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1、第2章根本逻辑关系和常用逻辑门电路通常，把反映条件和 结果之间的关系称为逻辑关系。如果以电路的输入信号反映条件，以输出信号反映 结果，此时电路输入、输出之间也就存在确定的逻辑关系。数 字电路就是实现特定逻辑关系的电路，因此，又称为逻辑电路。逻辑电路的根本单元是逻辑门，它们反映了根本的逻辑关系。2.1根本逻辑关系和逻辑门根本逻辑关系和逻辑门逻辑电路中用到的根本逻辑关系有与逻辑、或逻辑和非逻辑，相应的逻辑门为与门、 或门与非门。一、与逻辑与与门与逻辑指的是：只有当决定某一事件的全部条件都具备之后，该事件才发生，否如此就不发生的一种因果关系。如下列图电路，只有当开关 A与B全部闭合时，灯泡 Y才亮；
2、假如开关 A或B其中 有一个不闭合，灯泡Y就不亮。这种因果关系就是与逻辑关系，可表示为Y = A?B，读作“A与B。在逻辑运算中，一个输出端。其与逻辑称为逻辑乘。与门是指能够实现与逻辑关系的门电路。与门具有两个或多个输入端,逻辑符号如下列图，为简便计，输入端只用A和B两个变量来表示。与门的输出和输入之间的逻辑关系用逻辑表达式表示为：Y = A?B = AB两输入端与门的真值表如表所示。波形图如下列图。ABY000010100111表2.1.1 与门真值表图与门的波形图由此可见，与门的逻辑功能是， 输入全部为高电平时，输出才是高电平，否如此为低电 平。二、或逻辑与或门或逻辑指的是：在决定某事件的
3、诸条件中，只要有一个或一个以上的条件具备，该事件就会发生；当所有条件都不具备时，该事件才不发生的一种因果关系。如下列图电路，只要开关 A或B其中任一个闭合，灯泡 Y就亮；A、B都不闭合，灯 泡Y才不亮。这种因果关系就是或逻辑关系。可表示为：Y = A + B读作“A或B。在逻辑运算中或逻辑称为逻辑加。+2图或逻辑举例a常用符号b国标符号图或逻辑符号或门是指能够实现或逻辑关系的门电路。或门具有两个或多个输入端，一个输出端。其逻辑符号如下列图。或门的输出与输入之间的逻辑关系用逻辑表达式表示为：Y = A + B两输入端或门电路的真值表和波形图分别如表和图所示。表ABY000011101111由此可
4、见，或门的逻辑功能是，输入有一个或一个以上为高电平时，输出就是高电平； 输入全为低电平时，输出才是低电平。三、非逻辑与非门非逻辑是指：决定某事件的唯一条件不满足时，该事件就发生；而条件满足时，该事件 反而不发生的一种因果关系。月一FA7a常用符号b丨国标符号图非逻辑举例图非逻辑符号如下列图电路，当开关 A闭合时，灯泡 Y不亮；当开关A断开时，灯泡Y才亮。这种 因果关系就是非逻辑关系。可表示为Y = A，读作“A非或 非A 。在逻辑代数中，非逻辑称为求反。非门是指能够实现非逻辑关系的门电路。它有一个输入端，一个输出端。其逻辑符号如下列图。非门的输出与输入之间的逻辑关系用逻辑表达式表示为：Y =
5、A表AY0110图非门的波形图其真值表和波形图分别如表和图所示。由此可见，非门的逻辑功能为，输出状态与输入状态相反，通常又称作反相器。复合逻辑门由与门、或门和非门可以组合成其他逻辑门。把与门、或门、非门组成的逻辑门叫复合门。常用的复合门有与非门、或非门、异或门、与或非门等。一、与非门将一个与门和一个非门按图连接，就构成了一个与非门。 与非门有多个输入端， 一个输出端。三端输入与非门的逻辑符号如下列图，它的逻辑表达式为：Y = A?B?C = ABCa常用符号b国标符号图与非逻辑图与非逻辑符号真值表和波形图分别如表和图所示。ABCY0 0 010 0 110 1 010 1 111 0 011
6、0 111 1 011 1 10_ LJI_ILc-TLTLrLrLLT图与非门的波形图输出为低电平；当输入有低电如下列图。或非门也可有多个由此可知，与非门的逻辑功能为：当输入全为高电平时, 平时，输出为高电平。二、或非门把一个或门和一个非门连接起来就可以构成一个或非门， 输入端和一个输出端。三端输入或非门的逻辑符号如下列图，它的逻辑表达式为:Y= ABCYa常用符号b国标符号图或非逻辑图或非逻辑符号真值表和波形图分别如表和图所示。由此可知，或非门的逻辑功能为：当输入全为低电平时，输出为高电平；当输入有高电平时，输出为低电平。ABCY0 0 010 0 100 1 000 1 101 0 00
7、1 0 101 1 001 1 10LL 图或非门的波形图三、异或门当两个输入变量的取值一样时，输出变量取值为0;当两个输入变量的取值相异时，输出变量取值为1。这种逻辑关系称为异或逻辑。能够实现异或逻辑关系的逻辑门叫异或门。 异或门只有两个输入端和一个输出端，其逻辑符号如图a所示。异或门的逻辑表达式为：4 Y冲=1YS S A1_TT_nL_rL_rL yJ|II(a)逻辑符号(b)波形图图异或门的逻辑符号和波形图式中，符号表示异或逻辑。异或门真值表如表所示。波形图如图 b所示。异或门的逻辑功能可简述为：输入相异，输出为高电平。输入一样，输出为低电平。表异或门真值表ABY00001110111
8、0图与或非门的逻辑符号和波形图.I L.L c_rLTLTLrL .jmmiRRfUL loo_r四、与或非门把两个与门、一个或门和一个非门联结起来，就构成了与或非门。 它有多个输入端、个输出端，逻辑符号如图a所示。其逻辑表达式为：Y = AB CD真值表如表所示，波形图见图b。与或非门的逻辑功能是：当任一组与门输入端全为高电平或所有输入端全为高电平时，输出为低电平；当任一组与门输入端有低平或所有输入端全为低电平时，输出为高电平。表与或非门真值表输入输出A B C DY0 0 0 010 0 0 110 0 1010 0 1100 10 010 10 110 11010 111010 0 01
9、10 0 1110 10110 110110 00110 1011100111102.2逻辑代数根底逻辑代数是讨论逻辑关系的一门学科，它是分析和设计逻辑电路的数学根底。逻辑代数是由英国科学家乔治 布尔George Boole创立的，故又称布尔代数。逻辑代数也是用字母表示变量， 但是逻辑代数和普通代数有着根本的区别。逻辑代数中的逻辑变量只有两种可能取值 一一0和1，而且这里的0和1不同于普通代数中的 0和1。 它只表示两种对立的逻辑状态，并不表示数量的大小。逻辑代数的根本定理与规如此在逻辑运算中，根本的逻辑关系有与、或、非三种。在逻辑代数中，相应地也有三种根 本运算，即与运算、或运算和非求反运算
10、。1. 与运算逻辑乘图T1101所示与门电路的逻辑关系为 Y = AB，由此可得与运算的规如此为：0 0 = 0 0 1 = 01 0= 01 1 = 1A 0= 0A 1 = AA A = A2. 或运算逻辑和图T1104所示或门电路的逻辑关系为0+0= 0 0+1 = 1A+0 = AA+1 = 13. 非运算求反运算图T1107所示非门电路的逻辑关系为0 = 1 1 = 0A+ A = 1逻辑代数的根本定律Y=A + B，由此可得或运算的规如此为:1+0 = 11 + 1 = 1A+A = AY= A，由此可得非运算的规如此为：A A =0 A = A逻辑代数不但有与普通代数相似的交换律
11、、 常用的定律如下：1交换律 A B = B A A + B = B + A 2结合律A BC= A B C结合律和分配律，其本身还有一些特殊定律。A + B+ C = A + B + C3分配律 A- B + C=A B +A CA 十 BC = A+B A+C4重迭律 A-A = A A + A= A50-1 律0 A= 00 +A=A1 A = A 1 + A= 16互补律A-A = 0A + A = 17摩根定律A?B = A + B A B = A -B8吸收律AA + B= A A + AB =A1与门(AND Gate)学生活动通过演示实验，学习与门电路的逻辑关系。观察实验结果，
12、填写真值表。输入输出ABZ000010100111我们把输入A与输入B均是高电势时，输出 Z才是高电势的逻辑电路叫做与门。 讨论与逻辑为：当决定某一事件的所有条件全部具备时，这一事件才会发生。 与门用来实现与逻辑关系的电路。与门的符号2或门(OR Gate)学生活动分组实验，填写真值表。输入输出ABZ000011101111我们把输入A与输入B任一个或者两个都为高电势时，输出Z就为高电势的逻辑电路叫做或门。讨论或逻辑为：当决定某一事件的各个条件中，只要一个或一个以上条件成立， 这一事件就会发生。与门的符号2非门(NOT Gate)观察演示实验，填写真值表。输入输出AZ0110我们把输入A为高电势时输出Z为低电势输入 A为低电势时输出Z为高电势的逻 辑电路叫做非门。非逻辑为：当某一事件的发生总是和条件相反，即条件成立，事件不发生；条件不成立，事件发生。非门的符号A1Z
