1、电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期第第20章门电路与组合逻辑电路章门电路与组合逻辑电路授课老师：蒙自明（物理与光电工程学院）Email:Code:cheliang10电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期l 20.1 20.1 数制和脉冲信号数制和脉冲信号l 20.2 20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合l 20.3 20.3 和和 20.4 TTL20.4 TTL门电路门电路 CMOSCMOS门电路门电路l 20.5 20.5 逻辑代数逻辑代数l 20.6 20.6 组合逻辑电路的分析与综合组合逻辑电路
2、的分析与综合l 20.7 20.7 加法器加法器l 20.8 20.8 编码器编码器l 20.9 20.9 译码器和数字显示译码器和数字显示电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期l 20.1 20.1 数制和脉冲信号数制和脉冲信号l 20.2 20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合l 20.3 20.3 和和 20.4 TTL20.4 TTL门电路门电路 CMOSCMOS门电路门电路l 20.5 20.5 逻辑代数逻辑代数l 20.6 20.6 组合逻辑电路的分析与综合组合
3、逻辑电路的分析与综合l 20.7 20.7 加法器加法器l 20.8 20.8 编码器编码器l 20.9 20.9 译码器和数字显示译码器和数字显示电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期数制数制l十进制（0 1 2 3 4 5 6 7 8 9）l二进制（0 1）21l八进制 （0 1 2 3 4 5 6 7）23l十六进制（0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F ）24电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期数制间相互转化数制间相互转化1021012345225532120212021202121
4、01110101).().(十进制-二进制转换：分为整数和小数部分十进制-八进制转换十进制-十六进制转换整数：除以2，提取余数，直到商为1，1作为最高位小数：除以1/2，提取整数，直到小数为0或者满足规定的位数电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期 tt 脉冲跃变后的值比初始值高脉冲跃变后的值比初始值高脉冲跃变后的值比初始值低脉冲跃变后的值比初始值低0+3V0-3V0+3V0-3V电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期 A0.9A0.5A0.1AtptrtfT电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第
5、学年第1学期学期l 20.1 20.1 数制和脉冲信号数制和脉冲信号l 20.2 20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合l 20.3 20.3 和和 20.4 TTL20.4 TTL门电路门电路 CMOSCMOS门电路门电路l 20.5 20.5 逻辑代数逻辑代数l 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l 20.7 20.7 加法器加法器l 20.8 20.8 编码器编码器l 20.9 20.9 译码器和数字显示译码器和数字显示电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期 所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件所谓门就是一
6、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。门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系系(因果关系因果关系)，所以门电路又称为，所以门电路又称为逻辑门电路逻辑门电路。基本逻辑关系为基本逻辑关系为三种。三种。下面通过例子说明逻辑电路的概念及下面通过例子说明逻辑电路的概念及的意义。的意义。电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期BY220VA+-Y=A+B000111110110ABY电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期220V+-Y=A B000101
7、110100ABYBYA电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期101AY0Y220VA+-R 电平的高低电平的高低一般用一般用“1”和和“0”两种状态区两种状态区别，若规定别，若规定高电高电平为平为“1”，低电，低电平为平为“0”则称为则称为正逻辑正逻辑。反之则。反之则称为称为负逻辑负逻辑。若。若无特殊说明，均无特殊说明，均采用正逻辑。采用正逻辑。100VUCC高电平高电平低电平低电平输入输入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 12VR
8、DADCABYDBC3V3V3V0V00000010101011001000011001001111ABYC0V3V逻辑逻辑即：有即：有“0”出出“0”，全全“1”出出“1”Y=A B C&ABYC00000010101011001000011001001111ABYC0V0V0V0V0V3V3V3V3V0V00000011101111011001011101011111ABYC3V3V-U 12VRDADCABYDBC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”。(3)逻辑关系逻辑关系：逻辑逻辑即：
9、有即：有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”Y=A+B+CABYC 100000011101111011001011101011111ABYC+UCC-UBBARKRBRCYT 1 0饱和饱和(2)逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A“0”10“1”“0”“1”AY逻辑符号逻辑符号1AY有有“0”出出“1”，全，全“1”出出“0”&ABCY&ABC00010011101111011001011101011110ABYCY=A B C1YY&ABC1YABC 1有有“1”出出“0”，全，全“0”出出“1”00010010101011001000011001001110ABYCY=A+B+CABC&1
10、&D1Y1&YABCD逻辑符号逻辑符号Y=A B+C D电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期ABY1有有“0”出出“0”，全全“1”出出“1”&ABY1 1ABY2Y2有有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期l 20.1 20.1 数制和脉冲信号数制和脉冲信号l 20.2 20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合l 20.3 20.3 和和 20.4 TTL20.4 TTL门电路门电路 CMOSCMOS门电路门电路l 20.5 20.5 逻辑代数逻辑代数l 20.6 20
11、.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l 20.7 20.7 加法器加法器l 20.8 20.8 编码器编码器l 20.9 20.9 译码器和数字显示译码器和数字显示电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1E2E3E1BC T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T14.3V钳位钳位2.1V“0”(0.3V)输入全高输入全高“1”,输出为输出为低低“0”1VT1R1+Ucc T4 T
12、5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T11V(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电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期00010011101111011001011101011110ABYCY=A B CY&ABC电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期74LS00、74LS20管脚排列示意图管脚排列示意图&1211109814133456712&UCC4B 4A 4Y3B 3A3
13、Y1B1A1Y2B2A2Y GND(a)74LS001211109814133456712&UCC2D 3C 2BNC 2A2Y1B1ANC1D1C1Y GND74LS20(b)50%50%tpd1tpd22 2p pt t2 2p pt t1 1p pd dttt 输入波形输入波形ui输出波形输出波形uO电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期l扇出系数扇出系数l输入高电平电流输入高电平电流IIH和输入低电平电流输入低电平电流IILl低电平噪声容限电压低电平噪声容限电压:保证输出高电平电压不低于额定值90%的条件下所允许叠加在输入低电平电压上的最大噪声（或
14、干扰）电压。l高电平噪声容限电压高电平噪声容限电压:保证输出低电平电压的条件下所允许叠加在输入高 电平电压上的最大噪声（或干扰）电压。电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期&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 0ABEY功能表功能表1E0EABY 电路分析时高阻态可做开路理解电路分析时高阻态可做开路理解“1”“0”“0”A1 B1电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期CMOS 非门电路非门电路AYT2+UDDT1N 沟道沟道P 沟道沟道GGDSS电工与电子技术
15、电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期T4 与与 T3 并联，并联，T1 与与 T2 串联；串联；当当 AB 都是高电平时都是高电平时,T1 与与 T2 同时导通，同时导通，T4 与与 T3 同时截止；输出同时截止；输出 Y 为为低电平。低电平。当当AB中有一个是低中有一个是低电平时，电平时，T1与与T2中有一中有一个截止，个截止，T4与与T3中有一中有一个导通个导通,输出输出Y 为高电平。为高电平。20.4.2 CMOSABT4T3T1T2+UDDY电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期l 20.1 20.1 数制和脉冲信号数制和
16、脉冲信号l 20.2 20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合l 20.3 20.3 和和 20.4 TTL20.4 TTL门电路门电路 CMOSCMOS门电路门电路l 20.5 20.5 逻辑代数逻辑代数l 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l 20.7 20.7 加法器加法器l 20.8 20.8 编码器编码器l 20.9 20.9 译码器和数字显示译码器和数字显示电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期AAAA100011AAAAAAAA
17、AA 01AAAA)()(CBACBA )()(CBACBACABACBA)()()(CABACBABAABBABAABBAABBAABAA)(BABAA电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期下面举例说明这三种表示方法。下面举例说明这三种表示方法。设：开关闭合其状态为设：开关闭合其状态为“1”，断开为，断开为“0”灯亮状态为灯亮状态为“1”，灯灭为，灯灭为“0”0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1取取 Y=“1”(或或Y=“0”)列逻辑式列逻辑式(1)由逻辑状态表写出逻辑式由
18、逻辑状态表写出逻辑式对应于对应于Y=1，一种组合中，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 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1ABCCBACBACBAY 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1YCBA&1CBA电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期(2)应用应用“与非与非”门构成门构成“或或”门电门电路路(1)应用应用“与非与非”门构成门构成“与与”门电门电路路AY&B&BA
19、Y&由逻辑代数运算法则：由逻辑代数运算法则：ABABY由逻辑代数运算法则：由逻辑代数运算法则：BABABAY&YAYBA&AY 由逻辑代数运算法则：由逻辑代数运算法则：BABABAY电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期例例1：化简化简CABCBACBAABCY)()(BBCABBACCAAC A例例2：化简化简CBCAABY)(AACBCAABCBACACABABCAABBABAA例例3：化简化简CBACBAABCYABCCBACBAABCACBC CBCBA)(CBCBACBABAABCBACBAY例例4：化简化简BA0101BABABABABCA00
20、100m01 11 101m3m2m4m5m7m6mAB000m01 11 101m3m2m4m5m7m6mCD0001111012m12m15m14m8m9m11m10mABC001001 11 101111 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期ABC001001 11 101111ABCCABCBABCAY用卡诺图表示并化简。用卡诺图表示并化简。解：解：1.卡诺图卡诺图2.合并最小项合并最小项3.写出最简写出最简“与或与或”逻辑式逻辑
21、式电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期ABC001001 11 101111解：解：三个圈最小项分别为：三个圈最小项分别为：合并最小项合并最小项ABCCBAABCBCACABABC BCACABABACBCY电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期l 20.1 20.1 数制和脉冲信号数制和脉冲信号l 20.2 20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合l 20.3 20.3 和和 20.4 TTL20.4 TTL门电路门电路 CMOSCMOS门电路门电路l 20.5 20.5 逻辑代数逻辑代数l 20.6 20.
22、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l 20.7 20.7 加法器加法器l 20.8 20.8 编码器编码器l 20.9 20.9 译码器和数字显示译码器和数字显示电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期确定确定Y=Y2 Y3=A AB B AB.A B.A B.A.A BBY1AB&YY3Y2反演律反演律反演律反演律=A BABY001 100111001A B.Y=AB AB .ABA B =AB+ABBAY=A B=1ABY逻辑符号逻辑符号=A BABY001 100100111电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期(0 0 0 0 C 0 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1CBACBABABCAYC 0 0 0 0 C 0 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1ACBCBAY ACBCBAY CABCBA.)(BACBA ABC00011110011111电工与电子技术电工与电子技术A(2)2012-2013学年第学年第1学期学期CBCBYAA&ABCY&ABCC)(BBYACA
