8.3 基本逻辑门电路和复合逻辑门电路.ppt

“异或”门真值表 ：
A
B
F AB
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
.
17
2.2.3 同或门
“异或”运算之后再进行“非”运算，则称为 “同或”运算。实现“同或”逻辑运算的逻辑电 路称为同或门。
同或门的逻辑关系表达式为：
F A e B A B A B A B
同或门的逻辑符号 ：
“同或”门真值表 ：
.
14
2.2.1 与非门
“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。
F A B
与非门的逻辑关系表达式为：
与非门的逻辑符号 ：
“与非”门真A值表 ： B
0
0
F AB 1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
.
15
2.2.2 或非门
“或”运算后再进行“非”运算的复合运算称为
.
2
在逻辑代数中，最基本的逻辑运算有与、或、非三 种。
最基本的逻辑关系有三种：与逻辑关系、或逻辑关 系、非逻辑关系。
实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的单元电路 称为逻辑门电路。
.
3
2.1.1 与门
实现“与”运算的电路称为与逻辑门，简称与门 。 逻辑与运算可用开关电路中两个开关相串联的例
.
26
TTL系列速度及功耗的比较:
速度
TTL 系列
最快
第二章 逻辑门
内容提要：
（1）数字电路的基本逻辑单元——门电路，及其
对应的逻辑运算与图形描述符号 。 （2）三态逻辑门和集电极开路输出门 。 （3）TTL集成门的逻辑功能、外特性和性能参数 。 （4）CMOS集成门的逻辑功能、外特性和性能参数。

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解
8.1逻辑代数基础知识
二进制整数转换为十六进制数的方法是：将二进制整数从最低 位开始，每四位一组，将每组都转换为一位的十六进制数。 例8-3 写出二进制数10011101010的十六进制表示。 解 因为 0100 1110 1010 ↓ ↓ ↓ 4 E A 所以，（10011101010）2=（4EA）16 ②十六进制整数转换为二进制数 十六进制整数转换为二进制数的方法是：将十六进制整数的每 解 因为 3 B 9 ↓ ↓ ↓
8.1逻辑代数基础知识
第三步：根据题义及上述规定列出函数的真值表如表8-8所示。 一般地说，若输入逻辑变量A、B、C„的取值确定以后，输出 逻辑变量L的值也唯一地确定了，就称L是A、B、C的逻辑函 数，写作： L=f（A，B，C„） 逻辑函数与普通代数中的函数相比较，有两个突出的特点： （1）逻辑变量和逻辑函数只能取两个值0和1。 （2）函数和变量之间的关系是由“与”、“或”、“非”三 种基本运算决定的。 2．逻辑函数的表示方法 逻辑函数的表示方法主要有三种，它们是真值表、函数表达 式和逻辑图。
8.1.1概述
逻辑代数是一种描述客观事物间逻辑关系的数学方法，它是英 国数学家乔治•布尔创立的，所以又称布尔代数，该函数表达 式中逻辑变量的取值和逻辑函数值都只有两个值，即0和1。这 两个值不具有数量大小的意义，仅表示客观事物的两种相反的 状态，如开关的闭合与断开；晶体管的饱和导通与截止；电位 的高与低；真与假等。数字电路在早期又称为开关电路，因为
第八章 门电路和组合逻辑电路
8.1逻辑代数基础知识 8.2基本逻辑门电路 8.3组合逻辑电路的分析与设计 8.4常用组合逻辑器件
8.1逻辑代数基础知识
数字电路是电子电路中的一类，它与模拟电路不同，数字电路 处理的信号是离散变化的脉冲信号，而模拟电路处理的是连续 变化的模拟信号。因为逻辑代数是分析和研究数字逻辑电路的 基本工具，而逻辑门电路是构成数字电路的基本单元，故本章 在介绍了逻辑代数的基础知识后，讲述了逻辑门电路及其构成， 最后介绍了组合逻辑电路的分析和设计方法以及常用的中小规 模组合逻辑器件。

7
1
教材分析
——重点与难点
教学重点：理解基本逻辑概念，熟记逻辑 符号、真值表、逻辑表达式、运算规则 教学难点：逻辑表达式与运算
8
1
教材分析
——教学目标
知识目标：通过理论学习，让学生熟练掌握逻辑表达式、逻辑符
号、运算规则及真值表。
能力目标：通过学习，学生能记住并写出表达式和相应的真值表，
并能进行简单的逻辑运算。
情感目标：学生通过学习逻辑门电路，可以在掌握后收获成就感，
这对于每一个学生的自信心将是极大的提升；同时，学习必须一丝
不苟，这样可以培养学生的细心和耐心，端正学习态度才能最终学
到知识。
9
2
教法设计--教学理念
86%
中职教育的根本就是为学生就业服务。所以，我们在
教学中必须通过理论学习，加强实践，突出专86业%训练，
4
教学过程 --过程设计
2 新课探讨 （2）巩固练习 学生通过课堂练习加深对所学内容的理解， 通过练习得到提高。
添加标题
（添3）加归标纳题小结 结合教学重难点，归纳课堂小结并用添表加格标进题
行对比。
16
5
教学反思
本课通过讲授法及演示法进行理论学习，让学生掌握了较重要的理论 知识，为学生后面章节的学习打下来坚实的基础。在授课中能让学生 了解到逻辑运算的丰富内涵，激发学生的兴趣，为后面的复合门电路 实训奠定基础。这对于动手能力强的他们来说，能初步入门到一个新 领域将是无比美妙的事，也能带领他们进入逻辑电路设计创造的新世 界，促使他们不断开阔进取。同时，作为教师应当给予更多的鼓励和 支持，激发学生的创作热情。
（添1）加三标种题基本逻辑运算和逻辑门的学习（教学重点和添难加点标） 题

A
A 0 1
F 1 0
有0出1 有1出0
1
F
A F
非门
非门的波形为：
第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路 8.1 逻辑代数及逻辑门电路
(二)复合逻辑运算及其复合门
用两个以上基本运算构成的逻辑运算。包括与非、或非、与或非、异 或和同或运算。和三个基本运算一样，它们都有集成门电路与之对应。 真值表（除与或非运算外）
F 1 0 0 1
两个变量取相同值时，输出为1；取不同值时，输出为0
同或逻辑
第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路 8.2 组合逻辑电路
例8-13 分析图8-33所示电路的逻辑功能。
ABC A ABC B ABC C
解 ① 写出逻辑表达式并化简
ABC B ABC A ABC C
第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路
• 本章的主要内容：
1)基本逻辑运算及逻辑门电路 2)逻辑代数的基本运算法则、公理、定理，逻辑关 系式的化简 3)组合逻辑电路的分析及设计 4)加法器、编码器、译码器逻辑功能分析 重点：逻辑关系式的化简及组合逻辑电路的分析和 设计
第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路 8.1 逻辑代数及逻辑门电路
F ABC BD BD F A C D BD BD
CD AB 00
BD
01 1 5 13 1 1 3 7 15 11
11 2 1 1 6 14 10
10
00 01 11 10
0 4 12 8
1
1
1
ACD
AB C
1
9
1
BD
第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路 8.2 组合逻辑电路
第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路 8.1 逻辑代数及逻辑门电路

二.基本逻辑门
1.与逻辑、与门及其表达方式
与逻辑定义：决定事物的所有条件都具备后， 结果才会发生且一定发生。
开关断开、灯不亮 开关部分闭合、灯不亮 开关都闭合、灯才亮
开关闭合---条件
灯亮---结果
实验图 演示实验：（用74LS08）
与门真值表
A B Y
0 0
0 1
1
1
0
1
ห้องสมุดไป่ตู้
集成与门电路
规律： “有0出0，全1为1” 与逻辑表达式： Y=A· B=AB
真值表略（共16组，只有“1111”为“1”）
根据“全1为1”找到关键处，其余均为0
小结：与逻辑表达式 Y=AB
作业：P83 (1)
复习旧知
•
把下列十进制转换成二进制 (35)10
• (23)10
8.3 与逻辑、与门电路及其表 示方式
本节重点！ 与门的基本逻辑关系
一.解释几个专有名词
逻辑：（指事物的）客观规律 逻辑关系：事物变化的因果关系，即“条 件”与“结果”关系 逻辑变量：用取值只有两个（0、1）的变量 描述事物两种对立的关系。如：高低、开关 逻辑电路：数字电路中，能将输入信号作 为条件，使输出信号能反应结果的电路
与门波形图
与门电路的输入可以不止两个：他们 的逻辑表达式为：Y=ABC
A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 Y
课堂练习：
根据图示74LS21外引脚写出逻辑表达式、真值表、 画图形符号，根据所给输入波形画输出波形
逻辑表达式：Y=ABCD

基于可编程逻辑阵列的实现
可编程逻辑阵列（PLA）是一种 可编程的集成电路，通过编程可 以实现任意复杂的数字逻辑电路。
PLA由多个可编程的逻辑宏单元 组成，通过宏单元的组合可以实
现各种逻辑功能。
PLA具有高集成度、高可靠性、 低功耗等特点，广泛应用于数字
系统设计。
06 逻辑门电路的性能参数
电压和电流参数
锁存器在电路中起到暂存数据的作用， 可以用于实现数据总线、地址总线等。
锁存器通常由多个与门、非门和或非 门组成，通过控制信号控制数据的存 储和输出。
05 逻辑门电路的实现
基于晶体管的实现
晶体管作为基本电子元件，具 有开关特性，可以用于实现逻 辑门电路。
基本逻辑门电路如与门、或门、 非门等都可以通过晶体管组合 实现。
静态功耗
指逻辑门电路在没有输入信号时的功耗，主 要由电路内部的漏电流产生。
动态功耗
指逻辑门电路在执行逻辑操作时的功耗，主 要由输入和输出电流以及电压的变化产生。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
控制电路
逻辑门电路也广泛应用于各种 控制电路中，如电机控制、灯
光控制、报警系统等。
02 基本逻辑门电路
AND门
总结词
当所有输入都为高电平时，输出才为高电平。
详细描述
AND门是逻辑门电路中的基本门之一，其输出信号仅在所有输入信号都为高电 平时才为高电平。在电路实现中，通常使用与门芯片来实现AND门的逻辑功能。
深入详解逻辑门电路
contents
目录
• 逻辑门电路概述 • 基本逻辑门电路 • 复合逻辑门电路 • 特殊逻辑门电路 • 逻辑门电路的实现 • 逻辑门电路的性能参数

真值表
A3 A 2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 Y9 Y8 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
D1 D2 导通 导通
F=AB
A
导通 截止 截止 导通 截止 截止
&
B
F
与门的逻辑功能可概括为：输入有0，输出为0； 与门的逻辑功能可概括为：输入有0 输出为0 输入全1 输出为1 输入全1，输出为1。
F=AB
逻辑与（逻辑乘）的运算规则为：
0⋅0 = 0
0 ⋅1 = 0
1⋅ 0 = 0
1⋅1 = 1
F=A+B
逻辑或（逻辑加）的运算规则为：
0+0=0
0 +1= 0
1+ 0 = 0
1+1=1
或门的输入端也可以有多个。下图为一个三输入或门电 路的输入信号A、B、C和输出信号F的波形图。
A B C F
8.1.3非门 8.1.3非门
决定某事件的条件只有一个，当条件出现时事件不发生，而 条件不出现时，事件发生，这种因果关系叫做非逻辑。 实现非逻辑关系的电路称为非门，也称反相器。 +3V
对数字信号进行传输、 处理的电子线路称为 数字电路。
8.1 逻辑门电路
逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑 运算的电子电路。简称门电路。 基本和常用门电路有与门、或门、非门 （反相器）、与非门、或非门、与或非门和 异或门等。 逻辑0和1： 电子电路中用高、低电平来 表示。 获得高、低电平的基本方法：利用半导 体开关元件的导通、截止（即开、关）两种 工作状态。

间歇故障
由元器件老化、温度变化等引起的时好时坏的故障。
瞬态故障
由电磁干扰、静电放电等引起的短暂性故障。
故障诊断方法和技术
直观检查法
通过直接观察电路元器 件、连接线等是否异常
来判断故障。
逻辑笔测试法
利用逻辑笔测试电路各 点的逻辑状态，通过对
比分析找出故障。
替换法
用好的元器件替换怀疑 有问题的元器件，观察
寄存器传输控制电路设计
寄存器选择电路设计
根据控制信号选择相应的寄存器进行数据传输。
数据传输控制电路设计
控制数据的输入、输出以及寄存器之间的数据 传输。
时序控制电路设计
产生时序信号，控制寄存器传输操作的时序关系。
06 故障诊断与可靠性考虑
常见故障类型及原因
永久故障
由元器件损坏、电路连接错误等引起的不可恢复的故障。
门电路及组合逻辑电路
contents
目录
• 门电路基本概念与原理 • 基本门电路分析与设计 • 组合逻辑电路分析方法 • 常见组合逻辑功能模块介绍 • 组合逻辑电路设计实例分析 • 故障诊断与可靠性考虑
01 门电路基本概念与原理
门电路定义及作用
门电路定义
门电路是数字逻辑电路的基本单元，用于实现基本的逻辑运算功能。
定期维护和检测
对电路进行定期维护和检测，及时发现并处 理潜在故障。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
通过求补码的方式实现二进制数的减法运算，同 样需要使用基本逻辑门电路。
乘法器设计
将乘法运算转换为加法和移位操作，通过组合逻 辑电路实现乘法功能。
比较器设计
等于比较器
比较两个输入信号是否相等，输出相应的电平信号。

在电路中的应用。
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表， 解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规 则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功 能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门 电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪 对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电 路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频 率、幅度等），重复步骤3， 观察并记录输出信号的变化情
THANKS
感谢观看
低功耗设计有助于提高电路效率和延长设 备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提 高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多 信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可 以驱动的同类型门电路的输入 端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动 能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动 能力和带负载能力，对于复杂数字 系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用， 如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其 对应的真值表，解释不同输入下

Y
参考答案
（2）与逻辑关系表达式
：
输入变量与输出的函数表达式是？
Y = A
·
B
（3）逻辑功能
：
应用： 用来判断几个条件是否完全具备 例：厕所里的声光控开关。 条件：
结果：
全1出1 ， 有0出0
课堂作业 请写出如下门电路的真值表， 并分析其逻辑功能。
A B C
• 提示: • 1、该电路是那一种逻辑门电路中的， 有什么逻辑功能？ • 2、该逻辑门电路有几个输入端，列 举出对应的各个输入状态下的输出状 态。
&
Y
课堂作业效对
输 A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 出
课堂小结：
• 1、与门逻辑电路的符号，注意与的 写法。 • 2、与逻辑电路的真值表。 • 3、分析真值表，描述逻辑功能。 • 4、根据真值表些逻辑函数表达式， 其实质就是逻辑乘。
基本逻辑门电路
作者：王亿刚
2007.11.10
基本逻辑门电路
• 教学目标： • 知识点：熟练掌握与门基本逻辑门 电路的基本概念、逻辑符号、真值 表、逻辑函数表达式，理解各门电 路的逻辑功能。 • 能力点：能够正确应用基本逻辑门 电路联系实际问题。 • 德育点：一分为二的看待问题。
数字信号:
通常把脉冲的出现或消失用 1和 0来 表示，这样一串脉冲就变成由一串1和0 组成的代码，这种信号称为数字信号。
• 课后作业： • 1、P237 第2题 • 2、用对比学习法，预习或逻辑 门、非逻辑门电路。
结束！
若规定高电平(3~5V)为逻辑1，低电 平(0~0.4V)为逻辑0，称为正逻辑。反之， 则称为负逻辑。

8.3 组合逻辑电路的设计 组合逻辑电路的设计步骤：
（1） 分析实际情况是否能用逻辑变量来表示。一般能用逻辑变量来表示的事 物只具有二值性，如行与不行、高与低、赞成与反对等。
（2） 确定输入、输出逻辑变量并用逻辑变量字母表示，作出逻辑规定。 （3）根据实际情况列出所有输入变量在不同情况下的逻辑真值表。 （4）根据逻辑真值表写出逻辑表达式并化简，有时还要根据特定的逻辑集成 电路作一定的逻辑变换。 （5）画出逻辑电路图，并标明使用的集成电路和相应的引脚。 （6）根据逻辑电路图焊接电路，调试并进一步验证逻辑关系是否与实际情况 相符。
Y A BC A BC
可见，变换后只用一块集成与非门电路就可实现以上逻辑功能。
（5）画出逻辑电路图，并标明集成电路的型号和相应的引脚。
课堂思考： 1.设计组合逻辑电路一般要经过哪几个步骤？ 2.设计一个故障显示电路，要求如下:两台电动机同时工作，绿灯亮;其中一台 电动机有故障时，黄灯亮;两台电动机都有故障时，红灯亮。 （1）写出真值表 （2）写出表达式 （3）画出逻辑电路图
由以上分析，确定输入变量有3个，即小组组长和2名组员，分别用变量A表示 组长，B表示组员甲，C表示组员乙，并设逻辑变量取1表示同意，0表示不同意； 输出变量1个，用Y表示事物决议的最终结果，并设逻辑变量取1表示通过， 0表示不通过。
（3）根据实际情况列出所有输入变量在不同情况下的逻辑真值表。
逻辑真值表
例8.2 请用组合逻辑电路实现某小组的事务决议投票功能。设该小组有组长 1名，组员2名，对于小组事务的决议如果组长同意，则不论组员是否同意，决 议通过；如果组长不同意，但2名组员都同意，则决议也可通过。
（1）分析实际情况是否能用逻辑变量来表示。 小组组员和组长对某事务进行决议的态度有同意和不同意2种，而事物决议的 最终结果也有通过和不通过2种，符合逻辑变量的二值性要求。因此，可用逻辑 电路来实现。 （2）确定输入、输出逻辑变量并用逻辑变量字母表示。