华南理工大学《电工电子技术基本教程》本科教学课件第7章-数字集成电路及应用

1、suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:第七章数字集成电路及应用7. 1数字电路基础电信号模拟信号：模拟信号是随时间连续变 化的信号。电信号数字信号：数字信号是不连续变化的脉冲信号。模拟电路1数字电踣模拟信号数字电路信号由于数字信号在时间上和数值上都是离散的，故常 用数字0和1来表示，正逻辑：用高电平表示逻辑1，低电平表示逻辑0。负逻辑：用高电平表示逻辑0,低电平表示逻辑1。7.1.1基本逻辑运算

2、7.1.1基本逻辑运算分析数字电路的数学工具是逻辑代数，也叫布尔代数。在逻辑代数中，变量的取值只有两个：1和0。它们分 别表示两种不同的逻辑状态。例如：可以用1和0分别 表示某事件的是和非、真和假、有和无等，也可以表 不电路的导通和断开，电灯的亮和灭等等。基本的逻辑运算有三种：与运算、或运算和非运算。所有逻辑运算都可以用这三种基本运算构成。与运算在决定某一事件的各种条件中，只有当全部条件同 时具备时，事件才会发生，这种因果关系叫做与运 算，也叫做逻辑与（或叫逻辑乘）。X、S的与运算可写成Y = AxB_Y = A-B或Y = AB与运算实例：L-0设开关闭合为1，断开为0; 灯亮为1，灯灭为L

3、-0当两个开关都闭合（即X和S均为1）时，灯泡Z才会通电发光（即Z为1）；反之，只要有一个开关断开（即X和S中有一个为0），灯就不亮（即7：为0）。其逻辑表达式为与运算的基本运算规则0-0-01-0-00-1-01.1 = 1与运算的真值表ABL000010100111预祝你考研成功!预祝你考研成功!55年更新）:预祝你考研成功!预祝你考研成功!55年更新）:二极管与门Y = AB只有当输人4、S均为高电 位（即输入均为1）时，输 出F才具有高电位（即输出 为1）;二极管与门Y = AB当X、S中有一个（或一个 以上）为低电位（即输入为0）时，由于对应的二极管 导通使输出r被箝位于低电位（即输

4、出为o）。suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:Y = AB逻辑符号在电路中，多少伏的电位算高电位（高电 平），多少伏的电位算低电位（低电平）， 不同的场合规定不同，而且高低电平一般不 是一个确定值，而是有一定的范围。1圆或运算在决定某一事件的各种条件中，只要有一个（或一 个以上）条件具备时，事件就会发生，这样一种因 果关系叫做或运算，也叫做或逻辑，或叫逻辑加。A, S的或运算可写成Y = A

5、+ B或运算的实例或运算的基本运算规则：0+0=01+0=10+1=11+1=1或运算的真值表ABL000011101111预祝你考研成功预祝你考研成功I戶更新）:戶更新）:预祝你考研成功预祝你考研成功I戶更新）:戶更新）:二极管或门y = a+b当输入端X、S有一个（或 一个以上）为高电位（即 为1）时，与该端相连的二 极管导通，使输出F端为高 电位，即r为1;二极管或门y = a+b当输人4、s都加上低电位， 即输入全为o时，所有二极 管截止，电阻上没有电流， 使输出r具有低电位，即输 出F为0。suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工

6、考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:Y = A + B-Y逻辑符号如果条件具备了，事件便不会发生；而条件不具备 时，事件就会发生，这种因果关系叫做非运算，也 叫做逻辑非（或反运算）。R变量X的非运算记为1 I y=a r r非运算的实例非运算的基本运算规则：0=1 1=0逻辑符号AL0逻辑符号AL0110预祝你考研成功!预祝你考研成功!预祝你考研成功!预祝你考研成功!+12V-12V晶体管非门+12V-12V晶体管非门晶体管工作于开关状态，当输入端乂接高电位（即输入为1）时，晶体管饱

7、y和导通，输出r端为低电位（即输出为o）；当输入端乂接低电位（即输入为0）时，晶体管发 射结反向偏置而截止，输 出F端具有高电位（即输出为1）。戶更新）:suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!与非运算的真值表华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!与非运算的真值表华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:A _&B _与非门Y = ABABY001011101110suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!或非运算的真

8、值表华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!或非运算的真值表华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:或非门Y = A + BABY001010100110suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:ABCD1与或非门Y = AB + CDsuct-kyzl预祝你考研成功!suct

9、-kyzl预祝你考研成功!异或运算的真值表华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!异或运算的真值表华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:A =1B 异或门Y = AB =AB + ABABY000011101110suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!同或运算的真值表华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!同或运算的真值表华南理工考研资料联盟（每

10、年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:AABY001010100111同或门Y = AQB AB+ABsuct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:国外门电路的符号kry=-74Bkry=-74B与非门与非门或非门与或非门同或门异或门同或门7.1.2逻辑代数的运算规则0-1律公式 10 公式 10 = 0公式21 + A = 1自等律公式3自等律公式31-A =A公式40+A=A重叠律公式5 A

11、+ A = A公式6 A - A = A互补律公式7 A + A = l 公式8A-A=0还原律公式9j交换律公式 io4 + 5 = B公式 11 A-B = B-A结合律公式 12 U + (B + C) = ( + B) + C公式 13 A.(B.C) = (A.B).C分配律公式 14|j(B + C) = jB +j.C公式 15 j + B.C = (/l + B).C4 + C)例 证明公式 15 j + 5.C = G4 + 5).G4 + C)证明(A + B)A + C) = A(A + C) + B(A + C) = A-A + A-C + A-B + B-C =A+A

12、C+AB+BC证明= A(1 + C + B) + BC = A + BC吸收律公式i6 A -V A B A公式 17 A - （A + B） = A 反演律（摩根定律）公式is A + B = A B公式19公式19证明例 证明公式16 A + A-B = A证明A + A-B=A1=A例 证明公式17 A-(A + B) = A 证明A.(A + B) =A. A + A. B =A + A- B =A例证明公式I9 A-B = A+B 和公式is A + B = A .百 证明用列真值表的方法证明:ABABABA+BA+BA-B00111111011011001001110011000

13、000公式20A + A -B = A + B证明A + AB= (A + A)-(A + B) = 1.C4 + B)=A + B公式21公式21证明B + A-C + BCA-B + A-C + B-C(A + A)A-B + A-C + A-B-C + A-B-CA-B-(l + C) + A-C-(l + B)A-B + A-C华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzl预祝你考研成功！7.1.3逻辑代数的基本定理代入定理：在任何一个逻辑等式中，将某一变量全部代之以一个逻辑函数

14、，则等式仍然成立。反演定理：对于任意一个逻辑表达式F，若将其中所有的“”换成“ + ”，“+”换成“”，0换成1，1 换成0,原变量换成反变量，反变量换成原变量，则 得到的结果为原函数_，即 。对偶定理：对任意一个逻辑表达式r，如果将其中的 “+”换成“”，“”换成“+”，o换成1，1换成0, 则得到一个新的逻辑表达式，叫做r的对偶式Y，或 者说r与Y互为对偶式。如果两个逻辑式相等，则它 们的对偶式也相等。suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联

15、盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:例 用代入定理证明摩根定律也适用于多变量的情 况。解 B1 AB = A + B用(B-C)代入式中B的位置，得:A(B-C) = A + B-CABC=A+B+C例 求Y =A + B+C + D + E的反函数Y 解根据反演定理可得：7.1.4逻辑函数的表示方法逻辑函数有三种表示方法：真值表、逻辑函数式和逻辑图。3种表示方法可以相互转换由逻辑表达式列真值表：将输入变量的所有取值组合代入式中求出其函 数值，列成表格即可。如果有h个输入变量，则 有2n种取值组合。真值表中的每一行表示输入变量的一种取值组合。 如果以原变量（如X）表示其取值为“1

16、”，以反 变量（如）表示其取值为“0”，则可以用输入变 量（原变量或反变量）的乘积表示每一个输入状 态的组合。这些乘积项称为最小项。最小项的特点：每个最小项都包含所有输入变量; 在每个最小项中，输入变量以原变量或反变量的 形式出现一次。由真值表写逻辑函数式的方法：找出真值表中所有使逻辑函数为1的最小项，取 这些最小项的逻辑和即为逻辑函数的表达式。suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-k

17、yzlsuct-kyzl预祝你考研成功!):):例 列出逻辑函数Y并画出逻辑图。解由于有三个输入变量，共有23=8种取值组合=+ 勺真值表，AB=+ 勺真值表，ABCY00000010010001111000101111011111&1It&逻辑图例 将真值表用逻辑函数 表示。例 将真值表用逻辑函数 表示。解取值为1的最小项是ABC, ABC,ABC. ABCABCY00000010010001111000101111011111Y = ABC + ABC + ABC + ABC化简Y = ABC + ABC + ABC + ABC =ABC+ABC+AB= ABC + A(BC + B) =

18、 ABC + A(C + B) =ABC+AC+AB=(AB + A)C + AB=AB+BC+AC例 将函数Y = AB +AC表示成最小项的形式。解Y=AB+AC= AB(C + C) + AC(B + B) =ABC + ABC + ABC + ABC 可见：任何一个逻辑函数可以通过配项的 方式化为最小项之和的形式。7.1.5逻辑函数的化简用逻辑公式化简并项法应用公式A + A=l,将两项合并为一项。例 Y = ABC + ABC = AB(C +C) = AB吸收法应用A + AB = A公式，消去多余项。例 Y = AB+ ABCD = AB消项法应用公式AB + AC + BC =

19、 AB + AC消去多余的项 例Y = AC + ABD + CDEF=AC+ABD消因子法应用公式A + AB = A + B将多余因子消去例 Y = AB + AC + BC = AB +(A + B)C = AB + ABC = AB + C(5)配项法应用公式A+A=A配项Y = ABC + ABC + ABC + ABC=ABC + ABC + ABC + ABC + ABC + ABC =BC(A + 7) + AC(B + B) + AB(C + C) =BC + AC + AB应用公式A+A=l配项Y=AB+AC+BC= AB + AC+BC(A + A) = AB + AC+

20、 ABC + ABC = AB(1 + C) + AC(1 + B) =AB+AC例化简逻辑函数 Y = AB + AC + AB + BC 解-Y = AB + AC + AB + BC = B( + 7 + C) + t1C = B(1 + C) + t1C = B + AC例化简 Y = ABC +AB+AD + C + BD 解 Y =ABC+AB+AD + C+BD =AB +AB +AD + C + BD = A + ABAD + C + BD =B+AD+C+BD =B+lD+C+D +C + (7 + l)Z) =B +C + D例求Y =A + B + D(A+B +D)(A

21、+B+DA + C +D(B +C +D)的最简或与表达式。解根据对偶定理求函数F的对偶式，并化简Yr = ABD + ABD+ABD + ACD+BCD = (A + A)BD + (A+C)BD+ACD= BD + ACBD+ACD = BD +(ACB+AC)D= BD + (B+AC)D = BD + BD+ACD再求y 的对偶式得：r 二（s + z）（B + F）G4 + c + n）用卡诺图化简逻辑函数卡诺图：将输入自变量的全部最小项各用一个小方 格表示，并使具有逻辑相邻性的最小项在几何位置 上也相邻地排列起来，所得到的图形，也叫做最小 项方格图。卡诺图的绘制方法：(1)如果逻辑

22、函数的输入自变 量数为，则将图划分为个小方格，每个方格代表一 个最小项；(2)以行变量组为高位，列变量组为低 位，给方格编号，而行、列变量的取值则按循环码的 规则，例如两个变量则按00, 01, 11, 10的顺序取值。ABAB州0ABAB汛2U 1XBCX 00011110例0mxm3m2m5m7仞6二变量的卡诺图三变量的卡诺图AB00 01 11 1000011110忉0m1m3m2忉6仍12例13m!5例148mnmw四变量的卡诺图卡诺图中任意相邻两项（即上下或左右相邻）均仅 有一个变量互反，而其余变量完全相同，这叫做逻 辑相邻性。位于一行或一列两端的最小项也仅有一 个变量互反，即也具有

23、逻辑相邻性用卡诺图表示逻辑函数，就是将函数值为1的那些最小项，在卡诺图的相应位置上填入1，而在其余位置上填入0 （或空着）即可。例用卡诺图表示逻辑函数Y = AB + BC + ACA 0001111001100011suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟(每年更新):华南理工考研资料联盟(每年更新):用卡诺图化简逻辑函数的

24、步骤:画出逻辑函数的卡诺图;将取值为“1”的相邻小方格圈起来，所圈小方格的个数应为2n (=0, 1, 2, 3.)，所 圈的小方格应尽可能多。另外，每圈1个新圈时，必须至少包含1个没有被必须至少包含1个没有被过的最小项，每个最小项可被圈多次，但不能被遗漏。将每个圈中的最小项合并为1项，合并后的结果中只有公共因子。将合并后的所有项相加，即得到最简与或 表达式。例用卡诺图化简逻辑函数Y = ABC + ABC + ABC + ABCY=AB+BC+AC伊j 化简 Y（A，B，C，D） = AB + BD + BCD + ABCY = AB + BD +ACD例用卡诺图化简Y = AB+AC +

25、BC + CD00110/X0000110/X00hXX0110D00 01 /ll 10ABY=AB+C+D华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzl预祝你考研成功！例 用卡诺图化简 Y = AB + AB +CD + AD + AD + AC解一Y = A + B+Dsuct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考

26、研资料联盟（每年更新）:解二= ABD解二= ABDY = ABD = A + B+D具有约束条件的逻辑函数的化简自变量之间不可能出现的组合，称为约束项，也 叫无关项或冗余项。所有不可能出现的自变量组合的集合称为约束条件。由于约束项实际上是不可能出现的逻辑状态，因此 这些项取1和取0都不影响逻辑函数的值，若能很好 的利用约束条件可以使逻辑函数得到进一步的化简。约束项在卡诺图中用X表示。例Y = ABD + ABD + ABCDBCD + ACD + ABD + ABD = 0 （约束条件）Y = AB + BD + BD华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理

27、工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzl预祝你考研成功！7.2集成门电路7.2.1 TTL门电路集成电路的优点：与分立元件相比，集成电路具有 可靠性高、体积小、功耗低等优点。双极型逻辑门电路：TTL、ECL 和 I2L 等。集成门电路单极型逻辑门电路：PMOS、NMOS 和 CMOS 等。suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:TTL与非门1 ，2 3EEE

28、O-O-&-1，2 3五五相当于与门关门状态：A. B、C中有一个（或一个以上）输入端为低电平r2,6kQ4kQIV导通130+Ucc3vd4截止5cDV发射结正偏导通o r2,6kQ4kQIV导通130+Ucc3vd4截止5cDV发射结正偏导通o y输出为咼电平，=1图形符号Y = ABC逻辑表达式TTL与非门的电压传输特性TTL与非门的主要参数：（1）开门电压C7oN:使输出端为低电平时的最小输入高电平值。其典型值为1.8V。（2）关门电压C/OFF:使输出端为高电平时的最大 输入低电平值，其典型值为0.8V,（3）开门电阻/?QN和关门电IW?OFF当输入端的电阻大于开门电 _时，则相当

29、于接 “1” ;当输入端的电阻小于关门电_QFF时，相 当于接“0”。典型傯為-2kQ, Aoff - 0.7kQ输入端接电阻（4）输出高电平C7oH和输出低电平（5）输入端噪声容限低电平噪声容限：在保证输出高电平不低于额定值的 90%的条件下，允许叠加在输入低电平上的噪声（或 干扰）电压，用表示。高电平噪声容限：在保证输出端为低电平的前提下， 容许叠加到输入高电平上（极性和输入信号相反）的 最大噪声电压，用rNH表示。（6）输入高电平电流/IH和输入低电平电流(7)扇出系数TVo:是指一个与非门能带同类门的最大数目，它反映了与非门的带负载能力。当与非门输出为低电平时当与非门输出为低电平时pd

30、l + pd2Pd 一suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功! 3华南理工考研资料联盟（每年更新）: 3华南理工考研资料联盟（每年更新）:TTL非门（反相器）1A_51A_5Y图形符号TTL三态输出与非门输出端有三种状态：高电平、低电平和高阻状态。高阻状态是指门电路的输出端具有很高的输出电阻，对外电路来说甚至相当于开路。多了一个使能端A EN1rVT!T1电阻，对外电路来说甚至相当于开路。多了一个使能端A EN1rVT!T1Y+UccVT4P使能端高电平有效的三态

31、门平电平电高端匕匕厶冃使当PE艮二极管VD截止，电路的工作状态和普通的与非门 完全一样。Y = ABY = AB使能端高电平有效的三态门suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:当E/V为低电平（即E2V为0）时输出端呈高阻状态五WIHlH_1n3使能端高电平有效的三态门suct-kyzlsuct-kyzl，你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年新）:华南理工考研资料联盟（每年新）:suct-kyz

32、lsuct-kyzl，你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年新）:华南理工考研资料联盟（每年新）:使能端高电平有效的三态门 使能端低电平有效的三态门AABENA B ENC使能端为1时 电路为正常的与 非门工作状态 使能端为0时 电路为正常的与 非门工作状态suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:总线总线三态门在数字电路中非常有 用，有了三态门，就可以实 现在同一条导线上分时传递 若干个不同的数据

33、或控制信 号。集电极开路与非门电路A A B 工作时，输出端需外接电源C7和负载电阻电路结构图形符号suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!注意：注意：对或非门(或者或门)，其多余输入端不能悬空。华南理工考研资料联盟(每年更新):suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:OC门的输出端不仅可直接接如继电器、指示灯、发 光二极管等负载，OC门的输出端还可以直接相联。= AB.CD= AB.CD多余输入端的处理当输入端有剩余时，必须对多余的输入端做适当的 处理，保持其逻辑功能不变。下面以与非门为例，说明多余输

34、入端的处理方法。多余端接高电平多余端悬空：多余端与某信号端相联suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:当输入端X当输入端X为低电平时Y=1U G所以Y = AA BTA(/(/GS(tli)Pcrl :GS(th)NCMOS非门的电压传输特性suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟(每年更新):华南理工考研资料联盟(每年更新):suct-kyzlsuct-kyzl预

35、祝你考研成功!华南理工考研资料联盟(每年更新):华南理工考研资料联盟(每年更新):CMOS非门的主要特点：静态功耗很小。抗干扰能力强。电源电压的允许范围为3V18V，所以输出幅 度加大了。缺点：制造工艺复杂，集成度较低。suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!CMOS与非门电路1 +DD华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!CMOS与非门电路1 +DD华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:Y = ABsuct-kyzl预祝你考研成功!suc

36、t-kyzl预祝你考研成功!CMOS或非门电路?+DD华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!CMOS或非门电路?+DD华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:Y = A + Bsuct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:当= 1当= 1时高阻状态CMOS三态输出门电路使能端低电

37、平有效当运？ = 0时Y=A使能端局电平有效 当= 1时Y=A当= 0时高阻状态7.2.4 TTL电路和CMOS电路的连接用TTL电路驱动CMOS电路 用TTL电路驱动74HCT系列的CMOS电路时，可以 直接连接电源电压均为5V电源电压不同时TTL CMOSTTL CC40109 CMOS用CMOS电路驱动TTL电路用74HC/74HCT系列CMOS电路驱动TTL电路时，可 以直接连接。用4000系列CMOS电路驱动TTL电路时，需要扩大CMOS电路在输出低电平时吸收负载电流的能力。（1）将同一封装的门电路并联使用，以提高CMOS TTL带负载能力。CMOS TTLsuct-kyzlsuct

38、-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!):):(2)使用CMOS驱动器进行连接CMOS CMOS TTL 驱动器(3)使用分立元件的放大器来实现电流扩展7.3组合逻辑电路7.3.1组合逻辑电路的分析分析组合逻辑电路的一般步骤：列分析电路的逻辑功能。AB-AB&)YB74KAB-AB&1715电路实现了 异或功能电路实现了 异或功能Y = AB-AB =AB-AB =(J

39、 + BA + B)=AB+AB = A B分析电路的逻辑功能。jc判别一判别一致电路Y = Y2+Y3+Y4= A-ABC+ B-ABC+ C-ABC= ABC(A + B + C) = ABC + A + B + C=ABCABC华南理工考研资料联盟(每年更新):华南理工考研资料联盟(每年更新):华南理工考研资料联盟(每年更新):华南理工考研资料联盟(每年更新):suct-kyzl预祝你考研成功！7.3.2组合逻辑电路的设计设计的任务是根据给出的实际逻辑问题，设计 出能实现这一功能的最简单的逻辑电路。步骤：根据给定的逻辑要求，列出真值表；由真值表写出逻辑表达式或画出卡诺图;化简并根据所用器

40、件将逻辑函数化为相 应的形式；根据逻辑函数画出逻辑电路图。suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:例 设计一个3人 U，B，C）表决的逻辑电路，当 多数人赞同时，表决（r）通过。Y = AB + BC + CAsuct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联

41、盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!用与非门实现华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:Y = AB + BC + CA = AB + BC + CA = AB-BC-CA例设计一个将8421BCD码转换成余3码的逻辑电路，要 求用与非门实现。DCBAY3YiY000000011000101000010010100110110010001110101100001101001011110101000101110011100分别画出各输出的卡诺图r2的卡诺图分别画出各输出的卡诺图r2的卡诺

42、图r3的卡诺图 y3 = d+cb+ca = D-CB-CAy2=cba+ca+cb= CE4-CA-CBsuct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!0华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:01 1111111XXXX1X01心的卡诺图Fo的卡诺图YBA + BA= BA.BA画出逻辑图&B时，Fab为1，当A=B时，FA=B为1，输入输出ABFabFa=bFabFa=bFab = ABFab = ABFa=b = AB

43、+ AB逻辑电路ucc 3 B2 A2 a, B. Ao BoIT6l|T5l|n|il|T51|TT|Toir71)74LS85LJLUUJIULJkJLdkJ;abfa=bfab、FaB、IAB、片的IAB、IA=B分别接0、0、1即可oB74LS85 (2) 7a=b74LS85 (2) 7a=bA3 A2 Aj Ao B3 B2 Bo Ab 7a=b 74LS85 (1) 7ab a3a2a1a0 b3555556557IA 5o51152535O1j23J编码器的功能就是把输入的每一个高、低电平信号 编成对应的一个二进制代码。二进制编码器二进制编码器是将某一信号编成二进制代码的电路例

44、 设计一个将8个输入信号编成二进制代码的编码器。解设8个输入信号分别为A，iv iv J4, i5, J6， iv输出为3位二进制代码&，yx, y0真值表IQi!I?,I3I4IsI6I7YrYi Yo1000000000001000000001001000000100001000001100001000100000001001010000001011000000001111yl心L&1LL中 p qiqjiiEpqA 65432 A与非门实现的8线-3线编码器suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-k

45、yzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:预祝你考研成功!预祝你考研成功!):):输入Y输入Y3Y2YiYoIo0000II0001I20010I30011I40100Is0101I60110b0111Is1000I91001二-十进制编码器把十进制的10个数字09 编码成4位二进制代码的 电路称为二-十进制编码 器。K =八 += A I9y2=T4J5J6J7优先编码器优先编码器允许同时有两个以上编码信号输入在设计优先编码器时，需将所有的输入信号按优先 顺序排队，当几个输入信号同时出现时，只对其中 优先权最高的一个信号进行编

46、码。例试用两片74LS148接成16线-4线优先编码器。Zo為5為4Zo為5為4 Ai3 Ai2 An Ag 為译码器译码是编码的逆过程，译码器的功能就是将输入的二进制代码翻译成对应的输出高、低电平。二进制译码器 二进制译码器的输入是一 组二进制代码，输出是一 组与之相对应的高、低电 平信号。Y3 = 44)两位二进制译码器的状态表输入输出AxAoY3Y2YjYo000001010010100100111000Y. Y2 Y； Yo& & & &2线-4线译码器74LS139的外引线排列74LS138的外引线排列suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟(每年更新

47、):华南理工考研资料联盟(每年更新):suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟(每年更新):华南理工考研资料联盟(每年更新):例 试用译码器实现逻辑表达式Y = AB + BC 解由于函数有3个自变量，所以先用74LS138型3线 - 8线译码器。首先将逻辑表达式用最小项表示Y = AB + BC=AB(C + C) + BC(A + A)二 ABC + ABC + ABC将输入变量X，B, C分前獲賓擇码器的输入端42, Alf Aqo由74LS138的功能表可得二 ABC Y6 = ABC= ABC Y6 = ABCY = ABC + ABC + ABCY.

48、 =ABCy =ABCC T华南理工考研资料联盟（每年更新）: HYPERLINK suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:二-十进制显示译码器CBS202数码管半导体数码管的接法2gQ/o.eoJ o c 0TP oaa b c d e f g共阳极接法7-6474LS47译码器的外引线排列图74LS47译码器的功能表输入输出显LTRBIBIA3 A2 Ax Aoa b c d e f gzF0

49、X1X X X X0 0 0 0 0 0 08XX0X X X X1111111全灭1010 0 0 01111111灭01110 0 0 00 0 0 0 0 0 001X10 0 0 110 0 111111X10 0 100 0 1 0 0 1 021X10 0 110 0 0 0 1 1 03数据分配器数据分配器的功能就是将一个输入数据分时送到多 个输出端输出，也就是一路输入，多路输出，相当 于多输出的单刀多掷开关。y3 y2 7i yor0 = A.A.Dy2 = A.A.Dr3 = A.A.DD A1四输出数据分配器-&卜一&卜是择开就选路 能中多功据做的数叫口B口B、U- 择择输

50、， 选选个出 据亂多输。 数数A个关4选1数据选择器y = (A+ A1AQDi + ArAQD2 + A1AQD3)例利用4选1数据选择器实现逻辑函数Y = ABC + ABC + AC解4选1数据选择器的逻辑式为7 =為為 7 =為為 Z)Q + AiA()Di+ AiA()D2 + 為為 Z)3将逻辑函数Y = ABC + ABC + AC转换为Y = B(AC) + BAC) +1. ACYA4选1数据选择器 .C八0Do D1 D2 D3丄1“ 1 ”7. 4触发器触发器是一种能够存储1位二进制数的逻辑电路， 它有两个互补的输出端，其输出状态不仅与当前的 输入有关，还与电路原来的输出

51、状态有关。7.4.1 RS触发器基本RS触发器预祝你考研成功!预祝你考研成功!):):预祝你考研成功!预祝你考研成功!):):q=Kq在正常工作情况下2和保持相反的状态， 即如果q=Kq在正常工作情况下2和保持相反的状态， 即如果2为1，则2为0; 如果2为0，则QQ与非门构成的基本RS触发器图形符号suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!SD =0，RD = 1 时若原状态：Q = Q Q = 1华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!SD =0，RD = 1 时若原状

52、态：Q = Q Q = 1华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:触发器由“0”态翻转为“1”态: 0 = 1 0 = 0则触发器的状态维持不变suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!SD =1，= 0 时若原状态：Q = 1 Q = Q华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzl预祝你考研成功!suct-kyzl预祝你考研成功!SD =1，= 0 时若原状态：Q = 1 Q = Q华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:触发器由“1”态翻转为“o”态右: G = 0

53、0 = 1则触发器的状态维持不变suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:= 1，尺D =财触发器的状态维持不变SD = 0, Rb = 0时则输出：e-1则输出：e-1输出不再互补当两个输入信号同时撤除（即恢复为1）后， 两输出端的状态是不确定的。基本RS触发器的特性方程fen+1 = en+&= 0 （约束条件）基本RS触发器也可以用或非门组成:或非门组成的RS触发器图形符号QQQQ同步RS触发

54、器与非门A和B构成基本RS触发 器，C和D构成控制电路CP是同步信号，叫做时钟 脉冲，或叫做时钟信号工作原理：当CP=O时，无论输入端和S的状态如何，门C和门D的输出均为1，所以触发器的输出保持原来的状态不变。华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:工作原理:当CP=1时，触发器的工作 原理同基本RS触发器。图形符号suct-kyzl预祝你考研成功！设触发器的初态为Q=l，例己知输入信号/?、X和时钟脉冲CP的波形如图所示， 试画出2和设触发器的初

55、态为Q=l，Rd = s a inII 1 I主从RS触发器的图形符号边沿触发的RS触 发器的图形符号suct-kyzlsuct-kyzl华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:7.4.2 JK触发器w& JCPK rd下降沿触发wSJCPKR上升沿触发suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工考研资料联盟（每年更新）:suct-kyzlsuct-kyzl预祝你考研成功!华南理工考研资料联盟（每年更新）:华南理工

56、考研资料联盟（每年更新）:Q QQ Q(1) &和别是直接置位端和直接复位端，低电平有效。J, 2T端是触发器的信号输入端。 它们不受约束，可同时为1或为0。CP端是时钟脉冲输入端，对下降沿 触发的JK触发器，只有当CP信号从“1” 跳变到“0”时，输出状态才发生变化。en+1JQn+KQen+1JQn+KQ下降沿触发的JK触发器的状态表RDCPJKQn+1说明01XXX0置010XXX1置100XXX不定不允许110XXQn保持1100Qn保持11010送01110i送11111Qn翻转irrrrirrrrCPKxK2r多个J是与逻辑关系，多个 K也是与逻辑关系，即J =k = kk2多输入

57、端的JK触发器例 图示是一下降沿触发的主从JK触发器的输入电 压波形，试画出输出2和_电压波形。设触发器的 初态为0。 TOC o 1-5 h z nIlliIIIIlli Illi HYPERLINK l bookmark99 o Current Document IIlliIlli例 图示电路，己知CP的电压波形，试画出2端的输 出波形。设2的初态为0。LJ QLJ QCP 一“ 1，匕-K Q9CP TOC o 1-5 h z IllIIIIIIIIIIIIIIIIII7.4.3 D触发器(1) &和瓦分别是直 接置位端和直接复位端， 低电平有效。Q Q(2) D是触发器的信号输入端。S

58、dDCP 瓦(3) CP端是时钟脉冲下降沿触发Q QIIS.DCP上升沿触发输入端。上升沿触发的D触发器的状态表CPDQn+1说明01XX0置010XX1置100XXX不允许110XQn保持11个00送011个1i送1D触发器的特性方程为Qn+1=D例图示电路中，两触发器的初始状态均为0，己知CP和X的波形，试画出仏和込的波形。解D触发器是上升沿有效， 而JK触发器是下降沿有 效。I I I 解D触发器是上升沿有效， 而JK触发器是下降沿有 效。I I I I I I I 画 III I I I I I I02+1 =02 + KQl = 0102 + 2i02 = Ql7.4.4触发器逻辑功

59、能的转换JK触发器转换成D触发器-2cKJ = D. K = D-2cK2n+1 = JQn + kq cp =DQn + DQn =D将D触发器转换为JK触发器2n+12n+1JK触发器组成的T触发器T触发器就是当输入T=1时，CP到来后，触发器翻 转；而当T=0时，触发器的状态维持不变。T触发器T触发器的功能是每来一次CP脉冲，触发器的 状态就翻转一次，故也叫做翻转触发器，由于可 用做计数器，也称为计数触发器JK触发器转换成TJK触发器转换成T触发器D触发器转换 成T触发器7.5时序逻辑电路7.5.1时序逻辑电路的分析时序逻辑电路4同步时序电路：时序逻辑电路4异步时序电路：没有统一的时钟，

60、有 些触发器的时钟脉冲是某触发器的输出，所以异步时序电路的速度较低。时序逻辑电路的一般分析步骤：根据各触发器驱动端的连接，写出驱动方程， 必要时写出时钟信号CP的逻辑表达式；根据所用触发器的特性方程，求出各触发器输 出端的状态方程，也称为次态方程；由状态方程确定各触发器状态的变化情况，这 可以通过列出时序电路的状态表，画出状态图或时 序图来实现；说明时序电路的逻辑功能。例分析图示时序逻辑电路的功能。解3个触发器共用一 个CP，是同步时序 逻辑电路。（1）写出驱动方程Dq = QqQi Dx = Qo D2 = Qx（2）根据所用触发器的特性方程，求出各触发器输出 端的状态方程2o+1 =0=0