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1、数字电子技术应用课程项目一：三人表决器的制作主讲：刘 剑 本项目介绍的三人表决器，是一种以少数服从多数的原则来实现对某个事件表决的装置。表决时，裁判按下表决按钮，输出端就显示表决结果。项目描述1.2.1基本逻辑门 逻辑门电路是指具有多个输入端和一个输出端的开关电路。它是按照一定的规律而动作的。这些电路像门一样按照一定的条件“开”或“关”，所以又称“门”电路。逻辑门中逻辑的内涵是指一定的因果关系即“条件和结果的关系”。为了简便地描述逻辑关系，通常用熟知的符号“0”和“1”来表示某一事物的对立状态，这里的0和1的概念，并不是通常在数学中表示数量的大小，而是作为一种表示符号，故称之逻辑“0”和逻辑“
2、1”。在逻辑电路中，用“1”表示有信号或满足逻辑条件。用“0”表示无信号或不满足条件。用“1”表示高电平，用“0”表示低电平，称正逻辑。用“1”表示低电平，用“0”表示高电平，称负逻辑。1.2.1基本逻辑门 1.与逻辑关系1.2.1.1与门电路条件A和B同时满足时，事件才会发生，这种关系称为与逻辑关系1.2.1基本逻辑门 1.与逻辑关系输输入入输输出出开关开关A开关开关B灯泡灯泡Y断开断开断开断开灭灭断开断开闭闭合合灭灭闭闭合合断开断开灭灭闭闭合合闭闭合合亮亮开关开关A、B与灯泡与灯泡Y的逻辑关系表的逻辑关系表1.2.1.1与门电路1.2.1基本逻辑门 2.与逻辑真值表真值表真值表是一种表明逻
3、辑门电路输入端状态和输出端状态逻辑对应关系的表格，是一种表明逻辑门电路输入端状态和输出端状态逻辑对应关系的表格，它包括了全部可能的输入值组合及其对应的输出值。它包括了全部可能的输入值组合及其对应的输出值。输入输入输出输出ABY000010100111设开关闭合为设开关闭合为1，开关断开为，开关断开为0；灯泡亮为；灯泡亮为1，灯泡灭为，灯泡灭为01.2.1.1与门电路1.2.1基本逻辑门 3.与逻辑表达式YAB或YAB4.与逻辑符号5.与逻辑功能功能：“有0出0，全1出1”。1.2.1.1与门电路1.2.1基本逻辑门 6.二极管与门电路1.2.1.1与门电路（1）当）当A、B都处于低电平都处于低
4、电平OV时，二极管时，二极管V1、V2都都导通，导通，Y=OV，输出低电平。（忽略二极管正向压降，输出低电平。（忽略二极管正向压降，下同）下同）（2）当）当A=3V，B=OV时，时，V2优先导通，输出优先导通，输出Y端被端被箝位在箝位在OV,V1反偏而截止。反偏而截止。（3）当）当A=0V，B=3V时，时，V1优先导通，输出优先导通，输出Y端被端被箝位在箝位在OV,V2反偏而截止。反偏而截止。（4）当）当A、B都处在高电平都处在高电平3V时，二极管时，二极管V1、V2都都导通，导通，Y=3V，输出高电平。，输出高电平。1.2.1基本逻辑门 6.二极管与门电路1.2.1.1与门电路输输入入输输出
5、出A AB BY Y0V0V0V0V0V0V0V0V3V3V0V0V3V3V0V0V0V0V3V3V3V3V3V3V1.2.1基本逻辑门 1.或逻辑关系条件A和B有一个满足时，事件才会发生，这种关系称为或逻辑关系1.2.1.2或门电路1.2.1基本逻辑门 1.或逻辑关系输输入入输输出出开关开关A开关开关B灯泡灯泡Y断开断开断开断开灭灭断开断开闭闭合合亮亮闭闭合合断开断开亮亮闭闭合合闭闭合合亮亮开关开关A、B与灯泡与灯泡Y的逻辑关系表的逻辑关系表1.2.1.2或门电路1.2.1基本逻辑门 2.或逻辑真值表输入输入输出输出ABY000011101111设开关闭合为设开关闭合为1，开关断开为，开关断
6、开为0；灯泡亮为；灯泡亮为1，灯泡灭为，灯泡灭为01.2.1.2或门电路1.2.1基本逻辑门 3.或逻辑表达式Y A+B4.或逻辑符号5.或逻辑功能功能：功能：“有有1出出1，全，全0出出0”1.2.1.2或门电路1.2.1基本逻辑门 6.二极管或门电路（1）当）当A、B都处于低电平都处于低电平OV时，二极管时，二极管V1、V2都导都导通，通，Y=OV，输出低电平。（忽略二极管正向压降，下，输出低电平。（忽略二极管正向压降，下同）同）（2）当）当A=3V，B=OV时，时，V1优先导通，输出优先导通，输出Y端被箝端被箝位在位在3V,V2反偏而截止。反偏而截止。（3）当）当A=0V，B=3V时，时
7、，V2优先导通，输出优先导通，输出Y端被箝端被箝位在位在3V,V1反偏而截止。反偏而截止。（4）当）当A、B都处在高电平都处在高电平3V时，二极管时，二极管V1、V2都导都导通，通，Y=3V，输出高电平。，输出高电平。1.2.1.2或门电路1.2.1基本逻辑门 6.二极管或门电路输输入入输输出出A AB BY Y0V0V0V0V0V0V0V0V3V3V3V3V3V3V0V0V3V3V3V3V3V3V3V3V1.2.1.2或门电路1.2.1基本逻辑门 1.非逻辑关系事情和条件总是呈相反状态，这种关系称为或逻辑关系1.2.1.3非门电路1.2.1基本逻辑门 1.非逻辑关系开关与灯泡开关与灯泡Y的逻
8、辑关系表的逻辑关系表1.2.1.3非门电路输入输入输出输出开关开关A灯泡灯泡Y断开断开亮亮闭合闭合灭灭1.2.1基本逻辑门 2.非逻辑真值表设开关闭合为设开关闭合为1，开关断开为，开关断开为0；灯泡亮为；灯泡亮为1，灯泡灭为，灯泡灭为0输入输入输出输出AY01101.2.1.3非门电路1.2.1基本逻辑门 3.非逻辑表达式Y 4.或逻辑符号5.或逻辑功能功能：功能：“入入0出出1，入，入1出出0”1.2.1.3非门电路1.2.1基本逻辑门 6.三极管非门电路（1）当）当A输入低电平输入低电平OV时，三极管时，三极管V都截止，都截止，Y=12V，输出高电平。，输出高电平。（2）当）当A输入高电平
9、输入高电平3V时，三极管时，三极管V都饱和导通，都饱和导通，Y=0V。（忽略三极管饱和压降）。（忽略三极管饱和压降）1.2.1.3非门电路1.2.1基本逻辑门 6.三极管非门电路输入输入输出输出AY0V12V3V0V1.2.1.3非门电路1.2.2简单组合逻辑门 1.与非门的符号1.2.2.1与非门电路 2.与非门逻辑函数表达式或或1.2.2简单组合逻辑门 3.与非门的真值表1.2.2.1与非门电路 4.与非门逻辑功能输入输入输出输出ABY001011101110功能：功能：“有有0出出1，全，全1出出0”1.2.2简单组合逻辑门 1.或非门的符号1.2.2.2或非门电路 2.或非门逻辑函数表
10、达式1.2.2简单组合逻辑门 3.或非门的真值表1.2.2.2或非门电路 4.或非门逻辑功能输入输入输出输出ABY001010100110功能：功能：“有有1出出0，全，全0出出1”1.2.2简单组合逻辑门 1.与或非门的符号1.2.2.3与或非门电路 2.与或非门逻辑函数表达式1.2.2简单组合逻辑门 3.与或非门的真值表1.2.2.3与或非门电路 4.与或非门逻辑功能功能：功能：“各组有各组有0出出1，一组全，一组全1出出0”输输入入输输出出输输入入输输出出A AB BC CD DY YA AB BC CD DY Y0 00 00 00 01 11 10 00 00 01 10 00 00
11、 01 11 11 10 00 01 11 10 00 01 10 01 11 10 01 10 01 10 00 01 11 10 01 10 01 11 10 00 01 10 00 01 11 11 10 00 00 00 01 10 01 11 11 11 10 01 10 00 01 11 10 01 11 11 11 10 00 00 01 11 11 10 01 11 11 11 10 01.2.2简单组合逻辑门 1.异或门的符号1.2.2.4异或门电路 2.异或门逻辑函数表达式或或1.2.2简单组合逻辑门 3.异或门的真值表 4.异或门逻辑功能功能：功能：“同出同出0，异出，异
12、出1”1.2.2.4异或门电路输入输入输出输出ABY0000111011101.2.3集成逻辑门 集成逻辑门电路（简称集成门电路）是构成门电路的元器件和连线制作在一块半导体芯片上，再封装起来构成的。分为TTL和CMOS集成逻辑门电路两大类。1.2.3集成逻辑门1.2.3.1TTL集成逻辑门电路1.产品系列和外形封装74（标准中速）、（标准中速）、74H（高速）、（高速）、74S（肖特基超高速）、（肖特基超高速）、74LS（低功耗肖特基）和（低功耗肖特基）和74AS（先进（先进的肖特基）等系列的肖特基）等系列1.2.3集成逻辑门1.2.3.1TTL集成逻辑门电路1.产品系列和外形封装TTL集成逻
13、辑门电路的型号由五部分构成，如集成逻辑门电路的型号由五部分构成，如CT74LSCP。第一部分字母第一部分字母C表示国标。表示国标。第二部分字母第二部分字母T表示表示TTL电路。电路。第三部分是器件系列和品种代号，第三部分是器件系列和品种代号，74表示国际通用表示国际通用74系列，系列，54表示军用系列；表示军用系列；LS表示表示低功耗肖特基系列；低功耗肖特基系列；为品种代号。为品种代号。第四部分字母表示器件工作温度，第四部分字母表示器件工作温度，C为为070，G为为-2570，L为为-2585，E为为-4085，R为为-5585。第五部分字母表示器件封装，第五部分字母表示器件封装，P为塑料封装
14、双列直插式，为塑料封装双列直插式，J为黑瓷封装双列直插式。为黑瓷封装双列直插式。1.2.3集成逻辑门1.2.3.1TTL集成逻辑门电路2.引脚识读 引脚编号的判断方法是：把凹槽标志置于左方，引脚向下，逆时针自下而上顺序依次为引脚1、2、31.2.3集成逻辑门1.2.3.2 CMOS集成逻辑门电路1.产品系列和外形封装CMOS集成门电路系列较多，现只有集成门电路系列较多，现只有4000（普通）、（普通）、74HC（高速）、（高速）、74HCT（与（与TTL兼容）等产品系列，外形封装与兼容）等产品系列，外形封装与TTL集成门电路相同。其中集成门电路相同。其中4000系列品种多、功能全，现仍被广泛使
15、用。系列品种多、功能全，现仍被广泛使用。CMOS集成门电路是由PMOS场效应晶体管和NMOS场效应晶体管组成的互补电路1.2.3集成逻辑门1.2.3.2 CMOS集成逻辑门电路1.产品系列和外形封装CMOS集成门电路的型号由五部分构成，如集成门电路的型号由五部分构成，如CC74HCRP。第一部分字母第一部分字母C表示国标。表示国标。第二部分字母第二部分字母C表示表示CMOS电路。电路。第三部分是器件系列和品种代号，第三部分是器件系列和品种代号，74表示国际通用表示国际通用74系列，系列，54表示军用系列；表示军用系列；HC表示表示高速高速CMOS系列；系列；为品种代号。为品种代号。第四部分字母
16、表示器件工作温度，第四部分字母表示器件工作温度，C为为070，G为为-2570，L为为-2585，E为为-4085，R为为-5585。第五部分字母表示器件封装，第五部分字母表示器件封装，P为塑料封装双列直插式，为塑料封装双列直插式，J为黑瓷封装双列直插式。为黑瓷封装双列直插式。1.2.3集成逻辑门1.2.3.2 CMOS集成逻辑门电路2.引脚识读 CMOS集成门电路通常采用双列直插式外形，引脚编号判断方法与TTL相同1.2.3集成逻辑门1.2.3.3集成逻辑门电路的选用和使用注意事项1.若要求功耗低、抗干扰能力强，则应选用若要求功耗低、抗干扰能力强，则应选用CMOS集成逻辑门电路集成逻辑门电路
17、2.若对功率和抗干扰能力要求一般，可选用若对功率和抗干扰能力要求一般，可选用TTL集成逻辑门电路。集成逻辑门电路。3.各种各种TTL集成门都遵循电源为集成门都遵循电源为+5V。4.TTL集成门多余输入端的处理方法集成门多余输入端的处理方法:一是与其他输入端并联使用；二是将不用的输入端一是与其他输入端并联使用；二是将不用的输入端按照电路功能要求接电源或接地，比如将与门、与非门的多余的输入端接电源，将或门、按照电路功能要求接电源或接地，比如将与门、与非门的多余的输入端接电源，将或门、或非门的多余的输入端接地。或非门的多余的输入端接地。5.CMOS集成门多余输入端不应悬空，因为这样做会招致不必要的干
18、扰，造成逻辑功能集成门多余输入端不应悬空，因为这样做会招致不必要的干扰，造成逻辑功能混乱；严重的还会在栅极感应出很高的电压，造成栅极击穿，损坏电路。多余输入端的混乱；严重的还会在栅极感应出很高的电压，造成栅极击穿，损坏电路。多余输入端的处理方法：一是按逻辑功能的要求将多余的输入端接高电平或者低电平；二是根据逻辑处理方法：一是按逻辑功能的要求将多余的输入端接高电平或者低电平；二是根据逻辑功能将多余输入端与有用的输入端并联使用。功能将多余输入端与有用的输入端并联使用。6.TTL集成门输出端不允许与电源或地直接短路；集成门输出端不允许与电源或地直接短路；CMOS集成门输出端一般不允许并联集成门输出端
19、一般不允许并联使用，不允许直接接电源，否则将导致器件损坏。使用，不允许直接接电源，否则将导致器件损坏。1.2.5数制与编码1.2.5.1数制 数制就是计数的方法。按进位方法的不同，有“逢十进一”的十进制计数，还有“逢二进一”的二进制计数和“逢十六进一”的十六进制计数等。1.2.5数制与编码1.2.5.1数制1.十进制十进制有如下特点：十进制有如下特点：（1）十进制数有）十进制数有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共十个符号，这些符号称为数共十个符号，这些符号称为数码。码。（2）相邻位的关系高位位低位的十倍，逢十进一，借一当十。）相邻位的关系高位位低位的十倍，逢十进一，借一当十。（3）数码位
20、置的不同，所表示的值就不同，数码位置分十分位、个位、十位、百位、）数码位置的不同，所表示的值就不同，数码位置分十分位、个位、十位、百位、例如：例如：(246.134)(246.134)1010=2=210102 2+4+410101 1+6+610100 0+1+11010-1-1+3+31010-2-2+4+41010-3-3式中式中10102 2、10101 1、10100 0、1010-1-1、1010-2-2、1010-3-3是各位数码的是各位数码的“位权位权”。十进制中，位权是。十进制中，位权是1010的整数幂。的整数幂。1.2.5数制与编码1.2.5.1数制2.二进制二进制有如下特
21、点：二进制有如下特点：（1）二进制仅有）二进制仅有0和和1两个不同数码。两个不同数码。（2）相邻位的关系为逢二进一，借一当二。）相邻位的关系为逢二进一，借一当二。（3）数码的位权是）数码的位权是2的整数幂。的整数幂。例如：例如：（1011）2=123+022+121+120(10011.01)2=124+023+022+121+120+02-1+12-21.2.5数制与编码1.2.5.1数制2.二进制【例例1.1】求求10011010+111010=？解：在加运算时，要注意解：在加运算时，要注意“逢二进一逢二进一”的原则，即遇到的原则，即遇到2 2就向相邻高位进就向相邻高位进1 1，本位为，本
22、位为0.0.1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0被加数被加数 +1 1 1 0 1 0+1 1 1 0 1 0 加数加数 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 和和1.2.5数制与编码1.2.5.1数制2.二进制【例例1.2】求求11001100100101=？解：减法运算时，运算法则是解：减法运算时，运算法则是“借一当二借一当二”，即遇到，即遇到0减减1时，本位不够，需向高位借一，时，本位不够，需向高位借一，在本位作二使用。在本位作二使用。11001100被减数被减数100101减数减数10100111差差1.2.5数制与编码1.2.5.1
23、数制3.十六进制十六进制数有十六进制数有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共十六个不同共十六个不同数码。符号数码。符号AF分别代表十进制数的分别代表十进制数的1015。各位的位权是。各位的位权是16的整数幂，其计数规的整数幂，其计数规律是逢十六进一，借一当十六。律是逢十六进一，借一当十六。例如，十六进制例如，十六进制(5BE)16可以表示为可以表示为(5BE)16=5162+B161+E160数制数制数数码码表示方法表示方法十六十六进进制制0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 9A AB BC CD DE EF F二二进进制制0 01 11010
24、11111001001011011101101111111000100010011001101010101011101111001100110111011110111011111111十十进进制制0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151.2.5数制与编码1.2.5.1数制4.不同数制的转换（1）非十进制数转换为十进制数）非十进制数转换为十进制数可将非十进制数按位权展开，得出其相加结果，就是对应的十进制数。可将非十进制数按位权展开，得出其相加结果，就是对应的十进制数。【例例1.3】(111011)2125+124+123+02
25、2+121+12025+24+23+21+159【例例1.4】(8FA.5)16=8162+15161+10160+516-1=(2298.3125)101.2.5数制与编码1.2.5.1数制4.不同数制的转换（2）十进制整数转换为二进制数）十进制整数转换为二进制数可将十进制整数逐次用可将十进制整数逐次用2除取余数，一除取余数，一直到商为零。然后把全部余数按相反的直到商为零。然后把全部余数按相反的次序排列起来，就是等值的二进制数。次序排列起来，就是等值的二进制数。【例例1.5】将十进制数将十进制数236转化为二进制转化为二进制解：解：所以（所以（236）10=（1101100）21.2.5数制
26、与编码1.2.5.1数制4.不同数制的转换（3）二进制整数转换为八进制数）二进制整数转换为八进制数可将二进制整数自右向左每可将二进制整数自右向左每3位分为一组，最后不足位分为一组，最后不足3位的，高位用零补足，再把每位的，高位用零补足，再把每3位二进制数按位二进制数按421规律写出对应的八进制数即可。规律写出对应的八进制数即可。【例例1.6】将二进制数将二进制数11010111转换为八进制数转换为八进制数（11010111）2=（327）81.2.5数制与编码1.2.5.1数制4.不同数制的转换（4）二进制整数转换为十六进制数）二进制整数转换为十六进制数可将二进制整数自右向左每可将二进制整数自
27、右向左每4位分为一组，最后不足位分为一组，最后不足4位的，高位用零补足，再把每位的，高位用零补足，再把每4位二进制数按位二进制数按8421规律写出对应的十六进制数即可。规律写出对应的十六进制数即可。【例例1.7】将二进制数将二进制数111011转换为十六进制数转换为十六进制数(111011)2=(3B)161.2.5数制与编码1.2.5.2编码 数码不仅可以表示数值的大小，而且还能用来表示各类特定的对象。例如一栋教学楼的每一间教室都有自己的一个号码101、102、显然，这些号码只是用来区别不同的数室，已失去数值的大小的含义。这种用数码来表示特定对象的过程为编码，用于编码的数码称为代码。编码的方
28、法有很多种，各种编码的制式称为码制。1.2.5数制与编码1.2.5.2编码数字电路处理的信息，一类是数值，另一类则是文字和符号，这些信息往往采用多位二进制数码来表示。通常把这种表示特定对象的多位二进制称为二进制代码。二进制代码与所表的信息之间应具有一一对应的关系，用n位二进制数可以组合成2n次方个代码，若需要编码的信息有N项，则应满足2nN。1.二进制编码1.2.5数制与编码1.2.5.2编码在数字电路中，各种数据要转换为二进制代码才能进行处理，但人们习惯于使用十进制，所以在数字电路的输入、输出中仍采用十进制，电路处理时则采用二进制数。这样就产生了4位二进制数分别表示09这10个十进制数码的编
29、码方法，这种用于表示1位十进制数的4位二进制代码称为二十进制代码，简称BCD码。2.BCD编码1.2.5数制与编码1.2.5.2编码2.BCD编码十十进进制数制数84218421码码54215421码码余三余三码码1.2.5数制与编码1.2.5.2编码2.BCD编码【例例1.8】将十进制数将十进制数15用用8421BCD码表示码表示解：解：十进制数十进制数 1 1 5 5 8421 8421码码 00010001 01010101则（则（1515）1010=（0001010100010101）842184211.2.5数制与编码1.2.5.2编码2.BCD编码【例例1.9】将十进制数将十进制数
30、430用用8421BCD码表示码表示解：解：十进制数十进制数4308421码码010000110000则（则（430）10=（010000110000）84211.2.6逻辑代数的化简 在数字电路中，电路的状态用1和0表示，所以输出与输入之间的关系可以用二进制代码为数学工具。二进制代数就是逻辑代数（又称布尔代数），它有一些基本的运算定律，应用这些定律可把一些复杂的逻辑函数式经恒等变换，化为较简单的函数表达式，从而用比较少的电路元件实现相同的逻辑功能，这不仅可以降低电路成本，还可以提高电路工作的可靠性。1.2.6逻辑代数的化简1.2.6.1逻辑代数的运算法则1.基本公式说说明明公式名称公式名称与
31、运算公式与运算公式或运算公式或运算公式变变量与常量的关量与常量的关系系0101律律A A1=AA A+1=1+1=1A A0=0A A1=A和普通代数相似和普通代数相似的定律的定律交交换换律律A AB=BAA A+B B=B B+A A结结合律合律A A(BC)=(AB)CA A+(+(B B+C C)=()=(A A+B B)+)+C C分配律分配律A A(B+C)=AB+ACA A+(+(B BC)=(A+B)(A+C)逻辑逻辑代数特有的代数特有的定律定律互互补补律律同一律同一律A AA A=A AA A+A A=A A摩根律摩根律非非律非非律1.2.6逻辑代数的化简1.2.6.1逻辑代数
32、的运算法则2.常用公式说说明明公式公式证证明明消去互消去互为为反反变变量的因子量的因子消去多余消去多余项项A A+ABAB=A AA A+ABAB=A A(1+(1+B B)=)=A A消去含有另一消去含有另一项项的反的反变变量的量的因子因子消去冗余消去冗余项项 1.2.6逻辑代数的化简1.2.6.2逻辑函数的公式化简1.提公因式后用 或 化简【例例1.10】化简逻辑函数化简逻辑函数【例例1.11】化简逻辑函数化简逻辑函数1.2.6逻辑代数的化简1.2.6.2逻辑函数的公式化简1.提公因式后用 或 化简【例例1.12】化简逻辑函数化简逻辑函数1.2.6逻辑代数的化简1.2.6.2逻辑函数的公式
33、化简2.利用公式【例例1.13】化简逻辑函数化简逻辑函数1.2.7 逻辑电路图、真值表与逻辑函数的关系 任何一个逻辑电路，其输入和输出状态的逻辑关系，可用逻辑函数式表示，反之，任何一个逻辑函数式总可以由逻辑电路与之对应；逻辑函数表达了逻辑电路的组成，其具体功能可用真值表表示，反之，由真值表可以写出相应的逻辑函数式。由此可见，逻辑电路、真值表与逻辑函数之间有着密切的联系，且可以互换。1.2.7 逻辑电路图、真值表与逻辑函数的关系1.2.7.1逻辑电路与逻辑函数式之间的互换1.由逻辑电路图转化为逻辑表达式方法：方法：从逻辑电路图的输入端开始，逐级写出各门电路的逻辑表达式，从逻辑电路图的输入端开始，
34、逐级写出各门电路的逻辑表达式，一直到输出端。一直到输出端。【例例1.15】写出下图电路的函数表达式写出下图电路的函数表达式解：解：依次写出依次写出的逻辑表达式的逻辑表达式写出写出Y的表达式：的表达式：1.2.7 逻辑电路图、真值表与逻辑函数的关系1.2.7.1逻辑电路与逻辑函数式之间的互换2.由逻辑电路图转化为逻辑表达式方法：方法：根据逻辑表达式中逻辑运算的优先级（根据逻辑表达式中逻辑运算的优先级（逻辑运算的优先级是非逻辑运算的优先级是非与与或，有括号先算括号或，有括号先算括号）用相应的门电路实现对应的逻辑运算。）用相应的门电路实现对应的逻辑运算。【例例1.16】根据逻辑表达式根据逻辑表达式画
35、出逻辑电路图。画出逻辑电路图。解：解：先分析逻辑表达式的优先级：先分析逻辑表达式的优先级：或运算或运算或非运算或非运算第一级运算第一级运算与运算与运算第二级运算第二级运算输出输出根据分析结果，画出逻辑电路图：根据分析结果，画出逻辑电路图：1.2.7 逻辑电路图、真值表与逻辑函数的关系1.2.7.2逻辑表达式与真值表之间的互换1.逻辑表达式转化为真值表方法：方法：确定输入端的状态组合数：若输入端数为确定输入端的状态组合数：若输入端数为n，则输入端所有状态的组，则输入端所有状态的组合数为合数为2n。列真值表时，输入状态按列真值表时，输入状态按n列加输出列加输出n+1列、列、2n行加两行（项目行）行
36、加两行（项目行）画好表格，然后将输入端状态从右到左第一列从上到下填入画好表格，然后将输入端状态从右到左第一列从上到下填入0、1、0、1、0、1、填满为止，第二列从上到下填入、填满为止，第二列从上到下填入0、0、1、1、0、0、1、1填满为止，以填满为止，以此类推，直到填满所有列中的所有表格。此类推，直到填满所有列中的所有表格。最后将每一行中的输入状态分别代入表达式中，计算出结果并填入到最后将每一行中的输入状态分别代入表达式中，计算出结果并填入到真值表的输出状态相应位置。真值表的输出状态相应位置。1.2.7 逻辑电路图、真值表与逻辑函数的关系【例例1.17】列出列出的真值表。的真值表。解：解：输
37、入端数为输入端数为2（A、B），输出端所有状态的组合数为），输出端所有状态的组合数为输入端有输入端有2个，加上输出个，加上输出1列共列共3列，列，4行加行加2行项目行行项目行共共6行，画出真值表行，画出真值表120。并按输入状态从右到左第一列。并按输入状态从右到左第一列从上到下填入从上到下填入0、1、0、1，第二列填入，第二列填入0、0、1、1。1.2.7.2逻辑表达式与真值表之间的互换1.逻辑表达式转化为真值表根据表达式计算出每一列的输出状态根据表达式计算出每一列的输出状态A=0，B=0时，时，Y=0；A=0，B=1时，时，Y=1；A=1，B=0时，时，Y=1；A=1，B=1时，时，Y=0。
38、输入入输出出A AB BY Y0 00 00 00 01 11 11 10 01 11 11 10 01.2.7 逻辑电路图、真值表与逻辑函数的关系1.2.7.2逻辑表达式与真值表之间的互换2.由真值表转化为逻辑表达式方法：方法：从真值表中找出输出为从真值表中找出输出为“1”的各行，把每行的输入变量写成乘积项，的各行，把每行的输入变量写成乘积项，若输入状态为若输入状态为“0”则写成则写成“非非”的形式，否则为原变量。的形式，否则为原变量。相加各乘积项就得到逻辑表达式。相加各乘积项就得到逻辑表达式。1.2.7 逻辑电路图、真值表与逻辑函数的关系1.2.7.2逻辑表达式与真值表之间的互换2.由真值
39、表转化为逻辑表达式【例例1.17】根据真值表写出逻辑函数表达式根据真值表写出逻辑函数表达式输入入输出出A AB BC CY Y0 00 00 00 00 00 01 11 10 01 10 00 00 01 11 11 11 10 00 00 01 10 01 10 01 11 10 00 01 11 11 11 1ABCABC解：解：从真值表中找出为从真值表中找出为“1”的各行，共有的各行，共有3行（行（2、4、8），把每一行输入变量写成乘积项。），把每一行输入变量写成乘积项。相加各乘积项就得到逻辑表达式：相加各乘积项就得到逻辑表达式：1.3任务实现1.3.1认识电路组成该三人表决器电路主要
40、由按键输入电路、逻辑运算电路和输出显示电路三部分组成。S SA A、R R1 1、S SB B、R R2 2、S SC C、R R3 3组成三组成三路按键输入电路，路按键输入电路，IC IC1 1（74LS0074LS00）和）和ICIC2 2（74LS1074LS10）组成逻辑运算电路，）组成逻辑运算电路，R R4 4和和LEDLED组成输出显示电路。组成输出显示电路。1.3任务实现1.3.2认识工作过程 1.只按下一个按键：如只按下一个按键：如SA按下，按下，SB、SC未按下时，未按下时，IC1第第1、4脚高电平（逻辑脚高电平（逻辑1），第），第2、5、9、10脚低电平（逻辑脚低电平（逻辑
41、0），根据与），根据与非门逻辑功能可知非门逻辑功能可知IC1的第的第3、6、8均输出高电平（逻辑均输出高电平（逻辑1），送到），送到IC2的第的第3、4、5脚经脚经IC2与非后从第与非后从第6脚输出低电平，脚输出低电平，LED不发亮。不发亮。只按下只按下SB或或SC请读者自行分析。请读者自行分析。1.3任务实现1.3.2认识工作过程 2.按下二个按键：如按下二个按键：如SA、SB按下，按下，SC未按下时，未按下时，IC1第第1、2、4、10脚为高电平，第脚为高电平，第5、9脚为低电平，根据与非门逻辑功能可知脚为低电平，根据与非门逻辑功能可知IC1的第的第3脚输出低电平，第脚输出低电平，第6、8
42、均输出高电平，送到均输出高电平，送到IC2的第的第3、4、5脚经脚经IC2与非后从第与非后从第6脚输出高电平，脚输出高电平，LED发亮。按下发亮。按下SB和和SC或按或按下下SA或或SC请读者自行分析。请读者自行分析。3.按下三个按键：按下三个按键：IC1第第1、2、4、5、9、10脚为高电平，根据脚为高电平，根据与非门逻辑功能可知与非门逻辑功能可知IC1的第的第3、6、8脚输出低电平，送到脚输出低电平，送到IC2的第的第3、4、5脚经脚经IC2与非后从第与非后从第6脚输出高电平，脚输出高电平，LED发亮。发亮。1.3任务实现1.3.3元器件的选用与检测1.元器件的选用R1R4选选用用选选用用
43、1/4w金属膜金属膜电电阻器或碳膜阻器或碳膜电电阻器；阻器；C1选选用瓷片用瓷片电电容器；容器；SASC选选用用6*6*5mm按按键键；LED选选用用5mm发发光二极管；光二极管；IC1选选用用74LS00集成集成电电路、路、IC2选选用用74LS10集成集成电电路。路。序号类型标号参数数量质量检测备注1电阻器R1、R2、R3、R44704实测：2电容器C10.01F1实测：3发光二极管LED5mm1实测：序号类型标号参数数量引脚、内部逻辑图及质量检测备注4按扭开关SA、SB、SC665mm35集成电路IC174LS0016IC274LS1011.3任务实现1.3.3元器件的选用与检测2.特殊
44、器件外形1.3任务实现1.3.3元器件的选用与检测3.元器件的检测（1 1）电阻器）电阻器根据电阻器色环估算电阻器大概阻值，选择万用表电阻挡的合适量程，用万用根据电阻器色环估算电阻器大概阻值，选择万用表电阻挡的合适量程，用万用表二表笔与电阻器两个引脚连接（注意：手不能同时接触电阻器两个引脚），然表二表笔与电阻器两个引脚连接（注意：手不能同时接触电阻器两个引脚），然后读数看是否在允许范围内。后读数看是否在允许范围内。（2 2）瓷片电容器）瓷片电容器根据电容器标称参数选择万用表电容挡的合适量程，将电容器插入万用表电容根据电容器标称参数选择万用表电容挡的合适量程，将电容器插入万用表电容挡孔中，然后读
45、数看是否在允许范围内。挡孔中，然后读数看是否在允许范围内。（3 3）发光二极管）发光二极管发发光二极管光二极管长长引脚引脚为为正极，短引脚正极，短引脚为负为负极。极。选择选择万用表二极管档，将万用表二极管档，将红红表笔接表笔接二极管正极，黑表笔接二极管二极管正极，黑表笔接二极管负负极，极，观观察二极管是否察二极管是否发发出微亮。出微亮。1.3任务实现1.3.3元器件的选用与检测3.元器件的检测（4）按键开关）按键开关选择万用表二极管挡，两表笔接开关引脚，是否显示选择万用表二极管挡，两表笔接开关引脚，是否显示“1”，按下按键是否显示，按下按键是否显示“0”，同时蜂鸣。也可用电阻挡检测。，同时蜂鸣
46、。也可用电阻挡检测。（5）集成电路）集成电路用万用表二极管挡测量集成电路各引脚之间的电阻，看是否短路。用万用表二极管挡测量集成电路各引脚之间的电阻，看是否短路。1.3任务实现1.3.4电路安装1.识读电路板1.3任务实现1.3.4电路安装2.安装原则 先小件后大件的顺序安装，即按电阻器、瓷片电容器、集成先小件后大件的顺序安装，即按电阻器、瓷片电容器、集成电路、发光二极管、按钮开关的顺序安装焊接。电路、发光二极管、按钮开关的顺序安装焊接。1.3任务实现1.3.4电路安装3.元件安装（1）电阻器的安装）电阻器的安装将电阻器按照电路板器件间距进行整形（注意：器件引线弯曲处要将电阻器按照电路板器件间距
47、进行整形（注意：器件引线弯曲处要有圆弧形，其半径不得小于引线直径的两倍）；插入对应位置（注有圆弧形，其半径不得小于引线直径的两倍）；插入对应位置（注意：色标方向一致，以便目视识别）；焊接（注意：电阻应紧贴电意：色标方向一致，以便目视识别）；焊接（注意：电阻应紧贴电路板插装焊接）。路板插装焊接）。（2）电容器的安装）电容器的安装将电容器按照电路板器件间距进行整形；插入对应位置（注意：参将电容器按照电路板器件间距进行整形；插入对应位置（注意：参数尽量朝外，以便目视识别；焊接（注意：陶瓷电容应在离电路板数尽量朝外，以便目视识别；焊接（注意：陶瓷电容应在离电路板4-6mm处插装焊接）。处插装焊接）。1
48、.3任务实现1.3.4电路安装3.元件安装（3）二极管的安装）二极管的安装按照电路板器件间距进行整形，插入对应位置，离电路板按照电路板器件间距进行整形，插入对应位置，离电路板4-6mm处插装焊接（注意极性，别搞错）。处插装焊接（注意极性，别搞错）。（4）集成电路的安装）集成电路的安装插入对应位置（注意：引脚方向，别搞错）；焊接（注意：紧贴电插入对应位置（注意：引脚方向，别搞错）；焊接（注意：紧贴电路板插装焊接，焊接时间不要太长）。路板插装焊接，焊接时间不要太长）。（5）按钮开关和电源插座安装）按钮开关和电源插座安装插入对应位置，紧贴电路板插装焊接。插入对应位置，紧贴电路板插装焊接。1.3任务实
49、现1.3.5电路调试与检测1.电路调试（1）安装结束，检查焊点质量（重点检查是否有错焊、漏焊、虚）安装结束，检查焊点质量（重点检查是否有错焊、漏焊、虚假焊、短路），检查器件安装是否正确（重点检查发光二极管、集假焊、短路），检查器件安装是否正确（重点检查发光二极管、集成电路），方可通电。成电路），方可通电。（2）通电观察电路是否有异常现象（声响、冒烟），如有应立即）通电观察电路是否有异常现象（声响、冒烟），如有应立即停止通电，查明原因。停止通电，查明原因。（3）通电后按下一个按钮，发光二极管不发亮，按下二个及二个）通电后按下一个按钮，发光二极管不发亮，按下二个及二个以上按钮发光二极管发亮。以上按
50、钮发光二极管发亮。1.3任务实现1.3.5电路调试与检测2.电路调试通电情况下，按下列要求操作用万用表检测下列关键点电压通电情况下，按下列要求操作用万用表检测下列关键点电压条件IC1IC212345691083456按下SA按下SB按下SC按下SA、SB按下SA、SC按下SB、SC按下SA、SB、SC数字电子技术应用课程项目二：数显逻辑笔的制作本项目介绍的数显逻辑笔，是采本项目介绍的数显逻辑笔，是采用七段数码显示器来显示数字电平高用七段数码显示器来显示数字电平高低的仪器。它是数字电路测量中较简低的仪器。它是数字电路测量中较简便的一种测量工具，可快速测量出数便的一种测量工具，可快速测量出数字电路