第21章门电路和组合逻辑电路.ppt

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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 2121.6.6 逻辑代数逻辑代数逻辑代数逻辑代数21.4 TTL21.4 TTL门电路门电路门电路门电路 2121.7.7 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

2、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门电路的特点。门电路的特点。门电路的特点。门电路的特点。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。4.4.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：

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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 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

10、）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

11、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

12、。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

13、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

14、路电路0V0V0V0V0V3V0V00000011101111011001011101011111ABYC“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

15、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

16、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000100101010

17、11001000011001001110ABYC“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.

18、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

19、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

20、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74LS20与非门（4输入二门）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74LS00与非门（2输入四门）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21.6 逻辑代数逻辑代数 逻辑代数逻辑代数逻辑代数逻辑代数（又称布尔代数），（又称布尔代数），（又称布尔代数），（又称布尔代数），它是分析设计它是分析设计它是分析设计它是分析设计逻辑电路的数学工具。虽然它和普通代数一样逻辑电路的数学工具。虽然它和普通代数一样逻辑电路的数学工具。虽然它和普通代数一样逻辑电路的数学工具。虽然它和普通代数一样也用字母表示变量，也

21、用字母表示变量，也用字母表示变量，也用字母表示变量，但变量的取值只有但变量的取值只有但变量的取值只有但变量的取值只有“0”0”，“1”1”两种，分别称为逻辑两种，分别称为逻辑两种，分别称为逻辑两种，分别称为逻辑“0”0”和逻辑和逻辑和逻辑和逻辑“1”1”。这里这里这里这里“0”0”和和和和“1”1”并不表示数量的大并不表示数量的大并不表示数量的大并不表示数量的大小，而是表示两种相互对立的逻辑状态。小，而是表示两种相互对立的逻辑状态。小，而是表示两种相互对立的逻辑状态。小，而是表示两种相互对立的逻辑状态。逻辑代数所表示的是逻辑代数所表示的是逻辑代数所表示的是逻辑代数所表示的是逻辑关系逻辑关系逻辑

22、关系逻辑关系，而不是数而不是数而不是数而不是数量关系。这是它与普通代数的本质区别量关系。这是它与普通代数的本质区别量关系。这是它与普通代数的本质区别量关系。这是它与普通代数的本质区别。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.常量与变量的关系常量与变量的关系常量与变量的关系常量与变量的关系21.6.1 逻辑代数运算法则逻辑代数运算法则2.2.逻辑代数的基本运算法则逻辑代数的基本运算法则逻辑代数的基本运算法则逻辑代数的基本运算法则自等律自等律自等律自等律0-10-1律律律律重叠律重叠律重叠律重叠律还原律还原律还原律还原律互补律互补律互补律互补律交换律交换律交换律交换律下一

23、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.逻辑代数的基本运算法则逻辑代数的基本运算法则逻辑代数的基本运算法则逻辑代数的基本运算法则普通代数普通代数普通代数普通代数不适用！不适用！不适用！不适用！证证证证:结合律结合律结合律结合律分配律分配律分配律分配律A+1=1 A A=A.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110011111100反演律反演律反演律反演律列状态表证明：列状态表证明：AB00011011111001000000吸收律吸收律吸收律吸收律(1)A+AB=A (2)A(A+B)=A对偶式对偶式对偶式对偶式下一页下一页总目录总目录 章目录章目

24、录返回返回上一页上一页对偶关系：对偶关系：对偶关系：对偶关系：将某逻辑表达式中的将某逻辑表达式中的将某逻辑表达式中的将某逻辑表达式中的与与与与()()换成或换成或换成或换成或 (+)(+)，或，或，或，或(+)(+)换成与换成与换成与换成与()()，得到一个新的逻辑表得到一个新的逻辑表得到一个新的逻辑表得到一个新的逻辑表达式，即为原逻辑式的达式，即为原逻辑式的达式，即为原逻辑式的达式，即为原逻辑式的对偶式对偶式对偶式对偶式。若原逻辑恒等若原逻辑恒等若原逻辑恒等若原逻辑恒等式成立，则其对偶式也成立。式成立，则其对偶式也成立。式成立，则其对偶式也成立。式成立，则其对偶式也成立。证明证明：A+AB=

25、A（3）（4）对偶式对偶式对偶式对偶式（5）（6）对偶式对偶式对偶式对偶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21.6.2 逻辑函数的表示方法逻辑函数的表示方法表示方法表示方法表示方法表示方法逻辑式逻辑式逻辑式逻辑式逻辑状态表逻辑状态表逻辑状态表逻辑状态表逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图卡诺图卡诺图卡诺图卡诺图下面举例说明这四种表示方法。下面举例说明这四种表示方法。例：例：例：例：有一有一有一有一T T形走廊，在相会处有一路灯，在进入走廊的形走廊，在相会处有一路灯，在进入走廊的形走廊，在相会处有一路灯，在进入走廊的形走廊，在相会处有一路灯，在进入走廊的A A、B B、C C三地各

26、有控制开关，都能独立进行控制。任三地各有控制开关，都能独立进行控制。任三地各有控制开关，都能独立进行控制。任三地各有控制开关，都能独立进行控制。任意闭合一个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭；意闭合一个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭；意闭合一个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭；意闭合一个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭；三个开关同时闭合，灯亮。设三个开关同时闭合，灯亮。设三个开关同时闭合，灯亮。设三个开关同时闭合，灯亮。设A A、B B、C C代表三个开关代表三个开关代表三个开关代表三个开关（输入变量）；（输入变量）；（输入变量）；（输入变量）；Y Y代表灯（输出变量）。代表灯（输出变

27、量）。代表灯（输出变量）。代表灯（输出变量）。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 1.1.列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表设：开关闭合其状态为设：开关闭合其状态为“1”，断开为，断开为“0”灯亮状态为灯亮状态为“1”，灯灭为，灯灭为“0”用输入、输出变用输入、输出变用输入、输出变用输入、输出变量的逻辑状态量的逻辑状态量的逻辑状态量的逻辑状态（“1 1”或或或或“0 0”）以表格形）以表格形）以表格形）以表格形式来表示逻辑函式来表示逻辑函式来表示逻辑函式来表示逻辑函数。数。数。数。三输入变量有八种组合状态三输入变量有八种组合状态三输入变量有八种组合状态三输

28、入变量有八种组合状态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种组合状态种组合状态种组合状态种组合状态 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.逻辑式逻辑式逻辑式逻辑式取取 Y=“1”(或或Y=“0”)列逻辑式列逻辑式取取 Y=“1”用用用用“与与与与”“”“或或或或”“”“非非非非”等运算来表达逻辑函等运算来表达逻辑函等运算来表达逻辑函等运算来表达逻辑函数的表达式。数的表达式。数的表达式。数的表达式。(

29、1)由逻辑状态表写出逻辑式由逻辑状态表写出逻辑式对应于对应于Y=1，若输入变量为若输入变量为若输入变量为若输入变量为“1”1”，则取输入变量本身，则取输入变量本身，则取输入变量本身，则取输入变量本身(如如如如 A A)；若输入变量为若输入变量为若输入变量为若输入变量为“0 0”则取则取则取则取其反变量其反变量其反变量其反变量(如如如如 A A)。一种组合中，输入变一种组合中，输入变量之间是量之间是“与与”关系，关系，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

30、回返回上一页上一页各组合之间各组合之间各组合之间各组合之间是是是是“或或或或”关系关系关系关系 2.2.逻辑式逻辑式逻辑式逻辑式反之，也可由逻辑式列出状态表。反之，也可由逻辑式列出状态表。反之，也可由逻辑式列出状态表。反之，也可由逻辑式列出状态表。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 3.3.逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图YCBA&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

31、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

32、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

33、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

34、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

35、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.

36、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

37、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辑表达式Y=Y2 Y3=A AB B AB.A B.A B.A.A BBY1.AB&YY3Y2.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)应用逻辑代数化应用逻辑代数化应用逻辑代数化应用逻辑代数化简简简简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.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)列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表ABY001 100111001

38、Y=AB+AB=A B逻辑式逻辑式逻辑式逻辑式 (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 输入输入输入输入相同相同相同相同输出为输出为输出为输出为“0”0”，输入输入输入输入相异相异相异相异输出为输出为输出为输出为“1”1”，称为称为称为称为“异或异或异或异或”逻辑逻辑逻辑逻辑关系。这种电路称关系。这种电路称关系。这种电路称关系。这种电路称“异或异或异或异或”门。门。门。门。=1=1A AB BY Y逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号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)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

39、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)列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表Y=AB+AB(3)(3)分析逻辑功能分析逻辑功能分析逻辑功能分析逻辑功能 输入输入输入输入相同相同相同相同输出为输出为输出为输出为“1”,1”,输入相异输出为输入相异输出为输入相异输出为输入相异输出为“0”,0”,称为称为称为称为“判一致电路判一致电路判一致电路判一致电路”(“同或门同或门同或门同或门”),可用可用可用可用于判断各输

40、入端的状态是否相同。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。于判断各输入端的状态是否相同。=A B逻辑式逻辑式逻辑式逻辑式=1ABY逻辑符号逻辑符号=A BABY001 100100111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3 3：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Y&1.BA&C101AA写出逻辑式：写出逻辑式：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B BY&1.BA&C001设：设：C

41、=0封锁封锁封锁封锁选通选通B信号信号打开打开打开打开例例例例 3 3：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B写出逻辑式：写出逻辑式：写出逻辑式：写出逻辑式：=AC+BCY=AC BC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21.7.2 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

42、骤如下：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：设计一个三变量奇偶检验器。设计一个三变量奇偶检验器。设计一个三变量奇偶检验器。设计一个三变量奇偶检验器。要求要求要求要求:当输入变量当输入变量当输入变量当输入变量A A、B B、C C中有奇数个同时中有奇数个同时中有奇数个同时中有奇数个同时为为为为“1”1”时，输出为时，输出为时，输出为时，输出为“1”1”，否则为，否则为，否则为，否则为“0”0”。用。用。用。用“与非与非与非与非”门实现。门实现。门实现。门实现。(1)1)列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表 (2)(2)写出逻辑表达式写出逻辑表达式

43、写出逻辑表达式写出逻辑表达式取取 Y=“1”(或或Y=“0”)列逻辑式列逻辑式取取 Y=“1”对应于对应于Y=1，若输入变量为若输入变量为若输入变量为若输入变量为“1”1”，则取输入变量本身则取输入变量本身则取输入变量本身则取输入变量本身(如如如如 A A)；若输入变量为若输入变量为若输入变量为若输入变量为“0 0”则取则取则取则取其反变量其反变量其反变量其反变量(如如如如 A A)。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(3)(3)用

44、用用用“与非与非与非与非”门构成逻辑电门构成逻辑电门构成逻辑电门构成逻辑电路路路路在一种组合中，各输入变量之间是在一种组合中，各输入变量之间是在一种组合中，各输入变量之间是在一种组合中，各输入变量之间是“与与与与”关系关系关系关系各组合之间是各组合之间是各组合之间是各组合之间是“或或或或”关关关关系系系系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。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 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

45、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 (4)(4)逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图YCBA01100111110&1010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 2:2:某工厂有某工厂有某工厂有某工厂有A A、B B、C C三个车间和一个自备电三个车间和一个自备电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，站内有两台发电机站，站内有两台发电机站，站内有两台发电机G G1 1和和和和G G2 2。G G1 1的容量是的容量是的容量是的容量是G G2 2的的的的两倍。如果一个车间开工，只需两倍。如果一个车间开工，只需两倍。如果一个车间开

46、工，只需两倍。如果一个车间开工，只需G G2 2运行即可满足运行即可满足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，只需要求；如果两个车间开工，只需要求；如果两个车间开工，只需G G1 1运行，如果三运行，如果三运行，如果三运行，如果三个车间同时开工，则个车间同时开工，则个车间同时开工，则个车间同时开工，则G G1 1和和和和 G G2 2均需运行。试画出均需运行。试画出均需运行。试画出均需运行。试画出控制控制控制控制G G1 1和和和和 G G2 2运行的逻辑图。运行的逻辑图。运行的逻辑图。运行的逻辑图。设：设：设：设：A A、B B、C C分别表示三个车间的

47、开工状态：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：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)(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 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 0”、“1 1”的含义的含义的含义的含义。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 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

48、，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

49、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)由状态表写出逻辑式由状态表写出逻辑式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或由卡图诺可得相同结果或由卡图诺可得相同结果 (3)(3)化简逻辑式可得：化简逻辑式可得：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

50、00111 0 0 1 0A B C G1 G2 100011 0 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(4)(4)用用用用“与非与非与非与非”门构成逻辑电门构成逻辑电门构成逻辑电门构成逻辑电路路路路 由逻辑表达式画出由逻辑表达式画出由逻辑表达式画出由逻辑表达式画出卡诺图，由卡图诺可卡诺图，由卡图诺可卡诺图，由卡图诺可卡诺图，由卡图诺可知，该函数不可化简。知，该函数不可化简。知，该函数不可化简。知，该函数不可化简。ABC00100111101111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(5)(5)画出逻辑图画出逻辑图画出逻辑图画出逻辑图A BCA B