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1、门电路和组合逻辑电路(2)第1页，本讲稿共137页1.1.掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值表和逻掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值表和逻掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值表和逻掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值表和逻辑表达式。了解辑表达式。了解辑表达式。了解辑表达式。了解 TTLTTL门电路的特点门电路的特点门电路的特点门电路的特点;3.3.会分析和设计简单的组合逻辑电路会分析和设计简单的组合逻辑电路会分析和设计简单的组合逻辑电路会分析和设计简单的组合逻辑电路;4.4.理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑理解加法器、编码器、
2、译码器等常用组合逻辑理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑 电路的工作原理和功能电路的工作原理和功能电路的工作原理和功能电路的工作原理和功能;5.5.学会数字集成电路的使用方法。学会数字集成电路的使用方法。学会数字集成电路的使用方法。学会数字集成电路的使用方法。本章要求：本章要求：2.2.会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数;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第2页，本讲稿共137页1.1.1.1.计数制计数制计数制计数制 计数制是用表示计数值符号的个数（称
3、为基数）来命名的。日常计数制是用表示计数值符号的个数（称为基数）来命名的。日常生活中，人们常用的计数制是生活中，人们常用的计数制是十进制十进制十进制十进制，而在，而在数字电路中通常采用的是二进制数字电路中通常采用的是二进制数字电路中通常采用的是二进制数字电路中通常采用的是二进制，有时也采用有时也采用八进制八进制八进制八进制和和十六进制十六进制十六进制十六进制。（1 1）基）基）基）基 数：数：数：数：指在该进位制中可能用到的数码的个数。如二进制有指在该进位制中可能用到的数码的个数。如二进制有0 和和1两个数码，因此基数是两个数码，因此基数是2；十进制有；十进制有09十个数码，十个数码，基数是基
4、数是10。（2 2）位位位位 权：权：权：权：任意一种进位制的数中，每一位的数码代表的权不同，任意一种进位制的数中，每一位的数码代表的权不同，例如十进制数例如十进制数535=5102+3101+5100，显然百位的，显然百位的 5代表代表500,个位的个位的5代表代表5个；其中位权是个；其中位权是10的幂。的幂。两个概念两个概念两个概念两个概念20.1 数制和脉冲信号数制和脉冲信号20.1.120.1.1 数制数制数制数制第3页，本讲稿共137页（1 1 1 1）十进制）十进制）十进制）十进制特点特点十进制计数各位的基数是十进制计数各位的基数是1010；十进制数的每一位必定是十进制数的每一位必
5、定是0 09 9十个数码中的一个；十个数码中的一个；十进制数低位和相邻高位之间的进位关系是十进制数低位和相邻高位之间的进位关系是“逢逢1010进进1 1”；同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是1010的幂。的幂。（2 2 2 2）二进制）二进制）二进制）二进制特点特点二进制计数各位的基数是二进制计数各位的基数是2 2；二进制数的每一位必定是二进制数的每一位必定是1 1和和0 0两个二进制数码中的一个；两个二进制数码中的一个；二进制数低位和相邻高位之间的进位关系是二进制数低位和相邻高位之间的进位关系是“逢逢2 2进进1 1”；同一个数字符号在不
6、同的数位代表的权不同，权是同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是2 2的幂。的幂。第4页，本讲稿共137页（3 3 3 3）八进制和十六进制）八进制和十六进制）八进制和十六进制）八进制和十六进制八进制特点八进制特点八进制计数各位的基数是八进制计数各位的基数是8 8；八进制数的每一位必定是八进制数的每一位必定是0 07 7中八个数码中的一个；中八个数码中的一个；八进制数低位和相邻高位之间的进位关系是八进制数低位和相邻高位之间的进位关系是“逢逢8 8进进1 1”；同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是8 8的幂。的幂。十六进制特点十六进制特点
7、十六进制计数各位的基数是十六进制计数各位的基数是1616；十六进制数的每一位必定是十六进制数的每一位必定是0 01515中十五个数码中的一个；中十五个数码中的一个；十六进制数低位和相邻高位之间的进位关系是十六进制数低位和相邻高位之间的进位关系是“逢逢1616进进1 1”；同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是1616的幂。的幂。第5页，本讲稿共137页同样的数码在同样的数码在不同的数位上不同的数位上代表的数值不代表的数值不同。同。任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码与其对应的权的乘积之和，称为
8、与其对应的权的乘积之和，称为位权展开式。位权展开式。位权展开式。位权展开式。(5555)105103 510251015100(209.04)10 2102 0101910001014 102又如：又如：即：即：第6页，本讲稿共137页2.2.2.2.数制转换数制转换数制转换数制转换第7页，本讲稿共137页 任意进制数按位权展开后，即可以转换为任意进制数按位权展开后，即可以转换为任意进制数按位权展开后，即可以转换为任意进制数按位权展开后，即可以转换为十进制数。十进制数。十进制数。十进制数。二进制数与八进制数之间的相互转换二进制数与八进制数之间的相互转换二进制数与八进制数之间的相互转换二进制数与
9、八进制数之间的相互转换1 1 0 1 0 1 0.0 10 00 (152.2)8（2）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位二进制数表示。位二进制数表示。=011 111 100.010 110(374.26)8（1）二进制数转换为八进制数：）二进制数转换为八进制数：将二进制数由小数点将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每开始，整数部分向左，小数部分向右，每3位分成一位分成一组，不够组，不够3位补零，则每组二进制数便是一位八进制位补零，则每组二进制数便是一位八进制数。数。第8页，本讲稿共137页1 1 1 0 1 0 1 0 0
10、.0 1 10 0 00 (1D4.6)16=（1010 1111 0100.0111 0110）2(AF4.76)16 二进制数与十六进制数之间的相互转换，按照每二进制数与十六进制数之间的相互转换，按照每4位二进制数对应于一位十六进制数进行转换。位二进制数对应于一位十六进制数进行转换。二进制数与十六进制数之间的相互转换二进制数与十六进制数之间的相互转换二进制数与十六进制数之间的相互转换二进制数与十六进制数之间的相互转换十进制数转换成二进制数十进制数转换成二进制数十进制数转换成二进制数十进制数转换成二进制数原理原理原理原理：将整数部分和小数部分分别进行转换。：将整数部分和小数部分分别进行转换。
11、对整数部分采用基数连除法；小数部分对整数部分采用基数连除法；小数部分 采用基数连乘法。转换后再合并。采用基数连乘法。转换后再合并。整数部分整数部分 除除除除2 2取余法；取余法；取余法；取余法；小数部分小数部分乘乘乘乘2 2取整法。取整法。取整法。取整法。第9页，本讲稿共137页整数部分整数部分整数部分整数部分除除除除2 2取余法取余法取余法取余法小数部分小数部分小数部分小数部分乘乘乘乘2 2取整法取整法取整法取整法所以：所以：所以：所以：(44.375)(44.375)1010(101100.011)(101100.011)2 2 采用基数连除、连乘法，可将十进制数转换为采用基数连除、连乘法
12、，可将十进制数转换为二进制数，再根据二进制与任意进制之间的转换规二进制数，再根据二进制与任意进制之间的转换规则，进而转换为任意进制数。则，进而转换为任意进制数。第10页，本讲稿共137页模拟信号：模拟信号：模拟信号：模拟信号：随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号随时间连续变化的信号20.1.2 脉冲信号脉冲信号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1.1.模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号正弦波信号正弦波信号正弦波信号正弦波信号t t三角波信号三角波信号三角波信号三角波信号t t第1
13、1页，本讲稿共137页 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。如整流如整流如整流如整流电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出电路、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。信号间的大小及相位关系。信号间的大小及相位关系。信号间的大小及相位关系。在模拟电路中在模拟电路中在模拟电路中在模拟电路中，晶体管三极管通常工作在放晶体管三极管通常工作在放晶体管三极管通常工作在放晶体管三极管通常工作在放大区。大区。大区。大区。2.
14、2.脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号 是一种跃变信号，并且持续时间短暂。是一种跃变信号，并且持续时间短暂。是一种跃变信号，并且持续时间短暂。是一种跃变信号，并且持续时间短暂。尖顶波尖顶波尖顶波尖顶波t矩形波矩形波矩形波矩形波t第12页，本讲稿共137页 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，它注重，它注重，它注重研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。研究的是输入、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在数
15、字电路中，晶体管一般工作在截止区和在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和饱和区，起开关的作用。饱和区，起开关的作用。饱和区，起开关的作用。饱和区，起开关的作用。脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号正脉冲：正脉冲：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：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如：如：如：如：0+3V0-3V正脉冲正脉冲正脉冲正脉冲0+3V0-3V负脉冲负脉冲负脉冲负脉冲第13页，本讲稿共137页脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度脉冲幅度 A A脉冲上升沿脉冲上升沿脉冲上升沿脉冲上升沿 t t
16、r r 脉冲周期脉冲周期脉冲周期脉冲周期 T T脉冲下降沿脉冲下降沿脉冲下降沿脉冲下降沿 t tf f 脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度脉冲宽度 t tp 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：A0.9A0.5A0.1AtptrtfT实际的矩形波实际的矩形波实际的矩形波实际的矩形波第14页，本讲稿共137页20.2 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制所
17、谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。信号的通过或不通过。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(因果关因果关系系)，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“与与与与”、“或或或或”、“非非非非”的意义。的意义。第15页，本讲稿共137页220V+-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、
18、灯不亮用逻辑设：开关断开、灯不亮用逻辑“0”0”表示，开关闭合、表示，开关闭合、表示，开关闭合、表示，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”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=A B1.1.“与与与与”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逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具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。备时，该事件才发生。备时，该事件才发生。备时，该事件才发生。000101110100ABYBYA状态表状态表状态表状态表第16页，
19、本讲稿共137页BY220VA+-2.2.“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逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备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。时，该事件就发生。时，该事件就发生。时，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=A+B状态表状态表状态表状态表000111110110ABY第17页，本讲稿共137页3.3.“非非非非”逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系 “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
20、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=A状态表状态表状态表状态表101AY0Y220VA+-R第18页，本讲稿共137页 由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信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（或称电平）的高低表示的。高电平和号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电平和号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电平和号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的变化范低电平都不是一个固定的数值，而
21、是有一定的变化范低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的变化范低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的变化范围。围。围。围。门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与前门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与前门电路是用以实现逻辑关系的电子电路，与前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。面所讲过的基本逻辑关系相对应。面所讲过的基本逻辑关系相对应。面所讲过的基本逻辑关系相对应。门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、或门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、或门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、或门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等。非门、异或门
22、等。非门、异或门等。非门、异或门等。20.2.220.2.2 分立元件基本逻辑门电路分立元件基本逻辑门电路第19页，本讲稿共137页 电平的高低电平的高低一般用一般用“1”和和“0”两种两种状态区别，若状态区别，若规定规定高电平为高电平为“1”，低电，低电平为平为“0”则则称为称为正逻辑正逻辑。反之则称为反之则称为负负逻辑逻辑。若无特。若无特殊说明，均采殊说明，均采用正逻辑。用正逻辑。100VUCC高电平高电平低电平低电平第20页，本讲稿共137页1.二极管二极管“与与”门电路门电路 (1)(1)电路电路电路电路(2)(2)工作原理工作原理工作原理工作原理输入输入A、B、C全为高电平全为高电平
23、“1”，输出输出 Y 为为“1”。输入输入A、B、C不全为不全为“1”，输出输出 Y 为为“0”。0V0V0V0V0V3V+U 12VRDADCABYDBC3V3V3V0V00000010101011001000011001001111ABYC“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0V3V第21页，本讲稿共137页1.二极管二极管“与与”门电路门电路(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”出出“0”，全全“1”出出“1”Y=A B C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：逻辑符号：逻辑符号：&
24、ABYC00000010101011001000011001001111ABYC“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第22页，本讲稿共137页2.二极管二极管“或或”门电路门电路 (1)(1)电路电路电路电路0V0V0V0V0V3V3V3V3V0V00000011101111011001011101011111ABYC“或或或或”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表3V3V-U 12VRDADCABYDBC(2)(2)工作原理工作原理工作原理工作原理输入输入A、B、C全为低电平全为低电平“0”，输出输出 Y 为为“0”。输入输入A、B、C有一个为有一个为“1
25、”，输出输出 Y 为为“1”。第23页，本讲稿共137页2.二极管二极管“或或”门电路门电路(3)逻辑关系逻辑关系：“或或或或”逻辑逻辑即：有即：有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”Y=A+B+C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：逻辑符号：逻辑符号：ABYC 100000011101111011001011101011111ABYC“或或或或”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表第24页，本讲稿共137页3.晶体管晶体管“非非”门电路门电路+UCC-UBBARKRBRCYT 1 0截止截止截止截止饱和饱和(2)逻辑表达式：逻辑表达式：Y=A“0
26、”10“1”(1)(1)电路电路电路电路“0”“1”AY“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逻辑符号逻辑符号1AY第25页，本讲稿共137页1.1.与非门电路与非门电路与非门电路与非门电路有有“0”出出“1”，全，全“1”出出“0”“与与与与”门门门门&ABCY&ABC“与非与非与非与非”门门门门00010011101111011001011101011110ABYC“与非与非与非与非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表Y=A B C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：1Y“非非非非”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
27、合第26页，本讲稿共137页2.2.或非门电路或非门电路或非门电路或非门电路Y&ABC“或非或非或非或非”门门门门1Y20.2.320.2.3 基本逻辑门电路的组合基本逻辑门电路的组合“或或或或”门门门门ABC 1有有“1”出出“0”，全，全“0”出出“1”00010010101011001000011001001110ABYC“或非或非或非或非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表Y=A+B+C逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式逻辑表达式第27页，本讲稿共137页例：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ABY1有
28、有“0”出出“0”，全全“1”出出“1”有有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”&ABY1 1ABY2Y2第28页，本讲稿共137页ABC&1&D1Y3.3.与或非门电路与或非门电路与或非门电路与或非门电路20.2.3 基本逻辑门电路的组合基本逻辑门电路的组合基本逻辑门电路的组合基本逻辑门电路的组合Y=AB+CD逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：1&YABCD逻辑符号逻辑符号第29页，本讲稿共137页20.3 TTL门电路门电路(三极管三极管三极管三极管三极管逻辑门电路三极管逻辑门电路三极管逻辑门电路三极管逻辑门电路)TTL门电路是双极型集成电路，与分立元门电路是双极型集成电路
29、，与分立元件相比，件相比，具有速度快、可靠性高和微型化等具有速度快、可靠性高和微型化等优点优点，目前分立元件电路已被集成电路替代。下，目前分立元件电路已被集成电路替代。下，目前分立元件电路已被集成电路替代。下，目前分立元件电路已被集成电路替代。下面介绍集成面介绍集成面介绍集成面介绍集成“与非与非与非与非”门电路的工作原理、特性和门电路的工作原理、特性和门电路的工作原理、特性和门电路的工作原理、特性和参数。参数。参数。参数。第30页，本讲稿共137页 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1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.
30、1 TTL“与非与非”门电门电路路1.1.电路电路电路电路E2E3E1B等效电路等效电路等效电路等效电路C多发射极多发射极多发射极多发射极三极管三极管三极管三极管第31页，本讲稿共137页 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1(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)时时时时2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理4.3VT T2 2、T T5 5饱和导通饱和导通饱和导通饱和导通钳位钳位2.1VE E结反偏结反偏结反偏结反偏截止截止截止截止“0”(0.3V)负载电流负载电流负载电流负载电流（灌电流）（灌电流
31、）（灌电流）（灌电流）输入全高输入全高“1”,输出为输出为低低“0”1VT1R1+Ucc T4第32页，本讲稿共137页 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T12.2.工作原理工作原理工作原理工作原理1VT T2 2、T T5 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）（拉电流）(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)(0.3V)“1”“0”输入有低输入有低“0”输出为输出为高高“1”流过流过 E结的电结的电流为正向电流流为正向电流5VVY 5-0.7
32、-0.7 =3.6V第33页，本讲稿共137页有有有有“0”0”出出出出“1”1”全全全全“1”1”出出出出“0”0”“与非与非”逻逻辑关系辑关系00010011101111011001011101011110ABYC“与非与非与非与非”门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表门逻辑状态表Y=A B C逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：逻辑表达式：Y&ABC“与非与非与非与非”门门门门第34页，本讲稿共137页74LS00、74LS20管脚排列示意图管脚排列示意图&1211109814133456712&UCC4B 4A 4Y3B 3A3Y1B1A1Y2B2A2Y GND(a)74LS00121
33、1109814133456712&UCC2D 3C 2BNC 2A2Y1B1ANC1D1C1Y GND74LS20(b)第35页，本讲稿共137页(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 UOO与输入电压与输入电压与输入电压与输入电压 U Ui i的关系。的关系。的关系。的关系。C CD DE E3.TTL3.TTL“与非与非与非与非”门特性及参数门特性及参数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特性电压传输特性测试电路测试电路测试电路测试电路A AB BOO1 12 23 31 12 23 34 4 U Ui
34、i/V/VU UOO/V/V&+5V+5VU Ui iU Uo oV VV V第36页，本讲稿共137页A AB BC CD DE E(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3.6V3.6V，2.4V2.4V为合格为合格为合格为合格典型值典型值典型值典型值0.3V0.3V，0.4V0.4V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 UOHOH输出低电平电压输出低电平电压输出低电平电压输出低电平电压U UOLOL输出高电平电压输出高电平电压输出高电平
35、电压输出高电平电压U UOHOH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 UOLOLU UOO/V/VOO1 12 23 31 12 23 34 4 U Ui i/V/V第37页，本讲稿共137页 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，它门能带同类门的最大数目，它门能带同类门的最大数目，它门能带同类门的最大数目，它表示带负载的能力。对于表示带负载的能力。对于表示带负载的能力。对于表示带负载的能力。对于TTL“TTL“与非与非与非与非”门门门门 N NOO 8 8。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 IIHIH和输
36、入低电平电流和输入低电平电流和输入低电平电流和输入低电平电流 I IILIL 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，其余输入端接低电，其余输入端接低电，其余输入端接低电 平时，平时，平时，平时，流入该输入端的电流，流入该输入端的电流，流入该输入端的电流，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 IIHIH（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
37、输入端接高电平时，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 IILIL（mAmA）。）。）。）。扇出系数扇出系数扇出系数扇出系数N NOO第38页，本讲稿共137页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 tpd pd 50%50%tpd1tpd2 TTL TTL的的的的 t tpd pd 约在约在约在约在 10ns 40ns 10ns 40ns，此值愈小愈好。，此值愈小愈好。，此值愈小愈好。，此值愈小愈好。输入波形输入波形ui输出波形输出波形uO第3
38、9页，本讲稿共137页20.3.2 三态输出三态输出“与非与非”门门当控制端当控制端当控制端当控制端为高电平为高电平为高电平为高电平“1”1”时，时，时，时，实现正常实现正常实现正常实现正常的的的的“与非与非与非与非”逻辑关逻辑关逻辑关逻辑关系系系系 Y Y=ABAB“1”控制端控制端 DE1.1.电路电路电路电路 D截止截止截止截止 T5Y R3R5AB R4R2R1 T3 T4T2+5V T1第40页，本讲稿共137页20.3.2 三态输出三态输出“与非与非”门门“0”控制端控制端 DE T5Y R3R5AB R4R2R1 T3 T4T2+5V T11.1.电路电路电路电路导通导通导通导通
39、1V1V当控制端当控制端当控制端当控制端为低电平为低电平为低电平为低电平“0”0”时，时，时，时，输出输出输出输出 Y Y处处处处于开路状于开路状于开路状于开路状态，也称态，也称态，也称态，也称为高阻状为高阻状为高阻状为高阻状态。态。态。态。第41页，本讲稿共137页&YEBA逻辑符号逻辑符号 0 高阻高阻0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 11 1 1 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”门门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ABEY功能表功能表输出高阻输出高阻输出高阻输出高阻第42页，本讲稿
40、共137页三态门应用：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总线分时传送总线分时传送总线分时传送几个不同的数据或控制信号。几个不同的数据或控制信号。几个不同的数据或控制信号。几个不同的数据或控制信号。“1”“0”“0”如图所示如图所示如图所示如图所示总总总总线线线线&A A1 1B B1 1E E1 1&A A2 2B B2 2E E2 2&A A3 3B B3 3E E3 3A1 B1第43页，本讲稿共137页1.1.电路电路电路电路有有有有源源源源负负负负载载载载&YCBA逻辑符号逻辑符号逻辑符号逻辑符号 T5Y R3AB CR2R
41、1T2+5V T1RLU 20.3.3 集电极开路集电极开路“与非与非与非与非”门电路门电路(OC门门)第44页，本讲稿共137页OCOC门的特点：门的特点：门的特点：门的特点：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：Y&CBAKA+24VKA2202.2.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&A1B1C1Y1&A2B2C2Y2&A3B3C3Y3URLY“1”“0”“0”“0”“0”第45页，本讲稿共137页OCOC门的特点：门的特点：门的特点：门的特点：1.1.输出端可直接驱动负载输出
42、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：Y&CBAKA+24VKA2202.2.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&A1B1C1Y1&A2B2C2Y2&A3B3C3Y3URLY“1”“0”“0”“1”“线与线与线与线与”功能功能功能功能0第46页，本讲稿共137页20.5 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路它是分析设计逻辑电路它是分析设计逻辑电路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变
43、量，的数学工具。虽然它和普通代数一样也用字母表示变量，的数学工具。虽然它和普通代数一样也用字母表示变量，的数学工具。虽然它和普通代数一样也用字母表示变量，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”，“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”和逻辑和逻辑和逻辑和逻辑“1”1”。这里这里这里这里“0”0”和和和和“1”1”并不表示数量的大并不表示数量的大并不表示数量的大并不表示数量的大小，而是表示两种相互对立的逻辑状态。小，而是表示两种相互对立的逻辑状态。小，而是表示两种相互对立的逻辑状态。小，而是表示两种相互对立的
44、逻辑状态。逻辑代数所表示的是逻辑代数所表示的是逻辑代数所表示的是逻辑代数所表示的是逻辑关系逻辑关系逻辑关系逻辑关系，而不是数量关系。而不是数量关系。而不是数量关系。而不是数量关系。这是它与普通代数的本质区别这是它与普通代数的本质区别这是它与普通代数的本质区别这是它与普通代数的本质区别。第47页，本讲稿共137页1.1.常量与变量的关系常量与变量的关系常量与变量的关系常量与变量的关系20.5.1 逻辑代数运算法则逻辑代数运算法则2.2.逻辑代数的基本运算法则逻辑代数的基本运算法则逻辑代数的基本运算法则逻辑代数的基本运算法则自等律自等律自等律自等律0-10-1律律律律重叠律重叠律重叠律重叠律还原律
45、还原律还原律还原律互补律互补律互补律互补律交换律交换律交换律交换律第48页，本讲稿共137页2.2.逻辑代数的基本运算法则逻辑代数的基本运算法则逻辑代数的基本运算法则逻辑代数的基本运算法则普通代数普通代数普通代数普通代数不适用！不适用！不适用！不适用！证证证证:结合律结合律结合律结合律分配律分配律分配律分配律A+1=1 A A=A.第49页，本讲稿共137页110011111100反演律反演律反演律反演律列状态表证明：列状态表证明：AB00011011111001000000吸收律吸收律吸收律吸收律(1)A+AB=A (2)A(A+B)=A对偶式对偶式对偶式对偶式第50页，本讲稿共137页对偶
46、关系：对偶关系：对偶关系：对偶关系：将某逻辑表达式中的将某逻辑表达式中的将某逻辑表达式中的将某逻辑表达式中的与与与与()()换成或换成或换成或换成或 (+)(+)，或，或，或，或(+)(+)换成与换成与换成与换成与()()，得到一个新的逻辑表达式，即得到一个新的逻辑表达式，即得到一个新的逻辑表达式，即得到一个新的逻辑表达式，即为原逻辑式的为原逻辑式的为原逻辑式的为原逻辑式的对偶式对偶式对偶式对偶式。若原逻辑恒等式成立，则若原逻辑恒等式成立，则若原逻辑恒等式成立，则若原逻辑恒等式成立，则其对偶式也成立。其对偶式也成立。其对偶式也成立。其对偶式也成立。证明证明：A+AB=A（3）（4）对偶式对偶式
47、对偶式对偶式（5）（6）对偶式对偶式对偶式对偶式第51页，本讲稿共137页20.5.2 20.5.2 逻辑函数的表示方法逻辑函数的表示方法表示方法表示方法表示方法表示方法逻辑式逻辑式逻辑式逻辑式逻辑状态表逻辑状态表逻辑状态表逻辑状态表逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图卡诺图卡诺图卡诺图卡诺图下面举例说明这四种表示方法。下面举例说明这四种表示方法。例：例：例：例：有一有一有一有一T T形走廊，在相会处有一路灯形走廊，在相会处有一路灯形走廊，在相会处有一路灯形走廊，在相会处有一路灯,在进入走廊的在进入走廊的在进入走廊的在进入走廊的A A、B B、C C三地各有控制开关，都能独立进行控制。任意闭合一三地各有控
48、制开关，都能独立进行控制。任意闭合一三地各有控制开关，都能独立进行控制。任意闭合一三地各有控制开关，都能独立进行控制。任意闭合一个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭；三个开关同时闭个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭；三个开关同时闭个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭；三个开关同时闭个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭；三个开关同时闭合，灯亮。设合，灯亮。设合，灯亮。设合，灯亮。设A A、B B、C C代表三个开关（输入变量）；代表三个开关（输入变量）；代表三个开关（输入变量）；代表三个开关（输入变量）；Y Y代代代代表灯（输出变量）。表灯（输出变量）。表灯（输出变量）。表灯（输出变量）。第5
49、2页，本讲稿共137页 1.1.列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表设：开关闭合其状态为设：开关闭合其状态为“1”，断开为，断开为“0”灯亮状态为灯亮状态为“1”，灯灭为，灯灭为“0”用输入、输出变用输入、输出变用输入、输出变用输入、输出变量的逻辑状态量的逻辑状态量的逻辑状态量的逻辑状态(“1”(“1”或或或或“0”)0”)以以以以表格形式来表示表格形式来表示表格形式来表示表格形式来表示逻辑函数。逻辑函数。逻辑函数。逻辑函数。三输入变量有八种组合状态三输入变量有八种组合状态三输入变量有八种组合状态三输入变量有八种组合状态n n输入变量有输入变量有输入变量有输入变量有2 2n n种组
50、合状态种组合状态种组合状态种组合状态 0 0 0 0 A A B B C Y Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1第53页，本讲稿共137页 2.2.逻辑式逻辑式逻辑式逻辑式取取 Y=“1”(或或Y=“0”)列逻辑式列逻辑式取取 Y=“1”用用用用“与与与与”“”“或或或或”“”“非非非非”等运算来表达逻辑函数等运算来表达逻辑函数等运算来表达逻辑函数等运算来表达逻辑函数的表达式。的表达式。的表达式。的表达式。(1)由逻辑状态表写出逻辑式由逻辑状态表写出逻辑式对应于对应于Y=1，若输入变量为若输入变量为若输入变量为若输入变量为“1”