种状态中任何十种状态都可以表示都可以表示09十个数码，最常十个数码，最常用的是用的是8421码。码。000输输 出出输输 入入Y1Y2Y00(I0)1(I1)2(I2)3(I3)4(I4)5(I5)6(I6)7(I7)8(I8)9(I9)Y300011101000011110001101100000000001118421BCD码编码表码编码表电子技术电子技术电子技术电子技术