第08章门电路与组合逻辑电路课件

第八章门电路与组合逻辑电路第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第三节组合逻辑电路的分析与设计第八章门电路与组合逻辑电路第四节常用组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路第一节数字电路概述与计第一节数字电路概述与计数制一、模拟量和数字量二、计数制第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第一节数字电路概述与计数制一、模拟量和数字量二、计数2一、模拟量和数字量1．脉冲数字信号数字电路(digitalcircuit)：

组合逻辑电路时序逻辑电路

脉冲是指在短时间内出现的电压或电流的变化，其波形不按正弦规律变化。

第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路一、模拟量和数字量1．脉冲数字信号数字电路(digital3脉冲数字信号的参数脉冲幅度Um

脉冲上升时间tr

脉冲下降时间tf

脉冲宽度tw

周期T第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路脉冲数字信号的参数脉冲幅度Um脉冲上升时间tr脉冲下降时42．典型的数字信号在同一种方波信号中，相对高的电位叫作高电平，反之为低电平矩形波信号第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路方波特点：强调相对高低电位，而非具体电位或电压的数值2．典型的数字信号在同一种方波信号中，相对高的电位叫作高电平53.正逻辑和负逻辑正逻辑:高电平—为“1”

低电平—为“0”方波特点：强调相对高低电位，而非具体电位或电压的数值第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路3.正逻辑和负逻辑正逻辑:高电平—为“1”方波特点：强6二、计数制1.十进制逢十进一和“权”2.二进制逢二进一和“权”43.2=4×101+3×100

+2×10-1权:101(十位)100(个位)10-1(小数后1位)(1101)2=1×23+1×22+0×21+1×20

权:2322212013基数例如例如第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路二、计数制1.十进制逢十进一和“权”2.二进73.十进制二进制转换成十进制：按权展开十进制转换成二进制：①整数部分转换②小数部分转换(1101)2=1×23+1×22+0×21+1×20

权:2322212013例如第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路3.十进制二进制转换成十进制：按权展开十进制转换成二进制：8例如14.605

①整数部分转换：除2取余，直至0十进制转换成二进制14

27232120∴14=(1110)2

K3K2K1K0余0余1余1余1注意：先得的余数为低位；后得的为高位第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路例如14.605①整数部分转换：除2取余，直至0十进9例如14.605

十进制转换成二进制注意：先得的整数为高位，后得的为低位②小数部分：乘2取整，直至达精确的位数0.605

1.2100.420K-3=0K-2=0K-1=12

×

2

×2

×0.840∴0.605≈(0.100)2

得：14.605≈(1110.100)2第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路例如14.605十进制转换成二进制注意：先得的整数为104.二-十进制BinaryCodedDecimal，BCD码

BCD码：用四位二进制代码表示一位十进制数

(0～9共十个数字）0000～1001可代表0～9又称8421码(权)1位十进制数举例：（84）10＝（1000，0100）8421BCD第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路4.二-十进制BinaryCodedDecimal，BC11第二节逻辑门电路一、基本逻辑门电路二、集成逻辑门电路第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第二节逻辑门电路一、基本逻辑门电路二、集成逻辑门电路12逻辑门电路：能够实现逻辑关系，逻辑关系是指某事物的条件与结果的关系。

1．与逻辑和与门电路ABY+-“1”—接通或灯亮;“0”—断开或灯灭与逻辑ANDlogic：只有当决定某一事情的条件全部具备之后，这件事才会发生。

一、基本逻辑门电路第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路逻辑门电路：能够实现逻辑关系，逻辑关系是指某事物的条件与结果13ABY000010100111与逻辑真值表N0123只有当A、B全为“1”，才有Y＝1；若A、B任一为0V,相应的二极管优先导通，钳制UY≈0.7V。010表达式：Y＝A·B&ABY与门电路第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路ABY000010100111与逻辑真值表N0123只有当A142．或逻辑和或门电路

“1”—接通或灯亮;“0”—断开或灯灭或逻辑真值表ABY+-ABY000011101111N0123或逻辑（ORlogic）：当决定某一事情的几个条件中，只要有一个或一个以上条件具备，这件事就会发生。第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路2．或逻辑和或门电路“1”—接通或灯亮;或逻辑真值表AB15或门电路

表达式：Y＝A＋B01若A、B中任一为1,相应的二极管优先导通，钳制UY≈3.7V。1≥1ABY或逻辑真值表ABY000011101111N0123第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路或门电路表达式：Y＝A＋B01若A、B中任一为1,相应的16第八章门电路与组合逻辑电路3．非逻辑和非门电路

“1”—接通或灯亮;“0”—断开或灯灭+-AY0110YA非逻辑真值表10N非逻辑（NOTlogic）：某一事情是否发生只取决于一个条件，而且结果是对该条件的否定；条件具备时事情不发生，条件不具备时事情才发生。

第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路3．非逻辑和非门电路“117第八章门电路与组合逻辑电路非门电路0110YA非逻辑真值表10N非门符号1AYUBCEIC100.3V三极管开关状态表达式：饱和导通RC+UCCAY3V0RB第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路非门电路0110YA非逻辑18第八章门电路与组合逻辑电路复合逻辑门≥1ABCY′Y1与非门电路与非门符号&ABCY&ABCY′1Y或非门电路或非门符号≥1

ABCY第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路复合逻辑门≥1ABCY′Y19第八章门电路与组合逻辑电路举例：同或门逻辑功能：A、B相同，则Y＝1A1B1＆＆≥1Y可写成

Y＝A⊙B=1AYBABY001010100111同或门逻辑符号第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路举例：同或门逻辑功能：A、20第八章门电路与组合逻辑电路二、集成逻辑门电路1．TTL门电路

半导体集成门电路：双极型三极管单极型场效应管Transistor-transistorLogic属于双极型集成门电路，主要以TTL与非门电路为基础第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路二、集成逻辑门电路1．TT21第八章门电路与组合逻辑电路T1：多发射极晶体管，构成与门电路典型TTL与非门电路的结构、功能和逻辑符号

C1第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路T1：多发射极晶体管，构成22第八章门电路与组合逻辑电路TTL与非门工作原理①当A、B、C

任一为“0”时：Y＝1

1101UB1=0.3+0.7=1V5VUY≈3.6V3.6V拉电流T1：多发射极晶体管，构成与门电路C1第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路TTL与非门工作原理①当A23第八章门电路与组合逻辑电路T1各发射极最终还导通吗？0111UB1=0.7×3=2.1V1VUY≈0.3V0.3V②当A、B、C全为“1”时：UB1↑↑→Y＝00.3V灌电流C1TTL与非门工作原理第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路T1各发射极最终还导通吗？24第八章门电路与组合逻辑电路②当A、B、C全为“1”时：UB1↑↑→Y＝0①当A、B、C任一为“0”时：Y＝1

TTL与非门工作原理总结第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路②当A、B、C全为“1”时25第八章门电路与组合逻辑电路TTL的主要参数传输延时：传输延迟时间是用来表示TTL门电路工作速度的参数

输入／输出逻辑电平：标准TTL门输入逻辑低电平UIL为0～0.8V；输入逻辑高电平UIH为2～5V；输出逻辑低电平UOL为0～0.4V；输出逻辑高电平UOH为2.4～5V。

第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路TTL的主要参数传输延时：26第八章门电路与组合逻辑电路输入／输出逻辑电平：标准TTL门输入逻辑低电平UIL为0～0.8V；输入逻辑高电平UIH为2～5V；输出逻辑低电平UOL为0～0.4V；输出逻辑高电平UOH为2.4～5V。

TTL的主要参数第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路输入／输出逻辑电平：标准T27第八章门电路与组合逻辑电路IIL阈值电压UT：能使输入级T1的基极电位UB1达到2.1V对应的输入电压，称为阈值电压。

输入／输出电流：低电平输入电流IIL～输入端短路电流IIS高电平输入电流IIH～反偏漏电流:IIH≈0IIS1VR13KT1ABC1+5V10IIHIIS≈1.6mAIIH≈20～40μA3.6V0.3VTTL的主要参数第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路IIL阈值电压UT：能使输28第八章门电路与组合逻辑电路扇出系数：扇出系数是指一个门电路能带同类门电路输入端的最大数目。

灌TTL驱动门负载门&&&0拉1或者…在拉电流时：在驱动门灌电流时：outputLowHighoutputTTL的主要参数第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路扇出系数：扇出系数是指一个29第八章门电路与组合逻辑电路（1）CMOS非门电路常称CMOS反相器

驱动管TN是N沟道增强型(NMOS)，负载管TP是P沟道增强型(PMOS)，两者联成互补对称的结构。

无论电路处于何种状态，两管中总有一个截止，所以它的静态功耗极低，有微功耗电路之称。

驱动管负载管2．CMOS门电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路（1）CMOS非门电路30第八章门电路与组合逻辑电路2．CMOS门电路（2）CMOS传输门电路

相当于理想开关

传输门的开通与关断取决于控制信号C和，在输入端加了符号“○”，喻意低电平有效，即＝0就允许信号传输。低电平有效高电平有效第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路2．CMOS门电路（2）C31第八章门电路与组合逻辑电路3．集成门电路使用的一些实际问题TTL门电路多余输入端的处理①接高电平；②接低电平；③并联；④剪短悬空与门，与非门或门，或非门相当于输入1第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路3．集成门电路使用的一些实32第三节组合逻辑电路的分析和设计一、逻辑代数基础二、逻辑函数的化简和转换三、组合逻辑电路的分析四、组合逻辑电路的设计第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第三节组合逻辑电路的分析和设计一、逻辑代数基础二、逻33一、逻辑代数基础第八章门电路与组合逻辑电路1．逻辑代数运算法则逻辑非逻辑或逻辑与第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路一、逻辑代数基础第八章门电路与组合逻辑电路1．逻辑代34一、逻辑代数基础第八章门电路与组合逻辑电路1．逻辑代数运算法则遵守交换律、结合律、分配律反演律（摩根律）、吸收律等反演律吸收律第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路一、逻辑代数基础第八章门电路与组合逻辑电路1．逻辑代35NAB最小项最小项编号0001m01011m12101m23110m3第八章门电路与组合逻辑电路2.最小项的定义和性质与非运算真值表与最小项n变量逻辑函数的最小项共有2n个最小项的重要性质：输入变量A、B任何一组取值下必有一个最小项，且仅有一个最小项的值为1。

第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路NAB最小项最小项编号0001m01011m12101m2336第八章门电路与组合逻辑电路2.最小项的定义和性质约束项和任意项统称无关项。把它们加入到逻辑函数表达式中，不会改变函数原来的关系。利用写入无关项的方法常可化简具有无关项的逻辑函数。约束项：如果真值表中禁止输入变量为某些值，该组值对应的最小项叫做约束项，取值为零。任意项：如果真值表中输入变量某些组合的取值对函数没有影响，可有可无，不影响电路功能，其对应的最小项叫做任意项。

第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路2.最小项的定义和性质约37二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路1.公式法化简【例题】

化简逻辑函数【解】

利用公式A+A＝A，把上式改写成所以：第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路138二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路2.真值表与逻辑式的转换

ABC000001010011100101110111N01234567mim0=？m1=？m2=？m3=？m4=？m5=？m6=？m7=？输入变量A、B······n个n变量逻辑函数的最小项共有2n个

输入变量ABC=001时:第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路239第三节基本放大电路第一节晶体二极管第二节晶体三极管第四节射极输出器第五节场效应管及其放大电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路2.真值表与逻辑式的转换

ABC000001010011100101110111N01234567mim0=？m1=？m2=？m3=？m4=？m5=？m6=？m7=？输入变量A、B······n个n变量逻辑函数的最小项共有2n个

输入变量ABC=001时:第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第三节基本放大电路第一节晶体二极管第二节晶体三极管第四40第八章门电路与组合逻辑电路2.真值表与逻辑式的转换

ABC000001010011100101110111N01234567mim0=？m1=？m2=？m3=？m4=？m5=？m6=？m7=？输入变量A、B······n个n变量逻辑函数的最小项共有2n个

输入变量ABC=001时:第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路2.真值表与逻辑式的转换41二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路2.真值表与逻辑式的转换

ABC000001010011100101110111N01234567mim0=？m1=？m2=？m3=？m4=？m5=？m6=？m7=？Y00010111设计一个三人举手表决器,Y为结果，半数以上人通过：Y=1Y＝1对应的最小项？Y＝m3+m5+m6+m7第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路242第八章门电路与组合逻辑电路3．逻辑式与逻辑图的转换

对下式加入两个ABC后再化简三人举手表决电路图第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路3．逻辑式与逻辑图的转换43第八章门电路与组合逻辑电路4．输入与输出波形图

tY横向:时间t纵向:变量Y=A+B第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路4．输入与输出波形图tY44三、组合逻辑电路的分析第八章门电路与组合逻辑电路【例题】

组合逻辑电路如图示，分析该电路的逻辑功能。【解】

由逻辑图逐级写出逻辑式由逻辑式写出真值表

ABY000011101110异或门：第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路三、组合逻辑电路的分析第八章门电路与组合逻辑电路【例45第八章门电路与组合逻辑电路【例题】

对人脑医学磁共振图像采用一种基于区域的分割识别技术，即依据病灶与正常组织在图像中反映出的亮度差异找到合适的域值进行分割检测。设图像检测结果的亮度状态为0～7种（000～111），0代表区域亮度最低，7代表区域亮度最高，区域阈值亮度为5。试设计一个组合逻辑电路，达到或高于阈值亮度时，输出信号Y＝1，表示应将该区域分割挑选出来。

【解】

①设输入变量为ABC，代表

亮度状态000～111；列出真值表

第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路区域阈值亮度≥5，则Y=1第八章门电路与组合逻辑电路【例题】对人脑医学磁共振46第八章门电路与组合逻辑电路ABC000001010011100101110111Y00000111②写出Y的逻辑式并化简变换对上式加入一个ABC后再化简得：第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路③画出逻辑图

第八章门电路与组合逻辑电路ABC000001010047第四节常用组合逻辑电路一、加法器二、编码器三、译码器和数字显示四、数据选择器第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第四节常用组合逻辑电路一、加法器二、编码器三、译码器48第八章门电路与组合逻辑电路一、加法器1．半加器(half-adder)

当多位数相加时，半加器可用于最低位求和，并给出进位数C。

ABSC0000011010101101S:和数C:进位第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路一、加法器1．半加器(h49第八章门电路与组合逻辑电路2．全加器(full-adder)

可对两个二进制数A和B及低位进位数CI三者求和S，并给出高位进位C三位串行加法器CI

CI第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路2．全加器(full-a50第八章门电路与组合逻辑电路二、编码器用途：编码(coding)是把字母、数字、文字或符号等信息编成一组二进制代码。n位二进制代码有2n种，可以表示2n个信息

8个输入变量(信息)I0～I73位二进制数：Y2Y1Y0取000～111

8种状态例如23＝8第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路二、编码器用途：编码(co51第八章门电路与组合逻辑电路1.二进制编码器

Y0Y1Y28/3线编码I0I7I3……若I0=1则：I0～I7＝100···0Y2Y1Y0

＝000每组只允许一个输入信号有效（高电平1）8个输入变量(信息)I0～I73位二进制数：Y2Y1Y0取000～111

8种状态例如23＝8第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路1.二进制编码器Y0Y152第八章门电路与组合逻辑电路I1I2I5I78/3线编码器真值表I0

I3I4I6000011110011001101010101Y2Y1Y0输入最小项各输出条件：每次只允许一个输入信号为１（有效）由真值表得出逻辑式如下1.二进制编码器

第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路I1I2I5I78/3线编53第八章门电路与组合逻辑电路三、译码器和数字显示1.二进制译码器用途：把输入的二进制代码(000～111)译成对应的输出信号（）3/8线译码器3位输入8位输出由74LS138型3/8线二进制译码器真值表写出逻辑式

二进制译码器各输出就是最小项表达式！第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路三、译码器和数字显示1.二543位二进制译码器(3线

–

8线)真值表函数式A0Y0A1A2Y1Y73位二进制译码器…00000001

000000100000010000001000000100000010000001000000100000000000010100111001011101113位二进制译码器(3线–8线)真值表函数式A0Y55第八章门电路与组合逻辑电路1.二进制译码器【例题】逻辑式，

试用74LS138型3/8线二进制译码器实现逻辑函数。

二进制译码器各输出就是最小项表达式！【解】由于74LS138型3/8线二进制译码器各输出逻辑式就是最小项表达式，所以输入为ABC第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路1.二进制译码器【例题】56第八章门电路与组合逻辑电路二进制译码器各输出就是最小项表达式！1S1A0A1A2ABC74LS138Y&1.二进制译码器根据Y式，用二进制译码器74LS138构成逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路二进制译码器各输出就是最小57第三节基本放大电路第一节晶体二极管第二节晶体三极管第四节射极输出器第五节场效应管及其放大电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路2.显示译码器用途：把8421码(0000～1001)译成十进制数0～9，并能用显示器显示。BCD码BCD编码显示译码器显示器件第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第三节基本放大电路第一节晶体二极管第二节晶体三极管第四58第八章门电路与组合逻辑电路字符显示器

①发光二极管LED②液晶段显示LCD1bc2bagedabcdegfabgfedc类型共阴极·····接法共阳极·····接法七段数码管第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路字符显示器①发光二极管L59第八章门电路与组合逻辑电路abcdegfabgfedc七段数码管10abcdefg共阴极数码管+共阳极数码管字符显示器

第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路abcdegfabgfed60第八章门电路与组合逻辑电路七段显示译码器

abcdfgeCT74LS248型→驱动共阴极LED数码管······AD译码器显示器分析e段：数值0,2,6,8要求e段亮

83第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路译码逻辑式第八章门电路与组合逻辑电路七段显示译码器abcdf61共阴极abcdefgR+5VYaA3A2A1A0+VCC显示译码器共阴YbYcYdYeYfYg—高电平驱动00001111110000100100110000110110100110100010101100111100010011111001011001110110111011111111000011111111111011aebcfgd共阴极abcdefgR+5VYaA3A2A1A0+VCC显62真值表A3A2A1A0YaYbYcYdYeYfYg形00000001001000110100010101100111100010010123456789000000110011110010010000011010011000100100010000000

01111000000

00000100A3A2A1A0YaYb

YcYd

Ye

Yf

Yg显示译码器aebcfgd真值表A3A2A1A0YaYbYcYd63第八章门电路与组合逻辑电路四、数据选择器数据选择器（multiplexer,MUX）：类似一个多投开关。选择哪一路信号由相应的一组地址信号控制输入信号输出信号A0A1D3D2D1D0Y地址控制信号2n个数据输入端n个地址选择端第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路四、数据选择器数据选择器（64输入数据输出数据选择控制信号A0Y4选1数据选择器D0D3D1D2A11.逻辑抽象00011011D0D1D2D3D000D0DA1

A0真值表D101D210D311Y

D1D2D32.逻辑表达式输输选择控制信号A0Y4选1D0D3D1D2A11.逻辑65第八章门电路与组合逻辑电路输入信号输出信号A0A1D3D2D1D0Y选通信号第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路输入信号输出信号A0A1D66第八章门电路与组合逻辑电路第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第三节组合逻辑电路的分析与设计第八章门电路与组合逻辑电路第四节常用组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路第一节数字电路概述与计第一节数字电路概述与计数制一、模拟量和数字量二、计数制第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第一节数字电路概述与计数制一、模拟量和数字量二、计数68一、模拟量和数字量1．脉冲数字信号数字电路(digitalcircuit)：

组合逻辑电路时序逻辑电路

脉冲是指在短时间内出现的电压或电流的变化，其波形不按正弦规律变化。

第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路一、模拟量和数字量1．脉冲数字信号数字电路(digital69脉冲数字信号的参数脉冲幅度Um

脉冲上升时间tr

脉冲下降时间tf

脉冲宽度tw

周期T第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路脉冲数字信号的参数脉冲幅度Um脉冲上升时间tr脉冲下降时702．典型的数字信号在同一种方波信号中，相对高的电位叫作高电平，反之为低电平矩形波信号第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路方波特点：强调相对高低电位，而非具体电位或电压的数值2．典型的数字信号在同一种方波信号中，相对高的电位叫作高电平713.正逻辑和负逻辑正逻辑:高电平—为“1”

低电平—为“0”方波特点：强调相对高低电位，而非具体电位或电压的数值第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路3.正逻辑和负逻辑正逻辑:高电平—为“1”方波特点：强72二、计数制1.十进制逢十进一和“权”2.二进制逢二进一和“权”43.2=4×101+3×100

+2×10-1权:101(十位)100(个位)10-1(小数后1位)(1101)2=1×23+1×22+0×21+1×20

权:2322212013基数例如例如第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路二、计数制1.十进制逢十进一和“权”2.二进733.十进制二进制转换成十进制：按权展开十进制转换成二进制：①整数部分转换②小数部分转换(1101)2=1×23+1×22+0×21+1×20

权:2322212013例如第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路3.十进制二进制转换成十进制：按权展开十进制转换成二进制：74例如14.605

①整数部分转换：除2取余，直至0十进制转换成二进制14

27232120∴14=(1110)2

K3K2K1K0余0余1余1余1注意：先得的余数为低位；后得的为高位第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路例如14.605①整数部分转换：除2取余，直至0十进75例如14.605

十进制转换成二进制注意：先得的整数为高位，后得的为低位②小数部分：乘2取整，直至达精确的位数0.605

1.2100.420K-3=0K-2=0K-1=12

×

2

×2

×0.840∴0.605≈(0.100)2

得：14.605≈(1110.100)2第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路例如14.605十进制转换成二进制注意：先得的整数为764.二-十进制BinaryCodedDecimal，BCD码

BCD码：用四位二进制代码表示一位十进制数

(0～9共十个数字）0000～1001可代表0～9又称8421码(权)1位十进制数举例：（84）10＝（1000，0100）8421BCD第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路4.二-十进制BinaryCodedDecimal，BC77第二节逻辑门电路一、基本逻辑门电路二、集成逻辑门电路第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第二节逻辑门电路一、基本逻辑门电路二、集成逻辑门电路78逻辑门电路：能够实现逻辑关系，逻辑关系是指某事物的条件与结果的关系。

1．与逻辑和与门电路ABY+-“1”—接通或灯亮;“0”—断开或灯灭与逻辑ANDlogic：只有当决定某一事情的条件全部具备之后，这件事才会发生。

一、基本逻辑门电路第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路逻辑门电路：能够实现逻辑关系，逻辑关系是指某事物的条件与结果79ABY000010100111与逻辑真值表N0123只有当A、B全为“1”，才有Y＝1；若A、B任一为0V,相应的二极管优先导通，钳制UY≈0.7V。010表达式：Y＝A·B&ABY与门电路第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路ABY000010100111与逻辑真值表N0123只有当A802．或逻辑和或门电路

“1”—接通或灯亮;“0”—断开或灯灭或逻辑真值表ABY+-ABY000011101111N0123或逻辑（ORlogic）：当决定某一事情的几个条件中，只要有一个或一个以上条件具备，这件事就会发生。第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路2．或逻辑和或门电路“1”—接通或灯亮;或逻辑真值表AB81或门电路

表达式：Y＝A＋B01若A、B中任一为1,相应的二极管优先导通，钳制UY≈3.7V。1≥1ABY或逻辑真值表ABY000011101111N0123第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路或门电路表达式：Y＝A＋B01若A、B中任一为1,相应的82第八章门电路与组合逻辑电路3．非逻辑和非门电路

“1”—接通或灯亮;“0”—断开或灯灭+-AY0110YA非逻辑真值表10N非逻辑（NOTlogic）：某一事情是否发生只取决于一个条件，而且结果是对该条件的否定；条件具备时事情不发生，条件不具备时事情才发生。

第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路3．非逻辑和非门电路“183第八章门电路与组合逻辑电路非门电路0110YA非逻辑真值表10N非门符号1AYUBCEIC100.3V三极管开关状态表达式：饱和导通RC+UCCAY3V0RB第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路非门电路0110YA非逻辑84第八章门电路与组合逻辑电路复合逻辑门≥1ABCY′Y1与非门电路与非门符号&ABCY&ABCY′1Y或非门电路或非门符号≥1

ABCY第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路复合逻辑门≥1ABCY′Y85第八章门电路与组合逻辑电路举例：同或门逻辑功能：A、B相同，则Y＝1A1B1＆＆≥1Y可写成

Y＝A⊙B=1AYBABY001010100111同或门逻辑符号第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路举例：同或门逻辑功能：A、86第八章门电路与组合逻辑电路二、集成逻辑门电路1．TTL门电路

半导体集成门电路：双极型三极管单极型场效应管Transistor-transistorLogic属于双极型集成门电路，主要以TTL与非门电路为基础第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路二、集成逻辑门电路1．TT87第八章门电路与组合逻辑电路T1：多发射极晶体管，构成与门电路典型TTL与非门电路的结构、功能和逻辑符号

C1第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路T1：多发射极晶体管，构成88第八章门电路与组合逻辑电路TTL与非门工作原理①当A、B、C

任一为“0”时：Y＝1

1101UB1=0.3+0.7=1V5VUY≈3.6V3.6V拉电流T1：多发射极晶体管，构成与门电路C1第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路TTL与非门工作原理①当A89第八章门电路与组合逻辑电路T1各发射极最终还导通吗？0111UB1=0.7×3=2.1V1VUY≈0.3V0.3V②当A、B、C全为“1”时：UB1↑↑→Y＝00.3V灌电流C1TTL与非门工作原理第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路T1各发射极最终还导通吗？90第八章门电路与组合逻辑电路②当A、B、C全为“1”时：UB1↑↑→Y＝0①当A、B、C任一为“0”时：Y＝1

TTL与非门工作原理总结第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路②当A、B、C全为“1”时91第八章门电路与组合逻辑电路TTL的主要参数传输延时：传输延迟时间是用来表示TTL门电路工作速度的参数

输入／输出逻辑电平：标准TTL门输入逻辑低电平UIL为0～0.8V；输入逻辑高电平UIH为2～5V；输出逻辑低电平UOL为0～0.4V；输出逻辑高电平UOH为2.4～5V。

第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路TTL的主要参数传输延时：92第八章门电路与组合逻辑电路输入／输出逻辑电平：标准TTL门输入逻辑低电平UIL为0～0.8V；输入逻辑高电平UIH为2～5V；输出逻辑低电平UOL为0～0.4V；输出逻辑高电平UOH为2.4～5V。

TTL的主要参数第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路输入／输出逻辑电平：标准T93第八章门电路与组合逻辑电路IIL阈值电压UT：能使输入级T1的基极电位UB1达到2.1V对应的输入电压，称为阈值电压。

输入／输出电流：低电平输入电流IIL～输入端短路电流IIS高电平输入电流IIH～反偏漏电流:IIH≈0IIS1VR13KT1ABC1+5V10IIHIIS≈1.6mAIIH≈20～40μA3.6V0.3VTTL的主要参数第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路IIL阈值电压UT：能使输94第八章门电路与组合逻辑电路扇出系数：扇出系数是指一个门电路能带同类门电路输入端的最大数目。

灌TTL驱动门负载门&&&0拉1或者…在拉电流时：在驱动门灌电流时：outputLowHighoutputTTL的主要参数第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路扇出系数：扇出系数是指一个95第八章门电路与组合逻辑电路（1）CMOS非门电路常称CMOS反相器

驱动管TN是N沟道增强型(NMOS)，负载管TP是P沟道增强型(PMOS)，两者联成互补对称的结构。

无论电路处于何种状态，两管中总有一个截止，所以它的静态功耗极低，有微功耗电路之称。

驱动管负载管2．CMOS门电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路（1）CMOS非门电路96第八章门电路与组合逻辑电路2．CMOS门电路（2）CMOS传输门电路

相当于理想开关

传输门的开通与关断取决于控制信号C和，在输入端加了符号“○”，喻意低电平有效，即＝0就允许信号传输。低电平有效高电平有效第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路2．CMOS门电路（2）C97第八章门电路与组合逻辑电路3．集成门电路使用的一些实际问题TTL门电路多余输入端的处理①接高电平；②接低电平；③并联；④剪短悬空与门，与非门或门，或非门相当于输入1第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路3．集成门电路使用的一些实98第三节组合逻辑电路的分析和设计一、逻辑代数基础二、逻辑函数的化简和转换三、组合逻辑电路的分析四、组合逻辑电路的设计第八章门电路与组合逻辑电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第三节组合逻辑电路的分析和设计一、逻辑代数基础二、逻99一、逻辑代数基础第八章门电路与组合逻辑电路1．逻辑代数运算法则逻辑非逻辑或逻辑与第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路一、逻辑代数基础第八章门电路与组合逻辑电路1．逻辑代100一、逻辑代数基础第八章门电路与组合逻辑电路1．逻辑代数运算法则遵守交换律、结合律、分配律反演律（摩根律）、吸收律等反演律吸收律第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路一、逻辑代数基础第八章门电路与组合逻辑电路1．逻辑代101NAB最小项最小项编号0001m01011m12101m23110m3第八章门电路与组合逻辑电路2.最小项的定义和性质与非运算真值表与最小项n变量逻辑函数的最小项共有2n个最小项的重要性质：输入变量A、B任何一组取值下必有一个最小项，且仅有一个最小项的值为1。

第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路NAB最小项最小项编号0001m01011m12101m23102第八章门电路与组合逻辑电路2.最小项的定义和性质约束项和任意项统称无关项。把它们加入到逻辑函数表达式中，不会改变函数原来的关系。利用写入无关项的方法常可化简具有无关项的逻辑函数。约束项：如果真值表中禁止输入变量为某些值，该组值对应的最小项叫做约束项，取值为零。任意项：如果真值表中输入变量某些组合的取值对函数没有影响，可有可无，不影响电路功能，其对应的最小项叫做任意项。

第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路2.最小项的定义和性质约103二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路1.公式法化简【例题】

化简逻辑函数【解】

利用公式A+A＝A，把上式改写成所以：第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路1104二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路2.真值表与逻辑式的转换

ABC000001010011100101110111N01234567mim0=？m1=？m2=？m3=？m4=？m5=？m6=？m7=？输入变量A、B······n个n变量逻辑函数的最小项共有2n个

输入变量ABC=001时:第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路2105第三节基本放大电路第一节晶体二极管第二节晶体三极管第四节射极输出器第五节场效应管及其放大电路第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路2.真值表与逻辑式的转换

ABC000001010011100101110111N01234567mim0=？m1=？m2=？m3=？m4=？m5=？m6=？m7=？输入变量A、B······n个n变量逻辑函数的最小项共有2n个

输入变量ABC=001时:第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第三节基本放大电路第一节晶体二极管第二节晶体三极管第四106第八章门电路与组合逻辑电路2.真值表与逻辑式的转换

ABC000001010011100101110111N01234567mim0=？m1=？m2=？m3=？m4=？m5=？m6=？m7=？输入变量A、B······n个n变量逻辑函数的最小项共有2n个

输入变量ABC=001时:第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路2.真值表与逻辑式的转换107二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路2.真值表与逻辑式的转换

ABC000001010011100101110111N01234567mim0=？m1=？m2=？m3=？m4=？m5=？m6=？m7=？Y00010111设计一个三人举手表决器,Y为结果，半数以上人通过：Y=1Y＝1对应的最小项？Y＝m3+m5+m6+m7第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路二、逻辑函数的化简和转换第八章门电路与组合逻辑电路2108第八章门电路与组合逻辑电路3．逻辑式与逻辑图的转换

对下式加入两个ABC后再化简三人举手表决电路图第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路3．逻辑式与逻辑图的转换109第八章门电路与组合逻辑电路4．输入与输出波形图

tY横向:时间t纵向:变量Y=A+B第三节组合逻辑链路的分析和设计第一节数字电路概述与计数制第二节逻辑门电路第四节常用组合逻辑电路第八章门电路与组合逻辑电路4．输入与输出波形图tY110三、组合逻辑电路的分析第八章门电路与组合逻辑电路【例题】

组合逻辑电路如图示，分析该电路的逻辑功能。【解】

由逻辑图逐级写出逻辑式由逻