电子技术张金华第6章

1、了解基本逻辑门、复合逻门的逻辑功能，能画出其电路图形符号；了解基本逻辑门、复合逻门的逻辑功能，能画出其电路图形符号；理解逻辑功能的四种表示方法；理解逻辑功能的四种表示方法；了解了解TTLTTL门电路的型号规定、引脚识读等使用常识；门电路的型号规定、引脚识读等使用常识；了解了解CMOSCMOS门电路的型号规定、引脚识读，掌握其安全操作的方法；门电路的型号规定、引脚识读，掌握其安全操作的方法；会对会对TTLTTL、CMOSCMOS集成门电路进行逻辑功能测试；集成门电路进行逻辑功能测试； 数字电路中往往用输入信号表示数字电路中往往用输入信号表示“条件条件”，用输出信号，用输出信号表示表示“结果结果”

2、，而条件与果之间的因果关系称逻辑关系，能，而条件与果之间的因果关系称逻辑关系，能实现某种逻辑关系的数字电子电路称为逻辑门电路。基本的实现某种逻辑关系的数字电子电路称为逻辑门电路。基本的逻辑关系有：逻辑关系有：与逻辑与逻辑、或逻辑或逻辑、非逻辑非逻辑，与之相应的基本逻，与之相应的基本逻辑门电路有辑门电路有与门与门、或门或门、非门非门。 为了简便地描述逻辑关系，通常用符号为了简便地描述逻辑关系，通常用符号0和和1来表示条来表示条件和结果的两个对立状态，比如条件的件和结果的两个对立状态，比如条件的“有有”或或“无无”，结果的结果的“真真”或或“假假”，这里的，这里的0和和1并不是通常数学中表并不是通

3、常数学中表示数量的大小，而是作为一种表示符号，示数量的大小，而是作为一种表示符号，0表示无信号或表示无信号或不满足条件，不满足条件，1表示有信号或满足条件，故表示有信号或满足条件，故称为逻辑称为逻辑0和逻和逻辑辑1。在数字电路中，通常用电位的高、低去控制门电路。在数字电路中，通常用电位的高、低去控制门电路, ,输入与输出信号只有两种状态：高电平状态和低电平状态。输入与输出信号只有两种状态：高电平状态和低电平状态。规定用规定用1表示高电平，用表示高电平，用0表示低电平，称为正逻辑，反之表示低电平，称为正逻辑，反之称为负逻辑，若无特殊说明均采用正逻辑。称为负逻辑，若无特殊说明均采用正逻辑。6.1.

4、1 6.1.1 基本逻辑门电路基本逻辑门电路一、一、与与门电路门电路 1. 1. 与与逻辑关系逻辑关系 如图所示，开关如图所示，开关A与与B串联在回路中，只有当两个开关都闭合时，灯串联在回路中，只有当两个开关都闭合时，灯Y才亮；只要有一个开关断开，灯才亮；只要有一个开关断开，灯Y就不亮。这就是说就不亮。这就是说“当一件事情（灯当一件事情（灯亮）的几个条件（两个开关均闭合）全部具备之后，这件事情（灯亮）亮）的几个条件（两个开关均闭合）全部具备之后，这件事情（灯亮）才能发生，否则不发生才能发生，否则不发生”。这样的因果关系称为。这样的因果关系称为与与逻辑关系，也称为逻逻辑关系，也称为逻辑乘。辑乘。

5、与逻辑关系与逻辑关系6.1.1 6.1.1 基本逻辑门基本逻辑门一、一、与与门电路门电路 2. 2. 与与逻辑关系的表示逻辑关系的表示 与与逻辑关系可用逻辑函数表达式表示逻辑关系可用逻辑函数表达式表示 除了用逻辑函数表达式表示外，还可以用真值表表示。除了用逻辑函数表达式表示外，还可以用真值表表示。与与逻辑功能逻辑功能为为“有有0出出0，全，全1出出1”，A、B两个输入变量有四种可能的取值情况。如两个输入变量有四种可能的取值情况。如表所示。表所示。ABYBAY或与门的真值表与门的真值表6.1.1 6.1.1 基本逻辑门基本逻辑门一、一、与与门电路门电路 3. 3. 与与门电路门电路 能实现与逻辑

6、功能的电路称能实现与逻辑功能的电路称为为与与门电路，简称门电路，简称与与门，如图所门，如图所示。门电路可以用二极管、三极示。门电路可以用二极管、三极管、管、MOSMOS管和电阻等分立元件组管和电阻等分立元件组成，也可以是集成电路。成，也可以是集成电路。 二极管组成的二极管组成的与与门电路门电路与与门电路的逻辑符号门电路的逻辑符号6.1.1 6.1.1 基本逻辑门基本逻辑门二、二、或或门电路门电路 1. 1. 或或逻辑关系逻辑关系 如图所示，开关如图所示，开关A与与B并联在回路中，只要两个开关有一个闭合时，并联在回路中，只要两个开关有一个闭合时，灯灯Y才亮；只有当开关全部断开，灯才亮；只有当开关

7、全部断开，灯Y才不亮。这就是说才不亮。这就是说“当决定一件事当决定一件事情（灯亮）的各个条件中至少具备一个条件（有一个开关闭合），这件情（灯亮）的各个条件中至少具备一个条件（有一个开关闭合），这件事情（灯亮）才能发生，否则不发生事情（灯亮）才能发生，否则不发生”。这样的因果关系称为。这样的因果关系称为或或逻辑关逻辑关系，也称为逻辑加。系，也称为逻辑加。或逻辑关系或逻辑关系6.1.1 6.1.1 基本逻辑门基本逻辑门二、二、或或门电路门电路 2. 2. 或或逻辑关系的表示逻辑关系的表示 或或逻辑关系可用逻辑函数表达式表示逻辑关系可用逻辑函数表达式表示 除了用逻辑函数表达式表示外，还可以用真值表表

8、示。除了用逻辑函数表达式表示外，还可以用真值表表示。或或逻辑功能逻辑功能为为“有有1出出1，全，全0出出0”，A、B两个输入变量有四种可能的取值情况。如两个输入变量有四种可能的取值情况。如表所示。表所示。 BAY或或门的真值表门的真值表6.1.1 6.1.1 基本逻辑门基本逻辑门二、二、或或门电路门电路 3. 3. 或或门电路门电路 能实现能实现或或逻辑功能的电路称逻辑功能的电路称为为或或门电路，简称门电路，简称或或门，如图所门，如图所示。门电路可以用二极管、三极示。门电路可以用二极管、三极管、管、MOSMOS管和电阻等分立元件组管和电阻等分立元件组成，也可以是集成电路。成，也可以是集成电路。

9、 二极管组成的二极管组成的或或门电路门电路或或门电路的逻辑符号门电路的逻辑符号6.1.1 6.1.1 基本逻辑门基本逻辑门三、三、非非门电路门电路 1. 1. 非非逻辑关系逻辑关系 如图所示，开关如图所示，开关A与灯与灯Y并并联，当开关断开时，灯联，当开关断开时，灯Y亮；当亮；当开关闭合时，灯开关闭合时，灯Y不亮。这就是不亮。这就是说说“事情（灯亮）和条件（开关）事情（灯亮）和条件（开关）总是呈相反状态总是呈相反状态”。这样的因果。这样的因果关系称为关系称为非非逻辑关系，也称为逻逻辑关系，也称为逻辑辑非非。非非逻辑关系逻辑关系6.1.1 6.1.1 基本逻辑门基本逻辑门三、三、非非门电路门电路

10、 2. 2. 非非逻辑关系的表示逻辑关系的表示 非非逻辑关系可用逻辑函数表达式表示逻辑关系可用逻辑函数表达式表示 从真值表分析可以看出，从真值表分析可以看出，非非逻辑功能逻辑功能为为“有有0 0出出1，有，有1出出0”，一个输入变量有两，一个输入变量有两种可能（种可能（ ）的取值情况，满足以下运算）的取值情况，满足以下运算规则规则AY 121001非门的真值表非门的真值表6.1.1 6.1.1 基本逻辑门基本逻辑门三、三、非非门电路门电路 3. 3. 非非门电路门电路 能实现能实现非非逻辑功能的电路称逻辑功能的电路称为为非非门电路，又称为反相器，简门电路，又称为反相器，简称称非非门。如图所示。

11、门。如图所示。非非门电路的逻辑符号门电路的逻辑符号三极管组成的三极管组成的非非门电路门电路6.1.1 6.1.1 基本逻辑门基本逻辑门四、逻辑关系的波形图表示方法四、逻辑关系的波形图表示方法 所谓波形图表示方法，是用输入端在不所谓波形图表示方法，是用输入端在不同逻辑信号作用下所对应的输出端信号波形同逻辑信号作用下所对应的输出端信号波形图表示门电路的逻辑关系的方法。由于波形图表示门电路的逻辑关系的方法。由于波形图表示的直观性，也是表示和分析电路逻辑图表示的直观性，也是表示和分析电路逻辑关系常用的方法。如图所示是或门逻辑关系关系常用的方法。如图所示是或门逻辑关系的波形图，图中在的波形图，图中在 时

12、间段内，时间段内，A、B输入端输入端均为高电平均为高电平1，由，由或或门逻辑关系可知此时输出门逻辑关系可知此时输出端端Y为高电平为高电平1，依照此方法，可得出，依照此方法，可得出 、 和和 时间段内输出端时间段内输出端Y的波形。的波形。1t2t3t4t或门逻辑关系的波形图或门逻辑关系的波形图6.1.2 6.1.2 复合逻辑门复合逻辑门一、一、与非与非门门与与门后串联门后串联非非门就构成了一个门就构成了一个与非与非门，如图所示。门，如图所示。 与非与非门逻辑符号门逻辑符号 与非与非门的逻辑函数表达式为门的逻辑函数表达式为 BAY与非门的真值表与非门的真值表 6.1.2 6.1.2 复合逻辑门复合

13、逻辑门一、一、与非与非门门除了用逻辑函数表达式表示外，还可以用真值表表示。除了用逻辑函数表达式表示外，还可以用真值表表示。6.1.2 6.1.2 复合逻辑门复合逻辑门二、二、或非或非门门在在或或门后串联门后串联非门非门就构成了一个就构成了一个或非或非门门 ，如图所示。如图所示。或非或非门逻辑符号门逻辑符号或非或非门的逻辑函数表达式为门的逻辑函数表达式为 或非或非门的真值表门的真值表 6.1.2 6.1.2 复合逻辑门复合逻辑门二、二、或非或非门门BAY除了用逻辑函数表达式表示外，还可以用真值表表示。除了用逻辑函数表达式表示外，还可以用真值表表示。6.1.2 6.1.2 复合逻辑门复合逻辑门三、

14、三、与或非与或非门门与或非与或非门一般由两个或多个门一般由两个或多个与与门和一个门和一个或或门，再和一个门，再和一个非非门串联而成。门串联而成。如图所示。如图所示。 与或非与或非门逻辑符号门逻辑符号6.1.2 6.1.2 复合逻辑门复合逻辑门三、与或非门三、与或非门与或非门的逻辑函数表达式为与或非门的逻辑函数表达式为 BCABY与或非门真值表与或非门真值表与或非门的真值表如表所示与或非门的真值表如表所示6.1.2 6.1.2 复合逻辑门复合逻辑门四、四、异或异或门门异或异或门的逻辑结构及电路图形符号，如图所示。门的逻辑结构及电路图形符号，如图所示。异或异或门的逻辑符号门的逻辑符号 6.1.2

15、6.1.2 复合逻辑门复合逻辑门四、四、异或异或门门异或异或门的逻辑函数表达式为门的逻辑函数表达式为 异或异或门的真值表门的真值表 BABAYBAY或或除了用逻辑函数表达式表示外，还可以用真值表表示。除了用逻辑函数表达式表示外，还可以用真值表表示。6.1.3 6.1.3 集成逻辑门集成逻辑门一、一、TTLTTL集成逻辑门电路集成逻辑门电路 1. 1. 产品系列和外形封装产品系列和外形封装 TTLTTL集成门电路中，现主要有：集成门电路中，现主要有：7474标准（中速）、标准（中速）、74H74H（高速）、（高速）、74S(74S(超高速超高速肖特基肖特基) )、74LS(74LS(低功耗肖特基

16、低功耗肖特基) )和和74AS(74AS(先进的肖特基先进的肖特基) )等系列，等系列， 74LS74LS系列为现代主要应用产品。系列为现代主要应用产品。 TTLTTL集成电路的型号由五部分构成。外形如图所示。如集成电路的型号由五部分构成。外形如图所示。如CT74LSCT74LSCP:CP:第一部分字母第一部分字母C C表示国标。第二部分字母表示国标。第二部分字母T T表示表示TTLTTL电路。第三部分是器件系电路。第三部分是器件系列和品种代号列和品种代号:74:74表示国际通用表示国际通用7474系列，系列，5454表示军用产品系列；表示军用产品系列；LSLS表示低功表示低功耗肖特基系列；耗

17、肖特基系列；为品种代号。第四部分字母表示器件工作温度为品种代号。第四部分字母表示器件工作温度,C,C为为。第五部分字母表示器件封装。第五部分字母表示器件封装:P:P为塑料双列直插式为塑料双列直插式;J;J为黑瓷双列直为黑瓷双列直插式。插式。C0C70TTL集成逻辑门电路的外形封装集成逻辑门电路的外形封装 2. 2. 引脚识读引脚识读 引脚编号的判断方法是：把凹槽标志置于左方，引脚向下，逆时针引脚编号的判断方法是：把凹槽标志置于左方，引脚向下，逆时针自下而上顺序依次为自下而上顺序依次为1 1、2 2、引出端。引出端。6.1.3 6.1.3 集成逻辑门集成逻辑门一、一、TTLTTL集成逻辑门电路集

18、成逻辑门电路引脚排列如图所示引脚排列如图所示6.1.3 6.1.3 集成逻辑门集成逻辑门二、二、CMOS集成门电路集成门电路 1. 1. 产品系列和外形封装产品系列和外形封装 CMOS集成门电路系列较多，现主要有集成门电路系列较多，现主要有4000（普通）、（普通）、74HC（高速）、（高速）、74HCT（与（与TTL兼容）等产品系列，外形封装与兼容）等产品系列，外形封装与TTL集成门电路相同，如图集成门电路相同，如图所示。其中所示。其中4000系列品种多、功能全，现仍被广泛使用。系列品种多、功能全，现仍被广泛使用。 CMOS集成电路的型号由五部分构成，如集成电路的型号由五部分构成，如CC74

19、HCRP：第一部分：第一部分字母字母C表示国标。第二部分字母表示国标。第二部分字母C表示表示CMOS电路。第三部分是器件系列和电路。第三部分是器件系列和品种代号：品种代号：74表示国际通用表示国际通用74系列；系列；54表示军用产品系列；表示军用产品系列；HC表示高速表示高速CMOS系列；系列；为品种代号。第四部分字母表示器件工作温度，为品种代号。第四部分字母表示器件工作温度，R为为 5585 。第五部分字母表示器件封装；。第五部分字母表示器件封装；P为塑封双列直插式；为塑封双列直插式；J为黑瓷为黑瓷双列直插式。双列直插式。 CCMOS集成门电路的外形封装集成门电路的外形封装6.1.3 6.1

20、.3 集成逻辑门集成逻辑门二、二、CMOS集成门电路集成门电路 2. 2. 引脚识读引脚识读 引脚编号判断方法与引脚编号判断方法与TTLTTL相同，相同，把凹槽标志置于左方，引脚向下，逆把凹槽标志置于左方，引脚向下，逆时针自下而上顺序依次为时针自下而上顺序依次为1、2、引出端。引出端。 引脚排列如图所示。引脚排列如图所示。6.1.3 6.1.3 集成逻辑门集成逻辑门三、三、集成逻辑门电路的选用集成逻辑门电路的选用 1. 1. 若要求功耗低、抗干扰能力强，则应选用若要求功耗低、抗干扰能力强，则应选用CMOS 电路。其中电路。其中4000 4000 系列一般用于工作频率系列一般用于工作频率 1 1

21、 MHz 以下、驱动能力要求不高的场合；以下、驱动能力要求不高的场合；74HC系系列列 常用于工作频率常用于工作频率 20 MHz 以下、驱动能力要求较强的场合。以下、驱动能力要求较强的场合。 2. 2. 若对功耗和抗干扰能力要求一般，可选用若对功耗和抗干扰能力要求一般，可选用TTL 电路。目前多用电路。目前多用 74LS 系列，它的功耗较小，工作频率一般可至系列，它的功耗较小，工作频率一般可至 20 MHz；如工作频率较高，；如工作频率较高，可选用可选用 CT74ALS 系列，其工作频率一般可至系列，其工作频率一般可至 50 MHz。 常见的集成逻辑门电路（常见的集成逻辑门电路（IC）的封装

22、形式如表所示。）的封装形式如表所示。掌握二进制数、十六进制数的表示方法；掌握二进制数、十六进制数的表示方法；能进行二进制数、十进制数和十六进制数之间的相互转换；能进行二进制数、十进制数和十六进制数之间的相互转换；了解了解8421BCD8421BCD码的表示形式。码的表示形式。6.2.1 6.2.1 数制数制 一、十进制一、十进制 十进制数有如下特点：十进制数有如下特点： (1).(1).十进制数有十进制数有0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9共十个符号，这些符共十个符号，这些符号称为数码。号称为数码。(2).(2).相邻位的关系，高位为低位的十倍，逢十

23、进一，借一当十。相邻位的关系，高位为低位的十倍，逢十进一，借一当十。 (3).(3). 数码的位置不同，所表示的值就不同，数码位置分十分位、个位、数码的位置不同，所表示的值就不同，数码位置分十分位、个位、十位、百位数、十位、百位数、 例如：例如： 32101210104103101106104102134.246）（6.2.1 6.2.1 数制数制 (1) (1). 二进制数仅有二进制数仅有0和和1两个不同的数码。两个不同的数码。 (2)(2). 相邻位的关系为逢二进一，借一当二。相邻位的关系为逢二进一，借一当二。 (3)(3). 数码的位权是数码的位权是2 2的整数幂。的整数幂。 例如：例如

24、：01232212120211011）（二、二进制二、二进制6.2.1 6.2.1 数制数制 十六进制数有十六进制数有0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、A A、B B、C C、D D、E E、F F共共十六个不同的数码。符号十六个不同的数码。符号A AF F分别代表十进制的分别代表十进制的10101515。各位的位权是。各位的位权是1616的整数幂，其计数规律是逢十六进一，借一当十六。的整数幂，其计数规律是逢十六进一，借一当十六。 例如：十六进制数例如：十六进制数 可以表示为可以表示为16)AE3（0121616E16A163)AE3（ 三、十六进

25、制三、十六进制数码对照表如表所示。数码对照表如表所示。数码对照表数码对照表6.2.1 6.2.1 数制数制四、不同数制的转换四、不同数制的转换 1. 1. 非十进制数转换为十进制数非十进制数转换为十进制数 可将非十进制数按权展开，得出其相加结果，就是对应的十进制可将非十进制数按权展开，得出其相加结果，就是对应的十进制数。数。103401234226022202120212111010）（）（例例解：解：:110102）（6.2.1 6.2.1 数制数制四、不同数制的转换四、不同数制的转换 2. 2. 十进制整数转换为二进制数十进制整数转换为二进制数 可将十进制整数逐次地用可将十进制整数逐次地用

26、2除取余数，一直到商为零。然后把全除取余数，一直到商为零。然后把全部余数按相反的次序排列起来，就是等值的二进制数。部余数按相反的次序排列起来，就是等值的二进制数。例：将十进制数例：将十进制数1919转化为二进制数。转化为二进制数。 所以：所以：2101001119）（）（解：解：6.2.1 6.2.1 数制数制四、不同数制的转换四、不同数制的转换 3. 3. 二进制整数转换为十六进制数二进制整数转换为十六进制数 可将二进制整数自右向左每可将二进制整数自右向左每4位分为一组，最后不足位分为一组，最后不足4位的，高位位的，高位用零补足，再把每用零补足，再把每4位二进制数对应的十六进制数写出即可。位

27、二进制数对应的十六进制数写出即可。例：例：将二进制数将二进制数11010110101转换为十六进制数。转换为十六进制数。二进制数二进制数 0110 1011 0101十六进制数十六进制数 6 B 5所以所以: 162)6B511101011010（）（解：解：6.2.1 6.2.1 数制数制四、不同数制的转换四、不同数制的转换 4. 4.十六进制数转换为二进制数十六进制数转换为二进制数 将每个十六进制数用将每个十六进制数用4位二进制数表示，然后按十六进制数的排位二进制数表示，然后按十六进制数的排序将这些序将这些4位二进制数排列好，就可得到相应的二进制数。位二进制数排列好，就可得到相应的二进制数

28、。例：例：将十六进制数将十六进制数4E6转化为二进制数。转化为二进制数。十六进制数十六进制数 4 E 6二进制数二进制数 100 1110 110所以：所以： 216)1001110110()4E6（解：解：6.2.2 6.2.2 编码编码一、一、二进制代码二进制代码 数字系统处理的信息，一类是数字系统处理的信息，一类是数值数值，另一类则是，另一类则是文字和符号文字和符号，这些信息，这些信息往往采用多位二进制数码来表示。通常把这种表示特定对象的多位二进制数往往采用多位二进制数码来表示。通常把这种表示特定对象的多位二进制数称为二进制代码。称为二进制代码。 二进制代码与所表示的信息之间应具有一一对

29、应的关系二进制代码与所表示的信息之间应具有一一对应的关系，用，用 位二进制数位二进制数可以组合成可以组合成 个代码，若需要编码的信息有个代码，若需要编码的信息有 项，则应足项，则应足 N 。n2n2nN6.2.2 6.2.2 编码编码二、二、BCD码码 在数字系统中，各种数据要转换为二进制代码才能进行处理，而人们在数字系统中，各种数据要转换为二进制代码才能进行处理，而人们习惯于使用十进制数，所以在数字系统的输入输出中仍采用十进制数，电习惯于使用十进制数，所以在数字系统的输入输出中仍采用十进制数，电路处理时则采用二进制数，这样就产生了用路处理时则采用二进制数，这样就产生了用4位二进制数分别表示位

30、二进制数分别表示09这这10个十进制数码的编码方法，个十进制数码的编码方法，我们把这种用于表示我们把这种用于表示1位十进制数的位十进制数的4位二进位二进制代码称为二制代码称为二十进制代码，简称十进制代码，简称BCD码码。 由于由于4位二进制数可以组成位二进制数可以组成24=16个代码，而十进制数码只需要其中的十个代码，而十进制数码只需要其中的十个代码。因此个代码。因此16种组合中选取种组合中选取10种组合方式，便可得到多种二种组合方式，便可得到多种二十进制编十进制编码的方案。码的方案。 8421BCD码码是使用最多的一种编码，在用是使用最多的一种编码，在用4位二进制数码来表示位二进制数码来表示

31、1位位十进制数时，每十进制数时，每1位二进制数的位权依次为位二进制数的位权依次为 ，即，即8421，所以，所以称为称为8421码。码。8421码选取码选取00001001前十种组合来表示十进制数，而后前十种组合来表示十进制数，而后六种组合舍去不用。六种组合舍去不用。01232222、例：例：将十进制数将十进制数10用用8421BCD码表示。码表示。十进制数十进制数 1 08421码码 0001 0000 所以所以 1)00010000()1084210（掌握逻辑代数中基本运算法则；掌握逻辑代数中基本运算法则；掌握逻辑函数的公式化简方法。掌握逻辑函数的公式化简方法。一、一、基本公式基本公式6.3.1 6.3.1 逻辑代数的运算法则逻辑代数的运算法则以上定律的正确性，最