真值表和逻辑表达式课件

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1、第第20章章 门电路和组合逻辑电路门电路和组合逻辑电路20.1 20.1 脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号20.2 20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合基本门电路及其组合基本门电路及其组合 20.5 20.5 逻辑代数逻辑代数逻辑代数逻辑代数 20.4 CMOS20.4 CMOS门电路门电路门电路门电路20.3 TTL20.3 TTL门电路门电路门电路门电路 20.6 20.6 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的分析与综合组合逻辑电路的分析与综合20.7 20.7 加法器加法器加法器加法器20.8 20.8 编码器编码器编码器编码器20.9 20.9 译码

2、器和数字显示译码器和数字显示译码器和数字显示译码器和数字显示20.10 20.10 数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器20.11 20.11 应用举例应用举例应用举例应用举例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、门电路、门电路、门电路、CMOSCMOS门门门门电路的特点电路的特点电路的特点电路的特点; ;3.

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 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. 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

4、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20章章 门电路和组合逻辑电路门电路和组合逻辑电路模拟信号：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20.1 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 2. 2. 数字信号数字信号数字

5、信号数字信号( (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。tt尖顶波尖顶波尖顶波尖顶波矩形波矩形波矩形波矩形波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0+3V0-3V负脉冲负脉冲负脉冲负脉冲脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度 A A脉冲上升沿脉冲上升沿脉冲

6、上升沿脉冲上升沿 t tr r 脉冲周期脉冲周期脉冲周期脉冲周期 T T脉冲下降沿脉冲下降沿脉冲下降沿脉冲下降沿 t tf f 脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度 t tp p 3.3.脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：A0.9A0.5A0.1AtptrtfT脉冲频率脉冲频率脉冲频率脉冲频率f f4.4.数字电路的特点：数字电路的特点：（1）数字电路中的信号在时间上是）数字电路中的信号在时间上是离散的脉冲信号离散的脉冲信号， 而模拟电路中的信号是随时间而模拟电路中的信号是随时间连续变化的信号连续变化的信号。（2）数字电路所研究的是电路的输入）数字电路

7、所研究的是电路的输入输出之间的输出之间的逻逻 辑关系辑关系，而模拟电路则是研究电路的输入输出之，而模拟电路则是研究电路的输入输出之 间的间的大小相位大小相位等问题。等问题。（3）数字电路中晶体管工作在）数字电路中晶体管工作在开关状态开关状态，也就，也就 是交替地工作在饱和与截止两种状态，而是交替地工作在饱和与截止两种状态，而 在模拟电路中晶体管多工作在在模拟电路中晶体管多工作在放大状态放大状态。（4）数字电路采用二进制，主要分析工具是）数字电路采用二进制，主要分析工具是逻逻 辑辑 代数代数，而模拟电路采用十进制，主要分析工，而模拟电路采用十进制，主要分析工 具是具是普通代数普通代数。 4.数字

8、电路的特点：数字电路的特点：4.4.数字电路的分类数字电路的分类（1）按电路组成结构）按电路组成结构分立元件分立元件集成电路集成电路小规模集成电路小规模集成电路SSI中规模集成电路中规模集成电路MSI大规模集成电路大规模集成电路LSI超大规模集成电路超大规模集成电路VLSI（2）按集成度分）按集成度分4.4.数字电路的分类数字电路的分类（3）按电路所用器件）按电路所用器件双极型电路双极型电路(TTL)单极型电路单极型电路(CMOS)（4）按电路逻辑功能）按电路逻辑功能组合逻辑电路组合逻辑电路时序逻辑电路时序逻辑电路20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合 逻辑门电路逻辑门电路逻辑门电路逻

9、辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件，是数字电路中最基本的逻辑元件，是数字电路中最基本的逻辑元件，是数字电路中最基本的逻辑元件，与基本逻辑关系相对应。与基本逻辑关系相对应。与基本逻辑关系相对应。与基本逻辑关系相对应。 20.2.1 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。三种。 所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件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。去控制信号的通过或不通过。220V+-逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式： Y = A B1. “1. “与与与

10、与” ”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系000101110100ABYBYA状态表状态表状态表状态表设：开关设：开关打开打开“0”闭合闭合“1”灯灯灭灭“0”亮亮“1” “ “与与与与” ”逻辑关系是指当决定某事件的条件全逻辑关系是指当决定某事件的条件全逻辑关系是指当决定某事件的条件全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。部具备时，该事件才发生。部具备时，该事件才发生。部具备时，该事件才发生。BY220VA+-2. “2. “或或或或” ”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 “ “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

11、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。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：逻辑表达式：逻辑表达式： Y = A + B状态表状态表状态表状态表000111110110ABY3. “3. “非非非非” ”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 “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状态表状态表状态表状态表101AY0Y220VA+-R 门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与门

12、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：门电路主要有：门电路主要有：门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、与门、或门、非门、与非门、与门、或门、非门、与非门、与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门和同或门等。或非门、与或非门、异或门和同或门等。或非门、与或非门、异或门和同或门等。或非门、与或非门、异或门和同或门等。20.2.2 分立元件基本逻辑门电路分立元件基本逻辑门

13、电路20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合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表0V3V(5) (5) 逻辑功能逻辑功能逻辑功能逻辑功能 ：即：有即：有“0

14、”出出“0”， 全全“1”出出“1”（3 3）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达式： Y=A B C（7 7）逻辑符号：）逻辑符号：）逻辑符号：）逻辑符号：&ABYC00000010101011001000011001001111ABYC（4 4）逻辑状态表）逻辑状态表）逻辑状态表）逻辑状态表（6）逻辑运算：）逻辑运算： 0.0=0，0.1=0，1.0=0，1.1=1 0.A=0，1.A=A，A.A=A，A BCFABCF2. 二极管二极管“或或” 门电路门电路 (1) (1) 电路电路电路电路0V0V0V0V0V3V3V3V3V0V0000001110111101100101

15、1101011111ABYC“ “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 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”。(5) 逻辑功能逻辑功能：即：有即：有“1”出出“1”， 全全“0”出出“0”Y=A+B+C（3 3）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达式：（7 7）逻辑符号：）逻辑符号：）逻辑符号：）逻辑符号：000000111011110110010111010111

16、11ABYC（4 4）逻辑状态表）逻辑状态表）逻辑状态表）逻辑状态表（6）逻辑运算：）逻辑运算： 0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=1 0+A=A，1+A=1，A+A=A，FABC+ABCFABYC 1 13. 晶体管晶体管“非非” 门电路门电路+UCC-UBBARKRBRCYT截止截止截止截止饱和饱和“0”“1” (1) (1) 电路电路电路电路“0”“1” 1 010AY“ “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（2 2）工作原理）工作原理）工作原理）工作原理当当A为为1时，晶体管饱和，即输出端时，晶体管饱和，即输出端Y为为0 ；当当A为为0时，晶体管

17、截至，即输出端时，晶体管截至，即输出端Y为为1 ；(5) 逻辑功能逻辑功能：即：即：0非为非为1，1非为非为0 （6）逻辑运算：）逻辑运算： （3 3）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达式： 1 010AY（4 4）逻辑状态表）逻辑状态表）逻辑状态表）逻辑状态表（7）逻辑符号）逻辑符号 A1YAFAFABF=ABF=A+BF=A【例例例例】逻辑门的输入信号如图，画出输出端的信号。逻辑门的输入信号如图，画出输出端的信号。逻辑门的输入信号如图，画出输出端的信号。逻辑门的输入信号如图，画出输出端的信号。A1F1ABF&ABF1. 1. 与非门电路与非门电路与非门电路与非门电路有有“0

18、”出出“1”，全，全“1”出出“0”&ABCY&ABC00010011101111011001011101011110ABYC（2 2）逻辑状态表）逻辑状态表）逻辑状态表）逻辑状态表（3 3）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达式： Y=A B C1Y20.2.3 组合逻辑门组合逻辑门（1）逻辑符号）逻辑符号（4）逻辑功能：）逻辑功能： Y=A+B+C2. 2. 或非门电路或非门电路或非门电路或非门电路Y11ABC1YABC 1有有“1”出出“0”，全，全“0”出出“1”00010010101011001000011001001110ABYC（2 2）逻辑状态表）逻辑状态表）逻辑

19、状态表）逻辑状态表（3 3）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达式： （1 1）逻辑符号）逻辑符号）逻辑符号）逻辑符号（4 4）逻辑功能：）逻辑功能：）逻辑功能：）逻辑功能： 【课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习】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AB与非门：与非门：有有“0”出出“1”，全全“1”出出“0”或非门：或非门：有有“1”出出“0”，全全“0”出出“1”&ABF1ABFABC&1&D1Y3. 3. 与或非门电路与或非门电路与或非门电路与或非门电路Y=A.B+C.D（2 2）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达

20、式：）逻辑表达式： 1&YABCD（3）逻辑符号）逻辑符号（1）逻辑电路）逻辑电路 F+ABCDFABCD&14. 4. 异或门电路异或门电路异或门电路异或门电路（1）逻辑表达式：）逻辑表达式： （4）逻辑符号）逻辑符号A B0 00 11 01 10110（2）逻辑状态表）逻辑状态表（3）逻辑逻辑功能：）逻辑逻辑功能：相异为相异为1，相同为，相同为05. 5. 同或门电路同或门电路同或门电路同或门电路（1 1）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达式：）逻辑表达式： （4）逻辑符号）逻辑符号（2）逻辑状态表）逻辑状态表（3）逻辑逻辑功能：）逻辑逻辑功能：相同为相同为1，相异为，相异为0F =

21、AB A BF = A B0 00 11 01 11001门电路符号门电路符号AXAXBAXBAXBAXBAXBAXBAX&BAX+BAX1 AX1BAX&门电路符号门电路符号BAXBAXBAXBAX+BAX=1BAX=BAX BAX BAX1返返 回回下一节下一节下一页下一页上一页上一页上一节上一节20.3 TTL门电路门电路TTL门电路门电路 :是双极型集成电路，是双极型集成电路，输入和输输入和输出端结构都采用了半导体晶体管，称之为出端结构都采用了半导体晶体管，称之为: Transistor Transistor Logic。数字集成电路特点：数字集成电路特点：具有体积小、可靠性高、具有体

22、积小、可靠性高、速度快、价格便宜和微型化等的特点。速度快、价格便宜和微型化等的特点。 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1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20.3.1 TTL“与非与非”门电路门电路1. 1. 电路电路电路电路E2E3E1B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 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1(1) (1) 输入全为高电平输入全为高电平输入全为高电平输入全为高电平“ “1”(3.6V)1”(3.6V)时时时时2. 2. 工作原

23、理工作原理工作原理工作原理4.3VT T2 2、T T5 5饱和导通饱和导通饱和导通饱和导通钳位钳位2.1VE E结反偏结反偏结反偏结反偏截止截止截止截止“0”(0.3V) 负载电流负载电流负载电流负载电流（灌电流）（灌电流）（灌电流）（灌电流）输入全高输入全高“1”,输出为输出为低低“0”1VT1R1+Ucc T4 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T12. 2. 工作原理工作原理工作原理工作原理1VT T2 2、T T5 5截止截止截止截止 负载电流负载电流负载电流负载电流（拉电流）（拉电流）（拉电流）（拉电流）(2) (2) 输入端有任一低电平输入端有任一低电平

24、输入端有任一低电平输入端有任一低电平“ “0”(0.3V)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5VVY 5-0.7-0.7 =3.6V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与非门表示符号与非门表示符号

25、逻辑表示式逻辑表示式& &A AB BY YC CY Y= = ABC ABCY Y= = A AA AY Y（非门，反相器）（非门，反相器）& &A AB BY YY Y= = AB AB输入输入A A、B B波形如图所示波形如图所示, , 请画出与非门请画出与非门的输出（的输出（Y Y）波形。）波形。ABYY=AB课堂练习课堂练习: :& &A AB BY Y如：如：TTLTTL门电路芯片（门电路芯片（四四2 2输入与非门，输入与非门，型号型号74LS00 74LS00 ) )地地GNDGNDTTLTTL门电路芯片简介门电路芯片简介外形外形& & & &141413131212111110

26、10 9 9 8 8 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 & &管脚管脚电源电源V VCCCC（+5V+5V）74LS00、74LS20管脚排列示意图管脚排列示意图&1211109814133456712&UCC4B 4A 4Y3B 3A3Y1B1A1Y2B2A2Y GND(a)74LS001211109814133456712&UCC2D 3C 2BNC 2A2Y1B1ANC1D1C1Y GND74LS20(b)4 4、常用、常用TTLTTL逻辑门电路逻辑门电路名称名称国际常用国际常用系列型号系列型号国产部标型号国产部标型号说明说明四四2 2输入与非门输入与非门74LS0

27、074LS00T1000T1000四四2 2输入或门输入或门四四2 2异或门异或门四四2 2输入或非门输入或非门四四2 2输入与门输入与门双双4 4输入与非门输入与非门双双4 4输入与门输入与门六反相器六反相器8 8输入与非门输入与非门74LS3274LS3274LS0274LS0274LS0874LS0874LS8674LS8674LS2174LS2174LS2074LS2074LS3074LS3074LS0474LS04T186T186T1008T1008T1086T1086T1021T1021T1002T1002一个组件内部一个组件内部有四个门，每有四个门，每个门有两个输个门有两个输入端

28、一个输出入端一个输出端。端。一个组件内有一个组件内有两个门，每个两个门，每个门有门有4 4个输入端。个输入端。只一个门，只一个门，8 8个个输入端。输入端。有有6 6个反相器。个反相器。(1) (1) 电压传输特性：电压传输特性：电压传输特性：电压传输特性：输出电压输出电压输出电压输出电压 U UOO与输入电压与输入电压与输入电压与输入电压 U Ui i的关系。的关系。的关系。的关系。C CD DE E3. TTL“3. TTL“与非与非与非与非” ”门特性及参数门特性及参数门特性及参数门特性及参数电压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性测试电路测试电路测试电路测试电路A AB BO

29、O1 12 23 31 12 23 34 4 U Ui i /V/VU UOO/V/V&+5V+5VU Ui iU Uo oV VV VA AB BC CD DE E典型值典型值典型值典型值3.6V3.6V， 2.4V2.4V为合格为合格为合格为合格典型值典型值典型值典型值0.3V0.3V， 0.4V0.4V为合格为合格为合格为合格输出高电平电压输出高电平电压输出高电平电压输出高电平电压U UOHOH输出低电平电压输出低电平电压输出低电平电压输出低电平电压U UOLOL( (2)2)输出高电平输出高电平输出高电平输出高电平电压电压电压电压U UOHOH和输出低电平电压和输出低电平电压和输出低电

30、平电压和输出低电平电压U UOLOLU UOO/V/VO O1 12 23 31 12 23 34 4 U Ui i /V/V阈值电压阈值电压阈值电压阈值电压U UT T门槛电压门槛电压门槛电压门槛电压U UT T约为约为约为约为1.4V1.4V开门电平开门电平UON：是指输出电平达到输出低电平的上是指输出电平达到输出低电平的上限值限值UOLmax时的输入电平为。时的输入电平为。开门电平开门电平UON约为约为1.4V。关门电平关门电平UOFF：是指输出电平上升到输出高电平是指输出电平上升到输出高电平的下限值的下限值UOHmin时的输入电平。时的输入电平。关门电平关门电平UOFF约为约为1.35

31、V。( (3)3) 关门电平关门电平关门电平关门电平U UOFFOFF和和和和开门电平开门电平开门电平开门电平U UONON（5）传输延迟时间）传输延迟时间AF实际波形实际波形tPd150%50%tPd2tpd=tpd1+tpd22FA1 指一个指一个指一个指一个“ “与非与非与非与非” ”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。对于表示带负载的能力。对于表示带负载的能力。对于TTL“TTL“与非与非与非与非” ”门门门门 N NOO 8 8。（4 4）扇出系数扇出系数扇出系数扇出系数N N

32、OO TTLTTL的的的的 t tpd pd 约在约在约在约在 10ns 40ns10ns 40ns，此值愈小愈好。，此值愈小愈好。，此值愈小愈好。，此值愈小愈好。20.3.2 三态输出三态输出“与非与非”门门当控制端当控制端当控制端当控制端为高电平为高电平为高电平为高电平“ “1”1”时，时，时，时，实现正常实现正常实现正常实现正常的的的的“ “与非与非与非与非” ”逻辑关逻辑关逻辑关逻辑关系系系系 Y Y= =ABAB“1”控制端控制端 DE1. 1. 电路电路电路电路 D截止截止截止截止 T5Y R3R5AB R4R2R1 T3 T4T2+5V T120.3.2 三态输出三态输出“与非与

33、非”门门“0”控制端控制端 DE T5Y R3R5AB R4R2R1 T3 T4T2+5V T11. 1. 电路电路电路电路导通导通导通导通1V1V当控制端为当控制端为当控制端为当控制端为低电平低电平低电平低电平“ “0”0”时，时，时，时，输出输出输出输出 Y Y处于处于处于处于开路状态，开路状态，开路状态，开路状态，也称为也称为也称为也称为高阻高阻高阻高阻状态状态状态状态。&YEBA逻辑符号逻辑符号 0 高阻高阻0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 11 1 1 0 表示任意态表示任意态表示任意态表示任意态20.3.2 三态输出三态输出“与非与非”门门三态输出三态输出三态输出三态输出

34、“ “与非与非与非与非” ”状态表状态表状态表状态表ABEY功能表功能表输出高阻输出高阻输出高阻输出高阻各种三态门的逻辑符号各种三态门的逻辑符号 三态门应用：三态门应用：三态门应用：三态门应用：可实现用可实现用可实现用可实现用一条一条一条一条总线分时传送几总线分时传送几总线分时传送几总线分时传送几个不同的数据或控制信号。个不同的数据或控制信号。个不同的数据或控制信号。个不同的数据或控制信号。“1”“0”“0”如图所示：如图所示：如图所示：如图所示：总总总总线线线线&A A1 1B B1 1E E1 1&A A2 2B B2 2E E2 2&A A3 3B B3 3E E3 3A1 B11. 1

35、. 电路电路电路电路有有有有源源源源负负负负载载载载&YCBA逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号 T5Y R3AB CR2R1T2+5V T1RLU 20.3.3 集电极开路集电极开路“与非与非”门电路门电路(OC门门)OCOC门的特点：门的特点：门的特点：门的特点：1. 1.输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载如：如：如：如：Y&CBAKA+24VKA2202. 2.几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联&A1B1C1Y1&A2B2C2Y2&A3B3C3Y3URLY“1”“0”“0”“0”“0”OCOC门的特

36、点：门的特点：门的特点：门的特点：1. 1.输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载如：如：如：如：Y&CBAKA+24VKA2202. 2.几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联&A1B1C1Y1&A2B2C2Y2&A3B3C3Y3URLY“1”“0”“0”“1”“ “线与线与线与线与” ”功能功能功能功能: : Y=YY=Y1 1.Y.Y2 2.Y.Y3 3020. 4. 1 CMOS 非门电路非门电路AYT2+UDDT1N 沟道沟道P 沟道沟道GGDSS20.4 CMOS门电路门电路 PMOSPMOS管管管

37、管NMOSNMOS管管管管CMOS CMOS 管管管管负载管负载管负载管负载管驱动管驱动管驱动管驱动管( (互补对称管互补对称管互补对称管互补对称管) )A A=“1”=“1”时，时，时，时，T T1 1导通，导通，导通，导通， T T2 2截止，截止，截止，截止，Y Y= =“ “0 0” ”A A=“0”=“0”时，时，时，时，T T1 1截止，截止，截止，截止， T T2 2导通，导通，导通，导通，Y Y= =“ “1 1” ”Y= AY= AT4 与与 T3 并联，并联，T1 与与 T2 串联；串联； （1）当当 AB 都是高电平时都是高电平时,T1 与与 T2 同同时时导导通通，T4

38、 与与 T3 同时截止；同时截止；输出输出 Y 为低电平。为低电平。 （2）当当AB中中有有一一个个是是低低电电平平时时，T1与与T2中中有有一一个个截截止止，T4与与T3中中有有一一个个导导通通, 输输出出Y 为高电平。为高电平。20. 4. 2 CMOS与非与非门电路门电路ABT4T3T1T2+UDDY1. 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有有“0”出出“1”， 全全“1”出出“0”BT4T3T1T2AY（1）当当 AB 中中有有一一个个是是高高电电平平时时，T1 与与 T2 中中有有一一个个导导通通，T4 与与 T3 中中有有一一个截止，个截止，输出输出

39、 Y 为低电平。为低电平。（2）当当AB都都是是低低电电平平时时，T1 与与 T2 同同时时截截止止，T4 与与 T3 同同时时导导通通；输输出出 Y 为为高高电平。电平。20. 4. 3 CMOS或非门电路或非门电路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T4 与与 T3 串联，串联，T1 与与 T2 并联；并联；有有“1”出出“0”， 全全“0”出出“1”20.4. 4 CMOS传输传输门电路门电路U UDDDDu uiT T1 1T T2 2C CC Cu uOO控制极控制极控制极控制极控制极控制极控制极控制极1. 1. 电路电路电路电路 2. 2. 工作

40、原理工作原理工作原理工作原理设：设：设：设：10V10V0V0V可见可见可见可见u ui在在在在010V010V连续变化连续变化连续变化连续变化时，至少有一个管子导通，时，至少有一个管子导通，时，至少有一个管子导通，时，至少有一个管子导通，传输门打开，（相当于开传输门打开，（相当于开传输门打开，（相当于开传输门打开，（相当于开关接通）关接通）关接通）关接通） u ui可传输到输出可传输到输出可传输到输出可传输到输出端，即端，即端，即端，即u uOO= = u ui，所以，所以，所以，所以COMSCOMS传输门可以传输模传输门可以传输模传输门可以传输模传输门可以传输模拟信号，也称为拟信号，也称为

41、拟信号，也称为拟信号，也称为模拟开关模拟开关模拟开关模拟开关。（07V07V）导通导通导通导通（310V310V）导通导通导通导通U UDDDDu uiT T1 1T T2 2C CC Cu uOO控制极控制极控制极控制极控制极控制极控制极控制极0V0V10V10V可见可见可见可见u ui在在在在010V010V连续变连续变连续变连续变化时，两管子均截止，化时，两管子均截止，化时，两管子均截止，化时，两管子均截止，传输门关断，（相当于传输门关断，（相当于传输门关断，（相当于传输门关断，（相当于开关断开）开关断开）开关断开）开关断开） u ui不能传输不能传输不能传输不能传输到输出端。到输出端。

42、到输出端。到输出端。（010V010V）截止截止截止截止截止截止截止截止结论：结论：结论：结论：C C=“1”(=“1”(C C=“0”)=“0”)时传输门开通。时传输门开通。时传输门开通。时传输门开通。C C=“0”(=“0”(C C=“1”)=“1”)时传输门关断。时传输门关断。时传输门关断。时传输门关断。20.4. 4 CMOS传输传输门电路门电路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设：设：设：设：TGuiuOCC逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号开关电路开关电路开关电路开关电路TGuiuiCC1“1”开通开通开通开通TGuiuiCC1“0”关断关断关

43、断关断20.4. 4 CMOS传输传输门电路门电路(1) (1) 静态功耗低（每门只有静态功耗低（每门只有静态功耗低（每门只有静态功耗低（每门只有0.01mW, TTL0.01mW, TTL每门每门每门每门10mW)10mW)(2) (2) 抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强(3) (3) 扇出系数大扇出系数大扇出系数大扇出系数大(4) (4) 允许电源电压范围宽允许电源电压范围宽允许电源电压范围宽允许电源电压范围宽 ( 3 18V )( 3 18V )(1) (1) 速度快速度快速度快速度快(2) (2) 抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强(3) (3) 带负载能

44、力强带负载能力强带负载能力强带负载能力强20.5 逻辑代数逻辑代数数字电路要研究的是电路的输入输出之间的数字电路要研究的是电路的输入输出之间的逻辑关系，所以数字电路又称逻辑关系，所以数字电路又称逻辑电路逻辑电路，相应的，相应的研究工具是研究工具是逻辑代数逻辑代数。逻辑代数逻辑代数或称布尔代数，它是分析和设计逻或称布尔代数，它是分析和设计逻辑电路的工具。辑电路的工具。在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能取两个在逻辑代数中，逻辑函数的变量只能取两个值（值（二值变量二值变量），即），即0和和1。20. 5. 1 逻辑代数运算法则逻辑代数运算法则1、基本公式、基本公式0 0=01+1=11 A=A0+A=

45、A0 A=01+A=10 1=01+0=11 1=10+0=00 =11 =0A A=0A+A=1A+A=AAA=A A=AA B=B AA+B=B+A交换律交换律A (B C)=(A B) CA+(B+C)=(A+B)+C结合律结合律A (B+C)=A B+A CA+B C=(A+B) (A+C)分配律分配律2、基本定律、基本定律证明证明: 右边右边 =(A+B)(A+C )=AA+AB +AC+BC=A +A(B+C )+BC=A(1+B +C)+BC=A1+BC=A+BC=左边左边分配律分配律分配律分配律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：AB00

46、011011111001000000( (德德德德 摩根定律摩根定律摩根定律摩根定律) )F=AD+BCD+ABC+CD =ADBCDABCCD摩根定律的应用：摩根定律的应用：吸收律吸收律A+AB=A+BA+AB=A+BA+AB =A混合变量吸收规则混合变量吸收规则: :AB+AB =AAB+AC+BC =AB+ACAB+AC+BC =AB+AC+(A+A)BC =AB+AC+ABC+ABC =AB(1+C) +AC(1+B) =AB +AC证明证明: :【课堂练习课堂练习】：证明：证明：证明：证明：20. 5. 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

47、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1.逻辑函数逻辑函数 ：Y Yf f（A A、B B、C C ）其中，其中，A、B、C 是输入变量，是输入变量， Y 是输出变量，是输出变量， f f是逻辑运算。是逻辑运算。 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 【 例例例例】有一

48、有一有一有一T T形走廊，在相会处有一路灯形走廊，在相会处有一路灯形走廊，在相会处有一路灯形走廊，在相会处有一路灯, , 在进入走廊的在进入走廊的在进入走廊的在进入走廊的A A、B B、C C三地各有控制开关，都能独立进行控制。任意闭合三地各有控制开关，都能独立进行控制。任意闭合三地各有控制开关，都能独立进行控制。任意闭合三地各有控制开关，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；三个开关同时一个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭；三个开关同时一个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭；三个开关同时一个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭；三个开关同时闭合，灯亮。设闭合，灯亮

49、。设闭合，灯亮。设闭合，灯亮。设A A、B B、C C代表三个开关（输入变量）；代表三个开关（输入变量）；代表三个开关（输入变量）；代表三个开关（输入变量）；Y Y代代代代表灯（输出变量）。表灯（输出变量）。表灯（输出变量）。表灯（输出变量）。 2. 2. 逻辑式逻辑式逻辑式逻辑式 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。由逻辑状态表写出逻辑式由逻辑状态表写出逻辑式一种组合中，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

50、 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 3. 3. 逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图YCBA&1CBA20. 5. 3 逻辑函数的化简逻辑函

51、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，则可使经过简化，则可使经过简化，则可使经过简化，则可使用较少的逻辑门实现同样的逻辑功能。用较少的逻辑门实现同样的逻辑功能。用较少的逻辑门实现同样的逻辑功能。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可节可节可节省器件，降低成本，提高电路工作的可靠性。省器件，降低成本，提高电路工作的可靠性。省器件，降低成本，提高

52、电路工作的可靠性。省器件，降低成本，提高电路工作的可靠性。 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与或表达式与或表达式与或表达式与或表达式与非与非表达式与非与非表达式与非与非表达式与非与非表达式与或非表达式与或非表达式与或非表达式与或非表达式或非或非表达式或非或非表达式或非或非表达式或非或非表达式或与表达式或与表达式或与表达式或与表

53、达式1. 逻辑函数式的常见形式逻辑函数式的常见形式 一个逻辑函数可以有多种形式，并且能互相转换。一个逻辑函数可以有多种形式，并且能互相转换。例如：例如：2. 逻辑函数化简的原则逻辑函数化简的原则 逻辑函数化简，逻辑函数化简，逻辑函数化简，逻辑函数化简， 并没有严格的原则，通常遵循并没有严格的原则，通常遵循并没有严格的原则，通常遵循并没有严格的原则，通常遵循以下几条原则：以下几条原则：以下几条原则：以下几条原则： (1) (1) 逻辑电路所用的门最少；逻辑电路所用的门最少；逻辑电路所用的门最少；逻辑电路所用的门最少；(2) (2) 各个门的输入端要少；各个门的输入端要少；各个门的输入端要少；各个

54、门的输入端要少；(3) (3) 逻辑电路所用的级数要少；逻辑电路所用的级数要少；逻辑电路所用的级数要少；逻辑电路所用的级数要少；(4) (4) 逻辑电路能可靠地工作。逻辑电路能可靠地工作。逻辑电路能可靠地工作。逻辑电路能可靠地工作。3. 3. 3. 3. 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运算法则化简应用应用和和例：例：化简化简（1 1）并项法）并项法）并项法）并项法F =试用并项法化简下列逻辑函数试用并项法化简下列逻辑函数【课堂练习课堂练习】解：解：返回目录返回目录(2) 配项法配项法应用应用【例例】返回目录返回目录（3 3）吸收法）吸收法）

55、吸收法）吸收法吸收吸收吸收吸收【例例2】利用利用A+AB=A ,消去多余项消去多余项【例例例例1 1】利用利用 ,消去多余消去多余项项 （4 4 4 4）消项法）消项法）消项法）消项法利用利用将将BC项消去项消去如：如：【课堂练习课堂练习】： Y=AB+AC+BCDEF化简化简化简化简（5 5 5 5）消因子法）消因子法）消因子法）消因子法利用利用将将中的因子中的因子消去。消去。如：如：（6 6） 加项法加项法加项法加项法利用利用加入相同项后，合并化简。加入相同项后，合并化简。如：如：返回目录返回目录【例例】 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【课堂练习课

56、堂练习】例例1 化简化简解解并用并用CT74LS20双双4输入与非门组成电路。输入与非门组成电路。 要用要用CT74LS20双双4输入与非门组成电路，须将上式变换输入与非门组成电路，须将上式变换为与非逻辑式。为与非逻辑式。1211109814133456712&UCC2D 3C 2BNC 2A2Y1B1ANC1D1C1Y GND74LS20A D ?卡诺图化简法卡诺图化简法 卡诺图是一种具有特定意义的方格图，卡诺图法是通过作图卡诺图是一种具有特定意义的方格图，卡诺图法是通过作图来化简逻辑函数。其特点是直观方便。来化简逻辑函数。其特点是直观方便。卡诺图：卡诺图：将真值表或逻辑函数式用一个特定的方

57、格图将真值表或逻辑函数式用一个特定的方格图表示，称为卡诺图。表示，称为卡诺图。最小项最小项卡诺图卡诺图化简规则化简规则预备知识预备知识一、一、 最小项及其表达式最小项及其表达式1.最小项最小项【例例】 n=3，对，对A、B、C，有，有8个最小项个最小项乘积（与）项乘积（与）项包含全部变量包含全部变量以原变量或反变量的形式只出现一次以原变量或反变量的形式只出现一次ABCABCABCABCABCABCABCABC最小项最小项最小项最小项编号编号m0m1m2m3编号编号m4m5m6m72.最小项的性质最小项的性质1)最小项为最小项为“1”的取值唯一。的取值唯一。如：最小项如：最小项ABC,只有只有A

58、BC取值取值101时，时， 才为才为“1”，其它取值时全为，其它取值时全为“0”。2)任意两个最小项之积为任意两个最小项之积为“0”。3)全部最小项之和为全部最小项之和为“1”。4)某一个最小项不是包含在函数某一个最小项不是包含在函数F中，就包含在反中，就包含在反 函数函数F中。中。3.最小项表达式最小项表达式 全部由最小项构成的全部由最小项构成的“与或与或”表达式为最小项表达式为最小项表达式表达式(标准标准“与或与或”表达式表达式)。【例例1】 F=ABC+BC=ABC+BC(A+A)=ABC+ABC+ABC=m1+m5+m7= m(1，5，7)三人表决电路三人表决电路【例例2】A B CF

59、00000001110111100001111010101011F=ABC+ABC+ABC+ABC=m3+m5+m6+m7= m (3，5，6，7)【例例】最小项表达式：最小项表达式：一组最小项之和的表达式一组最小项之和的表达式求最小项表达式的方法：求最小项表达式的方法：去非号去非号 去括号去括号 配项配项【例例】1、卡诺图的构成、卡诺图的构成(1)、由矩形或正方形组成的图形；、由矩形或正方形组成的图形；(2)、将矩形分成若干小方块，每个小方块对应一、将矩形分成若干小方块，每个小方块对应一 个最小项；个最小项；2变量卡诺图变量卡诺图ABABABAB改画成：改画成：m0m1m2m3BA0110m

60、0m1m2m3二、二、 用卡诺图表示逻辑函数用卡诺图表示逻辑函数(3)、呈现循环相邻性，上、下、左、右、呈现循环相邻性，上、下、左、右几何相邻几何相邻。3 3变量卡诺图变量卡诺图变量卡诺图变量卡诺图一个整体分成一个整体分成8个小方格个小方格 BCA1000110110m1 m0 m3 m2 m5 m4 m7 m6 注意：注意： 上表头编码按上表头编码按00011110 循环循环码顺序排列，而不是码顺序排列，而不是00011011 4 4变量卡诺图变量卡诺图变量卡诺图变量卡诺图CDAB0011011000110110m1 m0 m3 m2 m5 m4 m7 m6 m13 m12 m15 m14

61、m9 m8 m11 m10 CDAB001101100011011010 3 2 54 7 6 131215 14 9811 10 5变量卡诺图变量卡诺图DEAB00001100101000110110m1 m0 m3 m2 m5 m4 m11 m9 m7 m8 m27 m26 m6 m16 m19 m10 C110 111 101 100m12 m13 m14 m15 m17 m18 m20 m21 m22 m23 m24 m25 m28 m29 m30 m31 2、用卡诺图表示逻辑函数、用卡诺图表示逻辑函数F(A,B,C,D)= m (0,2,6,8,11,13,14,15)CDAB001

62、101100011011011111111【例例1】【例例2】F=AB+BC+AC=ABC+ABC+ABC+ABCBCA10001101101111【例例3】F=BC+AC+ABD+ABCDCDAB0011011000110110111111111100011110000111101011111010110110ABCDDACBCY=D+AC+BC【例例4】三、用卡诺图化简逻辑函数三、用卡诺图化简逻辑函数1 化简的依据化简的依据两个相邻的最小项可以合并消去一个变量。两个相邻的最小项可以合并消去一个变量。BCA1000110110111111=ACABC ABC+ABCABC+=BCABC AB

63、C+=ABBCA1000110110111111BCA1000110110111111F=AC+AB+BCF=AB+BC+AC逻辑函数的最简式不唯一逻辑函数的最简式不唯一BAC1000110110111111F=AB+AB+ABC+ABC不是最简式不是最简式卡诺图化简卡诺图化简BCA1000110110111111BCA1000110110111111F=AB+AC+BC+BC冗余项冗余项BCBCF=B+BCC四个相邻的最小项可以合并消去两个变量。四个相邻的最小项可以合并消去两个变量。八个相邻的最小项可以合并消去三个变量。八个相邻的最小项可以合并消去三个变量。2.卡诺图化简的步骤卡诺图化简的步

64、骤3.画包围圈应遵循以下原则画包围圈应遵循以下原则圈要尽量大，但要保证圈要尽量大，但要保证2 2n n个格；个格；画出空白卡诺图；画出空白卡诺图；按最小项表达式填写卡诺图；按最小项表达式填写卡诺图；合并最小项，即将相邻的合并最小项，即将相邻的1方格圈成一组。方格圈成一组。将包围圈对应的乘积项相加。将包围圈对应的乘积项相加。圈必须要是矩形；圈必须要是矩形；所有的所有的“1”必须至少被圈一次；必须至少被圈一次；每个圈中至少有一个每个圈中至少有一个“1”从未圈过；从未圈过；圈的个数应最少。圈的个数应最少。CDAB00110110001101101111111111【例例1】F=AB +BC+BD用卡

65、诺图化简遵循的原则：用卡诺图化简遵循的原则：（1 1）每个圈应包含尽可能多的最小项；）每个圈应包含尽可能多的最小项；CDAB001101100011011011111111（2 2）每个圈至少有一个最小项未被其它圈圈过；）每个圈至少有一个最小项未被其它圈圈过；F=BD+ABC+ACD+ACD+ABC （3 3）圈的数目应尽可能少；）圈的数目应尽可能少；（4 4）所有等于）所有等于1 1的单元都必须被圈过；的单元都必须被圈过；CDAB001101100011011011111111（5）最简）最简“与或与或”表达式不唯一。表达式不唯一。F=AD+BD+ABC+ABCD【例例2】Y=(A,B,C,

66、D)= m(0,2,3,5,6,8,9,10,11,12,13,14,15)试用卡诺图化简试用卡诺图化简逻辑函数逻辑函数CDAB00110110001101101111111111111F=A +CD +BC +BD +BCD【例例3】F=ABC+ACD+ABD+ABD+AD+ABC+AC化简逻辑函数化简逻辑函数F=BC+AC+AD+BD+ACDCDAB001101100011011011111111111120. 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

67、合逻辑电路输入输入输入输入输出输出输出输出 常用的组合电路有常用的组合电路有常用的组合电路有常用的组合电路有加法器加法器加法器加法器、编码器编码器编码器编码器、译码器译码器译码器译码器、数据分配器数据分配器数据分配器数据分配器和和和和多路选择器多路选择器多路选择器多路选择器等。等。等。等。组合逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路组合逻辑电路：用各种门电路组成的，用于实现用各种门电路组成的，用于实现用各种门电路组成的，用于实现用各种门电路组成的，用于实现某种功能的复杂逻辑电路。某种功能的复杂逻辑电路。某种功能的复杂逻辑电路。某种功能的复杂逻辑电路。 特点：特点：特点：特点：任何时刻电路的输出状态只取

68、决于该时任何时刻电路的输出状态只取决于该时任何时刻电路的输出状态只取决于该时任何时刻电路的输出状态只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻以前的电路状态无关。刻的输入状态，而与该时刻以前的电路状态无关。刻的输入状态，而与该时刻以前的电路状态无关。刻的输入状态，而与该时刻以前的电路状态无关。20. 6. 1 组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的分析 (1) (1) 由逻辑图写出逻辑表达式；由逻辑图写出逻辑表达式；由逻辑图写出逻辑表达式；由逻辑图写出逻辑表达式；(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) 总结归纳逻辑功能。总结归纳逻辑功能。总结归纳逻辑功能。总结

69、归纳逻辑功能。分析步骤：分析步骤：逻辑图逻辑图逻辑式逻辑式运用逻辑运用逻辑代数化简代数化简真值表真值表分析分析功能功能(2) (2) 化简逻辑函数，写出最简与或表达式；化简逻辑函数，写出最简与或表达式；化简逻辑函数，写出最简与或表达式；化简逻辑函数，写出最简与或表达式；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 BBY1AB&YY3Y2 (2) (2) 化简化简化简化简&ABYABAABBABY=AAB B

70、AB=AAB + BAB=AAB + BAB=AB (A + B)=AB+AB= (A+B) (A+B)= AA+AB+BA+BB =0+AB+BA+0 (2) (2) 化简化简化简化简 (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Y= AB +AB =A B (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

71、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ABY001 100111001(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AB= AB +AB&1 11 1BAY& (2) (2) 化简化简化简化简 (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Y= AB +AB(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

72、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” ”) ) , ,可用于可用于可用于可用于判断各输入端的状态是否相同。判断各输入端的状态是否相同。判断各输入端的状态是否相同。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&1BA&C101AA写出逻辑式

73、：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B BY&1BA&C001设：设：C=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本图功能：二选一电路。本图功能：二选一电路。【例例4】 分析下图逻辑电路的功能。分析下图逻辑电路的功能。功能功能: 当当 AB 时时, Y1=1; 当当 A111状态表状态表A B Y10 0 00 1 01 0 11 1 0

74、Y2Y31 00 10 01 0【解解】【例例例例5 5】 组合逻辑电路输入端组合逻辑电路输入端A、B、C和输出端和输出端Y的波形的波形如图所示。写出其与非表达式。并用最少的与非门组成该组合如图所示。写出其与非表达式。并用最少的与非门组成该组合逻辑电路逻辑电路 (画出逻辑电路图画出逻辑电路图)。ABCY&BCYABCY00011110101 11000111101 001 01 0101 1状态表状态表解解【例例6】 某一组合逻辑电路如图示，试分析其逻辑功能。某一组合逻辑电路如图示，试分析其逻辑功能。Y&1&119 8 7 6 5 4 3 2 1 08421编码器编码器DCBA200 解解 由

75、逻辑图列出状态表由逻辑图列出状态表D C B A Y0 0 0 0 00 0 0 1 10 0 1 0 00 0 1 1 10 1 0 0 00 1 0 1 10 1 1 0 00 1 1 1 11 0 0 0 01 0 0 1 1十进制数十进制数0123456789 由状态表可看出，凡是十进制数的奇数接高电平时，由状态表可看出，凡是十进制数的奇数接高电平时，Y为为1，否则，否则Y为为0。故为判奇电路。故为判奇电路。20. 6. 2 组合逻辑电路的综合组合逻辑电路的综合 (1) (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；由逻辑要求，列出逻辑状态表；由逻辑要求，列出逻辑状态

76、表； (2) (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；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) (3) 简化和变换逻辑表达式；简化和变换逻辑表达式；简化和变换逻辑表达式；简化和变换逻辑表达式； (4) (4) 画出逻辑图。画出逻辑图。画出逻辑图。画出逻辑图。设计步骤如下：设计步骤如下：逻辑逻辑要求要求逻辑逻辑状态表状态表逻辑式逻辑式运用逻辑运用逻辑代数化简代数化简逻辑图逻辑图 (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写出逻辑表达式写出逻辑表达式 0 0 0 0 A A B B C

77、 Y Y0 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1【解解】 【例例1】设计一三人表决电路。设计要求：多数赞成通过，设计一三人表决电路。设计要求：多数赞成通过，反之不通过。并用与非门实现该电路。反之不通过。并用与非门实现该电路。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(3) (3) 转换成用转换成用转换成用转换成用“ “与非与非与非与非” ”表达式表达式表达式表达式 0 0 0 0 A A B B C Y Y0 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1

78、 1 1ABC00011110011111 (3) (3) 化简化简化简化简三人表决电路三人表决电路三人表决电路三人表决电路& & ABCY&ABCC (4) (4) 画逻辑图画逻辑图画逻辑图画逻辑图【例例例例2 2】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中有奇数个同时为中有奇数个同时为中有奇数个同时为中有奇数个同时为“ “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。

79、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写出逻辑表达式写出逻辑表达式 0 0 0 0 A A B B C C Y Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1【解解】 0 0 0 0 A A B B C C Y Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1(3) (3) 转换成转换成转换成转换成“ “与非与非与非与非” ”表达式表达式表达式表达式A

80、ABCBC00001 10 00101111110101 11 11 11 1 (4) (4) 画画画画逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图YCBA01100111110&1010【课堂练习课堂练习1 1】 交通灯故障监测逻辑电路的设计。交通灯故障监测逻辑电路的设计。【课堂练习课堂练习2 2 】 旅客列车分动车组、特快、直快和普快，并依次为优先旅客列车分动车组、特快、直快和普快，并依次为优先通行次序。假设西安火车站同一时间只能有一趟列车开出，通行次序。假设西安火车站同一时间只能有一趟列车开出，即给出一个开车信号，试画出满足上述要求的逻辑电路。即给出一个开车信号，试画出满足上述要求的逻辑电路。【分析分析】正

81、常工作状态下，任何时刻点亮的只能是红、黄、绿正常工作状态下，任何时刻点亮的只能是红、黄、绿中的一种。当出现其他五种点亮状态时，电路发生故障，要求中的一种。当出现其他五种点亮状态时，电路发生故障，要求电路发出故障信号，以提醒维护人员前去修理。电路发出故障信号，以提醒维护人员前去修理。【例例3】设计一个交通信号灯工作状态检测电路。设计一个交通信号灯工作状态检测电路。（1）列出逻辑真值表）列出逻辑真值表 R A G Y0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11 10 00 01 10 01 11 11 1（2）写逻辑函数表达式；）写逻辑函数表达式；（3）化简逻

82、辑函数表达式；）化简逻辑函数表达式；逻辑图之一（与或式）逻辑图之一（与或式）（4）画出逻辑图。）画出逻辑图。逻辑图之二：（与非式）逻辑图之二：（与非式）逻辑图之三：（与或非式）逻辑图之三：（与或非式）【例题例题4】设计一个血型配对指示器。输血时供血者设计一个血型配对指示器。输血时供血者和受血者的血型配对情况如图所示，即（和受血者的血型配对情况如图所示，即（1）同一血）同一血型之间可以相互输血；（型之间可以相互输血；（2）AB型受血者可以接受任型受血者可以接受任何血型的输出；（何血型的输出；（3）O型输血者可以给任何血型的型输血者可以给任何血型的受血者输血。要求当受血者血型与供血者血型符合要受血

83、者输血。要求当受血者血型与供血者血型符合要求时绿指示灯亮，否则红指示灯亮。求时绿指示灯亮，否则红指示灯亮。XY00A型型 MN00A型型 01B型型 01B型型 10AB型型 10AB型型 11O型型 11O型型解解：（：（1）根据逻辑要求设定输入、输出变量。）根据逻辑要求设定输入、输出变量。 用变量用变量XY表示供血者代码。表示供血者代码。MN表示受血者代表示受血者代码。代码设定如下码。代码设定如下 设设F1表示绿灯，表示绿灯，F2表示红灯，依题意，表示红灯，依题意，可列出逻辑真值表。可列出逻辑真值表。（2）列出真值表）列出真值表（3）写出逻辑函数表达式）写出逻辑函数表达式F2m（1,3,4

84、,7,8,9,11）F1m（0,2,5,6,10,12,13,14,15）（4）化简逻辑函数表达式）化简逻辑函数表达式（4）化简逻辑函数表达式）化简逻辑函数表达式F1m（0,2,5,6,10,12,13,14,15）又又F2m（1,3,4,7,8,9,11）由此得到：由此得到：再将上式转化为与非表达式为：再将上式转化为与非表达式为：设输入既有原变设输入既有原变量又有反变量量又有反变量（5）画逻辑电路图）画逻辑电路图【例例例例 5 5】 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三个车间和一个自备三个车间和一个自备三个车间和一个自备电站，站内有两台发电机电站，站内有

85、两台发电机电站，站内有两台发电机电站，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的两倍。如果一个车间开工，只需的两倍。如果一个车间开工，只需的两倍。如果一个车间开工，只需的两倍。如果一个车间开工，只需G G2 2运行即可满运行即可满运行即可满运行即可满足要求；如果两个车间开工，只需足要求；如果两个车间开工，只需足要求；如果两个车间开工，只需足要求；如果两个车间开工，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

86、2均需运行。试画均需运行。试画均需运行。试画均需运行。试画出控制出控制出控制出控制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”。【解解解解 】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表根据逻辑要求

87、列状态表根据逻辑要求列状态表根据逻辑要求列状态表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(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 00111 0 0

88、 1 0A B C G1 G2 100011 0 1(4) (4) 用用用用“ “与非与非与非与非” ”门构成逻辑电路门构成逻辑电路门构成逻辑电路门构成逻辑电路 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(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&G1G2常用中规模组合逻辑器件常用中规模组合逻辑器件集成电路的划分集成电路的划分 20. 7 加法器加法器加法器加

89、法器加法器加法器: : 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进位进位如：如：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实现半加器实现要考虑低位要考虑低位要考虑低位要考虑低位来的进位来的进位来的进位来的进位全加器实现全加器实现半加和半加和进位进位20. 7. 1半加器半加器 半加：半加：半加：半加：实现两个一位二进制数相加，不考虑来实现两个一位二进制数相加，不考虑来实现两个一位二进制数相加，不考虑来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。自低位的进位。自低位的进

90、位。（1 1）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（2 2）逻辑表达式）逻辑表达式）逻辑表达式）逻辑表达式A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1&=1=1ABSC（3 3）逻辑图）逻辑图）逻辑图）逻辑图【例例例例】设计设计设计设计 一位二进制半加器。一位二进制半加器。一位二进制半加器。一位二进制半加器。A AB B两个输入两个输入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两个输出两个输出S SC C表示半加和表示半加和表示半加和表示半加和表示向高位的进位表示向

91、高位的进位表示向高位的进位表示向高位的进位（4 4）逻辑符号：）逻辑符号：）逻辑符号：）逻辑符号：半加器：半加器：半加器：半加器：COCOA AB BS SC C 20. 7. 2 全加器全加器 全加：全加：全加：全加：实现两个一位二进制数相加，且考虑来实现两个一位二进制数相加，且考虑来实现两个一位二进制数相加，且考虑来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。自低位的进位。自低位的进位。【例例例例】设计设计设计设计 一位二进制全加器。一位二进制全加器。一位二进制全加器。一位二进制全加器。(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A Ai i B Bi

92、 i C Ci-1i-1 S Si i C Ci i 0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 1 11 0 0 1 1 01 0 1 0 1 11 1 0 0 1 11 1 1 1 1(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) 写出逻辑式写出逻辑式写出逻辑式写出逻辑式A Ai i B Bi i C Ci-1i-1 S Si i C Ci i 0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 1 11 0 0 1 1 01 0 1 0 1 11 1 0 0 1 11 1 1 1 1半加器构成的全加器半加器构成的

93、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 &=11A Ai iCiSiC Ci-1i-1B Bi i&（3 3）逻辑图）逻辑图）逻辑图）逻辑图输入输入A Ai i表示两个同位相加的数表示两个同位相加的数表示两个同位相加的数表示两个同位相加的数B Bi iC Ci i-1表示低位来的进位表示低位来的进位输出输出输出输出表示本位和表示本位和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表示向高位的进位表示向高位的进位C Ci iS Si i（4 4）逻辑符号：）逻辑符号：）逻辑符号：）逻辑符号： 全加器全加器全加器全加器AiBiCi-

94、1SiCiCOCO CICI加法器：加法器：将将n位全加器相连组成了位全加器相连组成了n位加法器。位加法器。（1 1）串行加法器：）串行加法器：）串行加法器：）串行加法器：特点：特点：逻辑电路简单，但运算速度慢逻辑电路简单，但运算速度慢20. 7. 3 加法器加法器特点：特点：各进位信号由输入组合直接产生，电路复杂，各进位信号由输入组合直接产生，电路复杂， 但速度快。但速度快。 每位的进位只由加数和被加数决定，而与低位每位的进位只由加数和被加数决定，而与低位的进位无关。的进位无关。（2 2）超前进位全加器）超前进位全加器）超前进位全加器）超前进位全加器称称”快速加法器快速加法器快速加法器快速加

95、法器” ”74LS283-四位超前进位全加器。四位超前进位全加器。（3 3）集成全加器）集成全加器74LS283的引脚图的引脚图74LS283的逻辑符号的逻辑符号20. 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，有一特定的含义，有一特定的含义，称为编码。称为编码。称为编码。称为编码。 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。 编码器编码器数字或控制信号数字或控制信号二进制码二进制码

96、编码器：编码器：编码器：编码器：具有编码功能的逻辑电路称为编码器。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。具有编码功能的逻辑电路称为编码器。20. 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。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。2 2n n个个个个n n位位位位编码器编码器高高高高低低低低电电电电平平平平信信信信号号号号二二二二进进进进制制制制代代代代码码码码 要表示要表示要表示要表示N N个信息所需的二进制代码应满足个信息所需的二进制代码应满足个信息所需的二进制代码应满足个信息所需的

97、二进制代码应满足: : 2n N(1) (1) 分析要求：分析要求：分析要求：分析要求： 输入有输入有输入有输入有8 8个信号，个信号，个信号，个信号，即即即即 N=8N=8，根据，根据，根据，根据 2 2n n N N 的关系，的关系，的关系，的关系，即即即即 n n=3=3，即输出为三位二进制代码。，即输出为三位二进制代码。，即输出为三位二进制代码。，即输出为三位二进制代码。【例例例例】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：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) (1) 将将将将 I I0 0、I I1 1、I I7 7 8 8个信号编成

98、二进制代码。个信号编成二进制代码。个信号编成二进制代码。个信号编成二进制代码。 (2) (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。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) (3) 设输入信号高电平有效。设输入信号高电平有效。设输入信号高电平有效。设输入信号高电平有效。【解解】0 0 10 1 11 0 10 0 00 1 01 0 01 1 01 1 1I0I1I2I3I4 4I5

99、I6I7 7 (2) (2) 列编码表：列编码表：列编码表：列编码表：输入输入输输 出出Y2 Y1 Y0 (3) (3) 写出逻辑式并转换成写出逻辑式并转换成写出逻辑式并转换成写出逻辑式并转换成“ “与非与非与非与非” ”式式式式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 (4) (4) 画出逻辑图画出逻辑图画出逻辑图画出逻辑

100、图10000000111I7I6I5I4I3I1I2&1 11 11 11 11 11 11 1Y2Y1Y0将十进制数将十进制数将十进制数将十进制数 09 09 编成二进制代码的电路编成二进制代码的电路编成二进制代码的电路编成二进制代码的电路20. 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制数4 4位位位位10个个编码器编码器高高高高低低低低电电电电平平平平信信信信号号号号二二二二进进进进制制制制代代代代码码码码 将将十十进进制制的的0，1，2，9十十个个数数编编成成二二进进制制代代码，这种二码，这种二十进制代码称十进制代码称BCD 码码。 列编码表：列编码表：四位二进制代

101、码四位二进制代码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中任何十种状态中任何十种状态都可以表示都可以表示都可以表示都可以表示0909十个数码，最常十个数码，最常十个数码，最常十个数码，最常用的是用的是用的是用的是84218421码。码。码。码。（1）8421BCD码编码表码编码表0 00 00 0输输输输 出出出出输输输输 入入入入Y Y1 1Y Y2 2Y Y0 00 0 ( (I I0 0) )1 1 ( (I I1 1) )2 2 ( (I I2 2) )3 3

102、 ( (I I3 3) )4 4 ( (I I4 4) )5 5 ( (I I5 5) )6 6 ( (I I6 6) )7 7 ( (I I7 7) )8 8 ( (I I8 8) )9 9 ( (I I9 9) )Y Y3 30001110100001111000110110 000 00000000111 （2 2）写出逻辑式并化成）写出逻辑式并化成）写出逻辑式并化成）写出逻辑式并化成 “ “与非与非与非与非” ”门门门门十键十键8421码编码器的逻辑图码编码器的逻辑图+5V&Y3&Y2&Y1&Y0I0I1I2I3I4I5I6I7I8I91K 10S001S12S23S34S45S56S

103、67S78S89S90 00 01 11 10 00 0（3 3）画出逻辑图）画出逻辑图）画出逻辑图）画出逻辑图 当有当有当有当有两个或两个以上两个或两个以上两个或两个以上两个或两个以上的信号同时输入编码电路，的信号同时输入编码电路，的信号同时输入编码电路，的信号同时输入编码电路， 电路只对其中优先级别高的信号进行编码，而电路只对其中优先级别高的信号进行编码，而电路只对其中优先级别高的信号进行编码，而电路只对其中优先级别高的信号进行编码，而对其它优先级别低的信号不予理睬。对其它优先级别低的信号不予理睬。对其它优先级别低的信号不予理睬。对其它优先级别低的信号不予理睬。20. 8. 3 优先编码器

104、优先编码器优先编码器优先编码器优先编码器优先编码器是考虑输入信号的优先级别的编码器。是考虑输入信号的优先级别的编码器。是考虑输入信号的优先级别的编码器。是考虑输入信号的优先级别的编码器。常用的优先编码器为常用的优先编码器为常用的优先编码器为常用的优先编码器为CT74LS147,CT74LS147,其编码表如下其编码表如下其编码表如下其编码表如下: :74LS74LS4147 4147 编码器功能表编码器功能表编码器功能表编码器功能表I I9 9Y Y0 0I I8 8I I7 7I I6 6I I5 5I I4 4I I3 3I I2 2I I1 1Y Y1 1Y Y2 2Y Y3 3 1 1

105、 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1输输输输 入入入入 ( (低电平有效低电平有效低电平有效低电平有效) )输输输输 出出出出( (84218421反码反码反码反码) )0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 01 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 11 0 0 11 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 01 0 1 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1

106、1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 01 1 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0例例: : 74LS147集成优先编码器集成优先编码器(10线线-4线线)74LS14774LS147引脚图引脚图引脚图引脚图低电平低电平低电平低电平有效有效有效有效16 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 8 74LS414720.9 译码器和数字显示译码器和数字显示 译码：译码：对具有特定含义的二进制码进行识

107、别，并转对具有特定含义的二进制码进行识别，并转换为相应控制信号的过程。换为相应控制信号的过程。 特定信号特定信号特定信号特定信号二进制代码二进制代码二进制代码二进制代码编码编码编码编码译码译码译码译码译码器：译码器：能实现译码功能的电路称为译码器。能实现译码功能的电路称为译码器。20. 9. 1 二进制译码器二进制译码器8 8个个个个3 3位位位位译码器译码器译码器译码器二二二二进进进进制制制制代代代代码码码码高高高高低低低低电电电电平平平平信信信信号号号号2 2线线线线 4 4线译码器线译码器线译码器线译码器 型号型号型号型号: 74LS139: 74LS1393 3 线线线线 8 8线译码

108、器线译码器线译码器线译码器 型号型号型号型号: 74LS138: 74LS1384 4 线线线线 16 16线译码器线译码器线译码器线译码器 型号型号型号型号: 74LS154: 74LS154常见的二进制译码器有常见的二进制译码器有常见的二进制译码器有常见的二进制译码器有： （1 1）列出状态）列出状态）列出状态）列出状态 【例例例例】设计设计设计设计 三位二进制译码器（输出高电平有效三位二进制译码器（输出高电平有效三位二进制译码器（输出高电平有效三位二进制译码器（输出高电平有效）输输 入入A B CY0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 0 1 0 0 0 0 0 0 00

109、0 1 0 1 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0 1 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 1 0 0 01 0 1 0 0 0 0 0 1 0 01 1 0 0 0 0 0 0 0 1 01 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1输输 出出（2 2）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Y0=A B CY1=A B CY2=A B CY3=A B CY7=A B CY4=A BCY6=A B CY5=A B C（3 3）逻辑图）逻辑图）逻辑图）逻辑图CBA111&Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70 1 11 0

110、 010000000AABBCC74LS138真值表真值表74LS13874LS138与与与与74HC74HC的引脚图的引脚图的引脚图的引脚图 74LS139型译码器型译码器(a) 外引线排列图；外引线排列图；(b) 逻辑图逻辑图(a)GND1Y31Y21Y11Y01A11A01S876543212Y22Y32Y11Y02A12A02S+UCC10916151413121174LS139(b)11111&Y0&Y1&Y2&Y3SA0A1双双双双 2/4 2/4 线译码器线译码器线译码器线译码器A A0 0、A A1 1是输入端是输入端是输入端是输入端Y Y0 0 Y Y3 3是输出端是输出端是

111、输出端是输出端 S S 是使能端是使能端是使能端是使能端74LS139139译码器译码器功能表功能表功能表功能表 输输 入入 输输 出出SA0A1Y0110000011001101110 Y1Y2Y3111011101110111 74LS139型型译码器译码器双双双双 2/4 2/4 线译码器线译码器线译码器线译码器A A0 0、A A1 1是输入端是输入端是输入端是输入端Y Y0 0 Y Y3 3是输出端是输出端是输出端是输出端 S S 是使能端是使能端是使能端是使能端S = 0时译码器工作时译码器工作输出低电平有效输出低电平有效【例题例题1】用用74138译码器产生逻辑函数译码器产生逻辑

112、函数:解：解：用与非门配合实现用与非门配合实现因为因为4.用译码器实现组合逻辑函数用译码器实现组合逻辑函数F1AB C【例题例题2】试用试用3线线8线译码器线译码器74LS138设计一个设计一个多输出的组合逻辑电路。输出的逻辑函数式为多输出的组合逻辑电路。输出的逻辑函数式为解：解：首先将给定的逻辑函数化为最小项表达式，首先将给定的逻辑函数化为最小项表达式，令74LS138的输入A2A、A1B、A0C，则它的输出就是上式中的。上式表明，只需在74LS138的输出端附加4个与非门，即可得Z1Z4的逻辑电路。【例题例题3】求如图所示电路的输出函数求如图所示电路的输出函数解：解：0ABC“1”P1P2

113、输入输出关系由输入、输出的关系，可得：20. 9. 2 二二- -十进制显示译码器十进制显示译码器 在数字电路中，常常需要在数字电路中，常常需要在数字电路中，常常需要在数字电路中，常常需要把运算结果用十进制把运算结果用十进制把运算结果用十进制把运算结果用十进制 数显示出来，数显示出来，数显示出来，数显示出来，这就要用这就要用这就要用这就要用显示译码器显示译码器显示译码器显示译码器。二二 十十进进制制代代码码译译译译码码码码器器器器驱驱驱驱动动动动器器器器显显显显示示示示器器器器gfedcba 1. 1. 半导体数码管半导体数码管半导体数码管半导体数码管 由七段发光二极管构成由七段发光二极管构成

114、例：例： 共阴极接法共阴极接法a b c d e f g 0 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1低低电电平平时时发发光光高高电电平平时时发发光光共阳极接法共阳极接法abcgdef+ +dgfecbagfedcba共阴极接法共阴极接法abcdefg 2. 2. 七段译码显示器七段译码显示器七段译码显示器七段译码显示器Q3 Q2Q1Q0agfedcb译译码码器器二二 十十进进制制代代码码( ( ( (共阴极共阴极共阴极共阴极) ) ) )100101111117个个4位位七段显示译码器状态表七段显示译码器状态表七段显示译码器状态表七段显示译码器状态表gfedcbaQ3 Q2 Q1 Q

115、0a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 10 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 20 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 30 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 40 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 50 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 60 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 71 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 81 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 9输输输输 入入入入输输输输 出出出出显示显示显示显示数码数码数码数码A11A22LT3BI4RBI5A36A0

116、7GND8911101213141516+UCCabcdefg74LS247集成数码管集成数码管 ：三个输入控制端：三个输入控制端：BI：灭灯输入端灭灯输入端，当它等于零时，数码管各段均熄灭。，当它等于零时，数码管各段均熄灭。LT ：试灯输入端，当试灯输入端，当 BI = 1，LT = 0 时，数码管显示时，数码管显示 8。RBI: 灭零输入；灭零输入；(低电平有效低电平有效)当当RBI=0;A3A2A1A0=0 时灯灭，时灯灭， RBI=1;A3A2A1A0=0时，显示时，显示0。A3A2A1A0abcdefg+5 V74LS247共阳极数码管共阳极数码管A3A2A1A074LS247 74

117、LS247 与数码管的连接与数码管的连接与数码管的连接与数码管的连接R来来自自计计数数器器返回返回20. 10 数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器 在数字电路中，发送端常通过一条公共传输线，在数字电路中，发送端常通过一条公共传输线，在数字电路中，发送端常通过一条公共传输线，在数字电路中，发送端常通过一条公共传输线，用用用用多路选择器多路选择器多路选择器多路选择器分时发送数据到接收端，接收端利用分时发送数据到接收端，接收端利用分时发送数据到接收端，接收端利用分时发送数据到接收端，接收端利用多多多多路分配器路分配器路分配器路分配器分时将数据分配给各路接收端，其原理如图分时将数据分配给各路

118、接收端，其原理如图分时将数据分配给各路接收端，其原理如图分时将数据分配给各路接收端，其原理如图所示。所示。所示。所示。使能端使能端使能端使能端多路选择器多路选择器多路选择器多路选择器多路分配器多路分配器多路分配器多路分配器数据选数据选数据选数据选择控制择控制择控制择控制数据分数据分数据分数据分配控制配控制配控制配控制发发发发送送送送端端端端接接接接收收收收端端端端IYD0D1D2D3SA1A0传输线传输线传输线传输线A0A1D0D1D2D3S20. 10. 1 数据选择器数据选择器例：例：四选一数据选择器四选一数据选择器输输入入数数据据输出数据输出数据使能端使能端D0D1D2D3YSA1A0控

119、制信号控制信号 数据选择器：数据选择器：数据选择器：数据选择器：又称多路转换器或多路开关，从又称多路转换器或多路开关，从又称多路转换器或多路开关，从又称多路转换器或多路开关，从多路数据中选择其中所需要的一路数据输出。多路数据中选择其中所需要的一路数据输出。多路数据中选择其中所需要的一路数据输出。多路数据中选择其中所需要的一路数据输出。11&111&1YD0D1D2D3A0A1S1000000“ “与与与与” ”门被封门被封门被封门被封锁，选择器不锁，选择器不锁，选择器不锁，选择器不工作。工作。工作。工作。74LS153型型4选选1数据选择器数据选择器11&111&1YD0D1D2D3A0A1S

120、01D0000“ “与与与与” ”门打门打门打门打开，选择器开，选择器开，选择器开，选择器工作。工作。工作。工作。由控制端决定选由控制端决定选择哪一路数据输择哪一路数据输出。出。选中选中D000110074LS153型型4选选1数据选择器数据选择器动画动画（1 1）逻辑表达式）逻辑表达式）逻辑表达式）逻辑表达式Y=m0D0+m1D1+m2D2+m3D3（2 2）逻辑符号）逻辑符号）逻辑符号）逻辑符号 74LS153功能表功能表使能使能选选 通通输出输出SA0A1Y10000001100110D3D2D1D0 1S A11D31D21D11D01Y 地地74LS153(双双4选选1)2D32D2

121、2D12D02YA02SUCC15141312111091613245678（3 3）逻辑功能）逻辑功能）逻辑功能）逻辑功能用途：用途：用途：用途：多路选择器广泛应用于多路模拟量的采集及多路选择器广泛应用于多路模拟量的采集及多路选择器广泛应用于多路模拟量的采集及多路选择器广泛应用于多路模拟量的采集及 A/D A/D 转换器中。转换器中。转换器中。转换器中。用用用用2 2片片片片74LS153多路选择器选择多路选择器选择多路选择器选择多路选择器选择8 8路信号路信号路信号路信号若若A2A1A0=010, 输出选中输出选中1D2路的数据信号。路的数据信号。74LS153(双双4选选1)2D32D2

122、2D12D02YA02SUCC1514131211109161S A11D31D21D11D01Y 地地13245678A0A1A21(1) 74151惯用符号惯用符号【例例】 八选一数据选择器八选一数据选择器74LS151(2)74151选择器逻辑电路图选择器逻辑电路图输出输出输出输出数据输入数据输入选择输入选择输入选择输入选择输入与与或或门门使能使能使能使能(3) 74151(3) 74151数据选择器真值表数据选择器真值表数据选择器真值表数据选择器真值表Y=m0D0+m1D1+m2D2+m3D3+m4D4+m5D5+m6D6+m7D7（4 4）逻辑表达式）逻辑表达式）逻辑表达式）逻辑表达

123、式例例:用用用用74LS15174LS151型型型型8 8 8 8选选选选1 1 1 1数据选择器实现逻辑函数式数据选择器实现逻辑函数式数据选择器实现逻辑函数式数据选择器实现逻辑函数式 Y=AB+BC+CAY=AB+BC+CA解：将逻辑函数式用最小项表示解：将逻辑函数式用最小项表示解：将逻辑函数式用最小项表示解：将逻辑函数式用最小项表示令地址输入端令地址输入端令地址输入端令地址输入端A A2 2A A，A A1 1B B，A A0 0C C，则，则，则，则D D3 3D D5 5D D6 6D D7 71 1，D D0 0D D1 1D D2 2D D4 40 074LS151ABCYSD7D

124、6D5D4D3D2D1D0“1”D D3 3D D5 5D D6 6D D7 71 1，D D0 0D D1 1D D2 2D D4 40 0【课堂练习课堂练习】用数据选择器用数据选择器74151实现三变量函数：实现三变量函数：【例题例题1】用八选一数据选择器用八选一数据选择器74151实现三变量函数实现三变量函数.【解解】先将原始函数转换成标准与或式先将原始函数转换成标准与或式令地址输入端令地址输入端A2A，A1B，A0C，则，则用用74151实现三变量函数实现三变量函数D0D1D3D5D6D71，D2D4020. 10. 2 数据分配器数据分配器将一个数据将一个数据将一个数据将一个数据分时

125、分时分时分时分送到多个输出端输出。分送到多个输出端输出。分送到多个输出端输出。分送到多个输出端输出。数数数数据据据据输输输输入入入入控制信号控制信号控制信号控制信号使能端使能端使能端使能端D DY Y0 0Y Y1 1Y Y2 2Y Y3 3S SA A1 1A A0 0数据输出端数据输出端数据输出端数据输出端确定芯片是否工作确定芯片是否工作确定芯片是否工作确定芯片是否工作确定将信确定将信确定将信确定将信号送到哪号送到哪号送到哪号送到哪个输出端个输出端个输出端个输出端数据分配器的功能表数据分配器的功能表数据分配器的功能表数据分配器的功能表Y Y3 3 Y Y2 2 Y Y1 1 Y Y0 0使

126、能使能使能使能控控控控 制制制制输输输输 出出出出S SA A0 0A A1 11 10 00 00 00 00 00 01 11 10 00 01 11 10 0D D0 00 00 0 0 00 0D D0 00 00 00 00 0D D0 00 00 00 00 0D D20. 11. 1 20. 11. 1 交通信号灯故障检测电路交通信号灯故障检测电路交通信号灯故障检测电路交通信号灯故障检测电路 交通信号灯在正常情况下，交通信号灯在正常情况下，红灯红灯红灯红灯(R)亮亮停车，停车，黄灯黄灯黄灯黄灯(Y)亮亮 准备，准备，绿灯绿灯绿灯绿灯(G)亮亮 通行。正常时，通行。正常时，只有一个

127、灯亮。如果灯全不亮或全亮或两个灯同只有一个灯亮。如果灯全不亮或全亮或两个灯同时亮，都是故障。时亮，都是故障。灯亮灯亮灯亮灯亮 “1 1 1 1”表示，灯灭表示，灯灭表示，灯灭表示，灯灭 “0 0 0 0”表示，表示，表示，表示，故障故障故障故障 “1 1 1 1”表示，正常表示，正常表示，正常表示，正常 “0 0 0 0”表示，表示，表示，表示，解：解：解：解：输入信号三个，输出信号一个输入信号三个，输出信号一个20. 11 应用举例应用举例 (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写出逻辑表达式写出逻辑表达式(3) (3)

128、化简可得化简可得化简可得化简可得: :为减少所用门数为减少所用门数为减少所用门数为减少所用门数, ,将上式变换为将上式变换为将上式变换为将上式变换为: : 0 0 0 1 R R Y Y G F F0 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1 (4) (4) 画画画画逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图FGYR&11&11KAKAKAKA 发生故障时，发生故障时，发生故障时，发生故障时，F F=1=1，晶体管导通，晶体管导通，晶体管导通，晶体管导通, , 继电器继电器继电器继电器KAKA通通通通电，其触点闭合电，其触点闭合电，其触点闭合电，其触点闭合,

129、 , 故障指示灯亮。故障指示灯亮。故障指示灯亮。故障指示灯亮。正常工作时正常工作时, ABCD = 1111, T1 导通导通, M 转动转动, T2 截止。截止。20. 11. 2 故障报警器故障报警器1111111111KA1 k MDL+12 V+12 V220 VDKAT1T2HL1 k ABCD1111001111120. 11. 3 两地控制一灯的电路两地控制一灯的电路1&KA1&RY+UCCT+5VA1B010KA220V逻辑表达式：逻辑表达式：当当A、B取值不同时，取值不同时，Y=1，灯亮；，灯亮；当当A、B取值相同时，取值相同时，Y=0，灯灭。，灯灭。 当水箱无水时当水箱无水时, AD与与U端断开端断开, G1 G4 的输入端的输入端为低电平为低电平,发光二极管微亮。发光二极管微亮。水注满水注满G4 输出低电平，输出低电平，G5 输出高电平输出高电平, T1、T2 导通，导通，电机停转电机停转, 并发出报警声响。并发出报警声响。 20. 11. 4 水位检测电路水位检测电路&G2 &G3 &G4 &G5 DT1KA+12VDL+12 VT2&G1 +6 VUABCD电动机电动机控制电路控制电路检测杆铜箍检测杆铜箍祝同学们祝同学们五一节假期愉快五一节假期愉快结 束第第 2 20 0 章章返回目录返回目录