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1、下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录2/139第第20章章 门电路和组合逻辑电路门电路和组合逻辑电路20.1 20.1 数制和脉冲信号数制和脉冲信号数制和脉冲信号数制和脉冲信号20.2 20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合基本门电路及其组合基本门电路及其组合 20.5 20.5 逻辑代数逻辑代数逻辑代数逻辑代数 20.4 CMOS20.4 CMOS门电路门电路门电路门电路20.3 TTL20.3 TTL门电路门电路门电路门电路 20.6 20.6 组合逻辑电路的分析和设计组合逻辑电路的分析和设计组合逻辑电路的分析和设计组合逻辑电路的分析和设计20.7 20.7 加法器
2、加法器加法器加法器20.8 20.8 编码器编码器编码器编码器20.9 20.9 译码器和数字显示译码器和数字显示译码器和数字显示译码器和数字显示20.10 20.10 数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器20.11 20.11 应用举例应用举例应用举例应用举例下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录3/139模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号数字信号数字信号数字信号数字信号电子电路中的信号电子电路中的信号电子电路中的信号电子电路中的信号模拟信号：模拟信号：模拟信号：模拟信号：在时间上或数值上连续变化的信号。在时间上或数值上连续变化
3、的信号。在时间上或数值上连续变化的信号。在时间上或数值上连续变化的信号。处理模拟信号的电路称为模拟电路处理模拟信号的电路称为模拟电路处理模拟信号的电路称为模拟电路处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流电如整流电如整流电如整流电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间路、放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间路、放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间路、放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间的大小及相位关系。的大小及相位关系。的大小及相位关系。的大小及相位关系。在模拟电路中在模拟电路中在模拟电路中在模拟电路中,晶体管通常工作在放大区。晶体管通常工作在放大区。晶体管通常工作在放大区。晶体
4、管通常工作在放大区。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录4/139数字信号数字信号数字信号数字信号(也称脉冲信号也称脉冲信号也称脉冲信号也称脉冲信号)：在时间上和数值上都是不连续变化的，即在时间上和数值上都是不连续变化的，即在时间上和数值上都是不连续变化的，即在时间上和数值上都是不连续变化的，即是一种是一种是一种是一种跃变信号，并且持续时间短暂。跃变信号，并且持续时间短暂。跃变信号，并且持续时间短暂。跃变信号，并且持续时间短暂。处理数字信号的电路称为数字电路处理数字信号的电路称为数字电路处理数字信号的电路称为数字电路处理数字信号的电路称为数字电路，它注重研究的，它注重研究的，它
5、注重研究的，它注重研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。是输入、输出信号之间的逻辑关系。是输入、输出信号之间的逻辑关系。是输入、输出信号之间的逻辑关系。在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和饱和区在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和饱和区在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和饱和区在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和饱和区,起开关的作用。起开关的作用。起开关的作用。起开关的作用。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录5/139 前面几章讨论的都是模拟电路，后面几章将讨论前面几章讨论的都是模拟电路，后面几章将讨论前面几章讨论的都是模拟电路，后面几章将讨论前面几章讨论的都是模拟电
6、路，后面几章将讨论的是数字电路。数字电路和模拟电路都是电子技术的的是数字电路。数字电路和模拟电路都是电子技术的的是数字电路。数字电路和模拟电路都是电子技术的的是数字电路。数字电路和模拟电路都是电子技术的重要基础。重要基础。重要基础。重要基础。数字电路的广泛应用和高度发展，标志着现代电数字电路的广泛应用和高度发展，标志着现代电数字电路的广泛应用和高度发展，标志着现代电数字电路的广泛应用和高度发展，标志着现代电子技术的水准，电子计算机、数字式仪表、数字化通子技术的水准，电子计算机、数字式仪表、数字化通子技术的水准，电子计算机、数字式仪表、数字化通子技术的水准，电子计算机、数字式仪表、数字化通信以及
7、繁多的数字控制装置等都是以数字电路为基础。信以及繁多的数字控制装置等都是以数字电路为基础。信以及繁多的数字控制装置等都是以数字电路为基础。信以及繁多的数字控制装置等都是以数字电路为基础。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录6/13920.1.1 20.1.1 数制数制数制数制 在数字体制中，常用的是十进制在数字体制中，常用的是十进制在数字体制中，常用的是十进制在数字体制中，常用的是十进制,它有它有它有它有0 09 9十个十个十个十个数数数数码码，计计数数数数规则为规则为“逢十逢十逢十逢十进进一一一一”。20.1 数制和脉冲信号数制和脉冲信号1.1.常用数制常用数制常用数制常用数
8、制 数制是计数进位制的简称。在数字电路中常用的数制是计数进位制的简称。在数字电路中常用的数制有十进制、二进制、八进制和十六进制。数制有十进制、二进制、八进制和十六进制。(1)十进制十进制 各个数码处于十进制数的不同数位时各个数码处于十进制数的不同数位时,所代表的数所代表的数值不同值不同,即不同数位有不同数位的即不同数位有不同数位的“位权位权”值。整数部值。整数部分从低位至高位每位的权依次为：分从低位至高位每位的权依次为：100、101、102、;小数部分从高位至低位每位的权依次为：小数部分从高位至低位每位的权依次为：10 1、102、103、。十进制的基数。十进制的基数(底数底数)是是 10。
9、如：如：(123.45)10=1 102+2 101+3 100+4 10 1+5 10 2 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录7/139(2)二进制二进制 二进制有二进制有 0 和和 1 两个数码，基数是两个数码，基数是2，计数规则为，计数规则为“逢二进一逢二进一”。二进制数可转换为十进制数，例如：二进制数可转换为十进制数，例如：(110101.01)2=1 25+1 24+0 23+1 22+0 21+1 20+0 2-1 +1 2-2 =(53.25)10(3)八进制八进制 八进制有八进制有 0 8 八个数码，基数是八个数码，基数是8，计数规则为计数规则为计数规则为计数
10、规则为 “逢八进一逢八进一逢八进一逢八进一”。八进制数可转换为十进制数，例如：八进制数可转换为十进制数，例如：(32.4)8=3 81+2 80+4 81 =(26.5)10下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录8/139(4)十六进制十六进制 十六进制有十六进制有 0 9,A(10),B(11),C(12)，D(13)，E(14)，F(15)十六个数码，基数是十六个数码，基数是16，计数规则为，计数规则为“逢十六进一逢十六进一”。十六进制数可转换为十进制数，例如：十六进制数可转换为十进制数，例如：(3B.6E)16=3 161+B 160+6 161+14 162 (59.4)
11、102.十进制数转换为任意进制数十进制数转换为任意进制数 (1)十十 二进制转换二进制转换 十进制数转换为二进制数分整数和净小数两部分进十进制数转换为二进制数分整数和净小数两部分进行。行。整数部分的转换采取除整数部分的转换采取除2取余法，直到商为零取余法，直到商为零 为止。为止。例如将十进制数例如将十进制数(27.35)10 转换成二进制数。转换成二进制数。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录9/139 余数余数 1(d0)余数余数 1(d1)余数余数 0(d2)余数余数 1(d3)余数余数 1(d4)2 27 2 13 2 6 2 3 2 1 0 整数部分的转换整数部分的转换
12、整数部分的转换整数部分的转换(除除除除2 2取余法，直到商为零取余法，直到商为零取余法，直到商为零取余法，直到商为零 为止。为止。为止。为止。净小数部分的转净小数部分的转净小数部分的转净小数部分的转换采取乘换采取乘换采取乘换采取乘 2 2取整法，取整法，取整法，取整法，直到满足规定的位直到满足规定的位直到满足规定的位直到满足规定的位数为止。数为止。数为止。数为止。0.35 2=0.7 整数整数0(d 1)0.7 2=1.4 整数整数1(d 2)0.4 2=0.8 整数整数0(d 3)0.8 2=1.6 整数整数1(d 2)0.6 2=1.2 整数整数1(d 5)0.2 2=0.4 整数整数0(
13、d 6)(27.35)10=(d4d3 d2d1d0.d-1d-2d-3d-4d-5d-6)=(11011.010110)2下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录10/139(2)(2)十十十十 八进制转换八进制转换八进制转换八进制转换 十进制数十进制数十进制数十进制数二进制数二进制数二进制数二进制数将二进制数整数部分从低位开始每将二进制数整数部分从低位开始每将二进制数整数部分从低位开始每将二进制数整数部分从低位开始每3 3位划为一组；位划为一组；位划为一组；位划为一组；将小数部分从高位开始每将小数部分从高位开始每将小数部分从高位开始每将小数部分从高位开始每3 3位划为一组。位划
14、为一组。位划为一组。位划为一组。例：将十进制数例：将十进制数 27.35 转换成八进制数。转换成八进制数。(27.35)10=(33.26)8(0 1 1 0 1 1.0 1 0 1 1 0)2(3 3 .2 6)8(3)(3)十十十十 十六进制转换十六进制转换十六进制转换十六进制转换 (0 0 0 1 1 0 1 1.0 1 0 1 1 0 0 0)2(1 B .5 8)16(27.35)10=(1B.58)16下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录11/139脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度 A A A A脉冲上升沿脉冲上升沿脉冲上升沿脉冲上升沿 t t t tr r r r
15、 脉冲周期脉冲周期脉冲周期脉冲周期 T T T T脉冲下降沿脉冲下降沿脉冲下降沿脉冲下降沿 t t t tf f f f 脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度 t t t tp p p p 脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：脉冲信号的部分参数：实际的矩形波实际的矩形波实际的矩形波实际的矩形波20.1.2 20.1.2 脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号有正和负之分。脉冲信号有正和负之分。脉冲信号有正和负之分。脉冲信号有正和负之分。正脉冲：正脉冲：脉冲跃变后的值比初始值高。脉冲跃变后的值比初始值高。负脉冲：负脉冲：脉冲跃变后的值比初始值低。脉冲跃变后的值比初始值低。下
16、一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录12/13920.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合 逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号通过或不通过。制信号通过或不通过。门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因因果关系果关系)，所以门电路又称为，所以门电路又称为逻辑门电路逻辑门电路。20.2.1 逻辑门电路的基本概念逻辑门电路的基
17、本概念 基本逻辑关系为基本逻辑关系为与与与与、或或或或、非非非非三种。三种。下面通过例子说明逻辑电路的概念及下面通过例子说明逻辑电路的概念及与、或、非与、或、非与、或、非与、或、非 的意义。的意义。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录13/139 设开关断开、灯不亮用逻辑设开关断开、灯不亮用逻辑设开关断开、灯不亮用逻辑设开关断开、灯不亮用逻辑 0 0 0 0 表示表示表示表示,开关闭合、开关闭合、开关闭合、开关闭合、灯亮用灯亮用灯亮用灯亮用 逻辑逻辑逻辑逻辑 1 1 1 1 表示。表示。表示。表示。逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式 Y Y=A A B B1.1.与与与与
18、逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 与与与与逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备时，该事件才发生。时，该事件才发生。时，该事件才发生。时，该事件才发生。0 00 00 01 10 01 11 11 10 01 1 0 00 0A AB BY Y状态表状态表状态表状态表YB BA A下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录14/1392.2.或或或或逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 或或或或逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备时逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备时逻
19、辑关系是指当决定某事件的条件之一具备时逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备时,该事件就发生。该事件就发生。该事件就发生。该事件就发生。逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式 Y Y=A A+B B0 00 00 01 11 11 11 11 10 01 11 10 0A AB BY Y状态表状态表状态表状态表下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录15/1393.3.非非非非逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系非非非非逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式 Y Y=A
20、A状态表状态表状态表状态表1 10 01 1A AY Y0 0下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录16/139 由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信号由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信号由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信号由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信号都是用电位都是用电位都是用电位都是用电位(或称电平或称电平或称电平或称电平)的高低表示的。高电平和低电的高低表示的。高电平和低电的高低表示的。高电平和低电的高低表示的。高电平和低电平都不是一个固定的数值平都不是一个固定的数值平都不是一个固定的数值平都不是一个固定的数值,而是有一定的变化范围。而是
21、有一定的变化范围。而是有一定的变化范围。而是有一定的变化范围。门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与前面门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与前面门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与前面门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与前面所讲过的基本逻辑关系相对应。所讲过的基本逻辑关系相对应。所讲过的基本逻辑关系相对应。所讲过的基本逻辑关系相对应。门电路主要有：门电路主要有：门电路主要有：门电路主要有：与与与与门、门、门、门、或或或或门、门、门、门、非非非非门、门、门、门、与非与非与非与非门、门、门、门、或或或或非非非非门、门、门、门、异或异或异或异或门等。门等。门等。门等。20.2.2 分立元器件基
22、本逻辑门电路分立元器件基本逻辑门电路20.2 基本门电路及其组合基本门电路及其组合下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录17/1391 10 00V0VU UCCCC高电平高电平低电平低电平下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录18/1391.1.二极管二极管二极管二极管与与与与门电路门电路门电路门电路 (1)(1)电路电路(2)(2)工作原理工作原理输入输入A A、B B 全为高电平全为高电平 1 1，输出输出 Y Y 为为 1 1。输入输入A A、B B 不全为不全为 1 1，输出输出 Y Y 为为 0 0。与与与与门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态
23、表1 000下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录19/1391.1.二极管二极管二极管二极管与与与与门电路门电路门电路门电路(3)(3)(3)(3)逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系:与与与与 逻辑逻辑即：有即：有 0 0 出出 0 0，全全 1 1 出出 1 1。逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式 Y=A Y=A B B逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号与与与与门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录20/139(2)(2)(2)(2)工作原理工作原理工作原理工作原理输入输入A A、B B全为低电平全为低电平 0
24、0，输出输出 Y Y 为为 0 0。输入输入A A、B B有一个为有一个为 1 1，输出输出 Y Y 为为 1 1。11102.2.二极管二极管二极管二极管或或或或门电路门电路门电路门电路 (1)(1)(1)(1)电路电路电路电路00011101或或门逻辑状态表门逻辑状态表ABY输输 入入输出输出下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录21/1392.2.二极管或门电路二极管或门电路二极管或门电路二极管或门电路(3)(3)逻辑关系逻辑关系 :或或或或逻辑逻辑即：有即：有 1 1 出出 1 1，全全 0 0 出出 0 0。Y=A+BY=A+B逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式
25、逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录22/1393.3.晶体管晶体管晶体管晶体管非非非非门电路门电路门电路门电路截止截止截止截止(2)(2)逻辑表达式逻辑表达式 Y Y=A A0 01 1 (1)(1)(1)(1)电路电路电路电路0 01 1 1 1 0 01 10 0A AY Y 非非非非门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表饱和饱和下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录23/1391.1.1.1.与非与非与非与非门电路门电路门电路门电路有有 0 0 出出 1 1 ，全，全 1 1 出出 0 0。与非与非与非与非门门门门
26、20.2.3 基本逻辑门电路的组合基本逻辑门电路的组合逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式Y=A Y=A B B 与与与与门门门门 非非非非门门门门 与非与非逻辑状态表逻辑状态表下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录24/139 或非或非或非或非门门门门20.2.3 基本逻辑门电路的组合基本逻辑门电路的组合2.2.2.2.或非或非或非或非门电路门电路门电路门电路有有 1 1 出出 0 0 ，全，全 0 0 出出 1 1。Y=A+B Y=A+B 逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式 或或非逻辑状态表非逻辑状态表下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录25/139
27、&A A例：根据输入波形画出输出波形例：根据输入波形画出输出波形例：根据输入波形画出输出波形例：根据输入波形画出输出波形A AB BY Y1 1有有 0 0 出出 0 0，全全 1 1 出出 1 1。有有 1 1 出出 1 1，全全 0 0 出出 0 0。Y Y2 2下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录26/1393.3.3.3.与或非与或非与或非与或非门电路门电路门电路门电路20.2.3 基本逻辑门电路的组合基本逻辑门电路的组合Y=AY=AB+CB+CD D逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式 逻辑符号逻辑符号下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录27/13
28、920.3 TTL门电路门电路(晶体管晶体管 晶体管逻辑门电路晶体管逻辑门电路)TTLTTL门电路是双极型集成电路，与分立元件相比门电路是双极型集成电路，与分立元件相比,具具有速度快、可靠性高和微型化等优点有速度快、可靠性高和微型化等优点,目前分立元件目前分立元件电路已被集成电路替代。下面介绍集成电路已被集成电路替代。下面介绍集成 与非与非门电路门电路的工作原理、特性和参数。的工作原理、特性和参数。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录28/139输入级输入级输入级输入级中间级中间级中间级中间级 输出级输出级输出级输出级20.3.1 TTL与非与非门电路门电路1.1.电路电路电路
29、电路E E2 2E E3 3E E1 1B B等效电路等效电路等效电路等效电路C C多发射极多发射极多发射极多发射极晶体管晶体管晶体管晶体管下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录29/139(1)(1)(1)(1)输入全为高电平输入全为高电平输入全为高电平输入全为高电平 1(3.6V)1(3.6V)1(3.6V)1(3.6V)时时时时2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理4.3V4.3VT T T T2 2 2 2、T T T T5 5 5 5饱和导通饱和导通饱和导通饱和导通钳位钳位2.1V2.1V发射结反偏发射结反偏发射结反偏发射结反偏截止截止截止截止 0 0(0.3V)(0
30、.3V)负载电流负载电流负载电流负载电流（灌电流）（灌电流）（灌电流）（灌电流）输入全高输入全高 1 1 输出为低输出为低 0 0 1V1VT1R1+UCC3.6V3.6V 1 1 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录30/139 T T5 5Y Y R R3 3R R5 5A AB B C CR R4 4R R2 2R R1 1 T T3 3 T T4 4T T2 2+5V+5V T T1 12.2.工作原理工作原理工作原理工作原理T T T T2 2 2 2、T T T T5 5 5 5 截止截止截止截止 负载电流负载电流负载电流负载电流（拉电流）（拉电流）（拉电流）（拉电
31、流）(0.3V)(0.3V)1 1 0 0 输入有低输入有低 0 0 输出为高输出为高 1 1 1V1V(2)(2)(2)(2)输入端有任一低电平输入端有任一低电平输入端有任一低电平输入端有任一低电平 0(0.3V)0(0.3V)0(0.3V)0(0.3V)流过流过 发射结的发射结的电流为正向电流电流为正向电流5V5VV VY Y (5 5 0.70.7 0.7)0.7)V V =3.6V下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录31/139有有有有 0 0 0 0 出出出出 1 1 1 1 全全全全 1 1 1 1 出出出出 0 0 0 0 与非与非与非与非逻辑关系逻辑关系逻辑关系
32、逻辑关系 与非与非与非与非 门门门门逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式 Y=A Y=A B B C C下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录32/13974LS20、74LS00引脚排列示意图引脚排列示意图下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录33/139(1)(1)(1)(1)电压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性输出电压输出电压输出电压输出电压 U U U UO O O O与输入电压与输入电压与输入电压与输入电压 U U U UI I I I的关系。的关系。的关系。的关系。3.TTL与非与非门特性及参数门特性及参数电压传输特性电压传输特性电压传输
33、特性电压传输特性测试电路测试电路测试电路测试电路下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录34/139(2)TTL“(2)TTL“与非与非与非与非”门的参数门的参数门的参数门的参数电压传输特性电压传输特性电压传输特性电压传输特性典型值典型值典型值典型值3.6V3.6V3.6V3.6V，2.4V2.4V2.4V2.4V为合格为合格为合格为合格典型值典型值典型值典型值0.3V0.3V0.3V0.3V，0.4V0.4V0.4V0.4V为合格为合格为合格为合格输出高电平电压输出高电平电压输出高电平电压输出高电平电压U U U UOHOHOHOH输出低电平电压输出低电平电压输出低电平电压输出低
34、电平电压U U U UOLOLOLOL输出高电平输出高电平输出高电平输出高电平电压电压电压电压U U U UOHOHOHOH和输出低电平电压和输出低电平电压和输出低电平电压和输出低电平电压U U U UOLOLOLOL下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录35/139 指一个指一个指一个指一个 与非与非与非与非 门能带同类门的最大数目，它表示带门能带同类门的最大数目，它表示带门能带同类门的最大数目，它表示带门能带同类门的最大数目，它表示带负载的能力。对于负载的能力。对于负载的能力。对于负载的能力。对于TTL TTL TTL TTL 与非与非与非与非 门门门门,N N N NO O
35、 O O 8 8 8 8。扇出系数扇出系数扇出系数扇出系数N N N NO O O O平均传输延迟时间平均传输延迟时间平均传输延迟时间平均传输延迟时间 t t t tpd pd pd pd TTLTTLTTLTTL的的的的 t t t tpd pd pd pd 约为约为约为约为 10 10 10 10 40ns40ns40ns40ns，此值愈小愈好。此值愈小愈好。此值愈小愈好。此值愈小愈好。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录36/139输入高电平电流输入高电平电流输入高电平电流输入高电平电流 I I I IIH IHIH IH和输入低电平电流和输入低电平电流和输入低电平电流和
36、输入低电平电流 I I I IIL IL IL IL 当某一输入端接当某一输入端接当某一输入端接当某一输入端接高电平高电平高电平高电平，其余输入端接低电平时，其余输入端接低电平时，其余输入端接低电平时，其余输入端接低电平时，流流流流入该输入端的电流，入该输入端的电流，入该输入端的电流，入该输入端的电流，称为高电平输入电流称为高电平输入电流称为高电平输入电流称为高电平输入电流 I I I IIH IHIH IH(A)A)A)A)。当某一输入端接当某一输入端接当某一输入端接当某一输入端接低电平低电平低电平低电平，其余输入端接高电平时，其余输入端接高电平时，其余输入端接高电平时，其余输入端接高电平时
37、，流出该输入端的电流，流出该输入端的电流，流出该输入端的电流，流出该输入端的电流，称为低电平输入电流称为低电平输入电流称为低电平输入电流称为低电平输入电流 I I I IIL IL IL IL(mA(mA(mA(mA)。若要保证输出为高电平，则对电阻值有限制若要保证输出为高电平，则对电阻值有限制若要保证输出为高电平，则对电阻值有限制若要保证输出为高电平，则对电阻值有限制R IR IR IR IIL IL IL IL U U U UNLNLNLNLI IILIL下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录37/139 D DE E20.3.2 三态输出三态输出与非与非门电路门电路 1 1
38、 电路电路电路电路 D D控制端控制端截止截止截止截止下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录38/13920.3.2 三态输出三态输出与非与非门电路门电路 0 0 电路电路电路电路1V1V1V1V当控制端为当控制端为当控制端为当控制端为低电平低电平低电平低电平0 0 0 0 时时时时,输出输出输出输出Y Y Y Y 处于处于处于处于开路状态，开路状态，开路状态，开路状态，也称为高阻也称为高阻也称为高阻也称为高阻状态。状态。状态。状态。控制端控制端导通导通导通导通下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录39/139 逻辑符号逻辑符号 0 0 高阻高阻0 0 0 0 1
39、1 1 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 0 0 1 11 11 1 1 1 1 01 0 表示任意态表示任意态表示任意态表示任意态20.3.2 三态输出三态输出与非与非门电路门电路 三态输出三态输出三态输出三态输出与非与非与非与非状态表状态表状态表状态表A AB BE EY Y功能表功能表输出高阻输出高阻输出高阻输出高阻下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录40/139三态门应用：三态门应用：三态门应用：三态门应用：可实现用可实现用可实现用可实现用一条一条一条一条总线分时传送几个不同总线分时传送几个不同总线分时传送几个不同总线分时传送几个不同的数据或控制信号。的数据或控
40、制信号。的数据或控制信号。的数据或控制信号。1 1 0 0 0 0 A A1 B B1下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录41/139电路电路电路电路有有有有源源源源负负负负载载载载20.3.3 集电极开路集电极开路与非与非门电路门电路(OC门门)逻辑符号逻辑符号下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录42/139OCOCOCOC门的特点：门的特点：门的特点：门的特点：(1)(1)(1)(1)输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载如：如：如：如：(2)(2)(2)(2)几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联几个输出端可直接
41、相联几个输出端可直接相联 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录43/139OCOCOCOC门的特点：门的特点：门的特点：门的特点：如：如：如：如：(2)(2)(2)(2)几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联几个输出端可直接相联 1 1 0 0 0 0 1 1 线线线线与与与与功能功能功能功能0 0(1)(1)(1)(1)输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载输出端可直接驱动负载下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录44/13920.4.1 CMOS非非门电路门电路20.4 CMO
42、S门电路门电路 PMOSPMOSPMOSPMOS管管管管NMOSNMOSNMOSNMOS管管管管CMOS CMOS CMOS CMOS 管管管管负载管负载管负载管负载管驱动管驱动管驱动管驱动管(互补对称管互补对称管互补对称管互补对称管)A A A A=1=1=1=1 时，时，时，时，T T T T1 1导通，导通，导通，导通，T T T T2 2截止，截止，截止，截止，Y Y=0=0 A A A A=0=0=0=0 时，时，时，时，T T T T1 1截止，截止，截止，截止，T T T T2 2导通，导通，导通，导通，Y Y=1=1 Y=AY=AY=AY=A下一页下一页返回返回上一页上一页退出
43、退出章目录章目录45/139T4与与T3并联并联,T1与与T2 串串联。联。当当 A、B 都是高电平时都是高电平时,T1 与与 T2 同同时时导导通通，T4 与与 T3 同同时时截截止止,输输出出Y为为低低电平。电平。当当A、B中中有有一一个个是是低低电电平平时时，T1与与T2中中有有一一个个截截止止，T4与与T3中中有有一一个个导导通通,输出输出 Y 为高电平。为高电平。与非与非门电路门电路1.1.1.1.电路电路电路电路2.2.2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录46/139 当当 A、B 中中有有一一个个是是高高电电平平时时，T1
44、与与 T2 中中有有一一个个导导通通，T4 与与 T3 中中有有一一个个截截止止，输输出出 Y 为低电平。为低电平。当当A、B都都是是低低电电平平时时，T1 与与 T2 同同时时截截止止，T4 与与 T3 同同时时导导通通；输输出出 Y 为高电平。为高电平。20.4.3 CMOS或非或非门电路门电路1.1.1.1.电路电路电路电路2.2.2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录47/13920.4.4 CMOS4 CMOS传输传输门电路门电路1.1.1.1.电路电路电路电路 2.2.2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 设两管开启电压绝对
45、值均设两管开启电压绝对值均设两管开启电压绝对值均设两管开启电压绝对值均为为为为3V3V3V3V。10V10V10V10V0V0V0V0V 可见可见可见可见 u uI 在在在在0 10V 0 10V 连续变连续变连续变连续变化时，至少有一个管子导通化时，至少有一个管子导通化时，至少有一个管子导通化时，至少有一个管子导通,传输门打开传输门打开传输门打开传输门打开,(,(相当于开关相当于开关相当于开关相当于开关接通接通接通接通 ),),u uI可传输到输出端可传输到输出端可传输到输出端可传输到输出端,即即即即u uOO=u uI，所以，所以，所以，所以COMSCOMS传输传输传输传输门可以传输模拟信
46、号，也称门可以传输模拟信号，也称门可以传输模拟信号，也称门可以传输模拟信号，也称为为为为模拟开关模拟开关模拟开关模拟开关。（07V07V）导通导通导通导通（310V310V）导通导通导通导通下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录48/1390V0V0V0V10V10V10V10V 可见可见可见可见 u uI 在在在在 0 10V 0 10V 连续变连续变连续变连续变化时，两管子均截止化时，两管子均截止化时，两管子均截止化时，两管子均截止,传输传输传输传输门关断，门关断，门关断，门关断，(相当于开关断开相当于开关断开相当于开关断开相当于开关断开)u uI 不能传输到输出端。不能传输
47、到输出端。不能传输到输出端。不能传输到输出端。（010V010V）截止截止截止截止截止截止截止截止结论：结论：结论：结论：C C=1(=1(C C=0)=0)时传输门开通。时传输门开通。时传输门开通。时传输门开通。C C=0(=0(C C=1)=1)时传输门关断。时传输门关断。时传输门关断。时传输门关断。20.4.4 CMOS4 CMOS传输传输门电路门电路1.1.1.1.电路电路电路电路 2.2.2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 设两管开启电压绝对值均设两管开启电压绝对值均设两管开启电压绝对值均设两管开启电压绝对值均为为为为3V3V3V3V。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章
48、目录章目录49/13920.4.4 CMOS4 CMOS传输传输门电路门电路开关电路开关电路开关电路开关电路 1 1 开通开通开通开通 0 0 关断关断关断关断下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录50/139(1)(1)(1)(1)静态功耗低静态功耗低静态功耗低静态功耗低(每门只有每门只有每门只有每门只有0.01mW,TTL0.01mW,TTL0.01mW,TTL0.01mW,TTL每门每门每门每门10mW)10mW)10mW)10mW)(2)(2)(2)(2)抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强(3)(3)(3)(3)扇出系数大扇出系数大扇出系数大扇出系数大(4)
49、(4)(4)(4)允许电源电压范围宽允许电源电压范围宽允许电源电压范围宽允许电源电压范围宽 (3 18V)(3 18V)(3 18V)(3 18V)(1)(1)(1)(1)开关速度快开关速度快开关速度快开关速度快(2)(2)(2)(2)抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强(3)(3)(3)(3)带负载能力强带负载能力强带负载能力强带负载能力强下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录51/13920.5 逻辑代数逻辑代数 逻辑代数逻辑代数逻辑代数逻辑代数（又称布尔代数），（又称布尔代数），（又称布尔代数），（又称布尔代数），它是分析设计逻辑电它是分析设计逻辑电它是分析设计
50、逻辑电它是分析设计逻辑电路的数学工具。虽然它和普通代数一样也用字母表示路的数学工具。虽然它和普通代数一样也用字母表示路的数学工具。虽然它和普通代数一样也用字母表示路的数学工具。虽然它和普通代数一样也用字母表示变量，变量，变量，变量，但变量的取值只有但变量的取值只有但变量的取值只有但变量的取值只有0 0 0 0，1 1 1 1两种，分别称为逻辑两种，分别称为逻辑两种，分别称为逻辑两种，分别称为逻辑 0 0 0 0和和和和逻辑逻辑逻辑逻辑 1 1 1 1。这里这里这里这里 0 0 0 0 和和和和 1 1 1 1 并不表示数量的大小，而是表示并不表示数量的大小，而是表示并不表示数量的大小，而是表示