《门电路和组合逻辑电路1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《门电路和组合逻辑电路1（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第21章 门电路和组合逻辑电路主要内容及要求：1、掌握基本的逻辑运算关系（包括： 符号，表达式、功能等）； *2、掌握组合逻辑电路的分析和综合方 法；3、熟悉集成加法器、译码器的应用 ；4、了解TTL逻辑门的结构；5、了解数据选择器的应用。数字部分数字部分一、门电路的基本概念21-3 分立元件门电路真值表：A B F0 0 00 1 01 0 01 1 1 逻辑表达式：F=AB1、“与门”设开关通为“1”，断为 “0”灯亮为“1”，灯暗为 “0”ABF+-逻辑符号2、“或门 ”设开关通为“1”，断为 “0”灯亮为“1”，灯暗为 “0”真值表：A B F0 0 00 1 11 0 11 1 1
2、逻辑表达式：F=A+BABF+-逻辑符号3、“非门 ”真值表：A F0 11 0本书中在无特别说明时，都使用正逻 辑系统。有关正负逻辑问题逻辑符号二、二极管“与门”电 路1、电路和符号DADBDCRABCF+12VA B CF&符号DADBDCRABCF+12VABC F0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 01 1 1 1真值表：3、表达式和真值表F=ABC三、二极管“或门”电 路1、电路和符号DADBDCRABCF-12V符号AB CF1DADBDCR ABCF-12V真值表：3、表达式和真值表F=A+B+CA B C F0 0 0
3、 00 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 1四，三极管“非门”电 路A-VBBR1R2RC+VCCFAF1AF 01 10真值表：4.174.17A-VBBR1R2RC+VCCF1DADBDCRABCF0+12V二极管“与门”电 路三极管“非门”电 路“与非” 门已知波形，画出输出波形。 F1=ABC F2=A+B+CF3=ABC F4=A+B+CABF1C F2F3F4例A B CF&F=ABCF=A+B+CA B CF1AF1A B CF&F=ABCF=A+B+CA B CF1=1ABFF=A B21-4 TTL门电路TTLTTL为
4、为Transistor- Transistor-Logic(Transistor- Transistor-Logic(晶体管晶体管- -晶晶 体管体管- -逻辑）的简称。逻辑）的简称。CMOSCMOS为为Complementary-Metal-Oxide-Complementary-Metal-Oxide- Semiconductor(Semiconductor(互补对称互补对称- -金属金属- -氧化物氧化物- -半导体）半导体） 的简称。的简称。一、TTL“与非”门电 路A B CFR1R4R3R2R57503K360100 3K+5VA B CFT1T3T2T5T4F=ABCABC F
5、0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 R1R4R3R2R57503K360100 3K+5VA B CFT1T3T2T5T42、工作原理：74LS20（4输入2门）74LS00（2输入4门 ）1234567891011121314&1234567891011121314二、主要参数1. 输出高电平电压UOH和输出低电平电压UOL14320123Ui(V )Uo(V)ABCDEUNLUILUOFFUONUIHUNHUOH2.4V, UOL 0.4V 。2. 噪声容限电压UNL 为低电平噪声容限电压UNL=U
6、ON-UIL UNH 为高电平噪声容限电压UNH=UIN-UOFFR1R4R3R2R57503K360100 3K+5VA B CFT1T3T2T5T43. 扇出系数N04. 平均传输延迟时间 tpd5. 输入高电平电流I IH和输入低电平电流I ILI IH 50A, I IL 1.6mA 。三、三态输出“与非”门 电路R1R4R3R2R57503K3601003K+5VA B EFT1T3T2T5T4当E=1时，F=AB三态门的图形符号逻辑功能ENABEF&当E=0时，不管AB为何值F为高阻状态ENA2 B2 E2&ENA3 B3 E3&ENA1 B1 E1&四、三态门的应用 1、数据选择
7、器，如8选1， 74LS251，16脚 2、锁存器，如8D锁存器74LS373 3、总线收发器（如74LS242等）五、门电路使用的注意事项五、门电路使用的注意事项 严禁电源极性颠倒！ 严禁带电插拔元器件！ 输出端“线与”问题(OC、TSL、TG门除外) 输入端悬空问题 TTL电路的多余输入端处理。 CMOS电路的多余输入端。 使能端的连接。 关于输入输出电平问题。4.194.19 21-6 逻辑代数21.6.1运算法则基本运算法则常量和常量的运算常量和常量的运算变量和常量的运算变量和常量的运算逻辑一、交换律一、交换律二、结合律二、结合律三、分配律三、分配律A+B=B+AA+B=B+AA B=
8、B AA B=B AA+(B+C)=(A+B)+C=(A+C)+BA+(B+C)=(A+B)+C=(A+C)+BA (B C)=(A B) CA (B C)=(A B) CA(B+C)=A B+A CA(B+C)=A B+A CA+B C=(A+B)(A+C)A+B C=(A+B)(A+C)普通代数普通代数 不适用不适用! !四、吸收律四、吸收律A+AB=AA+AB=A五、冗余定理五、冗余定理六、反演定理六、反演定理德德 摩根摩根 ( (De De Morgan) Morgan)定理：定理：三种基本逻辑运算三种基本逻辑运算与、或、非逻辑运算与、或、非逻辑运算21.6.2 逻辑函数的表示方法1
9、1、真值表（状态表）、真值表（状态表）2 2、逻辑式、逻辑式3 3、逻辑图、逻辑图4 4、波形图、波形图21.6.3 逻辑函数化简21.7 组合逻辑电路的分析和综合21.7.1 组合逻辑电路的分析逻 辑 图表 达 式真 值 表逻 辑 功 能化 简4.234.2321.7.2 组合逻辑电路的综合已知逻辑要求列逻辑状态表写逻辑式 化简或变换画逻辑图例例1 1、 设计一个三人的多数表决电路。设计一个三人的多数表决电路。例例2 2、 设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑 电路。该组信号灯由红、黄、绿三盏灯组成，如电路。该组信号灯由红、黄、绿三盏灯组成，如 图所示。正
10、常工作情况下，任何时刻必有一盏灯图所示。正常工作情况下，任何时刻必有一盏灯 点亮，而且只允许有一盏灯点亮。而当出现其他点亮，而且只允许有一盏灯点亮。而当出现其他 五种点亮状态时，电路发生故障，这时要求发出五种点亮状态时，电路发生故障，这时要求发出 故障信号，以提醒维护人员前去修理。故障信号，以提醒维护人员前去修理。例例3 3、试设计一个火车站、试设计一个火车站3 3种列车的调度电路。要种列车的调度电路。要 求是：当有特快，直快和普通客车同时开来时，求是：当有特快，直快和普通客车同时开来时， 特快进站；当有直快和普通客车同时开来时，直特快进站；当有直快和普通客车同时开来时，直 快进站；当只有客车
11、开来时，其可以进站。快进站；当只有客车开来时，其可以进站。例4、设计一个半加器电路。例5、设计一个全加器电路。例6、设计一个全减器电路。例7、用与非门设计一个开关报警控制电路。要求是用与非门设计一个开关报警控制电路。要求是 某个设备有某个设备有A A，B B，C C三个开关，只有在三个开关，只有在A A接通的条件接通的条件 下，开关下，开关B B才能接通；而开关才能接通；而开关C C则只有在则只有在B B接通的条件接通的条件 下才能接通，违反这一操作规程，则发出报警信号。下才能接通，违反这一操作规程，则发出报警信号。例例8 8、用与非门设计一个保险箱用的、用与非门设计一个保险箱用的4 4位代码
12、数字锁。位代码数字锁。要求是要求是4 4个开关个开关ABCDABCD，和一个开锁用的钥匙孔输入端和一个开锁用的钥匙孔输入端 E E，当开箱时（当开箱时（E=1E=1）如果输入的代码与设定的代码（如果输入的代码与设定的代码（ 可以自己随意设定）相同，则保险箱打开，即输出为可以自己随意设定）相同，则保险箱打开，即输出为 “ “1 1” ”，否则发出报警信号。，否则发出报警信号。4.264.26例例9 9：某工厂有：某工厂有A A，B B，C C三个车间和一个自备电站，站内三个车间和一个自备电站，站内 有两台发电机有两台发电机G1G1和和G2G2。G1G1的容量是的容量是G2G2的两倍。如果一个的两
13、倍。如果一个 车间开工，只需车间开工，只需G2G2运行即可满足要求；如果两个个车间开工，运行即可满足要求；如果两个个车间开工， 只需只需G1G1运行；如果三个个车间同时开工，则运行；如果三个个车间同时开工，则G1G1和和G2G2均需运行。均需运行。 试画出控制试画出控制G1G1和和G2G2运行的逻辑图。运行的逻辑图。二、半加器所谓“半加”，就是只求本位的和，暂不管低 位送来的进位数，即三、全加器当多位数相加时，半加器可用于最低位求和，并 给出进位数，第二位的相加有两个待加数A和B，还 有一个来自前面的进位数Ci-1，这三个数相加得出本 位和数（全加和数）S和进位数Ci，这种就是全加。C0 Ci
14、A3B3S3C3C0 CiC2C0 CiC1C0 CiC0S2S1S0A2B2A1B1A0B01 1010 01001 111 111例计算1101+1101结果为1101+1101=1101021-9 编码器用数字或某种文字和符号来表示某一对象或信 号的过程，称为编码。 数字电路中，一般用的是二进制编码。二进制 只有0和1两个数码，可以把若干个0和1按一定规律 编排起来组成不同的代码（二进制数）来表示某一 对象或信号。一位二进制代码有0和1两种，可以表 示两个信号。n位二进制代码有2n种，可以表示2n个 信号。这种二进制编码在电路上容易实现。输入输 出CB AY0 0 0 0 Y1 0 0 1Y2 0 1 0 Y3 0 1 1 Y4
