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电子技术基础门电路及组合逻辑电路

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电子课件电子技术基础第六版第六章门电路及组合逻辑电路可编辑全文

电子课件电子技术基础第六版第六章门电路及组合逻辑电路可编辑全文

1. 逻辑函数的表达方式 逻辑电路的功能可用逻辑函数来表述。对于某一实际问题 的功能要求，如果以逻辑自变量（原因）作为输入，以逻辑 因变量（结果）作为输出，那么当输入量的取值确定后，输 出量便随之确定，这种输出与输入之间的函数关系就称为逻 辑函数。
逻辑函数除可以用逻辑函数表达式（逻辑表达式）表示以 外，还可以用相应的真值表以及逻辑电路图来表示。真值表 与前述基本逻辑关系的真值表类似，就是将各个变量取真值 （0 和 1）的各种可能组合列写出来，得到对应逻辑函数的真 值（0 或 1）。逻辑电路图（逻辑图）是指由基本逻辑门或复 合逻辑门等逻辑符号及它们之间的连线构成的图形。
TTL 集成“与非”门的外形和引脚排列 a）外形 bOS 集成门电路以绝缘栅场效应管为基本元件组成， MOS 场效应管有 PMOS 和NMOS 两类。CMOS 集成门电路 是由 PMOS 和 NMOS 组 成的互补对称型逻辑门电路。它具 有集成度更高、功耗更低、抗干扰能力更强、扇出系数更大 等优点。
三、其他类型集成门电路
1. 集电极开路与非门（OC 门） 在这种类型的电路内部，输出三极管的集电极是开路的， 故称集电极开路与非门，也称集电极开路门，简称 OC 门。
OC 门 a）逻辑符号 b）外接上拉电阻
74LS01 是一种常用的 OC 门，其外形和引脚排列如图所 示。
74LS01 的外形和引脚排列 a）外形 b）引脚排列
2. 主要参数 TTL 集成“与非”门的主要参数反映了电路的工作速度、抗 干扰能力和驱动能力等。
TTL 集成“与非”门的主要参数
TTL 集成“与非”门具有广泛的用途，利用它可以组成很多 不同逻辑功能的电路，其外形和引脚排列如图所示。如 TTL“ 异或”门就是在 TTL“与非”门的基础上适当地改动和组合而成 的；此外，后面讨论的编码器、译码器、触发器、计数器等 逻辑电路也都可以由它来组成。
门电路和组合逻辑电路

门电路和组合逻辑电路


-U
(2) 工作原理 12V
“或” 门逻辑状态表
A B CY
00 00 01 01 10 10 11 11
00 11 01 11 01 11 01 11
输入A、B、C有一个为“1”，输出 Y 为“1”。
输入A、B、C全为低电平“0”，输出 Y 为“0”。
2021/7/17
6
2. 或门电路
逻辑表达式： Y=A+B+C
2021/7/17
2
电平的高低
UCC
一般用“1”和
“0”两种状态
区别，若规定
高电平为“1”，
低电平为“0”
则称为正逻辑。
反之则称为负 逻辑。若无特 0V
殊说明，均采
用正逻辑。
2021/7/17
高电平 1
低电平 0
3
1. 与 门电路
(1) 电路
03V A
DA
DB
03V B
03V C
DC
+U 12V R
在数字电路中，常用的组合电路有加法器、 编码器、译码器、数据分配器和多路选择器 等。下面几节分别介绍这几种典型组合逻辑 电路的使用方法。
2021/7/17
38
加法器
二进制
十进制：0~9十个数码，“逢十进一”。 在数字电路中，为了把电路的两个状态 (“1”
态和“0”态)与数码对应起来，采用二进制。 二进制：0，1两个数码，“逢二进一”。
26
12. 2. 2 组合逻辑电路的设计
根据逻辑功能要求 设计 逻辑电路
设计步骤如下： (1) 由逻辑要求，列出逻辑状态表 (2) 由逻辑状态表写出逻辑表达式 (3) 简化和变换逻辑表达式 (4) 画出逻辑图
电工与电子技术组合逻辑电路

电工与电子技术组合逻辑电路


2．交换律
A + B = B + A AB = BA 3．结合律
A + B + C = (A + B) + C = A + (B + C) (AB)C = A(BC) 4．分配律
A(B + C) = AB + AC A + BC = (A + B) (A + C)
5．吸收律 A + AB = A A(A + B) = A
第9章 门电路和组合逻辑电路
9.1逻辑代数
9.1.1 基本逻辑运算 用1表示逻辑“真”，用0表示逻辑“假” 若规定高电平为1，低电平为0，称为正逻辑系统。 若规定低电平为1，高电平为0，则称为负逻辑系统。 本书中采用的都是正逻辑系统 实际电路中，电平值≥2.4V，是高电平，逻辑值是1； 电平值≤0.4V，是低电平 ，逻辑值是0。
当输入某一个十进制数码时，只要使相应的输入端为高电平，
其余各输入端均为低电平，编码器的4个输出端Y3Y2Y1Y0就将出 现一组相应的二进制代码
8421BCD编码器真值表
I0
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
I9
Y3 Y2 Y1 Y0
10000000000000
01000000000001
00100000000010
ABC
Y
例如，当A、B、C = 0、1、1时，
Y = 1可写成Y = ABC
000 001
0 0
总的输出表示成这些与项的 或函数。
010
0
011
1
三人表决电路逻辑函数的与或表达式为
第5章 门电路与组合逻辑电路

第5章 门电路与组合逻辑电路


二极管或门
（2-18）
5.3.2 二极管或门电路
共有22个逻辑状态
A B D1 D2 Y
Y AB
A B
≥1
Y
-12V
二极管或门
“或”门图形符号
（2-19）
5.3.3 三极管非门电路
共有2个逻辑状态
+12V +3V 嵌位二极管 D
YA
R1
A
R2
Y
A 1 0
Y 0 1
晶体管非门
（2-20）
5.3.3 三极管非门电路
+UCC S 围，而不是某个 特定的电压值。
R
+
0
+
0
_
ui
_
uo 低电 平 “ 0 ”
当 ui = 0 时，二极管导通，开关S闭合，uo=0，输出“0”；
（2-6）
5.2.2 半导体三极管的开关特性
+UCC IC RC 4 IC(mA ) 100A 80A 60A Q 3 6 9
IB
RB EB
＋
T UCE
UC C 3 RC
2
1
－
40A
20A IB=0 12 UCE(V)
1、放大状态 发射结正偏，集电结反偏。
UCC
I C βI B
（2-7）
5.2.2 半导体三极管的开关特性
+UCC IC RC 4 IC(mA ) 100A 80A 60A Q 3 6 9
IB
RB EB
＋
T UCE
（2-10）
5.2.2 半导体三极管的开关特性
+UCC IC RC 4 IC(mA ) 100A 80A 60A Q 3 6
门电路及组合逻辑电路电子教案

门电路及组合逻辑电路电子教案

门电路及组合逻辑电路电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路概述数字电路的定义数字电路的特点数字电路的应用领域1.2 数字电路的基本概念逻辑值和逻辑运算逻辑门和逻辑函数逻辑函数的表示方法1.3 数字电路的分类组合逻辑电路时序逻辑电路混合逻辑电路第二章：门电路2.1 基本门电路与门（AND gate）或门（OR gate）非门（NOT gate）2.2 复合门电路与非门（AND-NOR gate）或非门（OR-NAND gate）与或门（AND-OR gate）或与门（OR-AND gate）2.3 门电路的应用逻辑门电路的设计方法门电路在数字系统中的应用实例第三章：组合逻辑电路3.1 组合逻辑电路概述组合逻辑电路的定义组合逻辑电路的特点组合逻辑电路的应用领域3.2 组合逻辑电路的分析和设计方法组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的设计方法3.3 常见的组合逻辑电路加法器（Adder）减法器（Subtractor）多路选择器（Multiplexer）编码器（Enr）译码器（Der）第四章：逻辑函数和逻辑门的关系4.1 逻辑函数的定义和表示方法逻辑函数的定义逻辑函数的表示方法4.2 逻辑函数的性质和运算规则逻辑函数的性质逻辑函数的运算规则4.3 逻辑函数的化简方法逻辑函数化简的意义常用的逻辑函数化简方法第五章：组合逻辑电路的设计实例5.1 组合逻辑电路设计实例一：4位加法器设计要求电路原理图逻辑表达式5.2 组合逻辑电路设计实例二：2位乘法器设计要求电路原理图逻辑表达式5.3 组合逻辑电路设计实例三：数字信号处理器设计要求电路原理图逻辑表达式第六章：时序逻辑电路6.1 时序逻辑电路概述时序逻辑电路的定义时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的应用领域6.2 触发器（Flip-Flop）基本触发器类型触发器的真值表和时序图触发器的功能描述6.3 计数器（Counter）计数器的定义和分类同步计数器和异步计数器计数器的应用实例第七章：数字电路仿真软件的使用7.1 数字电路仿真软件概述数字电路仿真软件的定义数字电路仿真软件的作用常见数字电路仿真软件介绍7.2 Proteus软件的使用Proteus软件的安装与启动Proteus软件的基本操作Proteus软件在数字电路设计中的应用实例7.3 Multisim软件的使用Multisim软件的安装与启动Multisim软件的基本操作Multisim软件在数字电路设计中的应用实例第八章：数字电路的测试与维护8.1 数字电路测试的目的和意义数字电路测试的定义数字电路测试的目的和意义数字电路测试的分类8.2 数字电路测试方法静态测试方法动态测试方法测试序列的设计方法8.3 数字电路的维护数字电路维护的基本原则数字电路维护的方法和技巧数字电路维护中常见问题及解决方法第九章：数字电路在实际应用中的案例分析9.1 数字电路在通信系统中的应用通信系统的基本原理数字电路在通信系统中的应用实例9.2 数字电路在计算机系统中的应用计算机系统的基本组成数字电路在计算机系统中的应用实例9.3 数字电路在工业控制系统中的应用工业控制系统的基本原理数字电路在工业控制系统中的应用实例第十章：课程总结与拓展学习10.1 课程总结门电路及组合逻辑电路的基本概念数字电路的设计方法与步骤数字电路在实际应用中的案例分析10.2 拓展学习建议数字电路领域的最新研究动态推荐的学习资料和参考书籍实践项目与课程设计的建议重点和难点解析重点环节1：逻辑值和逻辑运算逻辑值是数字电路中的基础，包括逻辑0和逻辑1。

电路-门电路和组合逻辑电路

电路-门电路和组合逻辑电路


03
门电路的特性
门电路具有输入和输出两个端子，输入信号通过内部逻辑运算得到输出
信号。门电路的特性包括逻辑功能、输入电阻、输出电阻和扇入扇出能
力等。
组合逻辑电路设计
组合逻辑电路
组合逻辑电路由门电路组成，用于实现一组特定的逻辑功能。常见 的组合逻辑电路有编码器、译码器、多路选择器等。
组合逻辑电路设计步骤
波形图分析法
总结词
通过观察信号波形的变化，分析电路的 输入输出关系和信号处理过程。
VS
详细描述
波形图分析法主要用于模拟电路的分析。 通过观察信号波形的形状、幅度、频率等 参数，分析电路对信号的处理过程，如放 大、滤波、调制等。同时，通过比较输入 输出信号的波形，可以理解电路的输入输 出关系和工作原理。
态图等描述电路功能的工具。
04
电路设计方法
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
门电路设计
01
门电路
门电路是数字电路的基本单元，用于实现逻辑运算。常见的门电路有与
门、或门、非门等。
02
门电路设计步骤
根据逻辑需求，选择合适的门电路类型，确定输入和输出信号，然后根
据逻辑关系连接门电路。
逻辑关系
每种类型的门电路都有特定的逻辑关系，例如与门在所有输入为 高电平时输出为高电平，否则输出为低电平。
门电路的应用
01
基本逻辑运算
门电路是实现基本逻辑运算的电 子元件，广泛应用于数字电路和 计算机中。
控制电路
02
03
信号转换
门电路可以用于控制其他电路的 工作状态，实现复杂的控制逻辑。
门电路可以将模拟信号转换为数 字信号，或者将数字信号转换为 模拟信号。
电工学概论之门电路和组合逻辑电路

电工学概论之门电路和组合逻辑电路

第13章 门电路和组合逻辑电路
数字电路按照功能的不同分为两类： 组合逻辑电路；时序逻辑电路。
第 13 章 门电路和组合逻辑电路
第 14 章 触发器和时序逻辑电路
第13章 门电路和组合逻辑电路
数字电路按照功能的不同分为两类：组合逻辑电路； 时序逻辑电路。
组合逻辑电路的特点：只由逻辑门电路组成，它的输 出变量状态完全由当时的输入变量的组合状态来决定，而 与电路的原来状态无关，它不具有记忆功能。
第13章 门电路和组合逻辑电路
13.1 基本门电路及其组合
13.1.1 逻辑门电路的基本概念 门电路：实现各种逻辑关系的电路。
分析逻辑电路时只用两种 相反的工作状态，并用 1 或 0 表示。如开关接通用 1 表示， 开关断开用 0 表示。灯亮可用 1 表示，灯灭可用 0 表示。
正逻辑系统：高电位用 1 表示，低电位用 0 表示。
已知组合逻辑电路图，确定它们的逻辑功能。 分析步骤： (1)根据逻辑图，写出逻辑函数表达式 (2)对逻辑函数表达式化简或变换 (3)根据最简表达式列出状态表
(4)由状态表确定逻辑电路的功能
第13章 门电路和组合逻辑电路
[例 2] 分析下图逻辑电路的功能。
& AAB
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱA B
& AB
&Y
&
B AB
Y AABB AB AAB B AB
Ai Bi
Si 全加器
Ci-1
CI CO Ci 逻辑符号
Ci-1：来自低位的进位 Ci：向高位的进位
A( A B) B( A B) AB AB AB
功能：当 A、B 取值不相同时， 输出为 1，是异或门。
A =1
B
门电路及组合逻辑电路

门电路及组合逻辑电路


6
0110 1001 0101 1100
7
0111 1010 0100 1101
8
1000 1011 1100 1110
9
1001 1100 1101 1111
权 8421
2421
5421 码
0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100 5421
二、复合逻辑运算
1．与非 —— 由与运算 和 非运算组合而 成。
2．或非 —— 由或运算和 非运算组合 而成。
“与非”真值
表 输入
输出
A
B
L
A
0
0
1
0
1
1
B
1
0
1
1
1
0
& L=A·B
“或非”真值Leabharlann 表 输入输出A
B
L
A
≥1
0
0
1
0
1
0
B
1
0
0
1
1
0
L=A+B
3、与或非门 由与门、或门和非门构成与或非门。
逻辑与（逻辑乘）的运算规则为：
+VCC （ +5V）
L=AB
R
D1
3kΩ
000 010 100 111 A
L
D2
与门的输入端可以有多个。下图为一 B
个三输入与门电路的输入信号A、B、
与门电路
C和输出信号F的波形图。
A B C F
2．或运算
A
B
V
L
A
≥1
L=A+B
B
电工电子技术 第十二章逻辑门和常用组合逻辑电路 第三节逻辑代数的基本运算规则及定理

电工电子技术 第十二章逻辑门和常用组合逻辑电路 第三节逻辑代数的基本运算规则及定理


例：证明A+AB=A+B 解： A+AB=（A+A）（A+B）
=（A+B）
反演定理：A • B = A+B A+B = A • B
例：证明：若 F=AB+AB 则 F=AB+A B
解：F=AB+AB =AB•AB =(A+B)•(A+B)
=AA+AB+A B+BB =AB+A B
2. 利用逻辑代数公式化简
（1）并项法 A+A=1 （2）吸收法 A+AB=A（1+B）=A （3）消去法 A+AB=A+B （4）配项法 A=A（B+B）
例 ：证明AB+AC+BC=AB+AC 配项法
解：AB+AC+BC=AB+AC+(A+A)BC =AB+AC+ABC+ABC =AB+ABC+AC+ABC
吸收法
=AB(1+C)+A(1+B) =AB+AC
例；：0• 0=0 • 1=1 • 0 1 • 1=1
0+1=1+0=1+1
0+0=0
0=1 1=0
（2）基本定律
交换律：A+B=B+A
A • B=B • A
结合律：A+(B+C)=(A+B)+C A • (B • C)=(A • B) • C
分配律：A(B+C)=A • B+A • C A+B • C=(A+B) • (A+C)
第9章电工电子技术 门电路与组合逻辑电路

第9章电工电子技术 门电路与组合逻辑电路


逻辑或 (逻辑加)
逻辑状态表 全0出0 有1出1
（3）“非”逻辑运算和非门
非逻辑
A具备时 ，事件F不发生；A不具备时，事件F 发生。
开关闭为“1” R
灯不亮为“0”
E
A
F
则开关A与灯F的关系为 “非”逻辑
开关开为“0” 灯亮为“1”
三极管非门电路
+UCC
+3V RC
A RB
F
逻辑符号 1F
A 限幅二极管
B& &
A&
&
F
& C
2.应用卡诺图化简
（1）最小项与逻辑相邻 把逻辑函数的输入、输出关系写成与、或、非
等逻辑运算的组合式，即逻辑代数式，称为逻辑 函数式，我们通常采用“与或”的形式。
比如： F ABC ABC ABC ABC ABC 若表达式中的乘积包含了所有变量的原变量或 反变量，则这一项称为最小项，上式中每一项 都是最小项。
B
C
F
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
注意！
n个变量可以有2n个组合，一般 按二进制的顺序，输出与输入状态一 一对应，列出所有可能的状态。
3. 逻辑函数表示形式的转换 （1）由真值表转换到与或表达式
第一步：取真值表中函数值为“1”的各 项，将变量写成“与”的形式；（变量 为1，取其本身，变量为0，取其反）
AB AC BC
例2：
F ABC ABC ABC 提出AB
电工与电子技术》考试【 门电路和组合逻辑电路】题目类型【问答题】难度【易】

电工与电子技术》考试【 门电路和组合逻辑电路】题目类型【问答题】难度【易】

问题【7】删除修改
能否将AB=AC，A+B=A+C，A+AB=A+AC这三个逻辑式化简为B=C。
答案：
不能。上述三个等式只表明等式两边的逻辑运算结果相同，并不能说明等式两边的输入条件有何种关系，在逻辑代数中也没有减法和除法运算,不能将等式左边的变量或“与”项搬到右边去相减或相除。上述三个等式中B和C只能说具有相同的逻辑效果，但并不是相同的逻辑条件，不能划等号，例如在第三个等式中B和C都是 余项中的因子，与逻辑结果无关。
答案：
逻辑运算中的“1”和“0” 只是表示两个相反的逻辑状态，如电位的高低、开和关等，不是算术运算中的两个数字。逻辑加法运算是一种“或”逻辑关系，所以1+1=1，而不像十进制加法运算中1+1=2或二进制加法运算1+1=10。
问题【6】删除修改
逻辑代数和普通代数有什么区别
答案：
逻辑代数和普通代数的主要区别有：(1) 逻辑变量有原变量和反变量两类，普通代数中无反变量。 (2) 逻辑变量的取值只有“０”和“１”，而普通代数中变量可取任意值。 (3) 逻辑代数中的各种运算都是逻辑运算，而不是普通代数中的数值运算。同样，逻辑变量的两个取值“０”和“１”也不代表数值的大小，而只代表两个相反的状态。 (4) 逻辑代数中的基本运算只有逻辑乘(“与”)、逻辑加(“或”)、和逻辑“非”三种，不像普通代数中有加、减、乘、除四种。
问题【3】删除修改
组合电路的设计方法和组合电路的分析方法有何不同
答案：
组合电路的设计方法是在已知逻辑功能的前提下设计出逻辑电路。而组合电路的分析方法是在已知组合电路结构的前提下，研究其输出与输入之间的逻辑关系。二者实施目的恰好相反。故设计步骤和分析步骤基本相反。

电子信息类专业-计算机电路基础-第9章门电路和组合逻辑电路1课件

(2) 了解TTL与非门和CMOS门电路的工作特点； (3) 掌握逻辑函数的表示方法，能用逻辑代数的运算规 则简 化函数表达式；
(4) 理解加法器、编码器、译码器、比较器和数据选择
第9章 门电路和组合逻辑电路 9.1 基本逻辑运算 9.2 集成逻辑门电路 9.3 逻辑函数 9.4 组合逻辑电路
模拟电路
9.2.2 CMOS门电路
以场效应晶体管为基础的集成电路
(1)CMOS非门电路
1）CMOS非门电路结构：图9.15所示。
载 输
管 入
V端用TA2增，；制强又作型把在两NM同管O一漏S硅管极晶作相片为连上接驱，，动并引管将出VT两并1，管作用栅为极增输相强出连型端接PYM。，O这引S 管样出作形并为成作
或逻辑运算表明：在决定一事件的各个条件中，只要具备一个 或一个以上的条件，该事件就会发生。或逻辑运算又称为逻辑加运 算。
图 9 . 3 ( c ) 所 示 是图或 逻9.3辑 运 算 的 或 门 符 号 。
2.或门电路
实现或逻辑关系运算的电路称为或门电路. 或门电路可用简单的二极管电路来实现，如图9.4电路。
第9章 门电路和组合逻辑电路
(时间: 5次课 10学时)
教学提示：
数字电路是处理数字信号的电路，研究的是输入信 号状态和输出信号状态之间的逻辑关系。数字信号只有0 和1两个状态。数字电路采用“逻辑代数”这一数学工具 来分析和描述，完全区别于模拟电路的分析、设计方法。
教学目标：
(1) 掌握与门、或门、非门、与非门、或非门的逻辑功 能；
平均传输延迟时间的大小反映了TTL与非门的开关特性，主要说明 了它的工作速度
4.其他类型的TTL门电路
(1) 集电极开路的与非门(OC门)

门电路及组合逻辑电路电子教案

门电路及组合逻辑电路电子教案第一章：数字电路基础1.1 数字电路简介了解数字电路的基本概念、特点和应用领域。

掌握数字电路的基本组成部分，如逻辑门、逻辑函数、逻辑代数等。

1.2 逻辑门介绍与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门的特点和功能。

分析逻辑门真值表和布尔表达式之间的关系。

利用逻辑门实现简单的逻辑功能。

第二章：组合逻辑电路2.1 组合逻辑电路概述了解组合逻辑电路的定义、特点和分类。

掌握组合逻辑电路的输入输出关系。

2.2 常用组合逻辑电路介绍编码器、译码器、多路选择器、算术逻辑单元等常用组合逻辑电路的功能和应用。

分析组合逻辑电路的真值表、布尔表达式和逻辑图。

第三章：逻辑函数及其简化3.1 逻辑函数了解逻辑函数的定义、特点和表示方法。

掌握逻辑函数的代数运算规则，如与、或、非、异或等。

3.2 逻辑函数的简化介绍卡诺图、卡诺图的画法和简化方法。

掌握逻辑函数的卡诺图化简和最小项、最大项的表达式。

第四章：触发器及其应用4.1 触发器概述了解触发器的定义、特点和分类。

掌握触发器的基本工作原理和真值表。

4.2 常用触发器介绍SR触发器、JK触发器、T触发器、边沿触发器等常用触发器的功能和应用。

分析触发器的时序图和逻辑图。

第五章：时序逻辑电路5.1 时序逻辑电路概述了解时序逻辑电路的定义、特点和分类。

掌握时序逻辑电路的输入输出关系。

5.2 常用时序逻辑电路介绍计数器、寄存器、序列检测器等常用时序逻辑电路的功能和应用。

分析时序逻辑电路的状态转换图和逻辑图。

第六章：数字电路设计方法6.1 数字电路设计概述了解数字电路设计的目标和基本步骤。

掌握数字电路设计的方法和工具。

6.2 数字电路设计方法介绍组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法。

掌握数字电路设计的模块化思想和层次化设计方法。

第七章：Verilog硬件描述语言7.1 Verilog语言概述了解Verilog语言的特点、优势和应用领域。

掌握Verilog语言的基本语法和数据类型。

第二十章电工学-门电路和组合逻辑电路


电工与电子技术基础
tp
0.5A 0.9A 0.1A
A
tr
一、脉冲信号 的参数:
（1）脉冲幅度A: （2）脉冲前沿tr： （3）脉冲后沿tf： （4）脉冲宽度tp： （5）脉冲周期T： （6）脉冲频率f：
tf
T
脉冲信号变化的最大值。 从脉冲幅度的10%上升到90%所需的时间。 从脉冲幅度的90%下降到10%所需的时间。 从脉冲前沿幅度的50%到后沿50%所需的时间。 脉冲幅度的10%两点之间的时间间隔。 单位时间的脉冲数，f=1/T。
电工与电子技术基础
交换律 10、AB=BA 11、A+B=B+A 结合律 12、ABC=(AB)C=A(BC) 13、A+B+C=A+(B+C)=(A+B)+C 分配律 14、A(B+C)=AB+AC
15、A+BC=(A+B)(A+C) 证： (A+B)(A+C)=AA+AC+AB+BC=A+AC+AB+BC =A(1+C+B)+BC=A+BC
电工与电子技术基础
二、NMOS门电路：
1、NMOS“非”门电路（反相器） +UDD
T2
F A T1
NMOS“非”门电路
电工与电子技术基础
2、NMOS“与非”门电路
+UDD T3
F=AB
B A T2 F
T1
电工与电子技术基础
3、NMOS“或非”门电路
+UDD
T3
F=A+B T1 F B T2
A
注意：输入端管脚不能悬空！

第六章门电路及组合逻辑电路

第六章门电路及组合逻辑电路第六章门电路及组合逻辑电路第⼀节门电路⼀、填空题1、门电路及由门电路组合的各种逻辑电路种类很多，应⽤⼴泛，但其中最基本的三种门电路是、和。

2、逻辑电路的两种逻辑体制中，正逻辑的⾼电平⽤表⽰，低电平⽤表⽰。

负逻辑的⾼电平⽤表⽰，低电平⽤表⽰。

3、逻辑电路中最基本的逻辑关系为、、。

⼆、判断题（正确的在括号中打“√”，错误的打“×”）（）1、处理不连续的脉冲信号的电⼦电路称为模拟电路。

（）2、逻辑电路中，⼀律⽤“1”表⽰⾼电平，⽤“0”表⽰低电平。

（）3、“与”门的逻辑功能是“有1出1，全0出0”。

（）4、“异或”门的逻辑功能是：“相同出0，不同出1”。

（）5、常⽤的门电路中，判断两个输⼊信号是否相同的门电路是“与⾮”门。

（）6、数字集成电路从器件特性可分为TTL和MOS 两⼤系列。

（）7、由分⽴元件组成的⼆极管“⾮”门电路，实际上是⼀个⼆极管反相器。

三、选择题（将正确答案的序号填⼊括号中）1、符合“或”逻辑关系的表达式是（）。

A、1+1B、1+1＝10C、1+1＝12、“与⾮”门的逻辑功能是（）。

A、全1出0，有0出1B 、全0出1，有1出0C、全1出1，有0出03、符合下列真值表6－1的是（）门电路。

A、“与”B、“或”C、“⾮”4、符合下列真值表6－2的是（）门电路。

A、“与”B、“或”C、“⾮”D、“与⾮”5、在图6－1中的四个逻辑图，能实现Y=A的电路是（）。

6、图6－2的四个电路图中，不论输⼊信号A、B为何值，输⼊Y恒为1的电路为（）。

7、满⾜图6－3所⽰输⼊输出关系的门电路是（）。

A、“与”B、“或”C、“与⾮”D、“⾮”8、满⾜图6－4所⽰输⼊输出关系的门电路是（）门。

A、“或”B、“与”C、“与⾮”D、“⾮”9、满⾜“与⾮”逻辑关系的输⼊输出波形是图6－5中的（）。

四、综合题1、如果A＝1，B=0，C=0，求下列逻辑表达式的值。

（1）Y=A+B C （2）Y＝A BC（3）Y＝A（B+C）（4）Y=CBA+A2、⽤“与⾮”门元件实现如下逻辑表达式AB+（4）Y=（A+B）（A+C）（1）Y=A+B （2）Y=AB+AC （3）Y=CD3、图6－6所⽰为三个门电路与其输⼊信号波形，试分别画出相应的输出波形。

门电路及组合逻辑电路

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。
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图 7-17CMOS 传输门
图 7-18 CMOS 模拟开关
教
学 科 电子 技术 基础 第 七 章 第 三 节
案
用
纸
审 批 签 字
门电路及组合逻辑电路 逻辑代数基础
授 课 时 数 授 课 时 间 教 学 目 的 教 学 重 点 和 难 点 复 习 提 问 教 具 3，4 学
2
授 课 方 法 2009.11.27
课外作业题号 教 一、组织教学 二、前课复习：双向晶闸管的特性。 三、新课导入：电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术两部分，前面我们学 习的是模拟电子技术，这章开始学习数字逻辑电路，数字电子技术最基本的 是逻辑门电路，首先我们来了解分立元件门电路。 四、新课讲解：详见附页 五、知识点总结回顾 学 内 容 、 方 法 和 过 程 附 记
图 7-2 “与”逻辑符号 图 7-3 二极管“与”门电路 与门的逻辑功能为“全 1 出 1，有 0 出 0” 。 二、 “或”逻辑门电路 1．或逻辑关系 如图 7-4 所示电路， 只要开关 A 和 B 中任意一个接通， 灯 Y 就能亮， 只有当两个开关都断开时， 灯 Y 亮。即要使 Y 亮（结果） ，开关 A 和 B 就必须有一个或几个接通（只要有一个或一个以上 条件具备） ，这种逻辑关系称为“或” 。
6
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1
根据以上可得 (37)D=(100101)B 4．码制 在数字电子计算机等系统中,各种数据都要转换为二进制代码才能进行处理， 而日常生活中却习 惯于使用十进制数，因此就产生了用四位二进制代码来表示一位十进制数的方法，这样就得到 四位二进制代码称为二—十进制代码，简称 BCD 码。 （1）自然二进制码
图 7-16a NMOS 管 图 7-16b PMOS 管 2．几种 CMOS 集成电路 常见的有 CMOS“非”门、CMOS“与非”门和 CMOS“或非”门，它们的逻辑功能与前面由 分立元件构成的同类门电路相同，其逻辑符号也一样。 3．CMOS 传输门和模拟开关 CMOS 传输门是一种控制信号能否通过的电子开关，具有对要传送的信号电平允许通过和禁止 通过的功能，逻辑符号如图 7-17 所示。 如果将 CMOS 传输门和反相器像图 7-18 连接，就构成一个双向模拟开关。
§7-2 集成门电路
一、TTL 集成“与非”门电路 如图 7-13 所示，为 TTL 集成“与非”门的组成电路，它由输入级、中间级和输出级三部分组 成。
图 7-13 TTL“与非”门电路 TTL 与非门电路的工作原理： 当全部输入端为高电平时，输出低电平；任一输入端为低电平时，输出高电平。 二、MOS 集成门电路 MOS 门电路以绝缘栅场效应管为基本元件组成， MOS 场效应管有 PMOS 和 NMOS 两类。 CMOS 门电路由 PMOS 和 NMOS 组成的互补对称逻辑门电路。它具有集成度更高、功耗更低、抗干 扰能力更强、扇出系数更大等优点。 1．MOS 管特点 （1）NMOS 管 增强型 NMOS 管的电路符号如图 7-16a 所示。当 UGS≥UT 时，NMOS 管导通，漏极 D 与源极 S 间等效为一闭合的开关。反之，NMOS 管截止，D 与 S 间等效为一断开的开关。 （2）PMOS 管 增强型 PMOS 管的电路符号如图 7-16b 所示。 PMOS 管与 NMOS 管相反。 当 UGS≤UT 时， PMOS 管导通，D 与 S 间等效为一闭合的开关。反之，等效为一断开的开关。
“异或”门的逻辑功能为“相同出 0，不同出 1” 。
教
学 科 电子 技术 基础 第 七 章 第 二 节
案
用
纸
审 批 签 字
门电路及组合逻辑电路 集成门电路
授 课 时 数 授 课 时 间 教 学 目 的 教 学 重 点 和 难 点 复 习 提 问 教 具
2
授 课 方 法 2009.11.24
讲授，示范 授 课 班 级 08 数控
“与非”门的逻辑功能为“有 0 出 1，全 1 出 0” 。
图 7-10 与非门逻辑符号 图 7-11 或非门逻辑符号 图 7-12 异或门逻辑符号 2． “或非”门 在“或”门之后接一个“非”门，就构成了“或非”门，其逻辑符号如图 7-11 所示。 “或非”门的逻辑表达式为：Y= A B “或非”门逻辑真值表见表 7-5。 表 7-5 条 A 端输入电平 0 0 1 1 件 B 端输入电平 0 1 0 1 “或非”门真值表 结 1 0 0 0 果 Y 端输出电平
自然二进制码是用一定位的二进制数来表示十进制数， 表 7—10 为 20 以内的十进制数与二进制 数之间的关系。 表 7—10 20 以内的十进制数与二进制书之间的关系 十 进 制 数 0 1 2 3 二 进 制 数 0 1 10 11 十 进 制 数 4 5 6 7 二 进 制 数 100 101 110 111 十 进 制 数 8 9 10 11 二 进 制 数 1000 1001 1010 1011 十 进 制 数 12 13 14 15 二 进 制 数 1100 1101 1110 1111 十 进 制 数 16 17 18 19 二 进 制 数 10000 10001 10010 10011
“或非”门的逻辑功能为“有 1 出 0，全 0 出 1” 。 3． “异或”门 “异或”门逻辑符号如图 7-12 所示， “异或”门的逻辑表达式为：Y=A B + A B=A B “异或”门真值表见表 7-6。 表 7-6 “异或”门真值表 条 A 端输入电平 0 0 1 1 件 B 端输入电平 0 1 0 1 结 0 1 1 0 果 Y 端输出电平
图 7-7 “非”逻辑关系图 图 7-8 “非”逻辑符号 图 7-9 三极管非门电路 四、复合逻辑门电路 上述三种门电路是最基本的逻辑门电路，将这三种门电路进行适当的组合就能构成各种复合门 电路。 1． “与非”门 在“与”门之后接一个“非”门，就构成了“与非”门，其逻辑结构和逻辑符号如图 7-10 所示。 “与非”门逻辑表达式为：Y= AB 与非门真值表见表 7-4。 表 7-4 条 A 端输入电平 0 0 1 1 件 B 端输入电平 0 1 0 1 “与非”门真值表 结 1 1 L 集成“与非”门电路。 难点：TTL 集成“与非”门电路原理。 与、或、非三种基本逻辑关系？
课外作业题号 教 一、组织教学 二、前课复习：与、或、非三种逻辑功能以及对应的真值表。 三、新课导入：前面我们介绍的是由分立元件组成的逻辑门电路，这节课我们学 习由集成电路构成的门电路。 四、新课讲解：详见附页 五、知识点总结回顾 学 内 容 、 方 法 和 过 程 附 记
教
学 科 电子 技术 基础 第 七 章 第 一 节
案
用
纸
审 批 签 字
门电路及组合逻辑电路 分立元件门电路
授 课 时 数 授 课 时 间 教 学 目 的 教 学 重 点 和 难 点 复 习 提 问 教 具
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授 课 方 法 2009.11.24
讲授，示范 授 课 班 级 08 数控
使学生掌握与、或、非三种基本逻辑关系，了解真值表。 重点：与、或、非三种基本逻辑及其对应的真值表。 难点：与、或、非三种基本逻辑。 双向晶闸管的特性是什么？ 与、或、非逻辑电路模块。
用符号“1”表示开关的通和灯的亮， “0”表示开关的断和灯灭，可得表 7-2 的真值表。 表 7-2 或逻辑真值表 条 A 端输入电平 0 1 0 1 件 B 端输入电平 0 0 1 1 结 0 1 1 1 果 Y 输出电平
这种逻辑关系也可用逻辑表达式表示为：Y=A+B 逻辑或又称为逻辑加。 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1 实现逻辑或运算的电路称为或门，逻辑符号如图 7-5 所示。 2．二极管“或”门电路 实现或逻辑关系的电路叫做或门电路。 图 7-6 所示电路为二极管组成的“或”门电路。
表 7-1 中，A、B 表示逻辑条件，又称为“逻辑变量” ，Y 表示逻辑结果。将结果与变量之间的 关系用函数式子表示，就得到与门的逻辑函数表达式为： Y=A·B 式中， “· ”读作“与” ，上式读作 Y 等于 A 与 B，也可写作 Y=AB。 逻辑与又称为逻辑乘。 0·0=0 0·1=0 1·0=0 1·1=1 实现逻辑与运算的电路称为“与”门，这种逻辑关系也可用电路符号表示如图 7-2。 2．二极管“与”门电路 实现与逻辑关系的电路叫做与门电路。 二极管具有导通和截止两种状态， 即具有开关特性。 利用二极管的开关特性可以构成二极管 “与” 门电路。由二极管组成的与门电路如图 7-3 所示。
图 7-4 “或”逻辑关系图 图 7-5 “或”逻辑符号 图 7-6 二极管“或”门电路 或门的逻辑功能为“全 0 出 0，有 1 出 1” 。 三、 “非”门电路 1． “非”逻辑关系 在图 7-4 中，开关 A 与灯 Y 并联，当开关 A 断开时，灯 Y 亮；当开关 A 接通时，灯 Y 灭。要 使灯 Y 亮（结果） ，开关 A 总是呈相反的状态。这种逻辑关系成为“非” 。 表 7-3 为非逻辑真值表。 表 7-3 非逻辑真值表 条 0 1 这种逻辑关系的表达式为：Y= A 实现非运算的电路称为非门，逻辑符号如图 7-8。 2．三极管“非”门电路 利用三极管可以构成三极管非门电路，图 7-9 所示为三极管非门电路。图中，三极管工作在饱 和或截止两种状态。 非门的逻辑功能为“有 0 出 1，有 1 出 0” 。 件 结 1 0 果 A 端输入电平 Y 端输出电平
§7-1 分立元件门电路
一、 “与”门电路 1．与逻辑关系 如图 7-1 所示，只有当开关 A、B 同时接通时，灯 Y 才亮，否则 Y 不会亮。即要使灯 Y 亮（结 果） ，开关必须同时接通（条件全部具备） ，这种逻辑关系称为“与” 。
图 7-1 如果我们利用符号“1”表示开关的通和灯亮， “0”表示开关断和灯灭，可得表 7-1。这种利用 “1” 、 “0”表示条件的所有组合和对应结果的表格称为“真值表” 。 表 7-1 与逻辑真值表 条件 A 端输入电平 0 0 1 1 B 端输入电平 0 1 0 1 结果 Y 端输出结果 0 0 0 1