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1、门电路和组合逻辑电路jhlee文档ppt第一页，共五十二页。12.1 12.1 脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号12.2 12.2 基本门电路基本门电路基本门电路基本门电路 12.3 12.3 逻辑代数基础逻辑代数基础逻辑代数基础逻辑代数基础 12.4 12.4 组合逻辑电路的分析与设计组合逻辑电路的分析与设计组合逻辑电路的分析与设计组合逻辑电路的分析与设计第二页，共五十二页。12.1 脉冲信号脉冲信号第三页，共五十二页。模拟信号：随时间连续变化的信号模拟信号：随时间连续变化的信号模拟信号：随时间连续变化的信号模拟信号：随时间连续变化的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
2、路中的信号12.1.1. 模拟信号模拟信号正弦波信号正弦波信号t t三角波信号三角波信号t t第四页，共五十二页。 处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流电路、处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流电路、处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流电路、处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间的大小放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间的大小放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间的大小放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间的大小及相位关系。及相位关系。及相位关系。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，三极管通常工作在放大区。
3、三极管通常工作在放大区。三极管通常工作在放大区。三极管通常工作在放大区。 12.1.2. 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t矩形波矩形波t第五页，共五十二页。12.2 基本门电路基本门电路第六页，共五十二页。 UiUoKUccRK开开输出高电平输出高电平K闭闭输出低电平输出低电平输入输入信号信号控制控制开关开关状态状态可用二极管和三极管代替可用二极管和三极管代替12.2.1 12.2.1 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
4、管的开关作用第七页，共五十二页。R12.2.1 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第八页，共五十二页。（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第九页，共五十二页。 逻辑门电
5、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制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。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)，所以门电路又称为逻辑门电路。，所以门电路又称为逻辑门电路。12.2.2 逻辑门电路的基本概念逻辑门电路的基本概念 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” ”三种。三
6、种。第十页，共五十二页。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，开关闭合、灯表示，开关闭合、灯表示，开关闭合、灯表示，开关闭合、灯亮用亮用亮用亮用 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. “与与”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具逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具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。备时，该事件才发生。备时，
7、该事件才发生。备时，该事件才发生。000101110100ABYBYA状态表状态表状态表状态表第十一页，共五十二页。BY220VA+-2. “或或”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一具逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具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。备时，该事件就发生。备时，该事件就发生。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第十二页，共五十二页。3. “非非”逻辑关系逻辑关系 “非非”逻辑关
8、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101AY0Y220VA+-R第十三页，共五十二页。 由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信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）的高低表示的。高电平和号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电平和号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电平和号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电平和低电平都不是一个固
9、定的数值，而是有一定的变化范低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的变化范低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的变化范低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的变化范围。围。围。围。12.2.3 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，与前门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与前门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与前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。面所讲过的基本逻辑关系相对应。面所讲过的基本逻辑关系相对应。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、或非门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、
10、或非门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、或非门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、或非门等。门等。门等。门等。门电路的概念门电路的概念第十四页，共五十二页。 电平的高低一般用电平的高低一般用“1”和和“0”两种状态区两种状态区别，若规定高电平为别，若规定高电平为“1”，低电平为，低电平为“0”则则称为正逻辑。反之则称为正逻辑。反之则称为负逻辑。若无特称为负逻辑。若无特殊说明，均采用正逻殊说明，均采用正逻辑。辑。100VUCC高电平高电平低电平低电平第十五页，共五十二页。1. 二极管二极管“与与” 门电路门电路（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
11、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” 门逻辑状态表门逻辑状态表0V3V第十六页，共五十二页。（3） 逻辑关系：逻辑关系： “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： 逻辑符号：逻辑符号：&ABYC00000010101011001000011001001111ABYC“与与” 门逻辑状
12、态表门逻辑状态表1. 二极管二极管“与与” 门电路门电路第十七页，共五十二页。2. 二极管二极管“或或” 门电路门电路 （1 1） 电路电路电路电路0V0V0V0V0V3V3V3V3V0V00000011101111011001011101011111ABYC“或或” 门逻辑状态表门逻辑状态表3V3VU -12VRDADCABYDBC（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”。第十八页，共五十二页。2. 二二极管极管“或或” ” 门电路门电路（3） 逻
13、辑关系：逻辑关系： “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： 逻辑符号：逻辑符号：ABYC 100000011101111011001011101011111ABYC“或或” 门逻辑状态表门逻辑状态表第十九页，共五十二页。3. 晶体管晶体管“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”“0”“1”AY“非非” 门逻辑状态表门逻辑状态表逻辑符号逻辑符号1AY第二十页，共五十二页。1.“1.“与非与非与非与非” ” 门电路门电路门电路门电路
14、有有“0”出出“1”，全，全“1”出出“0”“与与”门门&ABCY&ABC“与非与非”门门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： 1Y“非非”门门12.2.4 基本逻辑门电路的组合基本逻辑门电路的组合第二十一页，共五十二页。CMOS “CMOS “与非与非与非与非” ” 门电路门电路门电路门电路UDDT3T2AYT1BT4NMOS晶体管晶体管两管串联两管串联驱动管驱动管PMOS晶体管晶体管两管并联两管并联负载管负载管第二十二页，共五十二页。A1YB1导通导通电阻很低电阻很低截止截止电阻
15、很高电阻很高0 CMOS “ CMOS “与非与非与非与非” ” 门电路门电路门电路门电路UDDT3T4T2T1第二十三页，共五十二页。A0B1截止截止电阻很高电阻很高导通导通电阻很低电阻很低1 CMOS “ CMOS “与非与非与非与非” ” 门电路门电路门电路门电路UDDT3T4T2T1Y第二十四页，共五十二页。2.“2.“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”门门00010010101011001000011001001110ABYC“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
16、=A+B+C逻辑表达式：逻辑表达式： 第二十五页，共五十二页。A0B1导通导通截止截止Y0CMOS “CMOS “或非或非或非或非” ” 门电路门电路门电路门电路UDDT3T2T1T4第二十六页，共五十二页。例例例例1 1：根据输入波形画出输出波形：根据输入波形画出输出波形：根据输入波形画出输出波形：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第二十七页，共五十二页。例例例例2 2：根据输入波形画出输出波形：根据输入波形画出输出波形：根据输入波形画出输出波形：根据输入波形画出输出波形&ABY1 1ABY3 1ABY4&ABY2ABY1Y2Y3Y4信号输入端信号输入端控制端控制端控制端为高电平时，控制端为高电平时，与门、与非门开门与门、与非门开门控制端为低电平时，控制端为低电平时，或门、或非门开门或门、或非门开门第二十八页，共五十二页。12.3 逻辑代数逻辑代数第二十九页，共五十二页。 逻辑代数（又称布尔代数），它是分析设计逻辑代数（又称布尔代数），它是分析设计逻辑代数（又称布尔代数），
