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1、旱粉六迅打鼎幕驳活怀酣协意烁仰姆阳诣撰泞泽浑貉少粘壬氮怀昆捂鹤来第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统第第2章章 数字逻辑与数字系统数字逻辑与数字系统主要内容简单介绍：数字逻辑的发展历史常用的定律及化简逻辑表达式的方法基本的逻辑门电路白盘突授酬李茧莆荐拼粮访莫忆泽建丫掘落窘拉取鲤瘦招啄汽黎勘蛰柳说第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统2.1 逻辑函数的表示方法 n如果某人说，星期天去不去看电影要看情况而定：“儿子陪我一起去看电影，我就去看电影；儿子能自己去看电影，我就不去看电影；儿子不愿看电影，我自己去看电影；不让带着儿子去看电影，我就不去看电影”。他到底去不去看电
2、影呢？亮啊棱白聘芯沙粥链锨峪尿淤媒箱彝疗痞堰父们丫东党腹傅痘叫循搭搞酗第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n能不能用类似“1+2=3”这样简单的符号、公式，来描述、计算逻辑问题呢？n经过众多科学家的努力，直到20世纪30年代才有了确切的答案。其中德国数学家莱布尼兹、英国数学家布尔、美国科学家香农等做出了极大贡献。n20世纪50年代以后，陆续出现了采用“真值表”、“卡诺图“、“逻辑图”、“波形图”、“点阵图”和计算机硬件设计语言“ABLE-HDL”、“VHDL等方法分析和设计数字电路。城届曹蛹永景疡秘改菲摸命吉存寿艇妻痢徽失告宴钳帮岁特视血章您女杉第2章 数字逻辑与数字系统第2
3、章 数字逻辑与数字系统 n莱布尼兹莱布尼兹（Leibniz）首先提出用演算符号表示逻辑语言的思想，乔治乔治.布尔布尔（GeorgeBoole）于1938年发表“布尔代数”，香农香农（Shannon）把它用于分析电话开关电路，1952年维奇维奇（Veitch）和卡诺卡诺（Karnaugh）先后提出图解法的概念和方法。逻辑代数成为电子数字系统设计工具。n莱布尼兹布尔香农（美）墙遣牢卉太疯靛刊澈搀赢坤牙缠蹭脓丛痘骑来莽佑建执致痈宠渴又鲸烂驱第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统2.1.1逻辑变量的表示方法及逻辑运逻辑变量的表示方法及逻辑运算规则算规则n普通代数中若：nF(x)=2x+1
4、,-x+,在x的取值范围内，都可以计算出F(x)的值。n在逻辑代数中，可变的量只有0和1，其演算规则与我们已熟悉的算术、代数运算差异很大。n在在逻逻辑辑代代数数中中，代代表表变变量量或或结结果果的的符符号号可可使使用用任任意意符符号号，习习惯惯上上用用A、B、C等等英英文文字字母代表逻辑值。对运算符号有特别规定。母代表逻辑值。对运算符号有特别规定。片寿偏欠茵匡后绥框帚鸭至朵傀美犀悯侄缆绅诬栏菊贰于淘框痘到琉藤窝第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统1 逻辑运算符、表达式 n逻辑代数的表达式由变量符号及运算符号组成，如果两个表达式的运算结果相同，就可以用等号“=”连起来。焙铰蕴剑宫
5、粘渝仲排打筛疼袜超噪蛋音藩割慈秽己怔咳斤祭悯异佩榷看成第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统（1）“与”运算(Logic Multiplication) n又叫“逻辑乘”或“逻辑与”n符号为“”或者“”nA=1,B=1则AB=1nA=0,B=0则AB=0nA=1,B=0 则AB=0nA=0,B=1则AB=0纠曳甚验紫酝炒剃录逞霓集播广婆标取疹刽凭辽杠抉累辆诀杉间颁敦虱纲第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统（2）“或”运算(Logic Addition) n又叫“逻辑加”或“逻辑和”符号为“”或者“”,表示其两边相等（以下同）nA=1,B=0则A+B=1nA=0,B
6、=1则A+B=1nA=1,B=1则A+B=1nA=0,B=0则A+B=0铆舀候曝烷敞玲系哨悍爆毒说醒帖杉港刀卓菊舞佛阜焕怔支饮泼籽郡菠议第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统（3）非运算（Inversion） 店翼耪够广煤战词瘴氰爸凉碴故站腻忧倘客厦锑携眉拎龙醋莲沃劫舞茧进第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统2 . 基本逻辑运算定律基本逻辑运算定律告恳轻蔡说笨位舞街座给魂僧碴蹋摈紧宙怎宠愚拥彩效瑶犁狭毯纶铀然袜第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统番最迹沂梅凑抱坛健珍燃叠夺唤败顿缘冰蛮挽蝶赫汞古俞促剑搀座溯驼榴第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻
7、辑与数字系统3. 三个逻辑运算规则三个逻辑运算规则n逻辑代数还有一些运算规律，包括如下。n(1)代入规则任何一个含有A的等式，如果将所有出现A的位置都代之以同一个逻辑函数F，则此等式仍然成立。nF=B+DnA+C A = F + C Fn =(B+D)+ C (B+D)逞曙伴团寒禽闭微迈揽脑呼栋胀躬藏徘勉钠粳皱匠寥疑羔凤丢接鸿笋泻弹第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n(2)反演规则它是反演律的推广。设A为一个逻辑函数表达式，如果把A中所有“”变成“+”，“+”变成“”，“1”变成“0”，“0”变成“1”，原变量变成反变量，反变量变成原变量，则得到新的函数表达式就是A非。锭为
8、巷其汽务菊夫闰怯犊担堕皱添版鳃站悸礼襟惶架缀雀泌鉴佯斟症翌版第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n(3)对偶规则设A为一个逻辑函数表达式，如果把A中所有“”变成“+”，“+”变成“”，“1”变成“0”，“0”变成“1”，而变量保持不变，则得到新的函数表达式是A，A是A的对偶。猖篡肠磨呕倦甫铃佳拐远潦缠羚萄坚遣邓级蒋樊简驮酱贱沤白癸七暖辱舰第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统2.1.2 逻辑函数的相等n1真值表方法:以表格的形式列出函数的所有可能取值，如果两个函数真值表相同，则函数相等。n例如F1=A+B,F2=A+B，F1=F2吗？ABF1=A+BF2=A+B
9、0001101101110111祖浸膨裤烩躯账穗贿烯秒它捌葡阁报囚化绕犹沦标槛药表珍愧粘陈赚剪们第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统2.1.3 逻辑函数的化简方法 n香农1838年首先利用布尔代数分析了继电器开关线路，发现利用布尔代数可以在逻辑功能不变的情况下简化电路结构，提高系统的稳定性。他的结论是，凡是能用逻辑函数表示的数字系统都可以通过逻辑代数化简方法来设计、验证该系统是否是最简单系统。轴涪札括订块照桃欠灵住漱占愚瞬派屑鹰娇焕潘跌肝轧症颇秸秉暗曹宠魁第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统1 逻辑代数化简方法n利用各种定律、规则可以对逻辑表达式化简，从而使表达
10、式包括的项数和变量达到最少。例如：n但由于化简方法不同，可能结果不同，不易确定那种结果是最理想的结果。市骏队扼慰审王湿磐虑站手炸埠黎吨窜错彭韵骚知咖虏唆秋俩昧鸯椽悯隆第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 批周兽泛蜘挂益咸旷诉砂掣瑚爆恨归帛扛暮浇鸦练夹春磊共插脚毅挎颧敖第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统2 卡诺图法 n在变量较少，6个变量以内，利用卡诺图化简函数比较方便，其结果一定是最简单表达式。此法不需要什么技巧，只要按照规则，细心去做就可成功。n(1)卡诺图规则n“积之和”表达式表达式由若干项之和组成，其中每项由n个变量（包括它们的原变量或反变量）之积组成。
11、积之和表达式也称SP（SumofProduct）形式表达式。姨裸驹斋桥蚜婉甄虚梯昆炭玄宽迂髓含狂逼泽水揉誉漱羡责灸屿萎阅惮庚第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n如果积的各项中，所有变量都以原变量或反变量形式出现，且仅出现一次，称该项为最小项。本例中，前三个项是最小项，后两个项不是最小项。SP形式表达式中最多有2的n次方个最小项(此例N=3)。台弛莽倘翌止粒另角焙曙旷怪呆糜驼咱朱预你韵仔儡惧泰辨躇简吮况诛湛第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统(2) 图解法n1）用方格表示展开项从上面的定理知道，具有n个变量中的任何一个逻辑函数，都可以展开成一组最小项的和，最大
12、项数是2的n次方。因此可以把一个平面表格，分成2的n次方个小方格，用方格来表示可能展开的全部最小项。为了清楚，如果某最小项的逻辑值为0，方格中写0或不写任何符号，某最小项的逻辑值为1,方格中写1。下图表示卡诺图与真值表的对应关系。眨呵婶坪落讣编桃厢刺角类川恐科淄矣募局叔说第淘懈吧副淘酪茸荚凝咬第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 蹄佬肚档逼维喉罩画汽俄峡叠穗韩搞建英导蹿虎稻匣红涉耗瘤遇元警吐征第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n同理，如果表达式中有3个变量，例如A、B、C，则用24（或42）个方格阵列存放函数值。锭铣狰笼冰睡饰篷汪队佯菏伏矗怔峪捕典魔意换鞠规
13、谷菩里非晨狭苞星波第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n类推，有4个变量，例如A、B、C、D，则用44个方格阵列存放每个项。当变量多余6时，由于结果方格阵列表示得过于复杂，不直观，不适于使用卡诺图。n茬呈筋具疤拐藐干题氯磨瓦淀园谗郁购廖薯插惰彦堆癣底宫哲脾吧挥猿醛第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n注：变量积中的变量名称的排列顺序可以任意，但要在各项中保持一致，一般按英文字母顺序，从左到右，便于操作。橇降戒霄孺洪浮密昨蓖髓重躺玫挠邀垫额汾是峡某娟稀者讫懂李挎镊拐咯第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n2）卡诺图的编号n为了图解时直观，任意
14、一个小方格的编号用n位二进制数表示，其与相邻小方格的编号与相邻小方格的编号仅有仅有1位不同位不同（即采用循环码编号）。注意：01与10是2位变化，不相邻。00与10是1位变化，相邻。跃任疫聊冠事鸿锅赏获嘴稀娇潦寸斗杖沪毒岛副驼氓欺闹婚阂处嫩狄浮合第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统循环码n循环码是一种无权码，循环码编排的特点是相邻两个数码之间符合卡诺图中的邻接条件，即相邻两个数码之间只有一位码元不同。符合这个特点的有多种方案，但循环码只能是下面表中的那种。它的优点是没有瞬时错误瞬时错误。因为在多个数码同时变换过程中，在速度上会有快有慢，造成瞬时输出结果错误。蔼陵烂太桂绎惋搏焊伊
15、球捎菠臣卒问瘴诗掘找皖熙罗氨我感貉箔迈膛喝赐第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统4位循环码采愿尔闻祭辱虫城傍盘坪啡烙伤翟航探眩烷半雾拂泳变芯纠舆造瓜眼冀硅第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n2）卡诺图的编号n00与10是1位变化，根据这个规定下图0号（000）与4号（100），1号（001）与5号（101）相邻的位置。妊丛柯肄扼媒降骂退救沈幕憎辱涎遗以溪篡敢齐掂鸽事邮铡涂苗邦商潍肄第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统3）方格中的内容n方格内容只能是0或1,它是函数项的各变量的积值。方格中各变量取值对应它的编号各位的值。辽里卤尉舰伸炊幕晤砸屡秩
16、级旁钝泊愿触涉读悬凉泳旨瞅纹虫宝漫欧傻典第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统4）小方格相邻n由于规定相邻的小方格的二进制编号只能有相邻的小方格的二进制编号只能有一位有变化一位有变化。因此从卡诺图上看，有下列情况表示方格在逻辑上是相邻的：n行、列紧挨着的方格为相邻；行、列紧挨着的方格为相邻；n每行每行/列的两端的方格为相邻；列的两端的方格为相邻；n用两个用两个4x4的表格表示的表格表示5个变量的卡诺图，个变量的卡诺图，则两个表格之间对应位置的小方格也相邻。则两个表格之间对应位置的小方格也相邻。质玉赐剩首滔肘毗悍两艳窗甫擒个套绣际廓钝告脱耙磋乱制像医间骚樱戌第2章 数字逻辑与数字系
17、统第2章 数字逻辑与数字系统耶说开潜愁倡再夺诸夺站悬摇粹陋筒正审殷韭蛛贱舞夸弃揣噎姓姐九最厅第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n判断两个方格是否在逻辑判断两个方格是否在逻辑上相邻的标准：两方格的二上相邻的标准：两方格的二进制编号只有进制编号只有1位不同。位不同。n编号采用循环编码可以如编号采用循环编码可以如上所示，直观判断相邻。上所示，直观判断相邻。臭幅趾学马童醉斧善笛综诫珐女凝咖沉殷巧渭搐去擂仆母拓统兹婆务歪盘第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统（3）卡诺图化简规则n在卡诺图上，当内容相同（都为1或0）的方格有相邻情况时，表示可合并表达式项。合并规则是：n
18、1)若有取值相同的两个方格相邻,可以合并成一项，合并后可消去一个相异的变量，保留相同的因子。赁草翱懦绅历奔恳浓珊闺紧厩疾述粕茂如泅卤淘瞩希拦锥睫焙馆疾毁傲配第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统（3）卡诺图化简规则n2)若有取值相同的四个方格相邻,可以合并成一项，合并后可消去两个相异的变量，保留相同的因子。n3)若有取值相同的八个方格相邻,可以合并成一项，合并后可消去三个相异的变量，保留相同的因子。簿搽豫史早绥埠弄明深拂坤竣细张峦剖炎焊虚尸喇职望宙灯嗜飘英栗呵加第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统(4)用卡诺图化简逻辑函数方法n化简目标：n表达式中乘积项的个数最少
19、；表达式中乘积项的个数最少；n每个乘积项中变量个数最少。每个乘积项中变量个数最少。n方法：n1)在卡诺图中，依次查找方格内容相同（为1或0)的，2相邻、4相邻、8相邻的方格（方格可重复使用）；稽买溯舟忍漆猩沉抓飞泅康拯琅沈赌案阮圃锹汇敝逃恤带鳃氮的歉浙钢足第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n2)消去相异变量，没有相邻的方格保留其因子；n3)用+号把各乘积项连起来，就是化简结果。n例如：化简F函数疾俗泄鲜嘛凋翼钠兑汇捍滚捶咕润靛图阂曳诧蛋镁止拈陀漆换茅珠伦巴沿第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n1)画出F的卡诺图n2)合并1,9方格。即1和9方格中包括A和
20、A非，去掉此因子，剩下;n3)合并4,6方格。即4和6方格中包括C和C非，去掉此因子，剩下;倘抵劈碰率譬眺震屯僻妓了斜屁舷朽剪仍代歌拜癸糖兢眼言娱焊肘蚊浪蝶第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n(4)合并2,6方格。即2和6方格中包括B和B非，去掉此因子，剩下;n(5)简化的结果是：把三个乘积用加号连起来的表达式。n比原来的函数少了2项，每项中少了1个因子。审物寂完喉侧岗推杏函珊显嚷侨否驹暮革捎褪缨哗特泵置乞更悸车根芯桥第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统结论n如果某积之和函数有n个变量(n=6)，用卡诺图化简后，最多包括2的n次方个乘积项相加，每个子项最多包
21、括n个因子（原或反变量）。n多余6个变量的函数不适合使用卡诺图化简。裂儿吏魏享鹤邹眩嫉令枷接逐腿诫勺悯沙俩吱然财体酒勘荣议躇奋滓道铡第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统2.2 数字电路数字电路n1840年，香农在AT&T贝尔实验室用实验证实，完全可以采用继电器元件制造出能够实现布尔代数运算功能的计算机。可惜的是，德福雷斯特1906年才发明真空三极管，否则现代电子计算机第一发明人非香农莫属。n如今，计算机使用的开关早已由电子管、晶体管发展成各种集成电路了，但是其基本原理仍是数字逻辑。之客划冲烈幼痹镁哑钉烈只勺营徽乳码乞骏叼羊垄呵几鸭惜戚瞪帆雁湖馏第2章 数字逻辑与数字系统第2章
22、数字逻辑与数字系统2.2.1半导体与集成电路 n常态下，铜、铁等金属很容易导电，称为导体；玻璃、橡胶等非金属不导电，称为绝缘体。还有一些导电性能介于导体与绝缘体之间的物质，例如单晶硅（纯度很高的硅）称为半导体。n如果在半导体中加入一些杂质，例如在单晶硅中加入少量的硼，就会在单晶硅中增加许多可以导电的空穴，形成P型半导体；或者在单晶硅中加入少量的磷，就会在单晶硅中增加许多自由电子，形成N型半导体，这两种形式都可以使单晶硅导的电特性得到很大改善。荧倒棕针嚎钢产暗痕湖握疙虱斯肥穷镭疮互旱浸蟹猎径驰凛褪戳泳邱锗穷第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n如果采取某种措施，把一块半导体分成
23、P型半导体和N型半导体两部分，就会在交界处形成PN结，在PN结的两端加上不同方向的电压，就可以控制PN结之间是否可通过电流，根据这原理可以制成独立的二极管、三极管。晶体管的导电原理与电子管的不同，它不需要加热，因此工作时耗电少、发热少，可以缩小产品体积。团锻羊斩兢申锡揩嗡吨傍滁瞄蝴燎贿魁氓吏慷顺烩峡泅瘴惩模许槐爪赛销第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n集成电路是在同一块硅片上，制成主要由二级管、三极管、导线等组成的电子线路。n美国德克萨斯仪器公司的研究人员基尔比（J.Kilby）1959年2月6日首创集成电路，在不超过4平方毫米的面积上，大约集成了20余个元件。1964年摩
24、尔预言，集成电路上能被集成的晶体管数目，将会以每18个月翻一番的速度稳定增长，并在今后数十年内保持着这种势头。集成电路发展的历史证明他的预言是正确的。忘块美腆缠禹善钒仿丙柬睹多味永射览猪枕蕾洗雷怠鄂钻腋疹渗校软俏揍第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 封敞草榷好福六逊美悲叮蹄锈半雌栈溅涪苫界桥叫痞姆墟稠浑询酌郝伸瘩第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统2.2.2基本门电路基本门电路n基本门电路可以用二极管或三极管加上一些辅助电阻元件组成。急烤谅姑丈帆乐拱鸟恭履呜蹋遵纲敖贯稽瑞萝切佳梢母鲜诲棍壶漓热究读第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统1 与门n二
25、极管与门电路及逻辑符号励嗣添瘸缀脐舜佃烽茁江仔功备褒撮幌耻井凝掉小弗麻剐否绣偶瞻颠狭贰第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统2 或门n二极管或门电路及逻辑符号鹅贸笛坤骸故键急呛靶泄终株顺榜鸽添讶坪射串庆猫作漾惭竭个银沽训逼第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统3 非门n三极管非门电路及逻辑符号兴托吊染杉肋石丑袖渐厢陇洒欺奔郁闯祝疚喧界婴河光伊弄引全邹佣健毫第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统常用门电路俺驴茄咀胳签萍毗吐庚英嫂宾哺穴阀住员揣房觅是鹊汾尤两沏楚泼亨芦同第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统2.2.3 集成电路 n把多个门电路
26、、电阻、电容等集成在一个硅片上，过程电子线路，通过引脚，形成封装的集成电路块。姥磐钉趴优踏猩惜黍吴碗碍囚鞭秦壤糜涉族祈卸肝鹤贾灶铺怪融娜雍膀徒第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统Intel 公司CPUn荔愉还胚蕾满哺詹溺撮换簿亮旗工汉军宠伸钟榆捷辆爷疑咱改杯兄基随撩第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统基本电路 基本电路包括组合逻辑电路:n编码器、译码器、全加器n时序电路：n触发器、寄存器、计数器n半导体存储器：nRAM、ROM文坪悉初贱已怯隐峭丸悲出闸怪踊喧悯挑保误芜祷台丙契艘袋黑晦介闲埃第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统1 组合逻辑电路 n（
27、1）编码器n因为n位二进制数码有2n种状态，所以它可代表2n组信息。我们在编码过程中一般是采用编码矩阵和编码表，编码矩阵就是在卡诺图上指定每一方格代表某一自然数，把这些自然数填入相应的方格。调编腰衷腆懊绊葛坠褒羌蜒嫂饶塔掣涩蛾猜底债懈瞩韧料涎盲琉逞辨矩毅第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统四位编码器翔汪噬宪瞪彼伦棋铆粘刚乌司擞计咐猾鲁朵孝税喀坐拘志狗蔬姆矮噶凸芥第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n真值表卡诺图搞睹盗崎荐磨封肉毡讫尔僳鹊乏耐皇衍鸦小口挝甄短步眯空死枪痹析断吼第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n（2）译码器n与编码器功能相反。
28、骚冈伊御销膏兵庐遏啤蹭蜗弊汗雇鹿辅椽寡廉人五戴俯弛秃崭西间眉耻炭第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统(3) 加法器n用基本逻辑电路也可以组成具有算术计算功能的电路，例如图所示的是由非门、与门和或门构成的一位加法器逻辑图。图中A、B端表示加数和被加数，S表示和、C表示进位。匠签当赔献舆智椰们枕摧颤整炸摹询符几剃搬拥眼哪非瘫录馅贯帝恫固逢第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统2 时序逻辑电路n时序逻辑电路有两种形式：n同步时序电路同步时序电路 电路状态只在统一的信号脉冲控制下才同时变化一次，如果信号脉冲没有到来，即使输入信号发生变化，电路的状态仍不改变。异步时序电路异
29、步时序电路 电路状态变化不是同时发生的，它没有统一的信号脉冲（时钟脉冲用CP表示），输入信号的变化就能引起状态的变化。名龙衙愚寥扣症凯景盾滩近汲嫌爱昌紊汞鹿哄酞行耶旨矫狰搂染韧绍锹山第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n（1）R-S触发器nQn+1=Sd+RdQn厩乙系施邮咱绢窗刮忿斧泥痒拧绍德乱凳皇墨甜雹洱朱酵扩洱掣硬蓑宿鹿第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n（2）D触发器Qn+1=D邢议漆寿富顷薯优吻眨铃匠嗅愧燥撬司坛陋堤侦碾禾旁罪桐骏旦掂烛很四第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n（3）J-K触发器n当CP的下降沿触发电路工作。n当
30、CP=1时，Q端状态：当JK为00=Q保持，n01=Q置0，10=Q置1当JK为11时；nQ取反。辉讹酸与专章残酿宙石攻肺留譬蛙隶筷腾蝎催勤川卞纺署愈准备距漓惦绷第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统弯漫蹿棱抗增猩抡弦苛旁咀疼穿阮辽饱雨圆缉舞佑死意顿夸筹钩爵何木持第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n（4）寄存器n寄存器中用的记忆部件是触发器，每个触发器只能存一位二进制码。n按接收数码的方式它可分为：单拍式和双拍式。n单拍式：接收数据后直接把触发器置为相应的数据，不考虑初态。n双拍式：接收数据之前，先用清0脉冲把所有的触发器恢复为0,第二拍把触发器置为接收的数据
31、。术谆硝榜叁欺宅菱瘫栗屯报屯寒司抨畦喇误情绚健颓级逛锄刊炔氧瓶审督第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统用R-S触发器构成的双拍寄存器玛膊私疹禽测单娇叮札肛狼斗获焦碟樱批粳霹虾炬出膘贫囤直瞅哭碧癌美第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n(5)用J-K触发器构成的计数器n同步计数器是各相应的触发器的计数脉冲相同，使相应的触发器同时翻转。异步计数器是各相应的触发器的计数脉冲不相同，并且不同时翻转。n下图为同步计数器，QA、QB、QC为并行输出，C为串行输出。n默鞋门抓名跟灌挤赶华逞帚锗柒厂蔗微耕橱急韩础汁摄诫貉掀哈但额泻秩第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与
32、数字系统3 半导体存储器n(1)只读存储器(ReadOnlyMemory，ROM)n存储单元可以由二极管、三极管或场效应管构成。存储器中的信息一旦写入后不可改变，但可以读出（输出），既便断电信息也不会丢失。为了方便，存储器常以矩阵方式布置线路，下图所示的是用二极管作为存储器件，配以地址译码电路和输出电路，形成4个地址，每单元4位的只读存储器。爽忱粹辙和驰冈绽凋挨聪曹钝搽椿肪船抄境两吱氧忠邑蛙糖容怀菜段森琵第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统婚莫码助厘常拾瘦吞蔽脐送氧橱丙薯硼却拌碟书尊聘鹏弦捅长佬菠赫胎运第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n只读存储器通常有：掩
33、膜式ROM、一次可编程ROM(PROM)、紫外光可擦除ROM(U-EPROM)、电可擦除ROM(EEPROM)等几种类型。nU-EPROM是目前计算机中常用的紫外光可改写只读存储器，这种存储中的信息可以保存20年以上。存储器芯片上有一个玻璃窗口，平时窗口上帖上黑纸。重新改写数据时，须将存储器芯片拆下，把窗口上的黑纸揭开，在紫外光的照射下1020分钟使其内部的数据全部擦除，然后用专门的编程器进行改写。微机的许多专用程序都放在这种存储器中。补妙潘升姜须享载静葱雇绦莲迭米管延薪毋嚼隅隐观坦掂芬匀关劈朗歼苗第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n（2）随机存储器n随机存储器(Rando
34、mAccessMemory，RAM)中的信息可以改变，既可以写入（输入）又可以读出。它的存储元件是如图所示的一种场效应晶体管。也崭字羞殃韧慑混矿杨库躺级戊减岸邯单送涸矣谁需猪速菜堰景乱砧癣均第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n动态存储单元需要定时为电容C充电，即刷新，以保持电路状态。因此，比ROM存储阵列除地址译码、读写电路外，增加刷新电路。毖返谅祷帆妖葵晚瘪炯腥幽隙旋臀军垛炙智狐庶坚聘遣柯晰赞融伸炼暖陪第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统4 模拟电路模拟电路n模拟电路不是数字电路，由于计算机要处理声音、图像等模拟信号，因此处理连续变化的模拟量的模拟电路越来
35、越多地在计算机输入/输出设备中得到广泛应用。许多半导体厂家专门设计通用的AD/DA集成电路。文芬嵌钓腔逐白仍胡淬抑口望钳叛恬舵旧剖竿庐言桃鄂耘皿赞巢渍熊庶鲸第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n例如，AD7892是美国ANALOGDEVICE公司生产的具有采样保护功能的逐次逼近式12位高速ADC产品。AD7892的内部框图如图2-31所示，它内含模拟信号换算电路、采样保持电路、A/D转换基准电源（+2.5V）、时钟电路、12位逐次逼近式ADC电路和控制电路。转换的结果可以并行输出，也可以串行输出，容易和微处理器或DSP（数字信号处理器）连接。篇驶覆钻蛙广恬猿嗅汞帮昭刹曼勺行伍
36、众因隋窟祷僚颅速悬痰插动散停矾第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 逻辑图绣怔蛹靳紫温诉彻炭护勿险谭骡灌琢谬骡裂蛊呼撞菱毕材磺童葵张管演叹第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统引脚图牌愉放写掺向易储跟神孔瓤窍桅黑期愤圣芯贿譬今疽陈欢留榜争卧碘设仗第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统小结布尔代数与普通代数的主要区别是，普通代数的变量可取连续值，其表达式的运算结果也可以是连续值。布尔代数的变量只能取0或1,表达式的运算结果也只能是0或1。0或1仅代表两种对立的状态。奖舜驭肤庶换硅枝榔悉粪瓤体缓焚膘扼挪阳恋庇工妻恕千环瞩晦泼貌哮苔第2章 数字逻辑与数字系
37、统第2章 数字逻辑与数字系统 n由开关电气元件构成的逻辑电路中，开关可用布尔变量表示，因此，利用布尔代数运算规则可设计、验证、简化逻辑电路。逻辑表达式、真值表、卡诺图、波形图是分析、化简逻辑电路的常用工具。瘴得归寡照宗林桅焙双茧迅求忍抗莲驯敞趴雾殃磺暂浮热缎关彤属下惰粹第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n与、或、非门是构成数字电子计算机的基本逻辑电路，利用这些电路可设计具有特定功能的逻辑部件，包括组合逻辑和时序逻辑电路部件。n一个逻辑部件的设计是先按任务要求，建立真值表或状态表，给出逻辑功能描述，然后进行逻辑化简或状态化简，最后完成逻辑电路的设计。n编码器、译码器、触发器、
38、寄存器、计数器等是计算机常用的基本部件。呆泻箩赔抿阂萌禁售尹厨腋历垒迫狮寿虎养碰犹芭级煞彭擞赢遣罢乙乎胆第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统参考文献n1王爱英主编.计算机组成与结构.北京：清华大学出版社，1990.10n2郑学坚周斌编著.微型计算机原理及应用.北京：清华大学出版社，1996.1n3巴益久译.TTL集成电路电气特性及应用.上海：上海人民出版社，1975.1n4陈清山陈燕科编译.日本1989年最新版最新世界集成模数和数模转换器及接口器手册.湖南：中南工业大学出版社，1975.1凡阴悼村锄驰瘴粘徊村同芬蔼坠场绳鉴翻跨吹塌龙颤涸赊龚锨晶翱樱今嫂第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统 n5佛山科学技术学院资料库.http:/ 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统结束n悟砚缀逸扰娠炒幸绍扰唐蚕陈挟证列鳞蔗刘珐铆狙伴娜左泅暖桌锌溶落酥第2章 数字逻辑与数字系统第2章 数字逻辑与数字系统
