數(shù)字電子技術(shù)-第章數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)

第1章數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習要點：二進制、二進制與十進制的相互轉(zhuǎn)換邏輯代數(shù)的公式與定理、邏輯函數(shù)化簡基本邏輯門電路的邏輯功能第1章數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)1.1數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（緒論）1.2數(shù)制與編碼1.3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)1.4邏輯函數(shù)的化簡1.5邏輯函數(shù)的表示方法及其相互轉(zhuǎn)換1.6門電路退出1.1數(shù)字電路概述1.1.1數(shù)字信號與數(shù)字電路1.1.2數(shù)字電路的特點與分類退出課程說明1.1.1數(shù)字信號與數(shù)字電路模擬信號：在時間上和數(shù)值上連續(xù)的信號。數(shù)字信號：在時間上和數(shù)值上不連續(xù)的（即離散的）信號。uu模擬信號波形數(shù)字信號波形tt對模擬信號進行傳輸、處理的電子線路稱為模擬電路。對數(shù)字信號進行傳輸、處理的電子線路稱為數(shù)字電路。

數(shù)字信號的主要參數(shù)

一個理想的周期性數(shù)字信號，可用以下幾個參數(shù)來描繪：Vm——信號幅度。T——信號的重復(fù)周期。tW——脈沖寬度。q——占空比。其定義為：

5V(V)0t(ms)twTVm

圖中所示為三個周期相同（T=20ms），但幅度、脈沖寬度及占空比各不相同的數(shù)字信號。

有兩種邏輯體制：

正邏輯體制規(guī)定：高電平為邏輯1，低電平為邏輯0。

負邏輯體制規(guī)定：低電平為邏輯1，高電平為邏輯0。

下圖為采用正邏輯體制所表的示邏輯信號：正邏輯與負邏輯

數(shù)字信號是一種二值信號，用兩個電平（高電平和低電平）分別來表示兩個邏輯值（邏輯1和邏輯0）。

邏輯0

邏輯0

邏輯0

邏輯1

邏輯1

1.1.2數(shù)字電路的的特點與分類（1）工作信號是二進制的數(shù)字信號，在時間上和數(shù)值上是離散的（不連續(xù)），反映在電路上就是低電平和高電平兩種狀態(tài)（即0和1兩個邏輯值）。（2）在數(shù)字電路中，研究的主要問題是電路的邏輯功能，即輸入信號的狀態(tài)和輸出信號的狀態(tài)之間的關(guān)系。（3）對組成數(shù)字電路的元器件的精度要求不高，只要在工作時能夠可靠地區(qū)分0和1兩種狀態(tài)即可。1、數(shù)字電路的特點2、數(shù)字電路的分類（2）按所用器件制作工藝的不同：數(shù)字電路可分為雙極型（TTL型）和單極型（MOS型）兩類。（3）按照電路的結(jié)構(gòu)和工作原理的不同：數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩類。組合邏輯電路沒有記憶功能，其輸出信號只與當時的輸入信號有關(guān)，而與電路以前的狀態(tài)無關(guān)。時序邏輯電路具有記憶功能，其輸出信號不僅和當時的輸入信號有關(guān)，而且與電路以前的狀態(tài)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。集成電路從應(yīng)用的角度又可分為通用型和專用型兩大類型。一、按集成電路規(guī)模分類集成度：每塊集成電路芯片中包含的元器件數(shù)目小規(guī)模集成電路(SmallScaleIC，SSI)中規(guī)模集成電路(MediumScaleIC，MSI)大規(guī)模集成電路(LargeScaleIC，LSI)超大規(guī)模集成電路(VeryLargeScaleIC，VLSI)特大規(guī)模集成電路(UltraLargeScaleIC，ULSI)巨大規(guī)模集成電路(GiganticScaleIC，GSI）工藝類型電源消耗速度封裝電阻晶體管邏輯（RTL）高低分粒二極管晶體管邏輯（DTL）高低分粒,SSI晶體管晶體管邏輯（TTL）中中SSI,MSI發(fā)射極耦合邏輯（ECL）高高SSI,MSI,LSI負金屬氧化物半導(dǎo)體（pMOS）中低MSI,LSI正金屬氧化物半導(dǎo)體（nMOS）中中MSI,LSI,VLSI互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）低中SSI,MSI,LSI,VLSI鎵砷化物（GaAs）高高SSI,MSI,LSI二、按集成工工藝分類三、按電路結(jié)結(jié)構(gòu)分類組合邏輯電路路時序邏輯電路路3、當前數(shù)字字電路設(shè)計的的趨勢越來越大的設(shè)設(shè)計；越來越越短的推向市市場的時間越來越低的價價格大量使用計算算機輔助設(shè)計計工具（EDA技術(shù)）；；多層次的設(shè)設(shè)計表述；大大量使用復(fù)用用技術(shù)IP（（IntellectualProperty）課程說明數(shù)字邏輯基礎(chǔ)礎(chǔ)邏輯門電路組合邏輯電路路觸發(fā)器時序邏輯電路路半導(dǎo)體存儲器器脈沖波形的產(chǎn)產(chǎn)生與整形可編程邏輯器器件和現(xiàn)場可可編程門陣列列數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換主要內(nèi)容：課程意義：數(shù)字電路是一一門硬件方面面的重要基礎(chǔ)礎(chǔ)課。其任務(wù)務(wù)是使同學(xué)們們獲得數(shù)字電電路的基本理理論、基本知知識、基本技技能，掌握數(shù)數(shù)字邏輯的基基本分析方法法和設(shè)計方法法，培養(yǎng)學(xué)生生分析問題、、解決問題能能力以及工程程實驗?zāi)芰?。。學(xué)習本門課程程應(yīng)注意的問問題：⑴應(yīng)著重抓抓好基本理論論、基本知識識、基本方法法的學(xué)習。⑵能熟練運用用數(shù)字電路的的分析方法和和設(shè)計方法。。⑶重視實驗技技術(shù)。教材及參考書書：1.數(shù)數(shù)字電子技技術(shù)基礎(chǔ)簡明明教程(第第二版)余余孟嘗主編編高等教育育出版社19983.電電子技術(shù)基礎(chǔ)礎(chǔ)數(shù)字部分分(第四四版)康華光主主編高等等教育出版社社2000/dzjs/dzjs/mn.htm#2.數(shù)數(shù)字字電子技術(shù)術(shù)基礎(chǔ)(第第四版)閻石石主編編高等教教育出版社社1998成績考核期末總成績績=平時成成績（20%）+實實驗成績（（20%））+期末末試卷成績績（60%）平時成績：：作業(yè)、、考勤…………..實驗成績：：實驗操操作、實驗驗報告期末試卷成成績：…………………….最后，祝同同學(xué)們期末末有一個滿滿意的成績績！本節(jié)小結(jié)數(shù)字信號的的數(shù)值相對對于時間的的變化過程程是跳變的的、間斷性性的。對數(shù)數(shù)字信號進進行傳輸、、處理的電電子線路稱稱為數(shù)字電電路。模擬擬信號通過過模數(shù)轉(zhuǎn)換換后變成數(shù)數(shù)字信號，，即可用數(shù)數(shù)字電路進進行傳輸、、處理。1.2數(shù)數(shù)制制與編碼1.2.1數(shù)數(shù)制1.2.2數(shù)數(shù)制轉(zhuǎn)換1.2.3編編碼退出（1）進位位制：表示示數(shù)時，僅僅用一位數(shù)數(shù)碼往往不不夠用，必必須用進位位計數(shù)的方方法組成多多位數(shù)碼。。多位數(shù)碼碼每一位的的構(gòu)成以及及從低位到到高位的進進位規(guī)則稱稱為進位計計數(shù)制，簡簡稱進位制制。1.2.1數(shù)數(shù)制（2）基數(shù)數(shù)：進位位制的基數(shù)數(shù)，就是在在該進位制制中可能用用到的數(shù)碼碼個數(shù)。（3）位位權(quán)（位位的權(quán)數(shù)））：在某一一進位制的的數(shù)中，每每一位的大大小都對應(yīng)應(yīng)著該位上上的數(shù)碼乘乘上一個固固定的數(shù)，，這個固定定的數(shù)就是是這一位的的權(quán)數(shù)。權(quán)權(quán)數(shù)是一個個冪。數(shù)碼為：0～9；基基數(shù)是10。運算規(guī)律：：逢十進一一，即：9＋1＝10。十進制數(shù)的的權(quán)展開式式：1、十進制制５５５５５５×１０３＝５００００５×１０２＝５０００５×１０１＝５００５×１００＝５５＝５５５５５103、102、101、100稱為十進制制的權(quán)。各各數(shù)位的權(quán)權(quán)是10的的冪。同樣的數(shù)碼碼在不同的的數(shù)位上代代表的數(shù)值值不同。＋任意一個十十進制數(shù)都都可以表示示為各個數(shù)數(shù)位上的數(shù)數(shù)碼與其對對應(yīng)的權(quán)的的乘積之和和，稱權(quán)展展開式。即：(5555)10＝5×103＋5×102＋5×101＋5×100又如：(143.75)10＝1×102＋4×101＋3×100＋7×10－1＋5×10－22、二進制制數(shù)碼為：0、1；基基數(shù)是2。。運算規(guī)律：：逢二進一一，即：1＋1＝10。二進制數(shù)的的權(quán)展開式式：如：(101.01)2＝1×22＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2＝(5.25)10加法規(guī)則：：0+0=0，0+1=1，，1+0=1，1+1=10乘法規(guī)則：：0.0=0，0.1=0，1.0=0，，1.1=1運算規(guī)則各數(shù)位的權(quán)權(quán)是２的冪冪二進制數(shù)只只有0和1兩個數(shù)碼碼，它的每每一位都可可以用電子子元件來實實現(xiàn)，且運運算規(guī)則簡簡單，相應(yīng)應(yīng)的運算電電路也容易易實現(xiàn)。數(shù)碼為：0～7；基基數(shù)是8。。運算規(guī)律：：逢八進一一，即：7＋1＝10。八進制數(shù)的的權(quán)展開式式：如：(207.04)10＝2×82＋0×81＋7×80＋0×8－1＋4×8－2＝(135.0625)103、八進制制4、十六進進制數(shù)碼為：0～9、A～F；基基數(shù)是16。運算規(guī)律：：逢十六進進一，即：：F＋1＝＝10。十六進制數(shù)數(shù)的權(quán)展開開式：如：(D8.A)2＝13××161＋8×160＋10××16－1＝(216.625)10各數(shù)位的權(quán)權(quán)是8的冪冪各數(shù)位的權(quán)權(quán)是16的的冪結(jié)論①一般地，，N進制需需要用到N個數(shù)碼，，基數(shù)是N；運算規(guī)規(guī)律為逢N進一。②如果一個個N進制數(shù)數(shù)M包含ｎｎ位整數(shù)和和ｍ位小數(shù)數(shù)，即(an-1an-2…a1a0·a－1a－2…a－m)2則該數(shù)的權(quán)權(quán)展開式為為：(M)2＝an-1×Nn-1＋an-2×Nn-2＋…＋＋a1×N1＋a0×N0＋a－1×N-1＋a－2×N-2＋…＋a－m×N-m③由權(quán)展開開式很容易易將一個N進制數(shù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為十進進制數(shù)。1.2.2數(shù)數(shù)制轉(zhuǎn)換（1）二進進制數(shù)轉(zhuǎn)換換為八進制制數(shù)：將將二進制數(shù)數(shù)由小數(shù)點點開始，整整數(shù)部分向向左，小數(shù)數(shù)部分向右右，每3位位分成一組組，不夠3位補零，，則每組二二進制數(shù)便便是一位八八進制數(shù)。。將N進制數(shù)數(shù)按權(quán)展開開，即可以以轉(zhuǎn)換為十十進制數(shù)。。1、二進制制數(shù)與八進進制數(shù)的相相互轉(zhuǎn)換1101010.01000＝(152.2)8（2）八進進制數(shù)轉(zhuǎn)換換為二進制制數(shù)：將每每位八進制制數(shù)用3位位二進制數(shù)數(shù)表示。=011111100.010110(374.26)82、二進制制數(shù)與十六六進制數(shù)的的相互轉(zhuǎn)換換111010100.0110000＝(1E8.6)16=101011110100.01110110(AF4.76)16二進制數(shù)與與十六進制制數(shù)的相互互轉(zhuǎn)換，按按照每4位位二進制數(shù)數(shù)對應(yīng)于一一位十六進進制數(shù)進行行轉(zhuǎn)換。3、十進制制數(shù)轉(zhuǎn)換為為二進制數(shù)數(shù)采用的方法法—基數(shù)連除、、連乘法原理：將將整數(shù)部部分和小數(shù)數(shù)部分分別別進行轉(zhuǎn)換換。整數(shù)部分采采用基數(shù)連連除法，小小數(shù)部分采用基數(shù)連連乘法。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換后再合合并。整數(shù)部分采采用基數(shù)連連除法，先先得到的余余數(shù)為低位位，后得到到的余數(shù)為為高位。小數(shù)部分采采用基數(shù)連連乘法，先先得到的整整數(shù)為高位位，后得到到的整數(shù)為為低位。所以：(44.375)10＝(101100.011)2采用基數(shù)連連除、連乘乘法，可將將十進制數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換為任任意的N進進制數(shù)。用一定位數(shù)數(shù)的二進制制數(shù)來表示示十進制數(shù)數(shù)碼、字母母、符號等等信息稱為為編碼。用以表示十十進制數(shù)碼碼、字母、、符號等信信息的一定定位數(shù)的二二進制數(shù)稱稱為代碼。。1.2.3編編碼數(shù)字系統(tǒng)只只能識別0和1，怎怎樣才能表表示更多的的數(shù)碼、符符號、字母母呢？用編編碼可以解解決此問題題。二-十進制制代碼：用用4位二進進制數(shù)b3b2b1b0來表示十進進制數(shù)中的的0~9十個數(shù)數(shù)碼。簡稱稱BCD碼碼。2421碼碼的權(quán)值依依次為2、、4、2、、1；余3碼由8421碼加加0011得到；格格雷碼是一一種循環(huán)碼碼，其特點點是任何相相鄰的兩個個碼字，僅僅有一位代代碼不同，，其它位相相同。用四位自然然二進制碼碼中的前十十個碼字來來表示十進進制數(shù)碼，，因各位的的權(quán)值依次次為8、4、2、1，故稱8421BCD碼碼。本節(jié)小結(jié)日常生活中中使用十進進制，但在在計算機中中基本上使使用二進制制，有時也也使用八進進制或十六六進制。利利用權(quán)展開開式可將任任意進制數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換為十十進制數(shù)。。將十進制制數(shù)轉(zhuǎn)換為為其它進制制數(shù)時，整整數(shù)部分采采用基數(shù)除除法，小數(shù)數(shù)部分采用用基數(shù)乘法法。利用1位八進制數(shù)數(shù)由3位二進制數(shù)數(shù)構(gòu)成，1位十六進進制數(shù)由4位二進制數(shù)數(shù)構(gòu)成，可可以實現(xiàn)二二進制數(shù)與與八進制數(shù)數(shù)以及二進進制數(shù)與十十六進制數(shù)數(shù)之間的相相互轉(zhuǎn)換。。二進制代碼碼不僅可以以表示數(shù)值值，而且可可以表示符符號及文字字，使信息息交換靈活活方便。BCD碼是用4位二進制代代碼代表1位十進制制數(shù)的編碼碼，有多種種BCD碼形式，最最常用的是是8421BCD碼。1.3邏邏輯代數(shù)數(shù)基礎(chǔ)1.3.1邏邏輯代數(shù)的的基本概念念1.3.2邏邏輯代數(shù)的的公式、定定理和規(guī)則則1.3.3邏邏輯函數(shù)的的表達式退出事物往往存存在兩種對對立的狀態(tài)態(tài)，在邏輯輯代數(shù)中可可以抽象地地表示為0和1，稱稱為邏輯0狀態(tài)和邏邏輯1狀態(tài)態(tài)。邏輯代數(shù)是是按一定的的邏輯關(guān)系系進行運算算的代數(shù)，，是分析和和設(shè)計數(shù)字字電路的數(shù)數(shù)學(xué)工具。。在邏輯代代數(shù)，只有有０和１兩種邏輯值值，有與、或、非非三種基本邏邏輯運算，，還有與或、與非非、與或非非、異或幾種導(dǎo)出邏邏輯運算。。邏輯代數(shù)中中的變量稱稱為邏輯變變量，用大大寫字母表表示。邏輯輯變量的取取值只有兩兩種，即邏邏輯0和邏邏輯1，0和1稱為邏邏輯常量，，并不表示示數(shù)量的大大小，而是是表示兩種種對立的邏邏輯狀態(tài)。。邏輯是指事事物的因果果關(guān)系，或或者說條件件和結(jié)果的的關(guān)系，這這些因果關(guān)關(guān)系可以用用邏輯運算算來表示，，也就是用用邏輯代數(shù)數(shù)來描述。。1.3.1基本邏邏輯運算1、與邏輯輯（與運算算）與邏輯的定定義：僅當當決定事件件（Y）發(fā)發(fā)生的所有有條件（A，B，C，…）均均滿足時，，事件（Y）才能發(fā)發(fā)生。表達達式為：開關(guān)A，B串聯(lián)控制制燈泡YＹ＝ＡＢＣＣ…兩個開關(guān)必必須同時接接通，燈才才亮。邏輯輯表達式為為：Ｙ＝ＡＢA、B都斷斷開，燈不不亮。A斷開、B接通，燈燈不亮。A接通、B斷開，燈燈不亮。A、B都接接通，燈亮亮。這種把所有有可能的條條件組合及及其對應(yīng)結(jié)結(jié)果一一列列出來的表表格叫做真值表。將開關(guān)接通通記作1，，斷開記作作0；燈亮亮記作1，，燈滅記作作0?？梢砸宰鞒鋈缦孪卤砀駚砻杳枋雠c邏輯輯關(guān)系：功能表實現(xiàn)與邏輯輯的電路稱稱為與門。。與門的邏邏輯符號：：Ｙ＝ＡＢ真值表邏輯符號2、或邏輯輯（或運算算）或邏輯的定定義：當決決定事件（（Y）發(fā)生生的各種條條件（A，，B，C，，…)中，，只要有一一個或多個個條件具備備，事件（（Y）就發(fā)發(fā)生。表達達式為：開關(guān)A，B并聯(lián)控制制燈泡YＹ＝Ａ＋ＢＢ＋Ｃ＋……兩個開關(guān)只只要有一個個接通，燈燈就會亮。。邏輯表達達式為：Ｙ＝Ａ+ＢＢA、B都斷斷開，燈不不亮。A斷開、B接通，燈燈亮。A接通、B斷開，燈燈亮。A、B都接接通，燈亮亮。實現(xiàn)或邏輯輯的電路稱稱為或門。?；蜷T的邏邏輯符號：：Y=A+B真值表功能表邏輯符號3、非邏輯輯（非運算算）非邏輯指的的是邏輯的的否定。當當決定事件件（Y）發(fā)發(fā)生的條件件（A）滿滿足時，事事件不發(fā)生生；條件不不滿足，事事件反而發(fā)發(fā)生。表達達式為：Ｙ＝Ａ開關(guān)A控制燈燈泡Y實現(xiàn)非邏輯的的電路稱為非非門。非門的的邏輯符號：：Y=AA斷開，燈亮亮。A接通，燈滅滅。真值表功能表邏輯符號4、常用的邏邏輯運算（1）與非運運算：邏輯表表達式為：（2）或非運運算：邏輯表表達式為：（3）異或運運算：邏輯表表達式為：（4）與或或非運算：邏邏輯表達式為為：5、邏輯函數(shù)數(shù)及其相等概概念（1）邏輯表表達式：由邏邏輯變量和與與、或、非3種運算符連連接起來所構(gòu)構(gòu)成的式子。。在邏輯表達達式中，等式式右邊的字母母A、B、C、D等稱為為輸入邏輯變變量，等式左左邊的字母Y稱為輸出邏邏輯變量，字字母上面沒有有非運算符的的叫做原變量量，有非運算算符的叫做反反變量。（2）邏輯函函數(shù)：如果對對應(yīng)于輸入邏邏輯變量A、、B、C、……的每一組確確定值，輸出出邏輯變量Y就有唯一確定定的值，則稱稱Y是A、B、C、…的的邏輯函數(shù)。。記為注意：與普通代數(shù)數(shù)不同的是，，在邏輯代數(shù)數(shù)中，不管是是變量還是函函數(shù)，其取值值都只能是0或1，并且且這里的0和和1只表示兩兩種不同的狀狀態(tài)，沒有數(shù)數(shù)量的含義。。（3）邏輯函函數(shù)相等的概概念：設(shè)有兩兩個邏輯函數(shù)數(shù)它們的變量都都是A、B、、C、…，如如果對應(yīng)于變變量A、B、、C、…的任任何一組變量量取值，Y1和Y2的值都相同，，則稱Y1和Y2是相等的，記記為Y1=Y2。若兩個邏輯函函數(shù)相等，則則它們的真值值表一定相同同；反之，若若兩個函數(shù)的的真值表完全全相同，則這這兩個函數(shù)一一定相等。因因此，要證明明兩個邏輯函函數(shù)是否相等等，只要分別別列出它們的的真值表，看看看它們的真真值表是否相相同即可。證明等式：1.3.2邏邏輯代數(shù)數(shù)的公式、定定理和規(guī)則1、邏輯代數(shù)的公公式和定理（1）常量之之間的關(guān)系（2）基本公公式分別令A(yù)=0及A=1代代入這些公式式，即可證明明它們的正確確性。（3）基本定定理利用真值表很很容易證明這這些公式的正正確性。如如證明A·B=B·A：：(A+B)(A+C)=AA+AB+AC+BC分配率A(B+C)=AB+AC=A+AB+AC+BC等冪率AA=A=A(1+B+C)+BC分配率A(B+C)=AB+AC=A+BC0-1率A+1=1證明分配率：：A+BC=(A+B)(A+C)證明：（4）常用公公式分配率A+BC=(A+B)(A+C)互補率A+A=10-1率A··1=1互補率A+A=1分配率A(B+C)=AB+AC0-1率A+1=1例如，已知等等式，，用函數(shù)數(shù)Y=AC代替等式式中的A，根根據(jù)代入規(guī)則則，等式仍然然成立，即有有：2、邏輯代數(shù)運算算的基本規(guī)則則（1）代入規(guī)規(guī)則：任何一一個含有變量量A的等式，，如果將所有有出現(xiàn)A的位位置都用同一一個邏輯函數(shù)數(shù)代替，則等等式仍然成立立。這個規(guī)則則稱為代入規(guī)規(guī)則。（2）反演規(guī)規(guī)則：對于任任何一個邏輯輯表達式Y(jié)，，如果將表達達式中的所有有“·”換成成“＋”，““＋”換成““·”，“0”換成“1”，“1””換成“0””，原變量換成反反變量，反變變量換成原變變量，那么所得到到的表達式就就是函數(shù)Y的的反函數(shù)Y（（或稱補函數(shù)數(shù)）。這個規(guī)規(guī)則稱為反演演規(guī)則。例如如：（3）對偶規(guī)規(guī)則：對于任任何一個邏輯輯表達式Y(jié)，，如果將表達達式中的所有有“·”換成成“＋”，““＋”換成““·”，“0”換成“1”，“1””換成“0””，而變量保持不變變，則可得到的的一個新的函函數(shù)表達式Y(jié)＇，Y＇稱為函Y的對對偶函數(shù)。這這個規(guī)則稱為為對偶規(guī)則。。例如：對偶規(guī)則的意意義在于：如果兩個函函數(shù)相等，則則它們的對偶偶函數(shù)也相等等。利用對偶偶規(guī)則,可以以使要證明及及要記憶的公公式數(shù)目減少少一半。例如如：注意：在運用反演演規(guī)則和對偶偶規(guī)則時，必必須按照邏輯輯運算的優(yōu)先先順序進行：：先算括號，，接著與運算算，然后或運運算，最后非非運算，否則則容易出錯。。1.3.3邏邏輯函數(shù)數(shù)的表達式一個邏輯函數(shù)數(shù)的表達式可可以有與或表表達式、或與與表達式、與與非-與非表表達式、或非非-或非表達達式、與或非非表達式5種種表示形式。。一種形式的函函數(shù)表達式相相應(yīng)于一種邏邏輯電路。盡盡管一個邏輯輯函數(shù)表達式式的各種表示示形式不同，，但邏輯功能能是相同的。。1、邏輯函數(shù)的最最小項及其性性質(zhì)最小項：如果果一個函數(shù)的的某個乘積項項包含了函數(shù)數(shù)的全部變量量，其中每個個變量都以原原變量或反變變量的形式出出現(xiàn)，且僅出出現(xiàn)一次，則則這個乘積項項稱為該函數(shù)數(shù)的一個標準準積項，通常常稱為最小項項。3個變量A、、B、C可組組成8個最小小項：最小項的表示示方法：通常常用符號mi來表示最小項項。下標i的確定：把最最小項中的原原變量記為1，反變量記記為0，當變變量順序確定定后，可以按按順序排列成成一個二進制制數(shù)，則與這這個二進制數(shù)數(shù)相對應(yīng)的十十進制數(shù)，就就是這個最小小項的下標i。3個變量A、、B、C的8個最小項可可以分別表示示為：最小項的性質(zhì)質(zhì)：①任意一個最最小項，只有有一組變量取取值使其值為為1。③全部最小項項的和必為1。ABCABC②任意兩個不不同的最小項項的乘積必為為0。最大項：在n變量邏輯輯函數(shù)中，若若M為n個變變量的和，而而且這n個變變量均以原變變量或反變量量的形式在M中出現(xiàn)一次次，則稱M為為該組變量的的最大項。三變量最大項項的編號表如如下：以A，B，C取值所對應(yīng)應(yīng)的十進制數(shù)數(shù)給最大項編編號可見：三變量量邏輯函數(shù)的的最大項有23個，四變量邏邏輯函數(shù)的最最大項有24個，n變量邏邏輯函數(shù)則有有2n個最大項，其其數(shù)目與最小小項數(shù)目是相相等的。最大項性質(zhì)：：①在輸入變量量的任何取值值下，必有一一個，而且只只有一個最大大項的值是0。②任意兩個最最大項之和為為1。③全體最大項項之積為0。。④只有一個變變量不同的兩兩個最大項的的乘積等于各各相同變量之之和。對比可知：最最大項和最小小項存在如下下關(guān)系：2、邏輯函數(shù)的最最小項表達式式任何一個邏輯輯函數(shù)都可以以表示成唯一一的一組最小小項之和，稱稱為標準與或或表達式，也也稱為最小項項表達式對于不是最小項表達式的與或表達式，可利用公式A＋A＝1和A(B+C)＝AB＋BC來配項展開成最小項表達式。如果列出了函函數(shù)的真值表表，則只要將將函數(shù)值為1的那些最小小項相加，便便是函數(shù)的最最小項表達式式。m1＝ABCm5＝ABCm2＝ABC將真值表中函函數(shù)值為0的的那些最小項項相加，便可可得到反函數(shù)數(shù)的最小項表表達式。本節(jié)小結(jié)邏輯代數(shù)是分分析和設(shè)計數(shù)數(shù)字電路的重重要工具。利利用邏輯代數(shù)數(shù)，可以把實實際邏輯問題題抽象為邏輯輯函數(shù)來描述述，并且可以以用邏輯運算算的方法，解解決邏輯電路路的分析和設(shè)設(shè)計問題。與、或、非是是3種基本邏邏輯關(guān)系，也也是3種基本本邏輯運算。。與非、或非非、與或非、、異或則是由由與、或、非非3種基本邏邏輯運算復(fù)合合而成的4種種常用邏輯運運算。邏輯代數(shù)的公公式和定理是是推演、變換換及化簡邏輯輯函數(shù)的依據(jù)據(jù)。1.4邏邏輯函數(shù)的化化簡1.4.1邏邏輯函函數(shù)的最簡表表達式1.4.2邏邏輯函函數(shù)的公式化化簡法1.4.3邏邏輯函函數(shù)的圖形化化簡法1.4.4含含隨意意項的邏輯函函數(shù)的化簡退出邏輯函數(shù)化簡簡的意義：邏邏輯表達式越越簡單，實現(xiàn)現(xiàn)它的電路越越簡單，電路路工作越穩(wěn)定定可靠。1.4.1邏邏輯函數(shù)數(shù)的最簡表達達式1、最簡與或表達達式乘積項最少、、并且每個乘乘積項中的變變量也最少的的與或表達式式。最簡與或表達達式2、最簡與非-與與非表達式非號最少、并并且每個非號號下面乘積項項中的變量也也最少的與非非-與非表達達式。①在最簡與或或表達式的基基礎(chǔ)上兩次取取反②用用摩摩根根定定律律去去掉掉下下面面的的非非號號3、、最簡簡或或與與表表達達式式括號號最最少少、、并并且且每每個個括括號號內(nèi)內(nèi)相相加加的的變變量量也也最最少少的的或或與與表表達達式式。。①求求出出反反函函數(shù)數(shù)的的最最簡簡與與或或表表達達式式②利利用用反反演演規(guī)規(guī)則則寫寫出出函函數(shù)數(shù)的的最最簡簡或或與與表表達達式式4、、最簡簡或或非非-或或非非表表達達式式非號號最最少少、、并并且且每每個個非非號號下下面面相相加加的的變變量量也也最最少少的的或或非非-或或非非表表達達式式。。①求求最最簡簡或或非非-或或非非表表達達式式②兩兩次次取取反反５、、最簡簡與與或或非非表表達達式式非號號下下面面相相加加的的乘乘積積項項最最少少、、并并且且每每個個乘乘積積項項中中相相乘乘的的變變量量也也最最少少的的與與或或非非表表達達式式。。①求求最最簡簡或或非非-或或非非表表達達式式③用用摩摩根根定定律律去去掉掉下下面面的的非非號號②用用摩摩根根定定律律去去掉掉大大非非號號下下面面的的非非號號1.4.2邏邏輯輯函函數(shù)數(shù)的的公公式式化化簡簡法法1、、并并項項法法邏輯輯函函數(shù)數(shù)的的公公式式化化簡簡法法就就是是運運用用邏邏輯輯代代數(shù)數(shù)的的基基本本公公式式、、定定理理和和規(guī)規(guī)則則來來化化簡簡邏邏輯輯函函數(shù)數(shù)。。利用公式Ａ＋Ａ＝1，將兩項合并為一項，并消去一個變量。若兩兩個個乘乘積積項項中中分分別別包包含含同同一一個個因因子子的的原原變變量量和和反反變變量量，，而而其其他他因因子子都都相相同同時時，，則則這這兩兩項項可可以以合合并并成成一一項項，，并并消消去去互互為為反反變變量量的的因因子子。。運用用摩摩根根定定律律運用用分分配配律律運用分分配律律2、吸吸收法法如果乘乘積項項是另另外一一個乘乘積項項的因因子，，則這這另外外一個個乘積積項是是多余余的。。運用摩摩根定定律（１））利用用公式式Ａ＋＋ＡＢＢ＝ＡＡ，消消去多多余的的項。。（２）利用公式Ａ＋ＡＢ＝Ａ+Ｂ，消去多余的變量。如果一一個乘乘積項項的反反是另另一個個乘積積項的的因子子，則則這個個因子子是多多余的的。３、配配項法法（１）利用公式Ａ＝Ａ（Ｂ＋Ｂ），為某一項配上其所缺的變量，以便用其它方法進行化簡。（２））利用用公式式Ａ＋＋Ａ＝＝Ａ，，為某某項配配上其其所能能合并并的項項。４、消消去冗冗余項項法利用冗余律ＡＢ＋ＡＣ＋ＢＣ＝ＡＢ＋ＡＣ，將冗余項ＢＣ消去。例：化簡簡函數(shù)數(shù)解：①先先求出出Y的的對偶偶函數(shù)數(shù)Y＇，并對對其進進行化化簡。。②求Y＇的對偶偶函數(shù)數(shù)，便便得ＹＹ的最最簡或或與表表達式式。1.4.3邏邏輯輯函數(shù)數(shù)的圖圖形化化簡法法1、卡卡諾圖圖的構(gòu)構(gòu)成邏輯函函數(shù)的的圖形形化簡簡法是是將邏邏輯函函數(shù)用用卡諾諾圖來來表示示，利利用卡卡諾圖圖來化化簡邏邏輯函函數(shù)。。將邏輯輯函數(shù)數(shù)真值值表中中的最最小項項重新新排列列成矩矩陣形形式，，并且且使矩陣的的橫方方向和和縱方方向的的邏輯輯變量量的取取值按按照格格雷碼碼的順順序排排列，這樣樣構(gòu)成成的圖圖形就就是卡卡諾圖圖?？ㄖZ圖圖的特特點是是任意意兩個個相鄰鄰的最最小項項在圖圖中也也是相相鄰的的。（（相鄰鄰項是是指兩兩個最最小項項只有有一個個因子子互為為反變變量，，其余余因子子均相相同，，又稱稱為邏邏輯相相鄰項項）。。每個2變量量的最最小項項有兩兩個最最小項項與它它相鄰鄰每個3變量量的最最小項項有3個最最小項項與它它相鄰鄰m3m21m1m0010ABm6m7m41m2m3m1m5m0010110100ABC二變量量卡諾諾圖AB三三變變量卡卡諾圖圖ABC每個4變量量的最最小項項有4個最最小項項與它它相鄰鄰最左列列的最最小項項與最最右列列的相相應(yīng)最最小項項也是是相鄰鄰的最上面面一行行的最最小項項與最最下面面一行行的相相應(yīng)最最小項項也是是相鄰鄰的兩個相相鄰最最小項項可以以合并并消去去一個個變量量邏輯函函數(shù)化化簡的的實質(zhì)質(zhì)就是是相鄰鄰最小小項的的合并并注意：：ABCD變量在在卡諾諾圖中中的順順序位位置與與最小小項的的順序序位置置?。?！2、邏邏輯函函數(shù)在在卡諾諾圖中中的表表示（1））邏輯輯函數(shù)數(shù)是以以真值值表或或者以以最小小項表表達式式給出出：在在卡諾諾圖上上那些些與給給定邏邏輯函函數(shù)的的最小小項相相對應(yīng)應(yīng)的方方格內(nèi)內(nèi)填入入1，，其余余的方方格內(nèi)內(nèi)填入入0。。m1m3m4m7m6m11m15m14（2））邏輯輯函數(shù)數(shù)以一一般的的邏輯輯表達達式給給出：：先將將函數(shù)數(shù)變換換為與與或表表達式式（不不必變變換為為最小小項之之和的的形式式），，然后后在卡卡諾圖圖上與與每一一個乘乘積項項所包包含的的那些些最小小項（（該乘乘積項項就是是這些些最小小項的的公因因子））相對對應(yīng)的的方格格內(nèi)填填入1，其其余的的方格格內(nèi)填填入0。變換為為與或或表達達式ＡＤ的公因子ＢＣ的公因子說明：如果求得了函數(shù)Ｙ的反函數(shù)Ｙ，則對Ｙ中所包含的各個最小項，在卡諾圖相應(yīng)方格內(nèi)填入0，其余方格內(nèi)填入1。3、卡卡諾圖圖的性性質(zhì)（1））任何何兩個個（21個）標標1的的相鄰鄰最小小項，，可以以合并并為一一項，，并消消去一一個變變量（（消去去互為為反變變量的的因子子，保保留公公因子子）。。（2））任何何4個個（22個）標標1的的相鄰鄰最小小項，，可以以合并并為一一項，，并消消去2個變變量。。BＤＢＤＢＤＢＤ（3））任何何8個個（23個）標標1的的相鄰鄰最小小項，，可以以合并并為一一項，，并消消去3個變變量。。ＤＢ小結(jié)：相鄰鄰最小小項的的數(shù)目目必須須為個個才才能合合并為為一項項，并并消去去個個變變量。。包含含的最最小項項數(shù)目目越多多，即即由這這些最最小項項所形形成的的圈越越大，，消去去的變變量也也就越越多，，從而而所得得到的的邏輯輯表達達式就就越簡簡單。。這就就是利利用卡卡諾圖圖化簡簡邏輯輯函數(shù)數(shù)的基基本原原理。。2nn4、圖圖形法法化簡簡的基基本步步驟邏輯表表達式式或真真值表表卡諾圖圖11合并最最小項項①圈越大越好，但每個圈中標１的方格數(shù)目必須為個。②同一個方格可同時畫在幾個圈內(nèi)，但每個圈都要有新的方格，否則它就是多余的。③不能漏掉任何一個標１的方格。最簡與與或表表達式式ＢＤＣＤＡＣＤ冗余項項2233將代表表每個個圈的的乘積積項相相加兩點說說明：：①在在有些些情況況下，，最小小項的的圈法法不只只一種種，得得到的的各個個乘積積項組組成的的與或或表達達式各各不相相同，，哪個個是最最簡的的，要要經(jīng)過過比較較、檢檢查才才能確確定。。ＡＣＤ＋ＢＣＤ＋ＡＢＣ＋ＡＤ不是最最簡ＢＣＤ＋ＡＢＣ＋ＡＤ最簡②在在有些些情況況下，，不同同圈法法得到到的與與或表表達式式都是是最簡簡形式式。即即一個個函數(shù)數(shù)的最最簡與與或表表達式式不是是唯一一的。。ＡＣ＋ＡＢＤ＋ＡＢＣ＋ＢＣＤＡＣ＋ＡＢＤ＋ＡＢＣ＋ＡＢＤ1.4.4含含隨隨意項項的邏邏輯函函數(shù)的的化簡簡隨意項項：函數(shù)數(shù)可以以隨意意取值值（可可以為為0，，也可可以為為1））或不不會出出現(xiàn)的的變量量取值值所對對應(yīng)的的最小小項稱稱為隨隨意項項，也也叫做做約束束項或或無關(guān)關(guān)項。。1、含隨意項項的邏輯輯函數(shù)例如：判判斷一位位十進制制數(shù)是否否為偶數(shù)數(shù)。不會出現(xiàn)不會出現(xiàn)不會出現(xiàn)不會出現(xiàn)不會出現(xiàn)不會出現(xiàn)說明×111100111×111010110×110100101×110010100×101100011×10101001001001000011100010000YABCDYABCD輸入變量量A，B，C，，D取值值為0000～～1001時，，邏輯函函數(shù)Y有有確定的的值，根根據(jù)題意意，偶數(shù)數(shù)時為1，奇數(shù)數(shù)時為0。A，B，，C，D取值為為1010～～1111的情情況不會會出現(xiàn)或或不允許許出現(xiàn)，，對應(yīng)的的最小項項屬于隨隨意項。。用符號號“φ””、“××”或““d”表表示。隨意項之之和構(gòu)成成的邏輯輯表達式式叫做隨隨意條條件或約約束條件件，用一一個值恒恒為0的條條件等式式表示。。含有隨意意條件的的邏輯函函數(shù)可以以表示成成如下形形式：2、含隨意項項的邏輯輯函數(shù)的的化簡在邏輯函函數(shù)的化化簡中，，充分利利用隨意意項可以以得到更更加簡單單的邏輯輯表達式式，因而而其相應(yīng)應(yīng)的邏輯輯電路也也更簡單單。在化化簡過程程中，隨隨意項的的取值可可視具體體情況取取0或取取1。具具體地講講，如果果隨意項項對化簡簡有利，，則取1；如果果隨意項項對化簡簡不利，，則取0。不利用隨隨意項的的化簡結(jié)結(jié)果為：：利用隨意意項的化化簡結(jié)果果為：3、變量互相相排斥的的邏輯函函數(shù)的化化簡在一組變變量中，，如果只只要有一一個變量量取值為為1，則則其它變變量的值值就一定定為0，，具有這這種制約約關(guān)系的的變量叫叫做互相相排斥的的變量。。變量互互相排斥斥的邏輯輯函數(shù)也也是一種種含有隨隨意項的的邏輯函函數(shù)。簡化真值值表本節(jié)小結(jié)結(jié)邏輯函數(shù)數(shù)的化簡簡有公式式法和圖圖形法等等。公式式法是利利用邏輯輯代數(shù)的的公式、、定理和和規(guī)則來來對邏輯輯函數(shù)化化簡，這這種方法法適用于于各種復(fù)復(fù)雜的邏邏輯函數(shù)數(shù)，但需需要熟練練地運用用公式和和定理，，且具有有一定的的運算技技巧。圖圖形法就就是利用用函數(shù)的的卡諾圖圖來對邏邏輯函數(shù)數(shù)化簡，，這種方方法簡單單直觀，，容易掌掌握，但但變量太太多時卡卡諾圖太太復(fù)雜，，圖形法法已不適適用。在在對邏輯輯函數(shù)化化簡時，，充分利利用隨意意項可以以得到十十分簡單單的結(jié)果果。1.5邏邏輯輯函數(shù)的的表示方方法及其其相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換1.5.1邏邏輯輯函數(shù)的的表示方方法1.5.2邏邏輯輯函數(shù)表表示方法法之間的的轉(zhuǎn)換退出1.5.1邏邏輯函函數(shù)的表表示方法法1、真值表真值表：：是由變變量的所所有可能能取值組組合及其其對應(yīng)的的函數(shù)值值所構(gòu)成成的表格格。真值表列列寫方法法：每一一個變量量均有0、1兩兩種取值值，n個變量量共有有2i種不同同的取取值，，將這這2i種不同同的取取值按按順序序（一一般按按二進進制遞遞增規(guī)規(guī)律））排列列起來來，同同時在在相應(yīng)應(yīng)位置置上填填入函函數(shù)的的值，，便可可得到到邏輯輯函數(shù)數(shù)的真真值表表。例如：：當A=B=1、或或則B=C=1時，，函數(shù)數(shù)Y=1；；否則則Y=0。。2、邏輯表表達式式邏輯表表達式式：是是由邏邏輯變變量和和與、、或、、非3種運運算符符連接接起來來所構(gòu)構(gòu)成的的式子子。函數(shù)的的標準準與或或表達達式的的列寫寫方法法：將將函數(shù)數(shù)的真真值表表中那那些使使函數(shù)數(shù)值為為1的的最小小項相相加，，便得得到函函數(shù)的的標準準與或或表達達式。。3、卡諾圖圖卡諾圖圖：是是由表表示變變量的的所有有可能能取值值組合合的小小方格格所構(gòu)構(gòu)成的的圖形形。邏輯函函數(shù)卡卡諾圖圖的填填寫方方法：：在那那些使使函數(shù)數(shù)值為為1的的變量量取值值組合合所對對應(yīng)的的小方方格內(nèi)內(nèi)填入入1，，其余余的方方格內(nèi)內(nèi)填入入0，，便得得到該該函數(shù)數(shù)的卡卡諾圖圖。4、邏輯圖圖邏輯圖圖：是是由表表示邏邏輯運運算的的邏輯輯符號號所構(gòu)構(gòu)成的的圖形形。Ｙ＝ＡＡＢ＋＋ＢＣＣＡＢＢＣ５、波波形圖波形圖圖：是是由輸輸入變變量的的所有有可能能取值值組合合的高高、低低電平平及其其對應(yīng)應(yīng)的輸輸出函函數(shù)值值的高高、低低電平平所構(gòu)構(gòu)成的的圖形形。Ｙ＝ＡＡＢ＋＋ＢＣＣＡＢＣＹ００００００００００１１０００１１０００００１１１１１１１００００００１００１１００１１１００１１１１１１１１１０００００００Ｙ1.5.2邏邏輯輯函數(shù)數(shù)表示示方法法之間間的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換1、由由真值值表到到邏輯圖圖的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換真值表表邏輯表表達式式或卡卡諾圖圖11最簡與與或表表達式式化簡2或2&畫邏輯輯圖3&&≥1ABCA最簡與與或表表達式式&CBBAACABACYACBBAACY&&&ABCABAC若用與與非門門實現(xiàn)現(xiàn)，將將最簡簡與或或表達達式變變換乘乘最簡簡與非非-與與非表表達式式32、由由邏輯圖圖到真值值表的轉(zhuǎn)換換邏輯圖圖邏輯表表達式式11最簡與與或表表達式式化簡2&A≥1CBBAACY≥1≥12從輸入入到輸輸出逐逐級寫寫出最簡與與或表表達式式3真值表表3本節(jié)小小結(jié)①邏輯輯函數(shù)數(shù)可用用真值值表、、邏輯輯表達達式、、卡諾諾圖、、邏輯輯圖和和波形形圖5種方方式表表示，，它們們各具具特點點，但但本質(zhì)質(zhì)相通通，可可以互互相轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換。。②對于于一個個具體體的邏邏輯函函數(shù)，，究竟竟采用用哪種種表示示方式式應(yīng)視視實際際需要要而定定。③在使使用時時應(yīng)充充分利利用每每一種種表示示方式式的優(yōu)優(yōu)點。。由于于由真真值表表到邏邏輯圖圖和由由邏輯輯圖到到真值值表的的轉(zhuǎn)換換，直直接涉涉及到到數(shù)字字電路路的分分析和和設(shè)計計問題題，因因此顯顯得更更為重重要。。1.6門門電電路1.6.1半半導(dǎo)體體器件件的開開關(guān)特特性1.6.2分分立元元件門門電路路1.6.3TTL集成成門電電路1.6.4CMOS集集成門門電路路退出獲得高高、低低電平平的基基本方方法：：利用用半導(dǎo)導(dǎo)體開開關(guān)元元件的的導(dǎo)通通、截截止（（即開開、關(guān)關(guān)）兩兩種工工作狀狀態(tài)。。邏輯0和1：電電子子電路路中用用高、、低電電平來來表示示。1.6.1半半導(dǎo)導(dǎo)體器器件的的開關(guān)關(guān)特性性1、二極管管的開開關(guān)特特性邏輯門門電路路：用用以實實現(xiàn)基基本和和常用用邏輯輯運算算的電電子電電路。。簡稱稱門電電路。?；竞秃统Ｓ糜瞄T電電路有有與門門、或或門、、非門門（反反相器器）、、與非非門、、或非非門、、與或或非門門和異異或門門等。。二極管管符號號：正極負極＋uD－－uououi＝0V時，，二極極管截截止，，如同同開關(guān)關(guān)斷開開，uo＝0V。ui＝5V時，，二極極管導(dǎo)導(dǎo)通，，如同同0.7V的電電壓源源，uo＝4.3V。二極管管的反反向恢恢復(fù)時時間限限制了了二極極管的的開關(guān)關(guān)速度度。Ui<0.5V時，，二極極管截截止，，iD=0。。Ui>0.5V時，，二極極管導(dǎo)導(dǎo)通。。2、三三極管的的開關(guān)關(guān)特性性＋－RbRc+VCCbce＋－截止狀狀態(tài)飽和狀狀態(tài)iB≥IBSui=UIL<0.5Vuo=+VCCui=UIHuo=0.3V＋－RbRc+VCCbce＋－＋＋－－0.7V0.3V飽和區(qū)區(qū)截止區(qū)區(qū)放大區(qū)②ui=0.3V時，，因為為uBE<0.5V，iB=0，，三極極管工工作在在截止止狀態(tài)態(tài)，ic=0。。因為為ic=0，，所以以輸出出電壓壓：①ui=1V時，，三極極管導(dǎo)導(dǎo)通，，基極極電流流：因為0<iB<IBS，三極極管工工作在在放大大狀態(tài)態(tài)。iC=βiB=50×0.03=1.5mA，，輸出出電壓壓：三極管管臨界界飽和和時的的基極極電流流：uo=uCE=UCC-iCRc=5-1.5××1=3.5Vuo=VCC=5V③ui＝3V時，，三極極管導(dǎo)導(dǎo)通，，基極極電流流：而因為iB>IBS，三極極管工工作在在飽和和狀態(tài)態(tài)。輸輸出電電壓：：uo＝UCES＝0.3V3、場場效應(yīng)應(yīng)管的開開關(guān)特特性工作原原理電電路轉(zhuǎn)移特特性曲曲線輸出特特性曲曲線uiuiGDSRD+VDDGDSRD+VDDGDSRD+VDD截止狀狀態(tài)ui<UTuo=+VDD導(dǎo)通狀狀態(tài)ui>UTuo≈≈01.6.2分分立立元件件門電電路1、二極管管與門門Y=AB2、二極管管或門門Y=A+B3、三極管管非門門①uA＝0V時，，三極極管截截止，，iB＝0，，iC＝0，，輸出出電壓壓uY＝VCC＝5V②uA＝5V時，，三極極管導(dǎo)導(dǎo)通。?；鶚O極電流流為：：iB＞IBS，三極極管工工作在在飽和和狀態(tài)態(tài)。輸輸出電電壓uY＝UCES＝0.3V。三極管管臨界界飽和和時的的基極極電流流為：：①當uA＝0V時，，由于于uGS＝uA＝0V，小小于開開啟電電壓UT，所以以MOS管管截止止。輸輸出電電壓為為uY＝VDD＝10V。。②當uA＝10V時時，由由于uGS＝uA＝10V，，大于于開啟啟電壓壓UT，所以MOS管管導(dǎo)通，，且工作作在可變變電阻區(qū)區(qū)，導(dǎo)通通電阻很很小，只只有幾百百歐姆。。輸出電電壓為uY≈0V。。1.6.3TTL集成門門電路1、TTL與與非門①輸入信信號不全全為1：：如uA=0.3V，uB=3.6V3.6V0.3V1V則uB1=0.3+0.7=1V，T2、T5截止，T3、T4導(dǎo)通忽略iB3，輸出端端的電位位為：輸出Y為高電平平。uY≈5―0.7――0.7＝3.6V3.6V3.6V②輸入信信號全為為1：如如uA=uB=3.6V2.1V則uB1=2.1V，T2、T5導(dǎo)通，T3、T4截止輸出端的的電位為為：uY=UCES＝0.3V輸出Y為低電平平。功能表真值表邏輯表達達式輸入有低低，輸出出為高；；輸入全全高，輸輸出為低低。74LS00內(nèi)內(nèi)含4個個2輸入入與非門門，74LS20內(nèi)含含2個4輸入與與非門。。2、TTL非非門、或或非門、、與或非非門、與與門、或或門及異異或門①A=0時，T2、T5截止，T3、T4導(dǎo)通，Y=1。。②A=1時，T2、T5導(dǎo)通，T3、T4截止，Y=0。。TTL非非門①A、B中只要要有一個個為1，，即高電電平，如如A＝1，則則iB1就會經(jīng)過過T1集電結(jié)流流入T2基極，使使T2、T5飽和導(dǎo)通通，輸出出為低電電平，即即Y＝0。②A＝B＝0時，，iB1、i'B1均分別流流入T1、T'1發(fā)射極，，使T2、T'2、T5均截止，，T3、T4導(dǎo)通，輸輸出為高高電平，，即Y＝1。TTL或或非門①A和B都為高電電平（T2導(dǎo)通）、、或C和D都為高電電平（T‘2導(dǎo)通）時時，T5飽和導(dǎo)通通、T4截止，輸輸出Y=0。②A和B不全為高高電平、、并且C和D也不全為為高電平平（T2和T‘2同時截止止）時，，T5截止、T4飽和導(dǎo)通通，輸出出Y=1。TTL與與或非門門與門Y=AB=AB或門Y=A+B=A+B異或門3、OC門及及TSL門問題的提提出：為解決一一般TTL與非非門不能能線與而而設(shè)計的的。①A、B不全為為1時，，uB1=1V，，T2、T3截止，Y=1。。接入外接接電阻R后：②A、B全為1時，uB1=2.1V，T2、T3飽和導(dǎo)通通，Y=0。外接電阻阻R的取值范范圍為：：OC門TSL門門①E＝0時，，二極管管D導(dǎo)通通，T1基極和T2基極均被被鉗制在在低電平平，因而而T2～T5均截止，，輸出端端開路，，電路處處于高阻阻狀態(tài)。。結(jié)論：電電路的輸輸出有高高阻態(tài)、、高電平平和低電電平3種種狀態(tài)。。②E＝1時，二極管D截止，TSL門的輸出狀態(tài)完全取決于輸入信號A的狀態(tài)，電路輸出與輸入的邏輯關(guān)系和一般反相器相同，即：Y=A，A＝0時Y＝1，為高電平；A＝1時Y＝0，為低電平。TSL門門的應(yīng)用用：①作多路開關(guān)：E=0時，門G1使能，G2禁止，Y=A；E=1時，門G2使能，G1禁止，Y=B。②信號雙向傳輸：E=0時信號向右傳送，B=A；E=1時信號向左傳送，A=B。③構(gòu)成數(shù)數(shù)據(jù)總線線：讓各各門的控控制端輪輪流處于于低電平平，即任任何時刻刻只讓一一個TSL門處處于工作作狀態(tài)，，而其余余TSL門均處處于高阻阻狀態(tài)，，這樣總總線就會會輪流接接受各TSL門門的輸出出。4、TTL系系列集成成電路及及主要參參數(shù)TTL系系列集成成電路①74：標準系系列，前前面介紹紹的TTL門電電路都屬屬于74系列，，其典型型電路與與非門的的平均傳傳輸時間間tpd＝10ns，平平均功耗耗P＝10mW。②74H：高速系系列，是是在74系列基基礎(chǔ)上改改進得到到的，其其典型電電路與非非門的平平均傳輸輸時間tpd＝6ns，平均均功耗P＝22mW。③74S：肖特基基系列，，是在74H系系列基礎(chǔ)礎(chǔ)上改進進得到的的，其典典型電路路與非門門的平均均傳輸時時間tpd＝3ns，平均均功耗P＝19mW。④74LS：低功耗耗肖特基基系列，，是在74S系系列基礎(chǔ)礎(chǔ)上改進進得到的的，其典典型電路路與非門門的平均均傳輸時時間tpd＝9ns，平均均功耗P＝2mW。74LS系系列產(chǎn)品品具有最最佳的綜綜合性能能，是TTL集集成電路路的主流流，是應(yīng)應(yīng)用最廣廣的系列列。TTL與與非門主主要參數(shù)數(shù)（1）輸輸出高電電平UOH：TTL與非門門的一個個或幾個個輸入為為低電平平時的輸輸出電平平。產(chǎn)品品規(guī)范值值UOH≥2.4V，標標準高電電平USH＝2.4V。（2）高高電平輸輸出電流流IOH：輸出為為高電平平時，提提供給外外接負載載的最大大輸出電電流，超超過此值值會使輸輸出高電電平下降降。IOH表示電路路的拉電電流負載載能力。。（3）輸輸出低電電平UOL：TTL與非門門的輸入入全為高高電平時時的輸出出電平。。產(chǎn)品規(guī)規(guī)范值UOL≤0.4V，標標準低電電平USL＝0.4V。（4）低低電平輸輸出電流流IOL：輸出為為低電平平時，外外接負載載的最大大輸出電電流，超超過此值值會使輸輸出低電電平上升升。IOL表示電路路的灌電電流負載載能力。。（5）扇扇出系數(shù)數(shù)NO：指一個個門電路路能帶同同類門的的最大數(shù)數(shù)目，它它表示門門電路的的帶負載載能力。。一般TTL門門電路NO≥8，功功率驅(qū)動動門的NO可達25。（6）最最大工作作頻率fmax：超過此此頻率電電路就不不能正常常工作。。（7）輸輸入開門門電平UON：是在額額定負載載下使與與非門的的輸出電電平達到到標準低低電平USL的輸入電電平。它它表示使使與非門門開通的的最小輸輸入電平平。一般般TTL門電路路的UON≈1.8V。（8）輸輸入關(guān)門門電平UOFF：使與非非門的輸輸出電平平達到標標準高電電平USH的輸入電電平