數(shù)字電路基礎(chǔ)全部ppt課件

1、數(shù)字電路根底數(shù)字電路根底學(xué)習(xí)要點(diǎn)：學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 二進(jìn)制、二進(jìn)制與十進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制、二進(jìn)制與十進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換 邏輯代數(shù)的公式與定理、邏輯函數(shù)化簡邏輯代數(shù)的公式與定理、邏輯函數(shù)化簡 根本邏輯門電路的邏輯功能根本邏輯門電路的邏輯功能第第1章章 數(shù)字電子技術(shù)根底數(shù)字電子技術(shù)根底1.1 數(shù)字電路概述數(shù)字電路概述1.1.1 數(shù)字信號與數(shù)字電路數(shù)字信號與數(shù)字電路模擬信號：在時(shí)間上和數(shù)值上延續(xù)的信號。數(shù)字信號：在時(shí)間上和數(shù)值上不延續(xù)的即離散的信號。uu模擬信號波形數(shù)字信號波形tt對模擬信號進(jìn)展傳輸、處置的電子線路稱為模擬電路。對數(shù)字信號進(jìn)展傳輸、處置的電子線路稱為數(shù)字電路。1.1.2 數(shù)字電路的的特點(diǎn)與分

2、類數(shù)字電路的的特點(diǎn)與分類1、數(shù)字電路的特點(diǎn)、數(shù)字電路的特點(diǎn)2、數(shù)字電路的分類、數(shù)字電路的分類2按所用器件制造工藝的不同：數(shù)字電路可分為雙極型TTL型和單極型MOS型兩類。3按照電路的構(gòu)造和任務(wù)原理的不同：數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩類。組合邏輯電路沒有記憶功能，其輸出信號只與當(dāng)時(shí)的輸入信號有關(guān)，而與電路以前的形狀無關(guān)。時(shí)序邏輯電路具有記憶功能，其輸出信號不僅和當(dāng)時(shí)的輸入信號有關(guān)，而且與電路以前的形狀有關(guān)。1按集成度分類：數(shù)字電路可分為小規(guī)模SSI，每片數(shù)十器件、中規(guī)模MSI，每片數(shù)百器件、大規(guī)模LSI，每片數(shù)千器件和超大規(guī)模VLSI，每片器件數(shù)目大于1萬數(shù)字集成電路。集成電路從運(yùn)

3、用的角度又可分為通用型和公用型兩大類型。本節(jié)小結(jié)數(shù)字信號的數(shù)值相對于時(shí)間的變化過程是跳變的、延續(xù)性的。對數(shù)字信號進(jìn)展傳輸、處置的電子線路稱為數(shù)字電路。模擬信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號，即可用數(shù)字電路進(jìn)展傳輸、處置。1. 2 數(shù)制與編碼數(shù)制與編碼1進(jìn)位制：表示數(shù)時(shí)，僅用一位數(shù)碼往往不夠用，必需用進(jìn)位計(jì)數(shù)的方法組成多位數(shù)碼。多位數(shù)碼每一位的構(gòu)成以及從低位到高位的進(jìn)位規(guī)那么稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制，簡稱進(jìn)位制。1.2.1 數(shù)制數(shù)制2基 數(shù)：進(jìn)位制的基數(shù)，就是在該進(jìn)位制中能夠用到的數(shù)碼個(gè)數(shù)。3 位 權(quán)位的權(quán)數(shù)：在某一進(jìn)位制的數(shù)中，每一位的大小都對應(yīng)著該位上的數(shù)碼乘上一個(gè)固定的數(shù)，這個(gè)固定的數(shù)就是這一位的權(quán)數(shù)。

4、權(quán)數(shù)是一個(gè)冪。1、十進(jìn)制、十進(jìn)制103、102、101、100稱為十進(jìn)制的權(quán)。各數(shù)位的權(quán)是10的冪。同樣的數(shù)碼在不同的數(shù)位上代表的數(shù)值不同。恣意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)都可以表示為各個(gè)數(shù)位上的數(shù)碼與其對應(yīng)的權(quán)的乘積之和，稱權(quán)展開式。即：(5555)105103 510251015100又如：(209.04)10 2102 0101910001014 1022、二進(jìn)制、二進(jìn)制加法規(guī)那么：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10乘法規(guī)那么：0.0=0， 0.1=0 ，1.0=0，1.1=1運(yùn)算運(yùn)算規(guī)那規(guī)那么么各數(shù)位的權(quán)是的冪各數(shù)位的權(quán)是的冪二進(jìn)制數(shù)只需0和1兩個(gè)數(shù)碼，它的每一位都可以用電子元件來實(shí)現(xiàn)，

5、且運(yùn)算規(guī)那么簡單，相應(yīng)的運(yùn)算電路也容易實(shí)現(xiàn)。3、八進(jìn)制、八進(jìn)制4、十六進(jìn)制、十六進(jìn)制各數(shù)位的權(quán)是各數(shù)位的權(quán)是8的冪的冪各數(shù)位的權(quán)是各數(shù)位的權(quán)是16的冪的冪結(jié)論結(jié)論普通地，N進(jìn)制需求用到N個(gè)數(shù)碼，基數(shù)是N；運(yùn)算規(guī)律為逢N進(jìn)一。假設(shè)一個(gè)N進(jìn)制數(shù)M包含位整數(shù)和位小數(shù)，即 (an-1 an-2 a1 a0 a1 a2 am)2那么該數(shù)的權(quán)展開式為：(M)2 an-1Nn-1 an-2 Nn-2 a1N1 a0 N0a1 N-1a2 N-2 amN-m 由權(quán)展開式很容易將一個(gè)N進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。 幾幾種種進(jìn)進(jìn)制制數(shù)數(shù)之之間間的的對對應(yīng)應(yīng)關(guān)關(guān)系系十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)01234567891

6、01112131415000000000100010000110010000101001100011101000010010101001011011000110101110011110123456710111213141516170123456789ABCDEF1.2.2 數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)制轉(zhuǎn)換將N進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開，即可以轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。1、二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換、二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換1 1 0 1 0 1 0 . 0 10 00 (152.2)82八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：將每位八進(jìn)制數(shù)用3位二進(jìn)制數(shù)表示。= 011 111 100 . 010 110(374.26)82、二進(jìn)制數(shù)與十六

7、進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換、二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換1 1 1 0 1 0 1 0 0 . 0 1 10 0 00 (1E8.6)16= 1010 1111 0100 . 0111 0110(AF4.76)16 二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換，按照每4位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)于一位十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)展轉(zhuǎn)換。3、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)采用的方法 基數(shù)連除、連乘法原理：將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)展轉(zhuǎn)換。 整數(shù)部分采用基數(shù)連除法，小數(shù)部分 采用基數(shù)連乘法。轉(zhuǎn)換后再合并。 2 44 余數(shù) 低位 2 22 0=K0 2 11 0=K1 2 5 1=K2 2 2 1=K3 2 1 0=K4 0 1=K

8、5 高位 0.375 2 整數(shù) 高位 0.750 0=K1 0.750 2 1.500 1=K2 0.500 2 1.000 1=K3 低位整數(shù)部分采用基數(shù)連除法，先得到的余數(shù)為低位，后得到的余數(shù)為高位。小數(shù)部分采用基數(shù)連乘法，先得到的整數(shù)為高位，后得到的整數(shù)為低位。所以：(44.375)10(101100.011)2采用基數(shù)連除、連乘法，可將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為恣意的N進(jìn)制數(shù)。 用一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)來表示十進(jìn)制數(shù)碼、字母、符號等信息稱為編碼。 用以表示十進(jìn)制數(shù)碼、字母、符號等信息的一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)稱為代碼。1.2.3 編碼編碼 數(shù)字系統(tǒng)只能識別0和1，怎樣才干表示更多的數(shù)碼、符號、字母呢？用編碼

9、可以處理此問題。 二-十進(jìn)制代碼：用4位二進(jìn)制數(shù)b3b2b1b0來表示十進(jìn)制數(shù)中的 0 9 十個(gè)數(shù)碼。簡稱BCD碼。 2421碼的權(quán)值依次為2、4、2、1；余3碼由8421碼加0011得到；格雷碼是一種循環(huán)碼，其特點(diǎn)是任何相鄰的兩個(gè)碼字，僅有一位代碼不同，其它位一樣。 用四位自然二進(jìn)制碼中的前十個(gè)碼字來表示十進(jìn)制數(shù)碼，因各位的權(quán)值依次為8、4、2、1，故稱8421 BCD碼。常常用用B BC CD D碼碼十進(jìn)制數(shù) 8421碼 余3碼 格雷碼 2421碼5421碼0123456789000000010010001101000101011001111000100100110100010101100

10、11110001001101010111100000000010011001001100111010101001100110100000001001000110100101111001101111011110000000100100011010010001001101010111100權(quán)842124215421本節(jié)小結(jié)日常生活中運(yùn)用十進(jìn)制，但在計(jì)算機(jī)中根本上運(yùn)用二進(jìn)制，有時(shí)也運(yùn)用八進(jìn)制或十六進(jìn)制。利用權(quán)展開式可將恣意進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為其它進(jìn)制數(shù)時(shí)，整數(shù)部分采用基數(shù)除法，小數(shù)部分采用基數(shù)乘法。利用1位八進(jìn)制數(shù)由3位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，1位十六進(jìn)制數(shù)由4位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制

11、數(shù)與八進(jìn)制數(shù)以及二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換。二進(jìn)制代碼不僅可以表示數(shù)值，而且可以表示符號及文字，使信息交換靈敏方便。BCD碼是用4位二進(jìn)制代碼代表1位十進(jìn)制數(shù)的編碼，有多種BCD碼方式，最常用的是8421 BCD碼。事物往往存在兩種對立的形狀，在邏輯代數(shù)中可以籠統(tǒng)地表示為 0 和 1 ，稱為邏輯0形狀和邏輯1形狀。邏輯代數(shù)是按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)展運(yùn)算的代數(shù)，是分析和設(shè)計(jì)數(shù)字電路的數(shù)學(xué)工具。在邏輯代數(shù)，只需和兩種邏輯值，有與、或、非三種根本邏輯運(yùn)算，還有與或、與非、與或非、異或幾種導(dǎo)出邏輯運(yùn)算。邏輯代數(shù)中的變量稱為邏輯變量，用大寫字母表示。邏輯變量的取值只需兩種，即邏輯0和邏輯1，0 和

12、1 稱為邏輯常量，并不表示數(shù)量的大小，而是表示兩種對立的邏輯形狀。邏輯是指事物的因果關(guān)系，或者說條件和結(jié)果的關(guān)系，這些因果關(guān)系可以用邏輯運(yùn)算來表示，也就是用邏輯代數(shù)來描畫。1.3.1 根本邏輯運(yùn)算根本邏輯運(yùn)算1 1、與邏輯與運(yùn)算、與邏輯與運(yùn)算與邏輯的定義：僅當(dāng)決議事件Y發(fā)生的一切條件A，B，C，均滿足時(shí)，事件Y才干發(fā)生。表達(dá)式為：開關(guān)A，B串聯(lián)控制燈泡Y電路圖L=ABEABYEABYEABYEABYEABY兩個(gè)開關(guān)必需同時(shí)接通，兩個(gè)開關(guān)必需同時(shí)接通，燈才亮。邏輯表達(dá)式為：燈才亮。邏輯表達(dá)式為：A、B都斷開，燈不亮。都斷開，燈不亮。A斷開、斷開、B接通，燈不亮。接通，燈不亮。A接通、接通、B斷開

13、，燈不亮。斷開，燈不亮。A、B都接通，燈亮。都接通，燈亮。這種把一切能夠的條件組合及其對應(yīng)結(jié)果一一列出來的表格叫做真值表。將開關(guān)接通記作1，斷開記作0；燈亮記作1，燈滅記作0?？梢宰鞒鋈缦卤砀駚砻璁嬇c邏輯關(guān)系：A BY0 00 11 01 10001開關(guān) A 開關(guān) B燈 Y斷開 斷開斷開 閉合閉合 斷開閉合 閉合滅滅滅亮功能表功能表實(shí)現(xiàn)與邏輯的電路稱為與門。與門的邏輯符號：YAB&真真值值表表邏輯符號邏輯符號2 2、或邏輯或運(yùn)算、或邏輯或運(yùn)算或邏輯的定義：當(dāng)決議事件Y發(fā)生的各種條件A，B，C，)中，只需有一個(gè)或多個(gè)條件具備，事件Y就發(fā)生。表達(dá)式為：開關(guān)A，B并聯(lián)控制燈泡Y電路圖L=AB

14、EABYEABYEABY兩個(gè)開關(guān)只需有一個(gè)接通，兩個(gè)開關(guān)只需有一個(gè)接通，燈就會亮。邏輯表達(dá)式為：燈就會亮。邏輯表達(dá)式為：A、B都斷開，燈不亮。都斷開，燈不亮。A斷開、斷開、B接通，燈亮。接通，燈亮。A接通、接通、B斷開，燈亮。斷開，燈亮。A、B都接通，燈亮。都接通，燈亮。EABYEABYA BY0 00 11 01 10111 實(shí)現(xiàn)或邏輯的電路稱為或門?；蜷T的邏輯符號：AB1真值表真值表開關(guān) A 開關(guān) B燈 Y斷開 斷開斷開 閉合閉合 斷開閉合 閉合滅亮亮亮功能表功能表邏輯符號邏輯符號3 3、非邏輯非運(yùn)算、非邏輯非運(yùn)算非邏輯指的是邏輯的否認(rèn)。當(dāng)決議事件Y發(fā)生的條件A滿足時(shí)，事件不發(fā)生；條件不滿

15、足，事件反而發(fā)生。表達(dá)式為：開關(guān)A控制燈泡Y電路圖EAYRAY0110實(shí)現(xiàn)非邏輯的電路稱為非門。非門的邏輯符號：YA1EAYRA斷開，燈亮。斷開，燈亮。EAYRA接通，燈滅。接通，燈滅。真真值值表表功功能能表表邏輯符號邏輯符號開關(guān) A燈 Y斷開閉合亮滅4 4、常用的邏輯運(yùn)算、常用的邏輯運(yùn)算1與非運(yùn)算：邏輯表達(dá)式為：ABY A BY0 00 11 01 11110 真值表YAB與非門的邏輯符號L=A+B&2或非運(yùn)算：邏輯表達(dá)式為：BAYA BY0 00 11 01 11000 真值表YAB或非門的邏輯符號L=A+B13異或運(yùn)算：邏輯表達(dá)式為：BABABAYA BY0 00 11 01 1

16、0110 真值表YAB異或門的邏輯符號L=A+B=1CDABYY1&ABCD與或非門的邏輯符號ABCD&1Y與或非門的等效電路4 與或非運(yùn)算：邏輯表達(dá)式為：5 5、邏輯函數(shù)及其相等概念、邏輯函數(shù)及其相等概念1邏輯表達(dá)式：由邏輯變量和與、或、非3種運(yùn)算符銜接起來所構(gòu)成的式子。在邏輯表達(dá)式中，等式右邊的字母A、B、C、D等稱為輸入邏輯變量，等式左邊的字母Y稱為輸出邏輯變量，字母上面沒有非運(yùn)算符的叫做原變量，有非運(yùn)算符的叫做反變量。2邏輯函數(shù)：假設(shè)對應(yīng)于輸入邏輯變量A、B、C、的每一組確定值，輸出邏輯變量Y就有獨(dú)一確定的值，那么稱Y是A、B、C、的邏輯函數(shù)。記為),(CBAfY 留意

17、：與普通代數(shù)不同的是，在邏輯代數(shù)中，不論是變量還是函數(shù)，其取值都只能是0或1，并且這里的0和1只表示兩種不同的形狀，沒有數(shù)量的含義。3邏輯函數(shù)相等的概念：設(shè)有兩個(gè)邏輯函數(shù)),( ),(21CBAgYCBAfY它們的變量都是A、B、C、，假設(shè)對應(yīng)于變量A、B、C、的任何一組變量取值，Y1和Y2的值都一樣，那么稱Y1和Y2是相等的，記為Y1=Y2。假設(shè)兩個(gè)邏輯函數(shù)相等，那么它們的真值表一定一樣；反之，假設(shè)兩個(gè)函數(shù)的真值表完全一樣，那么這兩個(gè)函數(shù)一定相等。因此，要證明兩個(gè)邏輯函數(shù)能否相等，只需分別列出它們的真值表，看看它們的真值表能否一樣即可。A BABABA BA+B0 00 11 01 1000

18、111101 11 00 10 01110BAAB證明等式：1.3.2 邏輯代數(shù)的公式、定理和規(guī)那邏輯代數(shù)的公式、定理和規(guī)那么么1 1、邏輯代數(shù)的公式和定理、邏輯代數(shù)的公式和定理與運(yùn)算：111 001 010 0001常量之間的關(guān)系2根本公式0-1 律：AAAA10 0011AA或運(yùn)算：111 101 110 000非 運(yùn) 算 ：10 01互補(bǔ)律： 0 1AAAA等冪律：AAAAAA 雙 重 否 定 律 ：AA 分別令分別令A(yù)=0及及A=1代入這些代入這些公式，即可證公式，即可證明它們的正確明它們的正確性。性。3根本定理交換律：ABBAABBA結(jié)合律：)()()()(CBACBACBACBA分

19、配律：)()()(CABACBACABACBA反演律（摩根定律）：BABABABA .利用真值表很容易證利用真值表很容易證明這些公式的正確性。明這些公式的正確性。如證明如證明AB=BA：A B A.B B.A0 00 11 01 100010001(A+B)(A+C)=AA+AB+AC+BC分配率分配率A(B+C)=AB+ACA(B+C)=AB+AC=A+AB+AC+BC等冪率等冪率AA=AAA=A=A(1+B+C)+BC分配率分配率A(B+C)=AB+ACA(B+C)=AB+AC=A+BC0-10-1率率A+1=1A+1=1證明分配率：A+BA=(A+B)(A+C)證明：證明：4常用公式還原

20、律：ABABAABABA)()(證 明 ：)(BAAABAA吸收率：BABAABABAAABAAABAA)( )()(1BA BA 分配率分配率A+BC=(A+B)(A+C)A+BC=(A+B)(A+C)互補(bǔ)率互補(bǔ)率A+A=1A+A=10-10-1率率A1=1A1=1冗余律：CAABBCCAAB證明：BCCAABBCAABCCAABBCAACAAB)(互補(bǔ)率互補(bǔ)率A+A=1A+A=1分配率分配率A(B+C)=AB+ACA(B+C)=AB+AC)1 ()1 (BCACABCAAB 0-10-1率率A+1=1A+1=1例如，知等式 ，用函數(shù)Y=AC替代等式中的A，根據(jù)代入規(guī)那么，等式依然成立，即有

21、：2 2、邏輯代數(shù)運(yùn)算的根本規(guī)那、邏輯代數(shù)運(yùn)算的根本規(guī)那么么1代入規(guī)那么：任何一個(gè)含有變量A的等式，假設(shè)將一切出現(xiàn)A的位置都用同一個(gè)邏輯函數(shù)替代，那么等式依然成立。這個(gè)規(guī)那么稱為代入規(guī)那么。BAABCBABACBAC)(2反演規(guī)那么：對于任何一個(gè)邏輯表達(dá)式Y(jié)，假設(shè)將表達(dá)式中的一切“換成“，“換成“，“0換成“1，“1換成“0，原變量換成反變量，反變量換成原變量，那么所得到的表達(dá)式就是函數(shù)Y的反函數(shù)Y或稱補(bǔ)函數(shù)。這個(gè)規(guī)那么稱為反演規(guī)那么。例如：EDCBAY)(EDCBAYEDCBAYEDCBAY3對偶規(guī)那么：對于任何一個(gè)邏輯表達(dá)式Y(jié)，假設(shè)將表達(dá)式中的一切“換成“，“換成“，“0換成“1，“1換成

22、“0，而變量堅(jiān)持不變，那么可得到的一個(gè)新的函數(shù)表達(dá)式Y(jié)，Y稱為函Y的對偶函數(shù)。這個(gè)規(guī)那么稱為對偶規(guī)那么。例如：EDCBAY對偶規(guī)那么的意義在于：假設(shè)兩個(gè)函數(shù)相等，那么它們的對偶函數(shù)也相等。利用對偶規(guī)那么,可以使要證明及要記憶的公式數(shù)目減少一半。例如：留意：在運(yùn)用反演規(guī)那么和對偶規(guī)那么時(shí)，必需按照邏輯運(yùn)算的優(yōu)先順序進(jìn)展：先算括號，接著與運(yùn)算，然后或運(yùn)算，最后非運(yùn)算，否那么容易出錯(cuò)。ACABCBA)()(CABABCAABABAABABA)()()(EDCBAYEDCBAYEDCBAY1.3.3 邏輯函數(shù)的表達(dá)式邏輯函數(shù)的表達(dá)式（1）與或表達(dá)式：ACBAY（2）或與表達(dá)式：Y)(CABA（3）與非

23、-與非表達(dá)式：Y ACBA（4）或非-或非表達(dá)式：YCABA（5）與或非表達(dá)式：YCABA一個(gè)邏輯函數(shù)的表達(dá)式可以有與或表達(dá)式、或與表達(dá)式、與非-與非表達(dá)式、或非-或非表達(dá)式、與或非表達(dá)式5種表示方式。一種方式的函數(shù)表達(dá)式相應(yīng)于一種邏輯電路。雖然一個(gè)邏輯函數(shù)表達(dá)式的各種表示方式不同，但邏輯功能是一樣的。1 1、邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)及其性質(zhì)、邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)及其性質(zhì)1最小項(xiàng)：假設(shè)一個(gè)函數(shù)的某個(gè)乘積項(xiàng)包含了函數(shù)的全部變量，其中每個(gè)變量都以原變量或反變量的方式出現(xiàn)，且僅出現(xiàn)一次，那么這個(gè)乘積項(xiàng)稱為該函數(shù)的一個(gè)規(guī)范積項(xiàng)，通常稱為最小項(xiàng)。3個(gè)變量A、B、C可組成8個(gè)最小項(xiàng)：ABCCABCBACBABCACB

24、ACBACBA、2最小項(xiàng)的表示方法：通常用符號mi來表示最小項(xiàng)。下標(biāo)i確實(shí)定：把最小項(xiàng)中的原變量記為1，反變量記為0，當(dāng)變量順序確定后，可以按順序陳列成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，那么與這個(gè)二進(jìn)制數(shù)相對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，就是這個(gè)最小項(xiàng)的下標(biāo)i。3個(gè)變量A、B、C的8個(gè)最小項(xiàng)可以分別表示為：ABCmCABmCBAmCBAmBCAmCBAmCBAmCBAm76543210、3最小項(xiàng)的性質(zhì)： 3 變量全部最小項(xiàng)的真值表A B Cm0m1m2m3m4m5m6m70 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11000000001000000001000000001000000001000

25、000001000000001000000001恣意一個(gè)最小項(xiàng)，只需一組變量取值使其值為1。全部最小項(xiàng)的和必為1。ABCABC恣意兩個(gè)不同的最小項(xiàng)的乘積必為0。2 2、邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式、邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式任何一個(gè)邏輯函數(shù)都可以表示成獨(dú)一的一組最小項(xiàng)之和，稱為規(guī)范與或表達(dá)式，也稱為最小項(xiàng)表達(dá)式對于不是最小項(xiàng)表達(dá)式的與或表達(dá)式，可利用公式AA1 和A(B+C)ABBC來配項(xiàng)展開成最小項(xiàng)表達(dá)式。)7 , 3 , 2 , 1 , 0()()(73210mmmmmmABCBCACBACBACBABCAABCCBACBACBABCABCAACCBBABCAY假設(shè)列出了函數(shù)的真值表，那么只需將函數(shù)

26、值為1的那些最小項(xiàng)相加，便是函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式。A B CY最小項(xiàng)0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 101110100m0m1m2m3m4m5m6m7m1ABCm5ABCm3ABCm1ABCCBACBACBACBAmmmmmY)5 ,3 ,2, 1(5321將真值表中函數(shù)值為0的那些最小項(xiàng)相加，便可得到反函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式。本節(jié)小結(jié)邏輯代數(shù)是分析和設(shè)計(jì)數(shù)字電路的重要工具。利用邏輯代數(shù)，可以把實(shí)踐邏輯問題籠統(tǒng)為邏輯函數(shù)來描畫，并且可以用邏輯運(yùn)算的方法，處理邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)問題。與、或、非是3種根本邏輯關(guān)系，也是3種根本邏輯運(yùn)算。與非、或非、與或非、

27、異或那么是由與、或、非3種根本邏輯運(yùn)算復(fù)合而成的4種常用邏輯運(yùn)算。邏輯代數(shù)的公式和定理是推演、變換及化簡邏輯函數(shù)的根據(jù)。邏輯函數(shù)化簡的意義：邏輯表達(dá)式越簡單，實(shí)現(xiàn)它的電路越簡單，電路任務(wù)越穩(wěn)定可靠。1.4.1 邏輯函數(shù)的最簡表達(dá)式邏輯函數(shù)的最簡表達(dá)式1 1、最簡與或表達(dá)式、最簡與或表達(dá)式乘積項(xiàng)最少、并且每個(gè)乘積項(xiàng)中的變量也最少的與或表達(dá)式。CABACBCABADCBCBECACABAEBAY最簡與或表達(dá)式最簡與或表達(dá)式2 2、最簡與非、最簡與非- -與非表達(dá)式與非表達(dá)式非號最少、并且每個(gè)非號下面乘積項(xiàng)中的變量也最少的與非-與非表達(dá)式。CABACABACABAY在最簡與或表達(dá)式的根底上兩次取反用

28、摩根定律去掉下面的非號3 3、最簡或與表達(dá)式、最簡或與表達(dá)式括號最少、并且每個(gè)括號內(nèi)相加的變量也最少的或與表達(dá)式。CABAYACBACBACBACABACABAY)()(CABAY求出反函數(shù)的最簡與或表達(dá)式利用反演規(guī)那么寫出函數(shù)的最簡或與表達(dá)式4 4、最簡或非、最簡或非- -或非表達(dá)式或非表達(dá)式非號最少、并且每個(gè)非號下面相加的變量也最少的或非-或非表達(dá)式。CABACABACABACABAY)()(求最簡或非-或非表達(dá)式兩次取反、最簡與或非表達(dá)式、最簡與或非表達(dá)式非號下面相加的乘積項(xiàng)最少、并且每個(gè)乘積項(xiàng)中相乘的變量也最少的與或非表達(dá)式。ACBACABACABAY求最簡或非-或非表達(dá)式用摩根定律去

29、掉下面的非號用摩根定律去掉大非號下面的非號1.4.2 邏輯函數(shù)的公式化簡法邏輯函數(shù)的公式化簡法1 1、并項(xiàng)法、并項(xiàng)法邏輯函數(shù)的公式化簡法就是運(yùn)用邏輯代數(shù)的根本公式、定理和規(guī)那么來化簡邏輯函數(shù)。利用公式1，將兩項(xiàng)合并為一項(xiàng)，并消去一個(gè)變量。BCCBCBBCCBBCAACBBCAABCY)()(1ABCBCABCAABCCBAABCCABAABCY)()(2假設(shè)兩個(gè)乘積項(xiàng)中分別包含同一個(gè)因子的原變量和反變量，而其他因子都一樣時(shí)，那么這兩項(xiàng)可以合并成一項(xiàng)，并消去互為反變量的因子。運(yùn)用摩根定律運(yùn)用分配律運(yùn)用分配律2 2、吸收法、吸收法BAFEBCDABAY)(1BABCDBADABADBCDABADC

30、DBAY)()(2假設(shè)乘積項(xiàng)是另外一個(gè)乘積項(xiàng)的因子，那么這另外一個(gè)乘積項(xiàng)是多余的。運(yùn)用摩根定律利用公式，消去多余的項(xiàng)。利用公式，消去多余的變量。CABCABABCBAABCBCAABY)(DCBADBACBADBACBADBACCBADCBDCACBAY)()(假設(shè)一個(gè)乘積項(xiàng)的反是另一個(gè)乘積項(xiàng)的因子，那么這個(gè)因子是多余的。、配項(xiàng)法、配項(xiàng)法利用公式，為某一項(xiàng)配上其所缺的變量，以便用其它方法進(jìn)展化簡。CACBBABBCAACBCBACBABCACBACBACBBACCBACBAACBBABACBCBBAY)()1 ()1 ()()(利用公式，為某項(xiàng)配上其所能合并的項(xiàng)。BCACABBCAABCCBA

31、ABCCABABCBCACBACABABCY)()()(、消去冗余項(xiàng)法、消去冗余項(xiàng)法利用冗余律，將冗余項(xiàng)消去。DCACBAADEDCACBADCADEACBAY)(1CBABFGDEACCBABY)(2例：化簡函數(shù))()()()(GEAGCECGADBDBY解：先求出Y的對偶函數(shù)Y，并對其進(jìn)展化簡。GCCEDBAEGGCCEDAGBDBY求Y的對偶函數(shù)，便得的最簡或與表達(dá)式。)()(GCECDBY1.4.3 邏輯函數(shù)的圖形化簡法邏輯函數(shù)的圖形化簡法1 1、卡諾圖的構(gòu)成、卡諾圖的構(gòu)成邏輯函數(shù)的圖形化簡法是將邏輯函數(shù)用卡諾圖來表示，利用卡諾圖來化簡邏輯函數(shù)。將邏輯函數(shù)真值表中的最小項(xiàng)重新陳列成矩陣

32、方式，并且使矩陣的橫方向和縱方向的邏輯變量的取值按照格雷碼的順序陳列，這樣構(gòu)成的圖形就是卡諾圖?？ㄖZ圖的特點(diǎn)是恣意兩個(gè)相鄰的最小項(xiàng)在圖中也是相鄰的。相鄰項(xiàng)是指兩個(gè)最小項(xiàng)只需一個(gè)因子互為反變量，其他因子均一樣，又稱為邏輯相鄰項(xiàng) 。 A B010m0m21m1m3 ABC000111100m0m2m6m41m1m3m7m5 2 變量卡諾圖 3 變量卡諾圖每個(gè)2變量的最小項(xiàng)有兩個(gè)最小項(xiàng)與它相鄰每個(gè)3變量的最小項(xiàng)有3個(gè)最小項(xiàng)與它相鄰 ABCD0001111000m0m4m12m801m1m5m13m911m3m7m15m1110m2m6m14m10 4 變量卡諾圖每個(gè)4變量的最小項(xiàng)有4個(gè)最小項(xiàng)與它相鄰

33、最左列的最小項(xiàng)與最右列的相應(yīng)最小項(xiàng)也是相鄰的最上面一行的最小項(xiàng)與最下面一行的相應(yīng)最小項(xiàng)也是相鄰的兩個(gè)相鄰最小項(xiàng)可以合并消去一個(gè)變量BACCBACBACBA)(DCADCBADCAB邏輯函數(shù)化簡的本質(zhì)就是相鄰最小項(xiàng)的合并2 2、邏輯函數(shù)在卡諾圖中的表示、邏輯函數(shù)在卡諾圖中的表示1邏輯函數(shù)是以真值表或者以最小項(xiàng)表達(dá)式給出：在卡諾圖上那些與給定邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)相對應(yīng)的方格內(nèi)填入1，其他的方格內(nèi)填入0。 ABCD00011110000100011000111111100110)15,14,11, 7 , 6 , 4 , 3 , 1 (),(mDCBAYm1m3m4m6m7m11m14m152邏輯函數(shù)以

34、普通的邏輯表達(dá)式給出：先將函數(shù)變換為與或表達(dá)式不用變換為最小項(xiàng)之和的方式，然后在卡諾圖上與每一個(gè)乘積項(xiàng)所包含的那些最小項(xiàng)該乘積項(xiàng)就是這些最小項(xiàng)的公因子相對應(yīng)的方格內(nèi)填入1，其他的方格內(nèi)填入0。)(CBDAYCBDAY ABC D00011110001100010000111001101101變換為與或表達(dá)式的公因子的公因子闡明：假設(shè)求得了函數(shù)的反函數(shù)，那么對中所包含的各個(gè)最小項(xiàng)，在卡諾圖相應(yīng)方格內(nèi)填入0，其他方格內(nèi)填入1。3 3、卡諾圖的性質(zhì)、卡諾圖的性質(zhì) ABC D000111100001000100011100011001001任何兩個(gè)21個(gè)標(biāo)1的相鄰最小項(xiàng)，可以合并為一項(xiàng)，并消去一個(gè)變量

35、消去互為反變量的因子，保管公因子。 AB C000111100100110110CBACBAABCBCADBCADCBACDBADCBACBBCDBADBA ABCD000111100001000111111101101001002任何4個(gè)22個(gè)標(biāo)1的相鄰最小項(xiàng)，可以合并為一項(xiàng)，并消去2個(gè)變量。 A B C000111100111110110CCBAABBABACBACABCBACBA)(BBACCACACAABCCABBCACBA)(BADC ABC D00011110001001010110110110101001 ABC D00011110000110011001111001100110

36、 ABC D00011110000000011111111111100000 ABCD000111100010010110011110011010013任何8個(gè)23個(gè)標(biāo)1的相鄰最小項(xiàng)，可以合并為一項(xiàng)，并消去3個(gè)變量。小結(jié)：相鄰最小項(xiàng)的數(shù)目必需為個(gè)才干合并為一項(xiàng)，并消去個(gè)變量。包含的最小項(xiàng)數(shù)目越多，即由這些最小項(xiàng)所構(gòu)成的圈越大，消去的變量也就越多，從而所得到的邏輯表達(dá)式就越簡單。這就是利用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)的根本原理。4 4、圖形法化簡的根本步驟、圖形法化簡的根本步驟邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式或真值表或真值表卡諾圖卡諾圖)15,13,12,11, 8 , 7 , 5 , 3(),(mDCBAY A B

37、C D0 00 11 11 00 000110 101101 111111 00000 1 1 合并最小項(xiàng)合并最小項(xiàng)圈越大越好，但每個(gè)圈中標(biāo)的方格數(shù)目必需為個(gè)。同一個(gè)方格可同時(shí)畫在幾個(gè)圈內(nèi)，但每個(gè)圈都要有新的方格，否那么它就是多余的。不能漏掉任何一個(gè)標(biāo)的方格。i2最簡與或表達(dá)式最簡與或表達(dá)式 A BC D0 00 11 11 00 000110 101101 111111 00000DCACDBDDCBAY ),(冗余項(xiàng) 2 2 3 3 將代表每個(gè)圈的乘積項(xiàng)相加 ABC D00011110 ABC D00011110001101001101010111010111110011110011100

38、000100000兩點(diǎn)闡明： 在有些情況下，最小項(xiàng)的圈法不只一種，得到的各個(gè)乘積項(xiàng)組成的與或表達(dá)式各不一樣，哪個(gè)是最簡的，要經(jīng)過比較、檢查才干確定。不是最簡最簡 ABCD00011110 ABCD00011110001100001100011110011110110010110010101010101010 在有些情況下，不同圈法得到的與或表達(dá)式都是最簡方式。即一個(gè)函數(shù)的最簡與或表達(dá)式不是獨(dú)一的。1.4.4 含隨意項(xiàng)的邏輯函數(shù)的化簡含隨意項(xiàng)的邏輯函數(shù)的化簡1 1、含隨意項(xiàng)的邏輯函數(shù)、含隨意項(xiàng)的邏輯函數(shù)例如：判別一位十進(jìn)制數(shù)能否為偶數(shù)。 ABCD0001111000111010001100101

39、1輸入變量A，B，C，D取值為00001001時(shí)，邏輯函數(shù)Y有確定的值，根據(jù)題意，偶數(shù)時(shí)為1，奇數(shù)時(shí)為0。)8 ,6,4,2,0(),(mDCBAYA，B，C，D取值為1010 1111的情況不會出現(xiàn)或不允許出現(xiàn)，對應(yīng)的最小項(xiàng)屬于隨意項(xiàng)。用符號“、“或“d表示。隨意項(xiàng)之和構(gòu)成的邏輯表達(dá)式叫做 隨意條件或約束條件，用一個(gè)值恒為 0 的條件等式表示。0)15,14,13,12,11,10(d含有隨意條件的邏輯函數(shù)可以表示成如下方式：)15,14,13,12,11,10()8 , 6 , 4 , 2 , 0(),(dmDCBAF2 2、含隨意項(xiàng)的邏輯函數(shù)的化簡、含隨意項(xiàng)的邏輯函數(shù)的化簡在邏輯函數(shù)的化

40、簡中，充分利用隨意項(xiàng)可以得到更加簡單的邏輯表達(dá)式，因此其相應(yīng)的邏輯電路也更簡單。在化簡過程中，隨意項(xiàng)的取值可視詳細(xì)情況取0或取1。詳細(xì)地講，假設(shè)隨意項(xiàng)對化簡有利，那么取1；假設(shè)隨意項(xiàng)對化簡不利，那么取0。 ABCD00011110001110100011001011不利用隨意項(xiàng)的化簡結(jié)果為：DCADAY利用隨意項(xiàng)的化簡結(jié)果為：DY 3 3、變量相互排斥的邏輯函數(shù)的化簡、變量相互排斥的邏輯函數(shù)的化簡在一組變量中，假設(shè)只需有一個(gè)變量取值為1，那么其它變量的值就一定為0，具有這種制約關(guān)系的變量叫做相互排斥的變量。變量相互排斥的邏輯函數(shù)也是一種含有隨意項(xiàng)的邏輯函數(shù)。A B CY0 0 00 0 10

41、1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10111 AB C00011110001111YABC111簡化真值表CBAY本節(jié)小結(jié)邏輯函數(shù)的化簡有公式法和圖形法等。公式法是利用邏輯代數(shù)的公式、定理和規(guī)那么來對邏輯函數(shù)化簡，這種方法適用于各種復(fù)雜的邏輯函數(shù)，但需求熟練地運(yùn)用公式和定理，且具有一定的運(yùn)算技巧。圖形法就是利用函數(shù)的卡諾圖來對邏輯函數(shù)化簡，這種方法簡單直觀，容易掌握，但變量太多時(shí)卡諾圖太復(fù)雜，圖形法已不適用。在對邏輯函數(shù)化簡時(shí)，充分利用隨意項(xiàng)可以得到非常簡單的結(jié)果。1.5.1 邏輯函數(shù)的表示方法邏輯函數(shù)的表示方法1 1、真值表、真值表真值表：是由變量的一切能夠取值組合及其對

42、應(yīng)的函數(shù)值所構(gòu)成的表格。真值表列寫方法：每一個(gè)變量均有0、1兩種取值，n個(gè)變量共有2i種不同的取值，將這2i種不同的取值按順序普通按二進(jìn)制遞增規(guī)律陳列起來，同時(shí)在相應(yīng)位置上填入函數(shù)的值，便可得到邏輯函數(shù)的真值表。A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100010011例如：當(dāng)A=B=1、或那么B=C=1時(shí)，函數(shù)Y=1；否那么Y=0。2 2、邏輯表達(dá)式、邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式：是由邏輯變量和與、或、非3種運(yùn)算符銜接起來所構(gòu)成的式子。函數(shù)的規(guī)范與或表達(dá)式的列寫方法：將函數(shù)的真值表中那些使函數(shù)值為1的最小項(xiàng)相加，便得到函數(shù)的規(guī)范與或表達(dá)式。)7 ,

43、6 , 3(mABCCABBCAY3 3、卡諾圖、卡諾圖卡諾圖：是由表示變量的一切能夠取值組合的小方格所構(gòu)成的圖形。邏輯函數(shù)卡諾圖的填寫方法：在那些使函數(shù)值為1的變量取值組合所對應(yīng)的小方格內(nèi)填入1，其他的方格內(nèi)填入0，便得到該函數(shù)的卡諾圖。 A B C0001111000010101104 4、邏輯圖、邏輯圖邏輯圖：是由表示邏輯運(yùn)算的邏輯符號所構(gòu)成的圖形。Y&1&ABBC、波形圖、波形圖波形圖：是由輸入變量的一切能夠取值組合的高、低電平及其對應(yīng)的輸出函數(shù)值的高、低電平所構(gòu)成的圖形。1.5.2 邏輯函數(shù)表示方法之間的轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)表示方法之間的轉(zhuǎn)換1 1、由真值表到邏輯圖的轉(zhuǎn)換、由

44、真值表到邏輯圖的轉(zhuǎn)換真值表真值表邏輯表邏輯表達(dá)式或達(dá)式或卡諾圖卡諾圖A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 100100111) 7 , 6 , 5 , 2 (mABCCABCBACBAY 1 1 ABC000111100010110011最簡與或最簡與或表達(dá)式表達(dá)式化簡 2 或 ACBACBAY 2 &畫邏輯圖畫邏輯圖 3 &1ABCA最簡與或最簡與或表達(dá)式表達(dá)式ACBACBAY&CBBAACABACYACBBAACY&ABCABAC假設(shè)用與非門假設(shè)用與非門實(shí)現(xiàn)，將最簡實(shí)現(xiàn)，將最簡與或表達(dá)式變與或表達(dá)式變換乘最

45、簡與非換乘最簡與非-與非表達(dá)式與非表達(dá)式ACBACBAY 3 2 2、由邏輯圖到真值表的轉(zhuǎn)換、由邏輯圖到真值表的轉(zhuǎn)換邏輯圖邏輯圖邏輯表邏輯表達(dá)式達(dá)式 1 1 最簡與或最簡與或表達(dá)式表達(dá)式化簡 2 &A1CBBAACY11CBAY1BAY2CAY31Y2Y3YY)()(321CABACBAYYYY 2 CAABCBACBACBACABACBAY)()()(從輸入到輸出逐級寫出A B CY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 101001011最簡與或最簡與或表達(dá)式表達(dá)式 3 真值表真值表CAABCBAY 3 本節(jié)小結(jié)邏輯函數(shù)可用真值表、邏輯表達(dá)式、

46、卡諾圖、邏輯圖和波形圖5種方式表示，它們各具特點(diǎn)，但本質(zhì)相通，可以相互轉(zhuǎn)換。對于一個(gè)詳細(xì)的邏輯函數(shù)，終究采用哪種表示方式應(yīng)視實(shí)踐需求而定。在運(yùn)用時(shí)應(yīng)充分利用每一種表示方式的優(yōu)點(diǎn)。由于由真值表到邏輯圖和由邏輯圖到真值表的轉(zhuǎn)換，直接涉及到數(shù)字電路的分析和設(shè)計(jì)問題，因此顯得更為重要。獲得高、低電平的根本方法：利用半導(dǎo)體開關(guān)元件的導(dǎo)通、截止即開、關(guān)兩種任務(wù)形狀。邏輯0和1： 電子電路中用高、低電平來表示。1.6.1 半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性1 1、二極管的開關(guān)特性、二極管的開關(guān)特性邏輯門電路：用以實(shí)現(xiàn)根本和常用邏輯運(yùn)算的電子電路。簡稱門電路。根本和常用門電路有與門、或門、非門反相器、與

47、非門、或非門、與或非門和異或門等。二極管符號：正極負(fù)極uD + ui RL +uo D開關(guān)電路 IF 0.5 0.7iD(mA) uD(V)伏安特性UBR0 + ui=0V RL +uo Dui=0V時(shí)的等效電路 + + ui=5V RL +uo D 0.7Vui=5V 時(shí)的等效電路uououi0V時(shí)，二極管截止，好像開關(guān)斷開，uo0V。ui5V時(shí)，二極管導(dǎo)通，好像0.7V的電壓源，uo4.3V。二極管的反向恢復(fù)時(shí)間限制了二極管的開關(guān)速度。Ui0.5V時(shí)，二極管導(dǎo)通。2 2、三極管的開關(guān)特性、三極管的開關(guān)特性 NPN型三極管截止、放大、飽和3 種工作狀態(tài)的特點(diǎn)工作狀態(tài)截 止放 大飽 和條 件i

48、B00iBIBSiBIBS偏置情況發(fā)射結(jié)反偏集電結(jié)反偏uBE0，uBC0，uBC0，uBC0集電極電流iC0iCiBiCICSce間電壓uCEVCCuCEVCCiCRcuCEUCES0.3V工作特點(diǎn)ce間等效電阻很大，相當(dāng)開關(guān)斷開可變很小，相當(dāng)開關(guān)閉合Q2ui iB e Rb biC (mA) 直流負(fù)載線 VCC Rc 0+VCCiC uo工作原理電路輸出特性曲線80A60A40A20AiB=00 UCES VCC uCE(V) 0 0.5 uBE(V)輸入特性曲線iB(A)Q1Q Rc cRbRc+VCCbce截止形狀飽和形狀iBIBSui=UIL0.5Vuo=+VCCui=UIHuo=0.

49、3VRbRc+VCCbce0.7V0.3V飽和區(qū)截止區(qū)放大區(qū)10kui iB eRb b+VCC=+5ViC uo Rc1k c=40ui=0.3V時(shí)，由于uBE0.5V，iB=0，三極管任務(wù)在截止形狀，ic=0。由于ic=0，所以輸出電壓：ui=1V時(shí)，三極管導(dǎo)通，基極電流：由于0iBIBS，三極管任務(wù)在飽和形狀。輸出電壓：uoUCES0.3V3 3、場效應(yīng)管的開關(guān)特性、場效應(yīng)管的開關(guān)特性 iD(mA) 0uDS(V)0 UT uGS(V)iD(mA)uGS=10V8V6V4V2V任務(wù)原理電路轉(zhuǎn)移特性曲線輸出特性曲線uiuiGDSRD+VDDGDSRD+VDDGDSRD+VDD截止形狀uiU

50、Tuo01.6.2 分立元件門電路分立元件門電路1 1、二極管與門、二極管與門+VCC(+5V) R 3k Y D1A D2B5V0VABY &uA uBuYD1 D20V 0V0V 5V5V 0V5V 5V0.7V0.7V0.7V5V導(dǎo)通 導(dǎo)通導(dǎo)通 截止截止 導(dǎo)通截止 截止A BY0 00 11 01 10001Y=ABA D1B D2 5V 0V YR3k2 2、二極管或門、二極管或門ABY 1uA uBuYD1 D20V 0V0V 5V5V 0V5V 5V0V4.3V4.3V4.3V截 止 截 止截 止 導(dǎo) 通導(dǎo) 通 截 止導(dǎo) 通 導(dǎo) 通A BY0 00 11 01 10111Y

51、=A+BA =40+5V Y電路圖1邏輯符號AY1k4.3k3 3、三極管非門、三極管非門uA0V時(shí)，三極管截止，iB0，iC0，輸出電壓uYVCC5VuA5V時(shí)，三極管導(dǎo)通。基極電流為：iBIBS，三極管任務(wù)在飽和形狀。輸出電壓uYUCES0.3V。mA1mA3 . 47 . 05Bi三極管臨界飽和時(shí)的基極電流為：mA16. 01303 . 05BSIAY0110AY AA1電路圖邏輯符號YYGSDB+VDD+10V RD20k當(dāng)uA0V時(shí)，由于uGSuA0V，小于開啟電壓UT，所以MOS管截止。輸出電壓為uYVDD10V。當(dāng)uA10V時(shí)，由于uGSuA10V，大于開啟電壓UT，所以MOS管

52、導(dǎo)通，且任務(wù)在可變電阻區(qū)，導(dǎo)通電阻很小，只需幾百歐姆。輸出電壓為uY0V。AY T4 +VCC(+5V) b1 A BR13kT3T2T1Y R4100+VCC(+5V)T5 A BTTL與非門電路T1的等效電路D3c1R13kR2750R3360R53kD1D21.6.3 TTL集成門電路集成門電路1 1、TTLTTL與非門與非門輸入信號不全為1：如uA=0.3V， uB=3.6V R4100T4 A BR13kT3T2T1Y+VCC(+5V)T5R2750R3360R53k0.7V0.7V+-3.6V0.3V1V那么uB1=0.3+0.7=1V，T2、T5截止，T3、T4導(dǎo)通忽略iB3，輸

53、出端的電位為：輸出Y為高電平。uY50.70.73.6VT4ABR13kT3T2T1YR4100+VCC(+5V)T5R2750 R3360 R53k0.7V0.7V+-+-0.3V+-0.3V3.6V3.6V輸入信號全為1：如uA=uB=3.6V2.1V那么uB1=2.1V，T2、T5導(dǎo)通，T3、T4截止輸出端的電位為： uY=UCES0.3V輸出Y為低電平。BAYuA uBuY0.3V 0.3V0.3V 3.6V3.6V 0.3V3.6V 3.6V3.6V3.6V3.6V0.3VA BY0 00 11 01 11110功能表功能表真值表真值表邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式74LS00 的引腳排列圖V

54、CC 3A 3B 3Y 4A 4B 4Y 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 14 13 12 11 10 9 874LS20 1 2 3 4 5 6 7VCC 2A 2B NC 2C 2D 2Y 1A 1B NC 1C 1D 1Y GND74LS20 的引腳排列圖 14 13 12 11 10 9 874LS00 1 2 3 4 5 6 774LS00內(nèi)含4個(gè)2輸入與非門，74LS20內(nèi)含2個(gè)4輸入與非門。2 2、TTLTTL非門、或非門、與或非門、與門、或門及異或門非門、或非門、與或非門、與門、或門及異或門 14 13 12 11 10 9 874LS04 1 2 3 4 5 6

55、7VCC 4A 4Y 5A 5Y 6A 6Y 1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND6 反相器 74LS04 的引腳排列圖T4AR13kT3T2T1YR4100+VCCT5R2750R3360R53kTTL 反相器電路A=0時(shí)，T2、T5截止，T3、T4導(dǎo)通，Y=1。A=1時(shí)，T2、T5導(dǎo)通，T3、T4截止，Y=0。AY TTL非門 14 13 12 11 10 9 874LS02 1 2 3 4 5 6 7VCC 3Y 3B 3A 4Y 4B 4A 1Y 1B 1A 2Y 2B 3A GND74LS02 的引腳排列圖T4ABR1T3T2T1YR4+VCCT5R2R3R5T2T1R1TTL

56、 或非門電路A、B中只需有一個(gè)為1，即高電平，如A1，那么iB1就會經(jīng)過T1集電結(jié)流入T2基極，使T2、T5飽和導(dǎo)通，輸出為低電平，即Y0。AB0時(shí)，iB1、iB1均分別流入T1、T1發(fā)射極，使T2、T2、T5均截止，T3、T4導(dǎo)通，輸出為高電平，即Y1。BAYTTL或非門 14 13 12 11 10 9 874LS51 1 2 3 4 5 6 7VCC 2B 2C 2D 2E 2F 2Y 2A 1A 1B 1C 1D 1Y GND74LS51 的引腳排列圖T4ABCDR1T3T2T1YR4+VCCT5R2R3R5T2T1R1TTL 與或非門電路A和B都為高電平T2導(dǎo)通、或C和D都為高電平T

57、2導(dǎo)通時(shí)，T5飽和導(dǎo)通、T4截止，輸出Y=0。A和B不全為高電平、并且C和D也不全為高電平T2和T2同時(shí)截止時(shí)，T5截止、T4飽和導(dǎo)通，輸出Y=1。DCBAYTTL與或非門與門ABAB&1Y=AB=ABAB&YABA+B11或門AB1YY=A+B=A+B異或門AB&11YBABABABABABABABABAY)()(AB=1Y3 3、OCOC門及門及TSLTSL門門OC 與非門的電路結(jié)構(gòu)AB+VCCYR YABCD&OC 門線與圖+VCCR Y1 Y2 T1 T2 T3 uB1問題的提出：為處理普通TTL與非門不能線與而設(shè)計(jì)的。A、B不全為1時(shí)，uB1=1V，T

58、2、T3截止，Y=1。接入外接電阻R后：A、B全為1時(shí)，uB1=2.1V，T2、T3飽和導(dǎo)通，Y=0。BAY外接電阻R的取值范圍為：ILOLOLCCmIIUVmaxIHOHOHCCmInIUVminROC門TSL門國標(biāo)符號T4AR13kT3T2T1YR4100+VCC(+5V)T5R2750R3360R53kAE&ENYED電路結(jié)構(gòu)E0時(shí)，二極管D導(dǎo)通，T1基極和T2基極均被鉗制在低電平，因此T2T5均截止，輸出端開路，電路處于高阻形狀。結(jié)論：電路的輸出有高阻態(tài)、高電平和低電平3種形狀。E1時(shí)，二極管D截止，TSL門的輸出形狀完全取決于輸入信號A的形狀，電路輸出與輸入的邏輯關(guān)系和普通反

59、相器一樣，即：Y=A，A0時(shí)Y1，為高電平；A1時(shí)Y0，為低電平。TSL門的運(yùn)用：G1總線ABE1ENY1EN1AE1ENB1EN1 1ENE1 A1 1ENE2 A2 1ENEn An(a) 多路開關(guān)(b) 雙向傳輸(c) 單向總線G1G2G1G2G2Gn作多路開關(guān)：E=0時(shí)，門G1使能，G2制止，Y=A；E=1時(shí)，門G2使能，G1制止，Y=B。信號雙向傳輸：E=0時(shí)信號向右傳送，B=A；E=1時(shí)信號向左傳送，A=B 。構(gòu)成數(shù)據(jù)總線：讓各門的控制端輪番處于低電平，即任何時(shí)辰只讓一個(gè)TSL門處于任務(wù)形狀，而其他TSL門均處于高阻形狀，這樣總線就會輪番接受各TSL門的輸出。4 4、TTLTTL系

60、列集成電路及主要參數(shù)系列集成電路及主要參數(shù)TTL系列集成電路74：規(guī)范系列，前面引見的TTL門電路都屬于74系列，其典型電路與非門的平均傳輸時(shí)間tpd10ns，平均功耗P10mW。74H：高速系列，是在74系列根底上改良得到的，其典型電路與非門的平均傳輸時(shí)間tpd6ns，平均功耗P22mW。74S：肖特基系列，是在74H系列根底上改良得到的，其典型電路與非門的平均傳輸時(shí)間tpd3ns，平均功耗P19mW。74LS：低功耗肖特基系列，是在74S系列根底上改良得到的，其典型電路與非門的平均傳輸時(shí)間tpd9ns，平均功耗P2mW。74LS系列產(chǎn)品具有最正確的綜合性能，是TTL集成電路的主流，是運(yùn)用最廣的系列。TTL與非門主要參數(shù)1輸出高電平UOH：TTL與非門的一個(gè)或幾個(gè)輸入為低電平常的輸出電平。產(chǎn)品規(guī)范值UOH2.4V，規(guī)范高電平USH2.4V。2高電平輸出電流IOH：輸出為高電平