利用与非门设计全加器以及异或门
1.利用与非门设计半加器
2.利用与非门设计全加器
U1B Time
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AN BN SN C
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AN
BN CN-1 SNALL Cnall
3.利用与非门设计异或门
试分析图19-1-2所示电路的逻辑功能。我们先不管半加器是一个什么样的电路，按组合数字电路的分析方法和步骤进行。 a.写出输出逻辑表达式
该电路有两个输出端，属于多输出组合数字电路，电路的逻辑表达式如下
b.列出真值表
半加器的真值表见表19-2。表中两个输入是加数A 0和B 0，输出有一个是和S 0，另一个是进位C 0。
c.给出逻辑说明
半加器是实现两个一位二进制码相加的电路，因此只能用于两个二进制码最低位的相加。因为高位二进制码相加时，有可能出现低位的进位，因此两个加数相加时还要计算低位的进位，需要比半加器多进行一次相加运算。能计算低位进位的两个一位二进制码的相加电路，即为全加器。具体见图19-1-3。
10110111+10010
S 0
C 10C 0B 0A 00+0
01+1
10+1
11+0
0S 0S 0S 0
S
(a) 半加运算 (b) 全加运算
图19-1-3 半加和全加的运算规则
半加器和全加器的逻辑符号图见图19-1-4。有两个输入端的是半加器，有
三个输入端的是全加器，Σ代表相加。
A B i i
(a) 半加器 (b) 全加器 图19-1-4 半加器和全加器的逻辑符号
4.异或门的构成
异或门是一种十分有用的逻辑门，它实际上就是半加器的求和电路。前面
已经提到异或逻辑关系式为
B A B A B A Y ⊕=+=
对于图19-1-5(a)，输出逻辑表达式是
AB B AB A Y ?=
实际上它可以变换为
AB B AB A Y ?=
AB B AB A +=
()(B A B B A A +++=
B A B A += B A ⊕=
B
A Y
(a) 异或门逻辑图 (b) 异或门符号
图19-1-5 异或门逻辑图及符号
异或门的逻辑符号见图19-1-5(b)，异或门的真值表十分简单，当A=B 时，即A=B =0时，或A=B =1时，Y =0；当A ≠B 时，即A=0、B =1时，或A=1、B =0时，Y =1。异或门逻辑符号中的=1，表明输入变量中有一个“1”时，输出为“1”。而或门中的特征符号是≥1，表示输入变量中有一个“1”或一个以上“1”时，输出即为“1”。
请注意，每一个异或门只有二个输入变量，而异或运算可以对多个输入变量进行，多个变量异或运算的规律读者可以自行总结。
肇 庆 学 院 学院 课实验报告 年级 班 组 实验日期 姓名: 老师评定 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 实验题 实验五 集成逻辑门电路的基本应用 一、实验目的 （一） 熟悉用标准与非门实现逻辑变换的方法。 （二） 学习与非门电路的应用。 （三） 掌握半加器电路结构和逻辑功能。 二、实验仪器和设备 通用微机接口实验系统 微机电源 万用表 74LS00 74LS86 三、实验步骤及内容 （一）利用摩根定理可以对逻辑函数化简或进行逻辑变换。 摩根定律：)( +++C B A = ???C B A )( ???C B A = +++C B A 1、利用与非门组成一个与门的电路设计。与非门的布尔代数表达式为： B A Y ?=，而与门的布尔代数表达式为：B A Z ?=，只要把与非门的输出Y 反 相一次，即可得到与非门的功能：
Z B A =?=Y =B A ? 因此只要用二个与非门即可实现与门的功能。 将测试电路图画在下面空白处，并将测试结果记录 于表2-1。 2、利用与非门组成一个或门的电路设计。或 门的布尔代数表达式为：Z=A+B ，根据摩根定律可 知： Z=A+B =B A ? 因此可以用三个与非门连接起来，即可实现或 门的功能。将测试电路图画在下面空白处，并将测 试结果记录于表2-2。 （二）1、利用与非门完成一个电平“0”的控 制器。电路的输入端接一个1MHZ 的脉冲信号，其输出端只能输出电平为“1”的信号。 2、用奇数个与非门构成环形振荡器，如图2-1所示。振荡频率为：pd nt f 21= ，用示波器观察波形，测量振荡频率，计算与非门的 图2-1 与非门构成环形振荡器 平均延迟时间pd t 。其中，n 是与非门的个数。 V 0
教学要求： 熟练掌握最简单的与、或、非门电路；掌握TTL 门电路、CMOS 门电路特点和逻辑功能（输入输出关系）；掌握TTL 门电路、CMOS 门电路的电气特性；理解TTL 门电路、CMOS 门电路在应用上的区别。了解特殊的门电路，如OC 门，三态门，CMOS 传输门。 教学重点： TTL 门电路的外部特性，逻辑功能、电气特性。CMOS 门电路的外部特性，逻辑功能、电气特性。 2. 1 概述 门电路——用以实现各种基本逻辑关系的电子电路 正逻辑——用1 表示高电平、用0 表示低电平 负逻辑——用0 表示高电平、用1 表示低电子的情况。 2.2 分立元件门电路 2.2.1 二极管的开关特性 图2.2.1二极管静态开关电路及其等效电路 (a)电路图(b) 输入高电平时的等效电路(c)输入低电平时的等效电路
二、动态开关特性在高速开关电路中，需要了解二极管导通与截止间的快速转换过程。 图２.２.２二极管动态开关特性 (a)电路图(b)输入脉冲电压波形(c)实际电流波形 当输入电压U I 由正值U F 跃变为负值U R 的瞬间，V D 并不能立刻截止，而是在外加反向电压UR 作用下，产生了很大的反向电流I R ，这时i D ＝I R ≈- U R ／R ，经一段时间 t rr后二极管V D 才进人截止状态，如图3. 2. 3 (c) 所示。通常将t rr称作反向恢 复时间。产生t rr 的主要原因是由于二极管在正向导通时，P 区的多数载流子空穴大 量流入N 区，N 区的多数载流子电子大量流入P 区，在P 区和N 区中分别存储了 大量的电子和空穴，统称为存储电荷。当U I 由U F跃变为负值U R 时，上述存储 电荷不会立刻消失，在反向电压的作用下形成了较大的反向电流I R ，随着存储电荷 的不断消散，反向电流也随之减少，最终二极管V D 转为截止。当二极管V D 由截 止转为导通时，在P 区和N 区中积累电荷所需的时间远比t rr 小得多，故可以忽略。 2. 2. 2 三极管的开关特性 一、静态开关特性及开关等效电路
实验一与门，或门，异或门的实现 一、实验目的 1.加深了解TTL逻辑门的参数意义。 2.认识各种电路及掌握空闲端处理方法。 3.学会用与非门实现与门，或门，异或门。 二、实验设备 电源，数字电路实验箱，函数信号发生器，数字双踪示波器，74LS00，电线若干 三、实验原理 1.与非门的一个输入端悬空则得到非门的功能，如下图： 2. 3. 4.
四、实验电路 1. 2. 五、实验内容 1.与门的实现 1)引脚14接电源，引脚GND接地。引脚12接B，引脚13接A。这样从引
脚11中输出的即为AB 的非。 2) 引脚1接引脚11的输出，引脚2悬空，这样引脚3中输出的即为AB 的 非的非，即为AB 。 3) 将引脚3接到二极管灯上观察。 2. 或门的实现 1) 引脚14接电源，引脚GND 接地。引脚13接A ，引脚12悬空，这样引脚 11输出A 的非。引脚10接B ，引脚9悬空，这样引脚8输出B 的非。 2) 引脚1接引脚11的输出，引脚2接引脚8的输出，这样引脚3的输出即 为A+B 。 3) 将引脚3接到二极管灯上观察。 3. 异或门的实现 a) 引脚14接电源，引脚GND 接地。引脚13接A ，引脚12悬空，这样 引脚11输出A 非，同理，得到B 非。 b) 根据实验一由A 非和B 得到A _B ，同理得到AB _ 。 c) 根据实验二，得到A _B+AB _ 六、 实验结果 根据二极管灯在不同输入组合下的真值表看，以上实验步骤正确，方法可行。 七、 心得体会 这是第一次数字电路实验，而且还是合作实验，感触颇深。我对数字电路非常好奇，实验尽管不是太难，但由于平时对知识的掌握不够熟练，动手能力欠佳，实验过程中也颇有坎坷。不过最终也算认真地完成这次实验。
第一章数制与码制 1-1 将下列二进制数转换成十进制数。 （1）101101 （2）11011101 （3）0.11 （4）1010101.0011 解：（1）45 （2）221 （3）0.75 （4）85.1875 1-2 将下列十进制数转换成二进制数（小数部分取四位有效数字）。 （1）37 （2）0.75 （3）12.34 （4）19.65 解：（1）100101 （2）0.11 (3)1100.0101 (4)10011.1010 1-3 将下列二进制数转换成十六进制数。 （1）0011 （2）10101111 （3）1001.0101 （4）101010.001101 解：（1）3 （2）AF （3） 9.5 （4） 2A.34 1-4 将下列十六进制数转换成二进制数。 （1）2A （2）123 （3）7F.FF （4）432.B7 解：（1）101010 （2）100100011 （3）1111111.11111111 （4）10000110010.10110111 1-5 将下列十进制数转换成十六进制数（小数部分取一位有效数字）。 （1）43 （2）36.8 （3）6.73 （4）174.5 解：（1）2B （2）24.C （3）6.B （4）AE.8 1-6 将下列十六进制数转换成十进制数。 （1）56 （2）4F.12 （3）2B.C1 （4）AB.CD 解：（1）86 （2）79.0703125 （3）43.75390625 （4）171.80078125 1-7 完成下列各数的转换。 （1）(24.36)10=(00100100.00110110)8421BCD （2）(64.27)10=(10010111.01011010)余3BCD （3）(01011000)8421BCD =(58)10 （4）(10110011.1011)2421BCD=(53.5)10 1-8 写出下列带符号位二进制数所表示的十进制数。 （1）0101 （2）1011 （3）10101 （4）11100 解：（1）+5 （2）-3 （3）-5 （4）-12 1-9 试写出下列十进制数的二进制原码、反码和补码（码长为8）。 （1）+37 （2）-102 （3）+10.5 （4）-38 解：（1）[+37]原 =00100101, [+37] 反=00100101，[+37] 补=00100101 （2）[-102] 原=11100110，[-102] 反=10011001，[-102] 补=10011010 （3）[+10.5] 原=0001010.1，[+10.5] 反=0001010.1，[+10.5] 补=0001010.1 （4）[-38] 原=10100110，[-38] 反=11011001，[-38] 补=11011010
与非门作为与门、非门教案示例与非门作为与门、非门教案示例 （一）教学目的 初步认识与非门可以代替与门、非门。 （二）实验器材 T065或74LS00型二输入端四与非门集成电路两块，100欧定值电阻1只，GD55—2型发光二极管1只，常闭按钮开关两个，一号干电池三节（附电池盒），MG42—20A 型光敏电阻1只。 （三）教学过程 1．复习 我们已经学过了与门、非门、与非门三种门电路，同学们还记得与门、非门、与非门使电路闭合的条件吗？同学们边回答，老师边板书： （与门输入端都是高电位时非门输入端是低电位时与非门只要有一个输入端是低电位） 与非门是最常见的门电路，这是因为不但它本身很有用而且在没有专用的非门、与门时（为了生产、调试的方便与规范，在集成电路产品中没有与门、非门，而只供应与非门），可以用与非门来分别代替它们。今天我们就学习如何把与非门作为与门、非门使用。板书：（第六节与非门作为与门、非门）
2．进行新课 (1)用与非门作为非门 同学们，现在我们研究只应用与非门的一个输入端A （或B），另一个输入端B（或A）空着，这个与非门的 开关条件。 问：把这个与非门的A与低电位相接时，它的输出端 是高电位还是低电位？把它当作一个电路的开关，此时 电路是开的，还是关的？（高电位，关的） 问：把这个与非门的A与高电位相接时，它的输出端 是高电位还是低电位？这个开关电路是开的，还是关的？（低电位，开的） 问：这样使用与非门，这个与非门可不可以看作是个 非门（与本节课复习中的板书呼应）？（可以）板书： （只应用与非门的一个输入端A或输入端B时，这个与非门�'be统闪朔敲拧 学生实验：让学生按课本图15—29连接电路，并说明把电路中的两个与非门都当做非门使用，然后 问：当有光照射到光敏电阻上时，左边的非门的A端 是低电位还是高电位？为什么？（低电位，因为此时光敏电阻的阻值很小）它的输出端（也就是第二个非门的输入端）是高电位还是低电位？（高电位）第二个非门的输出
与非门作为与门、非门教案示例 NAND gate as an example of "and gate" and "F ei gate"
与非门作为与门、非门教案示例 前言：小泰温馨提醒，物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，是当今最精密的一门自然科学学科。本教案根据物理课程标准的要求和针对教学对象是初中生群体的特点，将教学诸要素有序安排，确定合适的教学方案的设想和计划、并以启迪发展学生智力为根本目的。便于学习和使用，本文下载后内容可随意修改调整及打印。 （一）教学目的 初步认识与非门可以代替与门、非门。 （二）实验器材 T065或74LS00型二输入端四与非门集成电路两块，100欧定值电阻1只，GD55—2型发光二极管1只，常闭按钮开关两个，一号干电池三节（附电池盒），MG42—20A型光敏电阻1只。 （三）教学过程 1．复习 我们已经学过了与门、非门、与非门三种门电路，同学们还记得与门、非门、与非门使电路闭合的条件吗？同学们边回答，老师边板书：
（与门输入端都是高电位时非门输入端是低电位时与非门只要有一个输入端是低电位） 与非门是最常见的门电路，这是因为不但它本身很有用而且在没有专用的非门、与门时（为了生产、调试的方便与规范，在集成电路产品中没有与门、非门，而只供应与非门），可以用与非门来分别代替它们。今天我们就学习如何把与非门作为与门、非门使用。板书： （第六节与非门作为与门、非门） 2．进行新课 （1）用与非门作为非门 同学们，现在我们研究只应用与非门的一个输入端A（或B），另一个输入端B（或A）空着，这个与非门的开关条件。 问：把这个与非门的A与低电位相接时，它的输出端是高电位还是低电位？把它当作一个电路的开关，此时电路是开的，还是关的？（高电位，关的） 问：把这个与非门的A与高电位相接时，它的输出端是高电位还是低电位？这个开关电路是开的，还是关的？（低电位，开的）
什么是与门电路 从小巧的电子手表，到复杂的电子计算机，它们的许多元件被制成集成电路的形式，即把几十、几百，甚至成干上万个电子元件制作在一块半导体片或绝缘片上。每种集成电路都有它独特的作用。有一种用得最多的集成电路叫门电路。常用的门电路有与门、非门、与非门。 什么是门电路 “门”顾名思义起开关作用。任何“门”的开放都是有条件的。例如．一名学生去买书包，只买既好看又给买的，那么他的家门只对“好看”与“结实”这两个条件同时具备的书包才开放。 门电路是起开关作用的集成电路。由于开放的条件不同，而分为与门、非门、与非门等等。 与门 我们先学习与门，在这之前请大家先看图15-16，懂得什么是高电位，什么是低电位。 图15-17甲是我们实验用的与用的与门，它有两个输入端Ａ、Ｂ和一个输出端。图15-17乙是它连人电路中的情形，发光二极管是用来显示输出端的电位高低：输出端是高电位，二极管发光；输出端是低电位，二极管不发光。 实验 照图15-18甲、乙、丙、丁的顺序做实验。图中由A、B引出的带箭头的弧线，表示把输入端接到高电位或低电位的导线。每次实验根据二极管是否发光，判定输出端电位的高低。 输入端着时，它的电位是高电位，照图15-18戊那样，让两输人端都空着，则输出瑞的电位是高电位，二极管发光。 可见，与门只在输入端A与输入端Ｂ都是高电位时，输出端才是高电位；输入端Ａ、Ｂ只要有一个是低电位，或者两个都是低电位时，输出端也是低电位。输人端空着时，输出端是高电位。 与门的应用 图15-19是应用与门的基本电路，只有两个输入端Ａ、Ｂ同低电位间的开关同时断开，Ａ与Ｂ才同时是高电位，输出端也因而是高电位，用电器开始工作。 实验
利用与非门设计全加器以及异或门 1.利用与非门设计半加器 2.利用与非门设计全加器 U1B Time 0s 1.0s 2.0s 3.0s 4.0s AN BN SN C Time 0s 0.5s 1.0s 1.5s 2.0s 2.5s 3.0s 3.5s 4.0s AN BN CN-1 SNALL Cnall
3.利用与非门设计异或门 试分析图19-1-2所示电路的逻辑功能。我们先不管半加器是一个什么样的电路，按组合数字电路的分析方法和步骤进行。 a.写出输出逻辑表达式 该电路有两个输出端，属于多输出组合数字电路，电路的逻辑表达式如下 b.列出真值表 半加器的真值表见表19-2。表中两个输入是加数A 0和B 0，输出有一个是和S 0，另一个是进位C 0。 c.给出逻辑说明 半加器是实现两个一位二进制码相加的电路，因此只能用于两个二进制码最低位的相加。因为高位二进制码相加时，有可能出现低位的进位，因此两个加数相加时还要计算低位的进位，需要比半加器多进行一次相加运算。能计算低位进位的两个一位二进制码的相加电路，即为全加器。具体见图19-1-3。 10110111+10010 S 0 C 10C 0B 0A 00+0 01+1 10+1 11+0 0S 0S 0S 0 S (a) 半加运算 (b) 全加运算 图19-1-3 半加和全加的运算规则 半加器和全加器的逻辑符号图见图19-1-4。有两个输入端的是半加器，有 三个输入端的是全加器，Σ代表相加。 A B i i (a) 半加器 (b) 全加器 图19-1-4 半加器和全加器的逻辑符号 4.异或门的构成 异或门是一种十分有用的逻辑门，它实际上就是半加器的求和电路。前面
思考题与习题 1-1 填空题 1）三极管截止的条件是U BE ≤0V。三极管饱和导通的条件是I B≥ I BS。三极管饱和导通的I BS是I BS≥（V CC－U CES）/βRc。 2）门电路输出为高电平时的负载为拉电流负载，输出为低 电平时的负载为灌电流负载。 3）晶体三极管作为电子开关时，其工作状态必须为饱和状态或截止 状态。 4） 74LSTTL电路的电源电压值和输出电压的高、低电平值依次约为 5V、2.7V、 0.5V 。74TTL电路的电源电压值和输出电压的高、低电平值依次约为 5V、2.4V、 0.4V 。 5）OC门称为集电极开路门门，多个OC门输出端并联到一起可实现线与功能。 6） CMOS 门电路的输入电流始终为零。 7） CMOS 门电路的闲置输入端不能悬空，对于与门应当接到高电平，对于 或门应当接到低电平。 1-2 选择题 1）以下电路中常用于总线应用的有 abc 。 A.TSL门 B.OC门 C.漏极开路门 D.CMOS与非门 2）TTL与非门带同类门的个数为N，其低电平输入电流为1.5mA，高电平输入电流为10uA，最大灌电流为15mA，最大拉电流为400uA，选择正确答案N最大为 B 。 A.N=5 B.N=10 C.N=20 D.N=40 3）CMOS数字集成电路与TTL数字集成电路相比突出的优点是 ACD 。 A.微功耗 B.高速度 C.高抗干扰能力 D.电源范围宽 4）三极管作为开关使用时，要提高开关速度，可 D 。 A.降低饱和深度 B.增加饱和深度 C.采用有源泄放回路 D.采用抗饱和三极管 5）对于TTL与非门闲置输入端的处理，可以 ABD 。 A.接电源 B.通过电阻3kΩ接电源 C.接地 D.与有用输入端并联 6）以下电路中可以实现“线与”功能的有 CD 。 A.与非门 B.三态输出门
1 用与非门设计一个四变量表决电路。当变量A、B、C、D 有3个或3个以上为1时输出为Y1输入为其它状态时输出Y0。 2 用与非门设计一个故障指示电路。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 发生故障时红灯亮。写出详细的设计报告。3 利用74LS151选择器实现3输入多数表决器。写出详细的设计报告。4 A、B、C和D四人在同一实验室工作他们之间的工作关系是⑴A到实验室就可以工作⑵B必须C到实验室后才有工作可做⑶D只有A在实验室才可以工作。请将实验室中没人工作这一时间用逻辑表达式表达出来。 5 设计一个解决如下问题的逻辑电路一盏路灯从四个地点A、B、C、D都能独立进行控制。写出详细的设计报告。 6 旅客列车分特快、直快、慢车等三种。它们的优先顺序由高到低依次是特快、直快、慢车。试设计一个列车从车站开出的楼机电路7 试用74LS138实现下列逻辑函数允许附加门电路画出连线图。CAY1 CACABY2 8 用与非门设计一个ABC三人表决电路当表决某个提案时多数人同意提案通过同时A具有否决权。写出详细的设计报告。9 试用74LS151实现逻辑函数画出连线图。1BCAY 2 YABC7531m 10 用与非门设计如下电路在3个输入信号中A的优先权最高B次之C最低它们的输出分别是Y1Y2Y3要求同一时间内只有一个信号输出。如有两个及两个以上的信号同时输入时则只有优先级最高的有
输出。写出详细的设计报告。11 用译码器实现下列逻辑函数画出连线图。1 YABC6543m 2 YABC119531m 12 用逻辑门电路实现以下电路输入一个四位二进制数当输入“1”的个数为偶数输出是“1”当输入“1”的个数为奇数时输出是“0”。 写出详细的设计报告。13 有一密码电子锁锁上有四个锁孔A、B、C、D当按下A和D、或A和C、或B和D时再插入钥匙锁即打开。若按错了键孔当插入钥匙时锁打不开并发出报警信号。要求用74LS151及辅助门电路实现上述功能的电路。写出详细的设计报告。14 用74LS00两片设计血型检测电路要求输出能够指示“输送“和“ 接受”的正确性。AB 代表输血者血型CD 代表受血者血型00为O型01为A型10为B型11为AB型。输出F1可相互输血0不可相互输血。 15 设计一个组合逻辑电路其输入ABCD表示1位8421码十进制数输出为Z。当输入的十进制数能被4整除时Z为1否则为0. 16 用74LS00一片设计一个燃油锅炉自动报警器。要求燃油喷嘴在开启状态下如锅炉水温或压力过高则发出报 警信号。A、B、C表示开关、水温、压力A1开关打开A0开关关闭。B、C1表示水温、压力过高B、C0表示水温、压力正常。输出FF0正常F1报警。17 交通灯有红、黄、绿三色。只有当其中一只亮时为正常其余状态均为故障。试利用中规模集成八选一数据选择器74LS151及辅助门电路设计一个交通灯故障报警电路。写出详细的设计报告。18 用
TTL 门电路的外部特性，逻辑功能、电气特性。CMOS 门电路的外部特性，逻辑功能、电气特性。 2. 1 概述 门电路——用以实现各种基本逻辑关系的电子电路 正逻辑——用1 表示高电平、用0 表示低电平 负逻辑——用0 表示高电平、用1 表示低电子的情况。 2.2 分立元件门电路 2.2.1 二极管的开关特性 图2.2.1二极管静态开关电路及其等效电路 (a)电路图(b) 输入高电平时的等效电路(c)输入低电平时的等效电路
二、动态开关特性在高速开关电路中，需要了解二极管导通与截止间的快速转换过程。 图２.２.２二极管动态开关特性 (a)电路图(b)输入脉冲电压波形(c)实际电流波形 当输入电压U I 由正值U F 跃变为负值U R 的瞬间，V D 并不能立刻截止，而是在外加反向电压UR 作用下，产生了很大的反向电流I R ，这时i D ＝I R ≈- U R ／R ，经一段时间 t rr后二极管V D 才进人截止状态，如图3. 2. 3 (c) 所示。通常将t rr称作反向恢 复时间。产生t rr 的主要原因是由于二极管在正向导通时，P 区的多数载流子空穴大 量流入N 区，N 区的多数载流子电子大量流入P 区，在P 区和N 区中分别存储了 大量的电子和空穴，统称为存储电荷。当U I 由U F跃变为负值U R 时，上述存储 电荷不会立刻消失，在反向电压的作用下形成了较大的反向电流I R ，随着存储电荷 的不断消散，反向电流也随之减少，最终二极管V D 转为截止。当二极管V D 由截 止转为导通时，在P 区和N 区中积累电荷所需的时间远比t rr 小得多，故可以忽略。 2. 2. 2 三极管的开关特性 一、静态开关特性及开关等效电路
基于与非门的加法器设计 杨吕鹏张光银邓文俊 指导教师：周鹰 摘要：本项目设计了一个基于与非门电路的简易加法器。该加法器使用74HC00N 芯片，实现输入范围为－3～＋3的加法功能，并通过共阴数码管显示最终运算 结果。 该系统分为“输入模块”、“运算模块”、“译码显示模块”三部分。通过“输入模块”向“运算模块”输入两个加数分别对应的补码，之后将运算结果传输到“译码显示模块”，转换成结果对应的七位二进制码，控制的七段数码管显示结果。 关键词：与非门，加法器，译码器，数码管，74HC00N 1 需求及电路说明 1.1电路功能与要求： 实现－3～＋3范围内任意两个整数的加法运算。只能使用与非门，并用数码管显示结果。 1.2输入定义： 本系统使用5.24V（移动电源电压，5-6V均可）驱动，并采用两个四位拨码开关实现输入两个加数对应的二进制补码的目的。每个拨码开关作为一个加数，并且定义每个拨码开关是从左到右是低位到高位，开关闭合代表该二进制位是1，断开是0。逻辑电路图中定义的输入变量按高位到低位排列是 A3,A2,A1,A0;B3,B2,B1,B0。 1.3输出定义： 本系统的最终输出是两个七段共阴数码管上的数字，其中一个显示管显示数字，另一个显示正负号。
2系统方案 2.1设计原理 加法器的总体参考方案框图如图2-1所示。它包括“输入模块”、“运算模块”、“译码显示模块”三部分组成。 图 2-1加法器系统原理框图 2.2设计方案与论证 2.2.1 输入模块 输入模块这部分我们采用拨码开关来实现四位二进制补码的输入。电源使用输出电压为5.24V 的移动电源。 经实测，5.24V 满足74HC00N 最低高态输入电压的条件，拨码开关在接入上拉电阻后也能满足向74HC00N 输入高低电平的需求。 2.2.2运算模块 对于运算部分的设计，我们有以下三种方案： 方案一：设计一种电路，当用户输入两组4位二进制码之后，能直接输出其对应的计算结果（如图2-4）。 图2-4 直接输出对应结果的加法器
什么是与门电路及与非门电路原理？ 什么是与门电路 从小巧的电子手表，到复杂的电子计算机，它们的许多元件被制成集成电路的形式，即把几十、几百，甚至成干上万个电子元件制作在一块半导体片或绝缘片上。每种集成电路都有它独特的作用。有一种用得最多的集成电路叫门电路。常用的门电路有与门、非门、与非门。 什么是门电路 “门”顾名思义起开关作用。任何“门”的开放都是有条件的。例如．一名学生去买书包，只买既好看又给买的，那么他的家门只对“好看”与“结实”这两个条件同时具备的书包才开放。 门电路是起开关作用的集成电路。由于开放的条件不同，而分为与门、非门、与非门等等。 与门 我们先学习与门，在这之前请大家先看图15-16，懂得什么是高电位，什么是低电位。 图15-17甲是我们实验用的与用的与门，它有两个输入端Ａ、Ｂ和一个输出端。图15-17乙是它连人电路中的情形，发光二极管是用来显示输出端的电位高低：输出端是高电位，二极管发光；输出端是低电位，二极管不发光。
实验 照图15-18甲、乙、丙、丁的顺序做实验。图中由A、B引出的带箭头的弧线，表示把输入端接到高电位或低电位的导线。每次实验根据二极管是否发光，判定输出端电位的高低。 输入端着时，它的电位是高电位，照图15-18戊那样，让两输人端都空着，则输出瑞的电位是高电位，二极管发光。 可见，与门只在输入端A与输入端Ｂ都是高电位时，输出端才是高电位；输入端Ａ、Ｂ只要有一个是低电位，或者两个都是低电位时，输出端也是低电位。输人端空着时，输出端是高电位。 与门的应用
图15-19是应用与门的基本电路，只有两个输入端Ａ、Ｂ同低电位间的开关同时断开，Ａ与Ｂ才同时是高电位，输出端也因而是高电位，用电器开始工作。 实验 照图15-20连接电路。图中输入端与低电位间连接的是常闭按钮开关，按压时断开，不压时接通。 观察电动机在什么情况下转动。 如果图15-20的两个常闭按钮开关分别装在汽车的前后门，图中的电动机是启动汽车内燃机的电动机，当车间关紧时常闭按钮开关才能被压开，那么这个电路可以保证只有两个车门都关紧时汽车才能开动。 与非门,与非门是什么意思 DTL与非门电路: 常将二极管与门和或门与三极管非门组合起来组成与非门和或非门电路，以消除在串接时产生的电平偏离， 并提高带负载能力。
与非门作为与门、非门教案示例 详细介绍： （一）教学目的初步认识与非门可以代替与门、非门。（二）实验器材T065或74LS00型二输入端四与非门集成电路两块，100欧定值电阻1只，GD55—2型发光二极管1只，常闭按钮开关两个，一号干电池三节（附电池盒），mG42—20A型光敏电阻1只。（三）教学过程1．复习我们已经学过了与门、非门、与非门三种门电路，同学们还记得与门、非门、与非门使电路闭合的条件吗？同学们边回答，老师边板书：（与门输入端都是高电位时非门输入端是低电位时与非门只要有一个输入端是低电位）与非门是最常见的门电路，这是因为不但它本身很有用而且在没有专用的非门、与门时（为了生产、调试的方便与规范，在集成电路产品中没有与门、非门，而只供应与非门），可以用与非门来分别代替它们。今天我们就学习如何把与非门作为与门、非门使用。板书：（第六节与非门作为与门、非门）2．进行新课用与非门作为非门同学们，现在我们研究只应用与非门的一个输入端A（或B），另一个输入端B （或A）空着，这个与非门的开关条件。问：把这个与
非门的A与低电位相接时，它的输出端是高电位还是低电位？把它当作一个电路的开关，此时电路是开的，还是关的？（高电位，关的）问：把这个与非门的A与高电位相接时，它的输出端是高电位还是低电位？这个开关电路是开的，还是关的？（低电位，开的）问：这样使用与非门，这个与非门可不可以看作是个非门（与本节课复习中的板书呼应）？（可以）板书：（只应用与非门的一个输入端A或输入端B时，这个与非门�'be统闪朔敲拧a9 学生实验：让学生按课本图15—29连接电路，并说明把电路中的两个与非门都当做非门使用，然后问：当有光照射到光敏电阻上时，左边的非门的A端是低电位还是高电位？为什么？（低电位，因为此时光敏电阻的阻值很小）它的输出端（也就是第二个非门的输入端）是高电位还是低电位？（高电位）第二个非门的输出端是高电位，还是低电位？发光二极管是亮，还是不亮？（低电位，不亮）问：没有光照射光敏电阻时，左边的非门的A端是低电位还是高电位？为什么？（高电位，因为此时光敏电阻的阻值很大，A端是空着的）它的输出端（也就是第二个非门的输入端）是高电位还是低电位？（低电位）第二个非门的输出端是高电位还是低电位？（高电位）发光二极管亮还是不亮？（亮）好了，同学们开始实验，检验一下我们的分析是否正确。实验后，老师点明，这实际是夜明灯（发光二
目录 引言 (1) 1仅原变量下用与非门实现逻辑函数的原理及其方法 (1) 1.1卡诺图和公式法来实现逻辑函数 (1) 1.2利用阻塞项在卡诺图上实现逻辑函数 (2) 2实例 (3) 3两种方法比较 (6) 结束语 (6) 参考文献 (7) 英文翻译 (7) 致谢 (7)
原变量下用最少与非门实现逻辑函数 摘要：逻辑函数的形式及其最简程度直接决定数字系统的可靠性及其经济成本。在只有原变量的情况下，用最少的与非门实现逻辑函数不易产生竞争冒险现象，便于节约数字系统成本。本文给出了仅原变量下采用与非门实现逻辑函数的两种方法，即利用卡诺图和公式法来实现及利用阻塞项在卡诺图上来实现，并结合具体实例加以说明，论证了后一种方法的简捷性和一般性。利用这种小规模集成电路实现逻辑函数在提高数字系统的工作速度、降低功耗等方面有重要的意义。 关键词：原变量； 与非门； 卡诺图； 逻辑函数 引言 对逻辑函数表达式的化简、变换是组合逻辑电路设计的重要步骤。逻辑函数形式及其最简程度直接决定所设计系统的可靠性、经济成本。在输入仅有原变量情况下，用最少与非门实现逻辑函数能够减少器件种类、器件数量，可以提高电路工作速度、降低功耗且不易产生竞争冒险现象，具有较高的现实意义。 1 仅原变量下用与非门实现逻辑函数的原理及其方法 在限定只有原变量情况下，实现逻辑函数就需把逻辑函数的表达式变换成与非形式且表达式中仅出现原变量。这种变换可以用两种方法实现，其一是利用卡诺图和公式法来实现[2]；其二是利用阻塞项在卡诺图上实现逻辑函数[4]。其原理和具体方法结合实例进行说明。 已知逻辑函数表达式()()∑=14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,,,m D C B A Y 要求在只有原变量输入、用最少与非门实现逻辑函数。 1.1卡诺图和公式法来实现逻辑函数 用这种方法实现逻辑函数的基本步骤是：首先，用卡诺图化简该逻辑函数，要求得到最简与—或式[1]。逻辑函数Y 的卡诺图及其化简包围圈如1.1图所示。
标准文档 目录 引言 (1) 1仅原变量下用与非门实现逻辑函数的原理及其方法 (1) 1.1卡诺图和公式法来实现逻辑函数 (1) 1.2利用阻塞项在卡诺图上实现逻辑函数 (2) 2实例 (3) 3两种方法比较 (6) 结束语 (6) 参考文献 (7) 英文翻译 (7) 致谢 (7)
原变量下用最少与非门实现逻辑函数 摘要：逻辑函数的形式及其最简程度直接决定数字系统的可靠性及其经济成本。在只有原变量的情况下，用最少的与非门实现逻辑函数不易产生竞争冒险现象，便于节约数字系统成本。本文给出了仅原变量下采用与非门实现逻辑函数的两种方法，即利用卡诺图和公式法来实现及利用阻塞项在卡诺图上来实现，并结合具体实例加以说明，论证了后一种方法的简捷性和一般性。利用这种小规模集成电路实现逻辑函数在提高数字系统的工作速度、降低功耗等方面有重要的意义。 关键词：原变量； 与非门； 卡诺图； 逻辑函数 引言 对逻辑函数表达式的化简、变换是组合逻辑电路设计的重要步骤。逻辑函数形式及其最简程度直接决定所设计系统的可靠性、经济成本。在输入仅有原变量情况下，用最少与非门实现逻辑函数能够减少器件种类、器件数量，可以提高电路工作速度、降低功耗且不易产生竞争冒险现象，具有较高的现实意义。 1 仅原变量下用与非门实现逻辑函数的原理及其方法 在限定只有原变量情况下，实现逻辑函数就需把逻辑函数的表达式变换成与非形式且表达式中仅出现原变量。这种变换可以用两种方法实现，其一是利用卡诺图和公式法来实现[2]；其二是利用阻塞项在卡诺图上实现逻辑函数[4]。其原理和具体方法结合实例进行说明。 已知逻辑函数表达式()()∑=14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,,,m D C B A Y 要求在只有原变量输入、用最少与非门实现逻辑函数。 1.1卡诺图和公式法来实现逻辑函数 用这种方法实现逻辑函数的基本步骤是：首先，用卡诺图化简该逻辑函数，要求得到最简与—或式[1]。逻辑函数Y 的卡诺图及其化简包围圈如1.1图所示。