数字电子技术基础课程自学辅导资料

数字电子技术基础课程自学辅导资料

二。。八年四月

《数字电子技术基础》课程自学进度表

教材：《数字电子技术基础》第一版教材编者：李月乔出版社：中国电力出版时间：2007

周次学习内容习题作业测验作业学时自学重点、难点、基本要求

1数制和码制1-5,1-81-124数制之间的转换

2、3逻辑代数1-181-1910逻辑代数的基本定理

4逻辑函数的几种表示1-151-174标准与或表达式

方法

5、6逻辑函数的两种化简1-27前一半，1-27后一半，10熟悉代数化简法、掌握卡诺

方法1-34前一半1-34后一半，图化简的几条规则.

1-40

7集成逻辑门电路2-12-24了解门电路的几种工艺，例

如TTLCMOS,三极管状态

的判断。

8、9组合逻辑电路的分析3-23-33-4,3-3210重点，前提是熟练掌握逻辑

代数的公式

10、组合逻辑电路的设计3-6,3-17,3-203-7,3-9,3-36,10重点也是难点，要仔细分析

113-37给定的文字描述，并作出规

定.

12触发器4-114-144边沿D触发器、边沿JK触

发器的使用

13、时序逻辑电路的分析5-1,5-65-7,5-1020重点，掌握状态，现态，次态的

14、基本概念，次态方程,输出方

15程，状态方程

16、时序逻辑电路的设计5-26,5-315-285-3210重点掌握用集成计数器芯

17片实现任意进制的计数器

18脉冲波形发生器与整6-16-126-138掌握555的原理和应用

形电路

19半导体存储器和可编7-1,8-17-2,8-24掌握一些基本概念，简单电

程逻辑器件路

20数/模和模/数转换器9-19-32掌握一些基本概念

实验一2/4线译码2预习实验内容

器和四选一数据选择

器的分析实验

实验二2预习实验内容

优先编码器芯片

74X147和数据选择器

74X153实验

实验三2预习实验内容

触发器及其应用实验

实验四2预习实验内容

集成异步计数器实验

注：期中（第10周左右）将前半部分测验作业寄给班主任，期末面授时将后半部分测验作

业直接交给任课教师。总成绩中，作业占15分。

第一章数字逻辑基础

一、本章的核心、重点及前后联系

（一）本章的核心

1、数制

2、码制

3、逻辑代数的由来

4、逻辑代数基础

5、逻辑函数的五种描述方法

6、逻辑函数的两种化简方法

（二）本章的重点

1、数制之间的转换

2、编码的基本概念

3、逻辑代数基础

4、逻辑函数的五种描述方法

5、逻辑函数的两种化简方法

（三）本章前后联系

数制的概念在后面要用，编码概念的正确理解是学好编码器的前提。逻辑代数是后面所有章

节学习的基础。

二、本章的基本概念、难点及学习方法指导

（一）本章的基本概念

1、数制

计数的体制和方法就是数制。

人们在日常生活中经常遇到计数问题，并且习惯于用十进制数。而在数字系统中，通常

采用二进制数表示，有时也采用八进制或十六进制数表示。

2、基

在某种数制中所使用的符号称为数码，数码的个数称为基（Base,Radix）。

3、码制

就是编码的方法。编码，通俗地讲，就是起名字。在现实生活中，用汉字的组合给每人

一个名字，还有，用十进制的十个数码的组合给每个人赋予了一组数字，这就是身份证代号。

但是在数字系统中，我们只能用具有一定位数的二进制数码的组合来给各个信息起名字。计

算机技术最初使用的目的纯粹是为了计算，后来ASCH码的引入使得文本成为计算机新的

处理对象。所以，数字系统中的信息共有两类，一类是数值信息，是进行科学计算的，这就

是数制。另一类是文字符号信息，给文字符号信息编码的方法，这就是码制。用的，这就是

数制。另一类是文字符号信息，给文字符号信息编码的方法，这就是码制。

4、最小项

在n个变量的逻辑函数中，若某个乘积项为八个变量的“与”，而且这〃个变量均以原

变量或反变量的形式出现一次，则称这个乘积项为该函数的一个最小项（minterm）。“变量

逻辑函数的全部最小项共有2"个。例如，3个变量4、B、C的逻辑函数，共有8个最小项，

分别是：ABC.ABC.ABC.ABC.ABC.ABC.ABC.ABC

5、最小项的编号

把与某个最小项对应的那一组变量取值组合，对应关系是这样的：原变量对应1，反变

量对应0,把这样的一组变量取值组合人为地看作二进制数（位权任意规定），与其对应的

十进制数，就是该最小项的编号。

为什么要对最小项进行编号？当自变量的个数较多时，逻辑表达式写起来会很麻烦，用

最小项编号的形式则较简单，这是一种人为想出来的办法，此概念的理解非常重要。通常用

符号叫来表示最小项，下标i就是最小项的编号。

6、最小项表达式（标准与或式）

全部由最小项组成的“与或式”称为逻辑函数的标准与或式，也称为最小项表达式。任

何一个逻辑函数的最小项表达式是唯一的。用编号形式的最小项来写逻辑表达式时一定要注

明最小项是如何被编号的，即在括号中注明位权任意规定的方法。

7、两个最小项的逻辑相邻

如果两个最小项中只有一个变量不同，其余的完全相同，则称这两个最小项为逻辑相邻

的最小项。

对两个逻辑相邻的最小项做“或”运算，可以消去那个不同的变量。

例如，对于一个三变量的逻辑日数，MC和A8C为两个逻辑相邻的最小项，对这两个

逻辑相邻的最小项做“或”运算，ABC+ABC=BC,可以消去那个不同的变量A。

8、两个与项（乘积项）的逻辑相邻

如果两个与项中只有一个变量不同，其余的完全相同，则称这两个与项为逻辑相邻的与

项。

对两个逻辑相邻的与项做“或”运算，可以消去那个不同的变量。

例如，对于一个三变量或三变量以上的逻辑函数，^3和AB为两个逻辑相邻的与项，

对这两个逻辑相邻的与项做“或”运算，AB+AB=B,可以消去那个不同的变量A。

9,卡诺图

逻辑函数的卡诺图是美国工程师卡诺发明的一种逻辑函数的图形描述方法。研究逻辑函

数的卡诺图描述方法的唯一的目的就是为了化简逻辑函数。

10、卡诺图的几何位置相邻

在卡诺图中，观察任意两个表示最小项的方块，如果有相接（紧挨着），或相对（任意

一行或一列的两头），或相重（对折起来重合），则称这两个最小项为几何位置相邻。

研究卡诺图的几何位置相邻的目的是：卡诺图中几何位置相邻的最小项在逻辑上也具有

相邻性。逻辑相邻不容易观察，尤其是在较复杂的逻辑表达式中。但是卡诺图的几何位置相

邻特别容易观察。

11、无关项

（二）本章难点及学习方法指导

本章难点是逻辑函数的抽象方法，如何从文字描述抽象出真值表。

通过一个例子来理解本章中的基本概念

重点举例三个人表决一件事情，结果按“少数服从多数”的原则决定,试建立该逻辑函数。

解：（1）做约定：

分析文字描述，找出逻辑问题的条件和结果，条件为自变量，结果为因变量。三个人的

意见为条件，约定分别用A，B,C表示，结果为能否通过，用L表示。三个人同意用1表

示，不同意用0表示；结果能通过用1表示，不通过用0表示。

ABcL

0000

0010

0100

0111

1000

1011

1101

1111

（2）根据“少数服从多数”的原则，将输入变量不同取值组合与函数值间的对应关系列

成表格，就建立了该逻辑函数的真值表，该真值表完全描述了该逻辑函数的功能。如表1-17

所示。真值表的第1行是输入变量和输出变量；第2行表示当A,B,C三个人都不同意这

件事情，结果不能通过；第3行表示当A,B,C三个人中只有C一个人同意这件事情，结

果不能通过；第4行表示当A,B,C三个人中只有B一个人同意这件事情，结果不能通过；

第5行表示当4,B,C三个人中有B和C两个人同意这件事情，结果能通过；第6行表示

当A,B,C三个人中只有4一个人同意这件事情，结果不能通过；第7行表示当A,B,C

三个人中有4和C两个人同意这件事情，结果能通过；第8行表示当A,B,C三个人中有

A和8两个人同意这件事情，结果能通过；第9行表示当A,B,C三个人都同意这件事情，

结果能通过。可以看出真值表把所有可能的组合情况全部列出来了，非常直观。

从真值表直接写出标准与或式（最小项表达式）：L=ABC+ABC+ABC+ABC

用代数法化简该逻辑函数，根据塞等率AM+4+A,WABC=ABC+ABC+ABC,然后找

逻辑相邻的最小项，合并消去一个变量。对于初学者，有时很难想到这种方法，特别是当表

达式很复杂时，就更难把握，需要经验和技巧。

L=ABC+ABC+ABC+ABC

=ABC+ABC+ABC+ABC+ABC+ABC

=BC(A+A)+AC(B+B)+AB(C+C)

=BC+AC+AB

画出卡诺图如图所示，观察得知，最小项ABC和最小项是几何相邻的；最小项ABC

和最小项4万C是几何相邻的：最小项4BC和最小项ABT是几何相邻的。所以，最小项ABC

和最小项Me是逻辑相邻的；最小项A8C和最小项A前是逻辑相邻的；最小项ABC和最

小项ABE是逻辑相邻的。与代数方法化简过程做个对比，最小项ABC在画圈过程中重复使

用相当于将48c展开成A8C+A8C+A8C。可以看出，卡诺图法更易于掌握。画出了三个圈，

将这三个圈中的最小项分别做或运算，得到三个与项，再将这三个与项相或，就得到最简的

与或表达式L=BC+AC+A8o

可以看出，在代数方法中很难想到如何去配项、合并，在卡诺图中可以非常直观地观察

出来。卡诺图化筒的数学基础是逻辑代数，认真体会卡诺图化简的依据。

三、典型例题分析

例1-1将二进制数(K)U(XH.OOI)B转换为对应的十进制数。

解：将每一位二进制数乘以该位的权值，然后相加，运算法则采用十进制的运算法则。可

得：

65432

(1011001,001)B=2X1+2X0+2X1+2X1+2X0

+21x0+2°x1+2-1x0+2-2x0+2-3x1

=64+0+16+8+0+0+1+0+0+0.125

=(89.125)D

例1-2将十进制小数(0.1875)D转换为二进制小数。

解：用“乘2取整”法，按如下步骤转换，运算法则采用十进制的运算法则。

0.1875X2=0.375......整数部分为0

0.3750X2=0.75......整数部分为0

0.7500X2=1.5......整数部分为1

0.5000X2=1.0......整数部分为1

小数部分已经是0,运算结束。

因此，(0.1875)D=(0.001l)Bo

例L3将(37.41)D转化为二进制数，要求其误差不大于2'\

解：由于整数和小数的转换方法不同，分别对其整数部分和小数部分进行转换，然后再将两

部分转换结果合并，可得对应的二进制数。运算法则采用十进制的运算法则。

(1)对整数部分处理：

低位

1

O

1

o

O

1

高位

(2)对小数部分处理：题目中要求其误差不大于2工即小数部分保留到-5位号。

0.41X2=0.82......整数部分为0

0.82X2=1.64......整数部分为1

0.64X2=1.28......整数部分为1

0.28X2=0.56......整数部分为0

0.56X2=1.12......整数部分为1

所以(37.41方=(100101.01101)B

例L4设计一个三人表决电路，结果按“少数服从多数”的原则决定，但是其中一个人有最

终的否决权，即只要这个人不同意，这件事就不能通过，但是这个人如果同意了这件事，这

件事也不一定能通过，还要看另外两个人的意见，结果按“少数服从多数”的原则决定。

解：

(1)约定：三个人的意见分别用字母从B、C表示，表决结果用字母Z表示。设同意

用逻辑“1”表示；不同意用逻辑“0”表示。表决结果通过用逻辑“1”表示；没通过

用逻辑“0”表示。同时约定力是那个有最终的否决权的人。

(2)根据设计要求建立该逻辑函数的真值表。

ABCL

0000

0010

0100

0110

1000

1011

1101

1111

L=AB+AC

例1-5用卡诺图化简逻辑函数：L(A,8,C,£>)=£“(0,1,2,5,6,7,8,9,13,14)

解：函数以最小项表达式的形式给出，可以直接填入卡诺图。可以有两种圈法，分别如图所

不。

LL

XD

或00011110

（a）第一种圈法（b）第二种圈法

从图(a)写出表达式：L=CD+BC+ABD+ACD+BCD

从图(b)写出表达式：L=CD+BC+ABC+ACD+BCD

例L6代数法化简逻辑函数L^AB+ABC+ABD+AB(C+D)

解：

AB+ABC+ABD+AB(C+D)

=A3+ABC+ABD+ABC+ABD

=AB(\+C+D+C+D)

AB

四、思考题、习题及习题解答

1.判断题

（1）在卡诺图中几何相邻的两个最小项一定是逻辑相邻的。（V）

（2）逻辑代数中的0、1有数量的意思，与普通代数中的0、1俳。（X）

（3）卡诺图中3个最小项可以圈在一起合并成一个乘积项•（X）

2.填空题

（1）（43.125）D=（O1OOOO11.OOO1OO1OO1O1）8421BCD

（2）在一个逻辑问题中，无关项是指：一种情况是（输入变量的取值组合不会出现），另一

种情况是虽然输入变量的取值组合会出现，但是这种情况对于后续控制没有影响。

（3）逻辑代数中的三个规则是（代入规则）、（反演规则）、（对偶规则）

（4）逻辑函数的五种表示方法是（）（）（）（）（

（5）将十进制数30转化成二进制数为（），其8421BCD码形式（）。

（6）二进制码的位数n与它所能表示的最大信息量m之间的关系是：m=（）。

(7)逻辑表达式L=(A+B)(A+C)的对偶式为(),L的非函数为()。

3.问答题

(1)什么是逻辑相邻的最小项和逻辑相邻的乘积项？

(2)什么是几何相邻的最小项和逻辑相邻的乘积项？

(3)逻辑函数的二级与或形式的最简的标准是什么？

(4)卡诺图化简逻辑函数的步骤是什么？

4.计算题

题1-1将(706.001)。转化为十进制数。

解：运算法则采用十进制的运算法则。

2-123

(706.001)o=8x7+8'xO+8°x6+8xO+8xO+8-xl

=448+0+6+0+0H-------

512

题1-2将(44.375)D转化为八进制数。

解：对整数部分采用“除8取余”法，运算法则采用十进制的运算法则。小数部分采用“乘

8取整”法，运算法则采用十进制的运算法则。两部分结合在一起然后得到完整结果。

(1)对整数部分处理：

余数低位

高位

0

(2)对小数部分处理：

0.375X8=3.0.....整数部分为3

小数部分已经是0,运算结束。

所以，(44.375)D=(54.3)O

题L3将(7BA.E01)H转化为十进制数。

解：运算法则采用十进制的运算法则。

21-12-3

(7BA.E01)H=16x7+16x11+16°x10+16x14+16-xO+16xl

题1-4将(154.3752转化为十六进制数。

解：对整数部分采用“除16取余”法，运算法则采用十进制的运算法则。小数部分采用“乘

16取整”法，运算法则采用十进制的运算法则。两部分结合在一起然后得到完整结果。

(1)对整数部分处理：

余数低位

16l154.........101

1699

0高位

(2)对小数部分处理：

0.375X16=6.0.....整数部分为6

因为小数部分已经是0,所以运算结束。

所以，(154.375)D=(9A.6)H

题1-5将二进制数(01101111010.1011)B转换为对应的八进制数。

解：二进制数：001101111010.101100

八进制数：1572.54

所以，(01101111010.1011)B=(1572.54)o

题1-6将(374.26)。转化为对应的二进制数。

解:(374.26)o=(011111100.010110)B

题1-7将(10101100)B和(O.IOIIUOI)B转化为对应的十六进制数。

解：(10101100%=(AC)H

(0.10111101)B=(0.BD)H

题1-8将(AF4.76)H转化为对应的二进制数。

解：(AF4.76)H=(101011110100.01110U0)B

题1-9用8421BCD码表示十进制数(258.369)D。

解：(258.369)D=(001001011000.00110110IOOD^IBCD

题1-10用卡诺图化简逻辑函数

L(A,B,C,D)=£„(0,2,4,6,8)+£,(10,11,12,13,14,15)

解：

00011110

L=D

题LU在举重比赛中，有三名裁判，其中包括一名主裁判和两名副裁判。比赛时，只有主

裁判判定运动员成绩有效，加上至少一名副裁判判定运动员成绩有效时，该运动员的成绩才

有效。列出真值表，并用逻辑电路实现该逻辑功能。

一个电动机的故障指示电路，要求如下：两台电动机同时工作时，绿灯亮；一台电动机发生

故障时，黄灯亮；两台电动机同时故障时，红灯亮。要求用与非门实现。

解：(1)约定：假设两台电动机分别用A,B表示，电动机正常工作用1表示，故障用0表

示；绿灯用G表示：黄灯用丫表示；红灯用R表示，灯亮用1表示，灯不亮用0表

示(2分)

（2）列写真值表（4分）

ABGYR

00001

01010

10010

11100

（2）写出逻辑表达式（6分）:

G=AB=AB

YAB+ABAB+ABABAB；R=AB=AB

（3）画出逻辑图：（6分）

题1-12设计一个能实现两个1位二进制数的全加运算和全减运算的组合逻辑电路，要求

用适当的门电路实现。加减控制信号用M表示，当M=0时为全加运算，M=1时为全减运算。

解：

（1）约定：被加数、被减数用A表示，加数、减数用8表示，低位来的进位、低位来的借

位用C/表示，和、差用S表示，向高位的进位、向高位的借位用C。表示。

（2）依照题意分析，列出1位全加、全减器的真值表

MABCIcosMABCIcos

000000100000

000101100111

001001101011

001110101110

010001110001

010110110100

011010111000

011111111111

得到输出函数为

S(M,A,B,C7)=Z机(1,2,4,7,9,10,12,15)

CO(M,A,&C7)=工机(3,5,6,7,9,10,11,15)

(2)利用卡诺图进行化简(4分)

注意：卡诺图的变量列写顺序可以不唯一，即答案不唯一

得到简化的表达式:

S=ABCI+ABCI+ABCI+'ABCI

CO=BCI+MACI+MAB+MACI+MAB

(3)画出逻辑电路图(2分)

Cl—

M

也可以用异或门来实现。答案不唯一

题1-13用卡诺图化简逻辑函数

L(A,B,C,D)=Y(0,1,2,4.5,6,12)+,(3,8,10,11,14)

题1-14化简逻辑函数

(1)用代数法化简：Lt=AB+(A+B)

(2)用卡诺图法化简：〃2(A,B,C,D)=Xm(1,2,5,6,8,9,13,14)

题1-15试化简逻辑函数为最简与或式：F(A,B,C,D)=y(0,2,8,9),其约束条件为

AC+CD=0,并将结果转换为与非-与非逻辑表达式。

答案：F=BD+AB

第二章逻辑门电路基础

一、本章的核心、重点及前后联系

（一）本章的核心

1、二极管的动态开关特性

2、三极管的动态开关特性

3、MOS管的动态开关特性

4、TTL门电路的参数

（二）本章的重点

1、TTL门电路的参数

2、MOS门电路的参数

（三）本章前后联系

复习模拟电子技术基础中二极管的静态开关特性、三极管的静态开关特性、MOS管的

静态开关特性。

二、本章的基本概念、难点及学习方法指导

(―)本章的基本概念

1.输出高电平％H

输出高电平％H是一个电压范围，芯片SN7404的%H在2.4V和5V之间，其典型值为

3.4V。

2.标准输出高电平

标准输出高电平%H是输出高电平的下限，也记做VoH,min＞，芯片SN7404的%H(min＞

为2.4V。

3.输出低电平％L

输出低电平％L是一个电压范围，芯片SN7404的％L在0V和04V之间，其典型值为

0.2Vo

4.标准输出低电平匕L

标准输出低电平是输出低电平的上限，也记做%L(max)，芯片SN7404的心/max)

为0.4V。

5.输入高电平匕H

输入高电平KH是一个电压范围，芯片SN7404的匕H在2V和5V之间。

N

6.输入高电平的下限VnI(min)(开门电平％)

输入高电平的下限匕H,min)是输出电压为％L,m,x＞时对应的输入电压，即输入高电平的

最小值，如果输入的电压值比这个值还要小的话，那么输出的电压值将要比%L,ma*>大，输

出不能再被认为是低电平，非逻辑关系被破坏。芯片SN7404的匕H,min）值为2V。输入高

电平的下限匕hmin，还有一个名字叫开门电平％N，因为当输入为高电平的下限匕

时，输出级的三极管T3处于饱和状态，称为开门，所以匕又称为开门电平分N。

7.输入低电平匕L

输入低电平%是一个电压范围，芯片SN7404的匕L在°V和0.8V之间。

8.输入低电平的上限匕-max）（关门电平％FF）

输入低电平的上限匕L<max,是输出电压为LH,min，时对应的输入电压，即输入低电平的

最大值，如果输入的电压值比这个值还要大的话，那么输出的电压值将要比小，输

出不能再被认为是高电平，非逻辑关系被破坏。芯片SN7404的值为0.8V。输入低

电平的上限匕L5g还有一个名字叫关门电平％FF，因为当输入为低电平的上限V1L.max）

时，输出级的三极管T3处于截止状态，称为关门，所以Kuma、，又称为关门电平％FF。

9.噪声容限电压

在逻辑电路中，一个门的输出信号要送给其它的门做为输入信号。通过前面的分析可以

看出，门输入的高、低电平范围要比输出的高、低电平范围宽。这样就有一个输入的抗干扰

能力问题。以下分两种情况讨论。

（1）输入高电平噪声容限电压（最大允许负向干扰电压）

输入高电平噪声容限电压中的“输入”是指前一级门电路的输出作为后面门电路的输入,

特别提醒读者注意理解。

高电平高电平

输入高电平噪声容限电压是衡量门电路抗干扰能力的一个参数。在图中，非门Gi的输

出信号送给非门G2的输入端。当G1输出高电平时，非门G2的输入端将送入高电平。G1输

出的高电平在2.4V和5V之间，不会低于2.4V。而对于非门G2来说，在2V和5V之间的

电压都算是输入了高电平。

假设非门Gi输出的高电平在2.4V,处于最小值，这是一种最坏的情况。有许多因素在

连接非门G1的输出和非门G2的输入端这根连接导线上串入干扰，如果在这根连线上串入了

一个正向干扰电压，那么送入非门G2输入端的电压将会比2.4V还要高，对于非门G2来说，

这个电压是高电平，所以串入正向干扰电压不会出现逻辑错误。如果在这根线上串入了一个

负向干扰电压，那么送入非门Gz输入端的电压将会比2.4V低，对于非门G2来说，只要这

个电压不低于2V,对于非门G2来说，这个电压还是高电平，所以在这根连线上串入的负向

干扰电压不能大于2.4-2.0=0.4V,这是最坏的情况。

如果非门Gi输出的高电平没有处于最小值，比2.4V大，比如为3.6V,不是最坏的情

况，那么在这根连线上串入的负向干扰电压最大就可以达到3.620=1.6V而不会引起逻辑错

误。

当一个电路在正常工作时，非门Gi输出的高电平可能是2.4V和5V之间的任意值，这

决定于不同的时刻电路的带负载情况，所以我们要考虑最坏的情况。输入高电平噪声容限又

称为最大允许负向干扰电压。

输入高电平噪声容限VNH=V0Hlmin）-V0N=VOHlmin）-V1H（min）=2.4V-2.0V=0.4Vo

（2）输入低电平噪声容限电压（最大允许正向干扰电压）

低电平低电平

输入低电平噪声容限电压也是衡量门电路抗干扰能力的一个参数。在图中，非门G1的

输出信号送给非门G2的输入端。当Gi输出低电平时，非门G2的输入端将送入低电平。G,

输出的低电平在0V和0.4V之间，不会高于04V。而对于非门G?来说，在0V和0.8V之间

的电压都算是输入了低电平。

假设非门Gi输出的低电平在0.4V,处于最大值，这是一种最坏的情况。有许多因素在

连接非门G,的输出和非门G2的输入端这根连接导线上串入干扰，如果在这根连线上串入了

一个负向干扰电压，那么送入非门G?输入端的电压将会比0.4V还要低，对于非门G2来说，

这个电压是低电平，所以串入负向干扰电压不会出现逻辑错误。如果在这根线上串入了一个

正向干扰电压，那么送入非门G2输入端的电压将会比0.4V高，对于非门G2来说，只要这

个电压不高于0.8V,对于非门G2来说，这个电压还能算是低电平，所以在这根连线上串入

的正向干扰电压不能大于0.8-0.4=0.4V,这是最坏的情况。

如果非门Gi输出的低电平没有处于最大值，比0.4V小，不是最坏的情况，比如为0.2V,

那么在这根连线上串入的正向干扰电压最大就可以达到0.8-0.2=0.6V,而不会引起逻辑错误。

当一个电路在正常工作时，非门G1输出的低电平可能是0V和0.4V之间的任意值，这

决定于不同的时刻电路的带负载情况，所以我们要考虑最坏的情况。输入低电平噪声容限又

称为最大允许正向干扰电压。

输入低电平噪声容限VNL=V0FF-V0L（max）=VIL（max）-VOL,max）=0.8V-0.4V=0.4V。

（二）本章难点及学习方法指导

门电路的参数

三、典型例题分析

1.填空

（1）己知二输入TTL与非门，门电路参数为/°H=lmA,/OL=20mA,如=50»

/iL=1.43mA,VoHmin=2.4V,Votmax=0.4V,ViLmax=1.35V,ViHmin=1.5V,

则其高电平噪声容限电压VNH=（2.4-1.5=0.9）,扇出系数No=（20/1.43=13）。

（2）在正逻辑体制中，高电平表示1，低电平表示。。

（3）二极管的开关特性包括（动态开关特性）和（静态开关特性）。

（4）二极管的两个状态是（）和（）。

（5）在逻辑电路中，若规定高电平用1表示，低电平用0表示，则称之为（）逻辑；

若规定高电平用0表示，低电平用1表示，则称之为（）逻辑。

2.问答题

（1）什么是二极管的动态开关特性？

（2）什么是反向恢复过程？

（3）什么是正逻辑体制？

（4）什么是负逻辑体制？

四、思考题、习题及习题解答

1.填空

（1）已知二输入TTL与非门，门电路参数为/°H=lmA,/OL=20mA,ZIH=50PA

/iL=1.43mA,VoHmin=2.4V,Voi.max=0.4V,Vkmax=l.35V,ViHmin=1.5V,

则其高电平噪声容限电压VNH=（2.4-1.5=0.9），扇出系数No=（20/1.43=13）。

（2）在负逻辑体制中，高电平表示。，低电平表示1。

（3）三极管的开关特性包括（动态开关特性）和（静态开关特性）。

（4）三极管的三个状态是（）、（）和（）。

2.问答题

（1）什么是反向恢复过程？

（2）什么是三极管的动态开关特性？

（3）什么是负逻辑体制？

第三章组合逻辑电路

一、本章的核心、重点及前后联系

（一）本章的核心

1、组合逻辑电路的分析

2、组合逻辑电路的设计

3、MSI芯片的应用

（二）本章的重点

1、组合逻辑电路的分析

2、组合逻辑电路的设计

3、74138芯片

4、74151芯片

（三）本章前后联系

第一章是本章学习的基础，组合逻辑电路时后面时序逻辑电路的组成部分。

二、本章的基本概念、难点及学习方法指导

（一）本章的基本概念

1、组合逻辑电路：

在任意时刻，组合逻辑电路的输出信号仅仅取决于该时刻电路的各个输入信号，而与该

时刻之前的输入信号的取值无关。

组合逻辑电路在结构上的特点为：一是输入、输出之间没有反馈延迟通路；二是电路中

不含有记忆单元。

2、不完全描述的逻辑问题：含无关项的逻辑问题的描述。

3、完全描述的逻辑问题：不含无关项的逻辑问题的描述。

4,编码器

5、优先编码器

7、译码器

8、国标符号

9、数据选择器

（二）本章难点及学习方法指导

本章中所用到的概念在自第一章中已经介绍，要求复习这些概念。

本章难点是组合逻辑电路的设计。

组合逻辑电路的设计过程通常可按如下步骤来进行：

（-）进行逻辑抽象

在许多情况下，提出的设计要求是用文字描述的一个具有一定因果逻辑关系的事件。通

过逻辑抽象，可以将这个因果关系抽象成为用逻辑函数来进行描述。逻辑抽象过程通过一系

列约定来完成，具体如下：

1.确定输入变量和输出变量。一般，将引起事件发生的原因定为输入变量，而把事件

的结果作为输出变量。

2.定义逻辑状态“0”、“1”的含义。用二值逻辑的“0”、“1”分别代表每个变量的两

种不同状态。而“0”、“I”的具体含义完全由设计者人为选定，这项工作也叫做逻辑变量赚

值。

3.列出逻辑真值表。根据给定的因果关系，列出真值表。至此，已将一个实际的逻辑

问题抽象成一个逻辑函数。而且，逻辑这个逻辑函数首先是以真值表的形式描述的。

（二）写出逻辑函数表达式

为了便于对逻辑函数进行化简和变换，需要将真值表转换成为对应的逻辑函数表达式的

形式。

（三）选定器件的类型

为了产生所需要的逻辑函数，既可以用小规模集成的门电路组成相应的逻辑电路，也可

以用中规模集成的常用组合逻辑器件或者可编程器件等构成相应的逻辑电路。应根据对电路

的具体要求和器件的资源情况决定采用哪种类型的器件。

（四）将逻辑函数表达式化简或者变换成适当的形式

在使用小规模集成（SSI,SmallScaleIntegration）的门电路进行设计时，为获得最简

的设计结果，首先应该将逻辑函数表达式化成最简与或式，即函数式中的乘积项的个数最少，

而且每个乘积项中的因子也最少。如果对所用器件的类型有附加的限制（例如，只允许用单

一类型的与非门），则还应将函数式变换成与器件类型相应的形式（例如，将函数式化成与

非一与非的形式）。使用小规模集成和中规模集成（MSI,MediumScaleIntegration）的组

合逻辑电路芯片设计组合逻辑电路的具体方法将在本章介绍。使用存储器和可编程逻辑器件

（PLD）设计组合逻辑电路的具体方法将在第八章中介绍。

目前，用于逻辑设计的计算机辅助设计软件几乎都具有对逻辑函数进行化简或者变换的

功能。因此，这一部分工作可以由计算机自动完成。

（五）画逻辑电路图

根据化简或者变换后的逻辑函数式，画出逻辑电路的连线图，至此，原理性设计（即逻

辑设计）已经完成。最后，还需进行工艺设计，完成组装，调试。

三、典型例题分析

例3-1组合逻辑电路如图所示，分析该电路的逻辑功能。

解：11u;怪？u食台借馅~榜鹤；怪迪蜿？_0:N咕榜h境？一黑尸

P=ABC

L=AP+BP+CP=AABC+BABC+CABC

2S日NHc0BNNNek盲Rw<Ph?@b谢

Rwi

L=ABC(A+B+C)=ABC+A+B+C=ABC+ABC

3luh蜿？_RMw<Ph?

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R榭，口ABcL

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101

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例3-2解N*N5u幅：g酎鳏6R船/okp!0I}O/2SS"NN

裁搞eQm.憎弹c?解Ao0Lfi心搞鹤(WTNgN翻

洛T鳏g$N*NtiN酎鳏II岭鳏操机HQ饺pf媾0食罩vQ!k:«

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解：14。A春4R+Rh?yg都kpf?0f嫣T金音8、N・

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翘f嫣T余昔8*N到搞鹤酹鲫II1h?y\霸0h?9

2Rfi

/0/|/?LxLi

000000

001001

010010

011010

100100

101100

110100

111100

（3）对三个输出信号，分别用卡诺图化简，如图所示，得到各输出信号的最简与-

或逻辑表达式。

A)=/o

6

L2=I0Ilf2

（4）根据要求，将上式转换为与非表达式：

4=，＜）

L、=/。人

=/0^z2

L2=/O/,72

（5）画出逻辑图如图所示，可用两片集成与非门74X00来实现。

例3-3某多输出组合逻辑函数的真值表如表所示，试用74X138译码器和必要的门电路实

现该多输出组合逻辑函数。

例3-3的真值表

输入输出

ABCLFG

000001

001100

010101

0110I0

100101

101010

110011

111100

解：

(1)由真值表可知，该组合逻辑函数具有三个输入变量，所以选用一片74X138即可。

又由于74X138的译码输出是以最小项的非%~而7的形式给出的，所以需要将逻辑函数转

换成而0~历的函数形式，即先写出各输出的最小项表达式。

L(A,B,C)=~ABC+~ABC+ABC+AB=+m2++m-1=-m2-m4-m-,

F(A,B,C)=ABC+ABC+ABC=+m5+m6=m3-m5-m6

G(A,B,C)=JBC+ABC+ABC+ABC=加。+机2+愕4+加6=加0，根2・加46

(2)当G1=l、G.=0和G2B=0时,74X138的八个输出的逻辑表达式为