逻辑控制电路课件

基本概念电信号：指随时间变化的电压和电流。模拟信号：在时间和幅值上都为连续的信号。数字信号：在时间和幅值上都为离散的信号。模拟电路：处理和传输模拟信号的电路。数字电路：处理和传输数字信号的电路。PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationshipPARTⅣ

LogicControlLogicalrelationshipPARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship模拟信号：时间上连续：任意时刻有一个相对的值。数值上连续：可以是在一定范围内的任意值。例如：电压、电流、温度、声音等。真实的世界是模拟的。缺点：很难度量；容易受噪声的干扰；难以保存。优点：用精确的值表示事物。模拟电路：处理和传输模拟信号的电路。三极管工作在线性放大区。PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship数字信号：时间上离散：只在某些时刻有定义。数值上离散：变量只能是有限集合的一个值，常用0、1二进制数表示。例如：开关通断、电压高低、电流有无。PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship数字化时代：音乐：CD、MP3电影：MPEG、RM、DVD数字电视数字照相机数字摄影机手机数字电路：处理和传输数字信号的电路。三极管工作在开关状态，即饱和区或截止区。PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship数字电路特点（与模拟电路相比）

（1）数字电路的基本工作信号是用1和0表示的二进制的数字信号，反映在电路上就是高电平和低电平。（2）晶体管处于开关工作状态，抗干扰能力强、精度高。（3）通用性强。结构简单、容易制造，便于集成及系列化生产。（4）具有“逻辑思维”能力。数字电路能对输入的数字信号进行各种算术运算和逻辑运算、逻辑判断，故又称为数字逻辑电路。PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship

数字电路的分类（1）按电路结构分类

组合逻辑电路：电路的输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路原来的状态无关。

时序逻辑电路：电路的输出信号不仅与当时的输入信号有关，而且还与电路原来的状态有关。PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship（2）按集成电路规模分类集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目小规模集成电路(SmallScaleIC，SSI)中规模集成电路(MediumScaleIC，MSI)大规模集成电路(LargeScaleIC，LSI)超大规模集成电路(VeryLargeScaleIC，VLSI)特大规模集成电路(UltraLargeScaleIC，ULSI)巨大规模集成电路(GiganticScaleIC，GSI）PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship逻辑代数的基本运算

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逻辑：一定的因果关系。

逻辑代数是描述客观事物逻辑关系的数学方法，是进行逻辑分析与综合的数学工具。因为它是英国数学家乔治·布尔(GeorgeBoole)于1847年提出的,所以又称为布尔代数。

逻辑代数有其自身独立的规律和运算法则，不同于普通代数。

相同点：都用字母A、B、C……表示变量；

不同点：逻辑代数变量的取值范围仅为“0”和“1”，且无大小、正负之分。逻辑代数中的变量称为逻辑变量。

“0”和“1”表示两种不同的逻辑状态：是和非、真和假、高电位和低电位、有和无、开和关等等。

PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship三种基本逻辑运算（1）与运算

当决定某一事件的全部条件都具备时，该事件才会发生，这样的因果关系称为与逻辑关系，简称与逻辑。开关A开关B灯Y断开断开灭断开闭合灭闭合断开灭闭合闭合亮ABY000010100111与逻辑的真值表

A、B全1，Y才为1。串联开关电路功能表

串联开关电路PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship

设定逻辑变量并状态赋值：逻辑变量：A和B，对应两个开关的状态；

1－闭合，0－断开；逻辑函数：Y，对应灯的状态，

1－灯亮，0－灯灭。PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship与逻辑的逻辑符号逻辑表达式：

Y＝A·B＝AB符号“·”读作“与”（或读作“逻辑乘”）；在不致引起混淆的前提下，“·”常被省略。实现与逻辑的电路称作与门，与逻辑和与门的逻辑符号如图所示，符号“&”表示与逻辑运算。若开关数量增加，则逻辑变量增加。

ABCY00000010010001101000101011001111A、B、C全1，Y才为1。Y＝A

·

B·C＝ABC（2）或运算

当决定某一事件的所有条件中，只要有一个具备，该事件就会发生，这样的因果关系叫做或逻辑关系，简称或逻辑。开关A开关B灯Y断开断开灭断开闭合亮闭合断开亮闭合闭合亮ABY000011101111或逻辑的真值表

A、B有1，Y就为1。并联开关电路功能表

并联开关电路PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship或逻辑的逻辑符号逻辑表达式：

Y＝A＋B符号“＋”读作“或”（或读作“逻辑加”）。实现或逻辑的电路称作或门，或逻辑和或门的逻辑符号如图所示，符号“≥1”表示或逻辑运算。（3）非运算

当某一条件具备了，事情不会发生；而此条件不具备时，事情反而发生。这种逻辑关系称为非逻辑关系，简称非逻辑。非逻辑的真值表

A与Y相反开关与灯并联电路功能表

开关与灯并联电路开关A灯Y断开亮闭合灭AY0110PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship非逻辑的逻辑符号实现非逻辑的电路称作非门，非逻辑和非门的逻辑符号如图所示。逻辑符号中用小圆圈“。”表示非运算，符号中的“1”表示缓冲。逻辑表达式：

Y＝A符号“—”读作“非”。2.复合逻辑运算

在数字系统中，除应用与、或、非三种基本逻辑运算之外，还广泛应用与、或、非的不同组合，最常见的复合逻辑运算有与非、或非、与或非、异或和同或等。

（1）与非运算“与”和“非”的复合运算称为与非运算。

逻辑表达式：Y＝ABCABCY00010011010101111001101111011110

与非逻辑的真值表

与非逻辑的逻辑符号“有0必1，全1才0”PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationshipPARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship（2）或非运算“或”和“非”的复合运算称为或非运算。

逻辑表达式：Y＝A+B+CABCY00010010010001101000101011001110或非逻辑的真值表

“有1必0，全0才1”或非逻辑的逻辑符号（3）与或非运算“与”、“或”和“非”的复合运算称为与或非运算。

逻辑表达式：Y＝AB+CD与或非逻辑的逻辑符号（4）异或运算所谓异或运算，是指两个输入变量取值相同时输出为0，取值不相同时输出为1。

异或逻辑的真值表

“相同为0，相异为1”异或逻辑的逻辑符号逻辑表达式：Y=A⊕B=AB+AB式中符号“⊕”表示异或运算。

ABY000011101110（5）同或运算所谓同或运算，是指两个输入变量取值相同时输出为1，取值不相同时输出为0。

同或逻辑的真值表

“相同为1，相异为0”同或逻辑的逻辑符号ABY001010100111逻辑表达式：Y=A⊙B=AB+AB=A⊕B

式中符号“⊙”表示同或运算。

返回1.逻辑函数

输入逻辑变量和输出逻辑变量之间的函数关系称为逻辑函数，写作

Y=F(A、B、C、D……)

A、B、C、D为有限个输入逻辑变量；

F为有限次逻辑运算（与、或、非）的组合。表示逻辑函数的方法有：真值表、逻辑函数表达式、逻辑图和卡诺图。PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship逻辑函数的表示方法和转换PARTⅣ

LogicControlLogicalrelationshipPARTⅣ

LogicControlLogicalrelationship

真值表是将输入逻辑变量的所有可能取值与相应的输出变量函数值排列在一起而组成的表格。

1个输入变量有0和1两种取值，

n个输入变量就有2n个不同的取值组合。例：逻辑函数Y=AB+BC+AC

逻辑函数的真值表

ABCY00000010010001111000101111011111三个输入变量，八种取值组合2.真值表ABBCACPARTⅣ

LogicControlLogicalrelationshipABCY00000010010001111000101111011111真值表的特点：①唯一性;②按自然二进制递增顺序排列（既不易遗漏，也不会重复）。③n个输入变量就有2n个不同的取值组合。

例：控制楼梯照明灯的电路。

两个单刀双掷开关A和B分别装在楼上和楼下。无论在楼上还是在楼下都能单独控制开灯和关灯。设灯为L，L为1表示灯亮，L为0表示灯灭。对于开关A和B，用1表示开关向上扳，用0表示开关向下扳。控制楼梯照明灯的电路的真值表ABL001010100111控制楼梯照明灯的电路3.函数表达式

按照对应的逻辑关系，把输出变量表示为输入变量的与、或、非三种运算的组合，称之为逻辑函数表达式（简称逻辑表达式）。由真值表可以方便地写出逻辑表达式。方法为：①找出使输出为1的输入变量取值组合；②取值为1用原变量表示，取值为0的用反变量表示，则可写成一个乘积项；③将乘积项相加即得。ABL001010100111L=AB+ABABA