电工电子技术（第3版） 课件 第8章 组合逻辑电路

基本逻辑门电路电工电子技术学习目标

知识目标01能力目标02

思政目标03

1.认识基本逻辑关系和各种基本逻辑门2.认识复合逻辑关系和复合逻辑门1.能设计和制作简单逻辑电路历练坚韧不拔的品格与模拟电视相比，数字电视技术的引入极大地提升了电视观看体验，其技术进步不仅体现在图像和声音质量的提升，还体现在频道容量的增加和服务内容的多样化。随着技术的不断进步，数字电视将继续引领电视行业的发展，为观众带来更为丰富和高品质的视听享受。知识引入模拟信号和数字信号

数字信号波形模拟信号：在时间上和数值上连续的信号。数字信号：在时间上和数值上不连续的（即离散的）信号。对模拟信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。模拟信号波形对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。模拟量的数字表示

温度是模拟信号，但可以转变成数字信号，显著优点就是产生、处理和存储开关电平的电路十分简单。这里无需处理极大幅值和跨距的模拟电压，取而代之的是开关电平。

声音也是模拟量，也是数字表示的一个很好的应用实例，CD和DVD的音频录制是数字信号，已经被证明是录制和回放音乐的极佳方式。

①数字电路中半导体器件工作在开关状态，这和二值量或二进制信号的要求是相对应的，分别用1和0两个数码来表示。

②数字电路的基本单元电路比较简单，对元器件的精度要求不高，便于电路集成化、系列化生产，并具有使用方便、可靠性高、价格低廉等优点。

③数字电路能够对数字信号进行各种逻辑运算和算术运算，所以在各种数控装置、智能仪表以及计算机等领域得到广泛应用。数字电路的特点数字电路的的分类（2）按所用器件制作工艺的不同：数字电路可分为双极型（TTL型）和单极型（MOS型）两类。（3）按照电路的结构和工作原理的不同：数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两类。组合逻辑电路没有记忆功能，其输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路以前的状态无关。时序逻辑电路具有记忆功能，其输出信号不仅和当时的输入信号有关，而且与电路以前的状态有关。（1）按集成度分类：数字电路可分为小规模（SSI，每片数十器件）、中规模（MSI，每片数百器件）、大规模（LSI，每片数千器件）和超大规模（VLSI，每片器件数目大于1万）数字集成电路。集成电路从应用的角度又可分为通用型和专用型两大类型。≥1ABY&ABY1AY&ABY≥1ABY基本逻辑门1、与逻辑功能

所有条件都具备，结果才出现。由于条件具备一般用高电平表示，不具备用低电平表示，也可以描述为与逻辑功能当所有输入全为高电平时，输出才为高电平，否则输出为低电平。

实现“与”运算的电路称为与逻辑门，简称与门。一、与门Y=A⋅B2、逻辑函数式：

符合逻辑功能的函数3、逻辑符号:

表示逻辑门电路的图形符号&ABY提示：

与逻辑关系开关A开关B灯Y电源ABY

断

开

断

开灭

闭合

断

开

灭亮灭

断

开

闭合

闭合

闭合0000110110014、真值表：

把所有可能的条件组合及其对应结果一一列出来的表格叫做真值表。逻辑功能:有0出0，全1出11、或决定一件事的各个条件中，只要具备一个条件，结果就会出现。当输入中只要有一个高电平，输出就为高电平；只有输入全为低电平时，输出才为低电平实现“或”运算的电路称为或逻辑门，简称或门。二、或门例Y=A+B2、逻辑表达式3、逻辑符号≥1ABY

ABY

断

开

断

开灭

闭合

断

开亮亮亮

断

开

闭合

闭合

闭合0000110111114、真值表开关A开关B灯Y电源逻辑功能:全0出0，有1出11、非决定一件事的条件只有A，A具备，结果不出现，A不具备，结果出现。输出总与输入相反，这种逻辑关系称为非逻辑关系。实现“非”运算的电路称为非逻辑门，简称非门。三、非门AY灭亮断

开闭合2、真值表开关A灯Y电源R非逻辑关系0011逻辑功能:有0出1，有1出0有意载花花不发,无心插柳柳成荫.学与悟非门输入高电平时，输出反而是0，输入低电平时，输出反而是1，犹如古诗所说“有意载花花不发,无心插柳柳成荫”，柳树具有强大的生存力和蓬勃向上的生命力，不需要过多照料，却能长成郁郁葱葱的柳树。你选择做“娇生惯养的花还是坚韧顽强的柳？Y=A3、逻辑表达式4、逻辑符号1AY74LS04六反相器（非门）管脚排列图看一看111111GNDVCC123456714131211109874LS04低电平高电平不亮亮A红灯绿灯亮不亮001AY1Y2110逻辑笔设计——逻辑功能Y1=AY2=A逻辑笔设计——真值表逻辑笔设计——表达式逻辑笔设计——逻辑电路图Y1=AY2=AAY2Y1111001AY1Y2110AY2Y1111001AY1Y2110做一做111111GNDVCC123456714131211109874LS04与运算后再进行非运算的复合运算称为与非运算。实现与非运算的逻辑电路称为与非门。四、与非门Y=AB2.逻辑表达式1.逻辑符号1.74LS00外引线排列图及外形图1、输出端的连接除特殊电路外，一般集成电路的输出端不允许直接接电源或地，输出端也不允许并接使用。2、多余输入端的处理与门和与非门多余输入端不允许悬空，要通过电阻接正电源或与其他输入端并接。3、严禁带电操作，应该在电路切断电源的时候，拔插集成电路，否则容易引起集成电路的损坏。与门、与非门电路使用注意的问题&ABY&ABY&ABY+5V

√

×

√

或运算后再进行非运算的复合运算称为或非运算。实现或非运算的逻辑电路称为或非门。五、或非门Y=A+B2.逻辑表达式1.逻辑符号3.74LS28外引线排列图及外形图1、输出端的连接除特殊电路外，一般集成电路的输出端不允许直接接电源或地，输出端也不允许并接使用。2、多余输入端的处理

不允许悬空，多余输入端应接地或与使用输入端并接。3、严禁带电操作，应该在电路切断电源的时候，拔插集成电路，否则容易引起集成电路的损坏。4.或门和或非门电路使用注意的问题

≥1ABYA≥1BY并联接低电平或接地六、异或门异或门是由多个基本门组合在一起所构成的复合逻辑门，一般由两个非门和两个与门，再和一个或门串联而成。ABABABAB=+Y3.74LS86外引线排列图及外形图1.逻辑表达式

2.逻辑符号

数制与码制田玉主讲老师：电工电子技术学习目标

知识目标01能力目标02

思政目标03

1.认识各种数制2.认识数制的转换方法1.能正确表示各种数制的数值2.能进行数制之间转换传承中国传统文化哥特弗里德

莱布尼茨，德国数理逻辑研究的开创者，1679年发明了二进制，认为1和0是一切数字的神奇渊源，有人说他受到了中国周易“阴和阳”的启发，他曾说，二进制是世界上最完美的逻辑语言，事实上，二进制作为逻辑运算的基础为数字电路和现代计算机技术的发展奠定了基础。知识引入1.十进制十个数字符号：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十进制的基数：10十进制数的权：以10为底的幂计数规律：逢十进一一、数制及其相互转换2.二进制二个数字符号：0、1二进制的基数：2二进制数的权：以2为底的幂计数规律：逢二进一

一、数制及其相互转换所以：(44)10＝(101100)2

除2取余倒排法3.码制（1）自然二进制码自然二进制码就是用二进制数来表示十进制数。二、码制十进制数二进制数十进制数二进制数十进制数二进制数十进制数二进制数十进制数二进制数00410081000121100161000011510191001131101171000121061101010101411101810010311711111101115111119100113.码制（2）8421BCD码用4位二进制数表示十进制数的0~9的十个数码，这种表示方法称为8421BCD码。二、码制十进制数8421BCD码十进制数8421BCD码00000501011000160110200107011130011810004010091001goodbye逻辑函数化简田玉主讲老师：电工电子技术学习目标

知识目标01能力目标02

素质目标03

1.认识逻辑代数2.认识逻辑函数化简方法1.能化简逻辑函数养成朴素简约的生活方式乔治布尔，19世纪最重要的数学家，数理逻辑学先驱，建立了逻辑代数的推理演算系统，后人在他的基础上建立了现今比较完整的逻辑代数，也称布尔代数，为逻辑电路设计和计算机逻辑运算奠定了数学基础。知识引入电路复杂！电路简单！乔治

布尔

1.逻辑代数基本定律及公式逻辑代数是研究逻辑电路的数学工具。它与普通代数类似，只不过逻辑代数的变量只有两种取值：“0”和“1”，这里的“0”和“1”仅代表两种相反的逻辑状态，并没有数量大小的含义，因而逻辑代数的运算规律也与普通代数有差别。逻辑代数及逻辑函数化简公式或定律或运算与运算基本公式

(重叠律)

(重叠律)(互补律)(互补律)(非非律)

基本定律交换律结合律分配律反演律摩根定律吸收律冗余律公式或定律或运算与运算2.逻辑函数的公式化简法（1）并项法逻辑函数的公式化简法就是运用逻辑代数的基本公式、定理和规则来化简逻辑函数。利用公式Ａ＋Ａ＝1，将两项合并为一项，并消去一个变量。用摩根定律运用分配律运用分配律（2）吸收法运用摩根定律（１）利用公式Ａ＋ＡＢ＝Ａ，消去多余的项。（２）利用公式Ａ＋ＡＢ＝Ａ+Ｂ，消去多余的变量。（3）消去法

利用冗余律ＡＢ＋ＡＣ＋ＢＣ＝ＡＢ＋ＡＣ，将冗余项ＢＣ消去。（4）配项法（１）利用公式Ａ＝Ａ（Ｂ＋Ｂ），为某一项配上其所缺的变量，以便用其它方法进行化简。（２）利用公式Ａ＋Ａ＝Ａ，为某项配上其所能合并的项。学与悟逻辑函数化简后可以用更少、更简单的门电路实现，既消耗少又速度快，效率高，生活中，我们也要化繁就简，不追求高档奢华，简单舒服，朴素简约，有利于身心健康。goodbye组合逻辑电路的分析田玉主讲老师：电工电子技术学习目标

知识目标01能力目标02

素质目标03

1.认识逻辑电路的分析步骤1.能分析逻辑电路功能训练有效分析问题的能力组合逻辑电路的分析逻辑电路图列逻辑关系式化简列出真值表分析逻辑功能这类问题是指给出逻辑电路图，分析该电路图完成的逻辑功能。其分析步骤为：逻辑图逻辑表达式11最简与或表达式化简22从输入到输出逐级写出例：组合逻辑电路的分析最简与或表达式3真值表34电路的逻辑功能当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出Y为1，否则输出Y为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。4组合逻辑电路的分析goodbye组合逻辑电路的设计田玉主讲老师：电工电子技术学习目标

知识目标01能力目标02

素质目标03

1.认识逻辑电路的设计步骤1.能设计逻辑电路训练目标导向分析问题解决问题的能力华为海思成立于2004年10月，专门负责设计“专用集成电路”，成立初期，海思面临着很大的压力，竞争对手高通、博通等一系列国际芯片巨头，迎接海思的是技术困境与资金困境两座大山。然而华为海思凭着“自主创新、追求卓越、勇于挑战”的精神一步步打破困境，实现全面崛起。如今，海思已经掌握了国际一流的IC设计与验证技术，拥有先进的EDA设计平台、开发流程和规范，成功开发出200多款自主知识产权的芯片，申请专利8000多项，成为全球领先的FablessIC半导体与器件公司。除了手机SoC芯片之外，海思的芯片与解决方案还覆盖通信、智能终端、视频、物联网等多个领域，享誉全球。知识引入麒麟+巴龙芯片历程图分析逻辑功能列出真值表列逻辑关系式化简画逻辑电路图给出需完成的逻辑功能，设计出逻辑电路。其步骤与上述的分析正好相反，步骤为：组合逻辑电路的设计【例】试设计一个三人表决电路，每人有一电键开关，如果他赞成，就按电键，表示“1”；如果他反对，就不按电键，表示“0”。表决结果用指示灯来表示，多数赞成，则指示灯亮，反之则不亮。【解】分析：三人表决，就有三个输入逻辑变量，设为A、B、C；输出量控制指示灯为F，灯亮F=1，灯不亮F=0。ABCF00000010010001111000101111011111真值表1.列出真值表2.根据真值表写出逻辑表达式F=ABC+ABC+ABC+ABC3.化简F=ABC+ABC+ABC+ABC=ABC+ABC+ABC+ABC+ABC+ABC=BC（A+A）+AC（B+B）+AB（C+C）=BC+AC+AB4.画出逻辑电路图

组合逻辑电路设计是以实现功能为目标，分析真值表，写逻辑函数式，画逻辑电路图。这就是目标导向分析问题解决问题的思路。坚持目标导向，就是以实现目标为方向，集中全部力量和有效资源攻坚克难，全力化解工作中的突出矛盾和问题，制定有效的计划，采取适当的方法，持之以恒、一步一步地朝着既定目标奋斗前行。学与悟goodbye编码器田玉主讲老师：电工电子技术学习目标

知识目标01能力目标02

思政目标03

1.认识编码概念2.认识集成编码器功能及使用方法1.会使用编码器进行编码传承红色经典，弘扬红色精神生活中各种编码逻辑电路编码知识引入Y1I1编码器Y2YmI2In代码输出信息输入编码器框图编码：用二进制数表示数字、符号等特定信息的过程分类普通编码器（任何时刻只能输入一个信号）优先编码器（允许同时输入多个信号对优先级别高的信息进行编码）编码器：能够实现编码功能的组合逻辑电路编码器

普通编码器：任何时刻只允许对输入的一个编码信号进行编码。信号输入代码输出

I0～I7为8个编码信号输入端，假设输入信号高电平有效（表示有编码请求）；Y2、Y1、Y0为3个代码输出端，输出3位二进制代码，故称为8线－3线编码器。一、二进制编码器1.普通编码器

二进制编码：将输入信息编成二进制代码。输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y01000000000001000000001001000000100001000001100001000100000001001010000001011000000001111被编信号高电平有效原码输出普通编码器在任何时刻只能对一个输入信号进行编码，不允许有两个或两个以上的输入信号同时请求编码一、二进制编码器1.普通编码器

允许同时在几个输入端有编码输入信号，按输入信号排定的优先顺序，只对其中优先权最高的一个输入信号进行编码。

3个编码输出端（低电平有效，输出3位二进制反码）3个辅助控制端74LS14874LS1488线－3线优先编码器74LS148的逻辑功能示意图和引脚图二、二进制编码器2.优先编码器：8线－3线优先编码器74LS148的功能表输入输出1××××××××1111101111111111101×××××××000010××××××0100110×××××01101010××××011101110×××0111110010××01111110110×0111111110100111111111110被编信号低电平有效反码输出优先权最高编码器工作二、二进制编码器2.优先编码器：8421BCD码编码表二、二-十进制编码器

将输入的十个十进制数码0~9编成四位二进制代码最常用8421BD码二、二-十进制编码器二-十进制优先编码器CT74LS147编码输入低电平有效

输出码为反码CT74LS147I8I1I2I3I4I5I6I7Y0Y1Y2Y3I91927年大革命失败后，中国革命进入低谷，中国共产党在白区的斗争处于秘密状态。1928年10月，周恩来开始筹建秘密电台。经过一年多的努力，中国共产党第一个秘密无线电台建立起来了。第一本密码就是周恩来自己亲自编制的，而且以他的代名“伍豪”来命名这套密码为“豪密”。“豪密”是个传奇，它是我党建立机要工作最早也是保密性能最强的一种密码，从二十世纪三十年代到全国解放，国民党谍报机关从未破解。有的史料如是讲：世界上唯一没有破解的密码是“豪密”。二、二-十进制编码器goodbye译码器电工电子技术学习目标

知识目标01能力目标02素质目标03

1.认识译码概念2.认识集成译码器功能及使用方法1.会使用译码器进行译码2.能制作简单译码显示器学以致用、学用相长手机扫码译码DIY制作显示译码器知识引入译码是编码的逆过程。

将表示特定意义信息的二进制代码翻译出来。实现译码功能的电路译码器

二进制译码器二-十进制译码器

数码显示译码器

译码器(即Decoder)二进制代码

与输入代码对应的特定信息

译码器

译码器将二进制代码翻译成对应输出信号的电路。n位

二进制代码

2n个

译码输出二进制译码器又称n线—2n线译码器n位二进制译码器示意图1.二进制译码器：译码器3线—8线译码器74LS138功能示意图74LS138A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7STCSTBSTAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7逻辑功能示意图

3位二进制码输入端8个译码输出端低电平有效。使能端STA高电平有效，

STB、STC低电平有效，即当STA=1，

STB=STC=0时译码，否则禁止译码。3线—8线译码器74LS138引脚图74LS1381.二进制译码器：0111111111101101111110110111011111101011110111100101111101111100111111011010011111110110001111111100000111111111××××011111111×××1×Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0A0A1A2STB+STCSTA输出输入74LS138

功能表允许译码器工作禁止译码

Y7~Y0由输入二进制码A2、A1、A0的取值决定。011111111111111111010101010101010100010000000000000010001.二进制译码器：

将输入的二－十进制代码（即BCD码）翻译成十个对应输出信号的电路。它有4个输入端和10个输出端，又称4线–10线译码器。2.二－十进制译码器

8421BCD码输入端，从高位到低位依次为A3、A2、A1和A0。10个译码输出端，低电平0有效。4线-10线译码器74LS42逻辑示意图Y1Y0Y3Y4Y2Y5Y6Y7Y8Y9A0A1A274LS42A374LS4274LS42引脚图111111111111111111111111011111111111111011111111111100111111111111110111111111110101伪码011111111110019101111111100018110111111111107111011111101106111101111110105111110111100104111111011111003111111101101002111111110110001111111111000000Y9Y8Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0A0A1A2A3输出输入十进制数4线-10线译码器74LS42功能表00000010001001000111100110101000101100010000000000111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111101111011001111010101伪码01当输入0000～1001（8421BCD码）时，每一组输入代码均有唯一的一个相应输出端输出有效电平。输入出现伪码1010～1111时，译码器输出均为高电平（即无效电平），译码器拒绝译码。

2.二－十进制译码器

YA0A1A2数码显示译码器译码器YYYYYY驱动器YYYYYYYA3a数码显示器bcdefgbcdefgabcdefga

3.显示译码器

将输入的BCD码译成相应输出信号，以驱动显示器显示出相应数字的电路。

数码显示译码器的结构和功能示意0101a数码显示器bcdefgYA0A1A2显示译码器译码器YYYYYY驱动器YYYYYYYA3bcdefgabcdefga输入BCD码输出驱动七段数码管显示相应数字0001数字设备中用得较多的为七段数码显示器，又称数码管。常用的有半导体数码显示器(LED)和液晶显示器(LCD)等。它们由七段可发光的字段组合而成。abcdefgDPagfCOMbcedCOMDPabcdefgDP