11秋 电子 第20章 门电路和组合逻辑电路1

三输入与门的逻辑式和逻辑状态表？
4. 二极管或门电路 或门逻辑状态表 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Y 0 1 1 1
(or gate) 3V 0 A 3V 0 B 3V DA DB R 二极管或门电路 A B Y 波形图 Y 2.3V 0V
逻辑功能：有 1 出 1， 全 0 出 0。 逻辑表达式： Y = A + B A 1 Y 逻辑符号： B
D1
A 0 0 1
VY= 5 – R2IB3 – UBE3 – UD3 (5 – 0 – 0.7 – 0.7) =3.6V
2. 工作原理 (2) 输入端全为高电平“1” 2.1V 发射结 全反偏 “1” A “1” B 3.6V 输入端悬空， D1 相当于高电平。 B1 UCC =+5V R1 T1 1V C2 T2 导通 R3 R2 R4 T3 D3 T4 截止 Y “0” (0.3V)
与
& Y
或
A 1 Y B A
非
1 Y A B
与非
& Y
或非
A 1 B Y
Y 0 0 0 1
Y 0 1 1 1
Y 1 1 0 0
Y 1 1 1 0
Y 1 0 0 0
20.3 TTL门电路
TTL为Transistor – Transistor Logic(晶体管–晶体管逻辑） 的简称。
上节讨论的门电路是由二极管、晶体管组成的，称为分立 元件门电路。本节介绍集成门电路，具有高可靠性和微型化等 优点。在数字电路中应用最普遍的门电路是与非门电路。
20.2 基本门电路及其组合
20.2.1 逻辑门电路的基本概念
门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。 所谓门电路，就是一种开关电路，在一定条件下它能允许 信号通过，条件不满足，信号就通不过。 门电路的输入信号和输出信号之间存在一定的逻辑关系， 所以门电路又称为逻辑门电路。 在分析逻辑电路时，只用两种相反的工作状态，并用1和0 来代表。如：开关接通为1，断开为0；电灯亮为1，不亮为0； 晶体管截止为1，饱和为0；等等。 逻辑关系式： 1 = 0 或 0 = 1 基本逻辑关系为“与”、“或”、“非”三种。
EN



P238 一般不允许将多余输入端悬空（悬空相当于高电平），否 则将会引入干扰信号。 (1) 对与逻辑（与、与非）门电路，应将多余输入端经电阻 （1~3k ）或直接接电源正端，如图(a)。 (2) 对或逻辑（或、或非）门电路，应将多余输入端接地， 如图(b)。 (3) 如果前级（驱动级）有足够的驱动能力，也可将多余输 入端与信号输入端联在一起，如图(c)。 & Y A +UCC A & (a) A1=A Y A 1 (b) A+0=A Y A 1 (c) A A = A， A + A = A。 Y
3. 二极管与门电路 (and gate) 与门逻辑状态表 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Y 0 0 0 1 3V 0 A
DA DB
+5 R Y 0.7V 3.7V
3V 0 B 3V 二极管与门电路 设二极管正向压降0.7V A B Y Y 波形图
逻辑功能：有 0 出 0， 全 1 出 1。 逻辑表达式： Y = A B A & 逻辑符号： B
三输入或门的逻辑式和逻辑状态表？
5. 晶体管非门电路
(not gate)
+UCC RC RK RB – UBB 0.3V Y + UCC
非门逻辑状态表 A 0 1 Y 1 0 0V 3V A
T 饱和 截止
逻辑表达式： Y = A 逻辑符号： A 1 Y
A Y 波形图
20.2.3 基本逻辑门电路的组合
V
测试电路
20.3.2 三态输出与非门电路
(tri – state) 输出端除了出现高电平和低电平外，还出现第三种状态— —高阻状态。 UCC =+5V R1 B1 A B “1” E 使能端(Enable) 或控制端 T1 截止 R3 D 截止 电路处于工作状态。 C2 T2 R2 R4 T3 D3 T4 Y =AB
第 20 章 门电路和组合逻辑电路
20.1 脉冲信号 20.2 基本门电路及其组合 20.3 TTL门电路 20.5 逻辑代数 20.6 组合逻辑电路的分析和综合 20.7 加法器 20.8 编码器 20.9 译码器和数字显示 了解 掌握 了解 掌握 掌握 理解 了解 了解
第 20 章 门电路和组合逻辑电路
UCC =+5V R1 1V A B “0” E 0.3V A B E B1 T1 导通 R3 D 导通 功能表 EN & Y E=0 E=1 输出高阻 Y=AB 逻辑符号 1V C2 T2 截止 R2 R4 T3 D3 T4 Y 开路而处于 高阻状态 截止
截止
逻辑状态表 控制端 输入端 输出端 Y E A B 0 1 0 0 1 1 A B 0 1 0 1 高阻 1 1 1 0 逻辑符号： A B E A B E & Y 功能表 E=0 E=1 输出高阻 Y=AB
一个实例 存储 器 0123 整形 电路 计数 器 计算 器 译码 器 显示 器
计程车计价器方框图
20.1 脉冲信号
是一种跃变信号，并且持续时间短暂。 矩形波 O 尖顶波 O t ( pulse)
t
数字电路中，通常是根据脉冲信号的有无、个数、宽度和 频率来进行工作，所以抗干扰能力较强，准确度较高。 正脉冲：脉冲跃变后的值比初始值高。 +3V 0 – 3V 0 0 – 3V 0 +3V 负脉冲：脉冲跃变后的值比初始值低。
第 20 章 门电路和组合逻辑电路
(combinational logic circuit ) 模拟信号：在时间上或数值上连续变化的信号，如正弦波 信号、三角波信号。 处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流电路、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。在 模拟电路中，晶体管通常工作在放大区。 数字信号：在时间上和数值上都是不连续变化的信号。 处理数字信号的电路称为数字电路(digital circuit)，它注重 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饱和区，起开关的作用。
导通 D2
导通
VB1= UBC1 + UBE2 + UBE4 = (0.7 + 0.7 + 0.7) V=2.1V VC2= UCE2 + UBE4 (0.3 + 0.7) V=1V
TTL与非门电路逻辑状态表 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Y 1 1 1 0 逻辑功能： 有 0 出 1， 全 1 出 0。 三输入与非门 & Y A B C & Y 与非逻辑关系
表示任意态 & Y
EN
&
E
1
Y
E=0
Y=AB
EN
EN
E=1 输出高阻
三态门应用： 可实现用一条总线分时传送几个不同的数据或控制信号。 Y A1 B1 “1” E1 A2 B2 “0” E2 A3 B3 “0” E3 & A1 B1 总线 Y A1 B1 A2 B2 & & ?
ENபைடு நூலகம்&
EN &
(nor gate) 2. 或非门电路 或非门逻辑状态表 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Y 1 0 0 0
A B A B A B Y
1 逻辑图 1
1
Y
Y
逻辑符号
逻辑功能：有 1 出 0， 全 0 出 1。 逻辑表达式： Y = A + B
波形图
例20.2.1 在下图所示的三个与门电路中，A为信号端，B为控制 端，试说明输出信号Y的波形。 (1) 解： B =1，则 Y = A 1 = A。 与门开通。 Y B = 0，则 Y = A 0 = 0。 与门关断。 0
二输入与非门 逻辑符号 A B
逻辑表达式： Y = A B
Y=ABC
电源UCC（+5V） UCC 14 B4 13 A4 12 & Y4 11 B3 10 A3 9 & Y3 8 A1 B1 74LS00 1 2 & 3 Y1 4 6 5 9 8 10 12 11 13
& 1 A1 2 B1 3 Y1 4 A2
3. 非逻辑 (not logic) “非”逻辑：一件事情的发生是以相反的条件为依据。 逻辑状态表 A Y 0 1 1 0 R + 220V – A Y
由开关组成的非门
逻辑功能： 1 出 0 ，0 出 1。 逻辑表达式： Y = A
门电路的输入和输出信号都是用电平（或称电位）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 的变化范围。 电平的高低一般用 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(positive logic)。反 之则称为负逻辑。若无特殊 说明，均采用正逻辑。 高电平 +UCC 1 低电平 0 0V
1. 与逻辑 (and logic) “与”逻辑：只有当一件事的几个条件全部具备之后，这 件事才会发生。 A B 设：开关闭合为逻辑 1， + 开关断开为逻辑 0 ； 220V Y 灯亮为逻辑 1 ， – 灯灭为逻辑 0 。 由开关组成的与门 逻辑状态表（真值表） 输入、输出变量的逻辑状态以表格 A B Y 形式来表示。 0 0 0 逻辑功能：有 0 出 0 ， 0 1 0 全 1 出 1。 1 0 0 逻辑表达式： Y = A B 1 1 1
2. 或逻辑 (or logic) “或”逻辑：当一件事的几个条件中只要有一个条件得到 满足，这件事就会发生。 逻辑状态表 A B Y 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 + 220V – A B Y