基本逻辑关系和常用逻辑门电路

基本逻辑门电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第一节基本逻辑门电路1.1 门电路的概念：实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路。

实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等（用逻辑1表示高电平；用逻辑0表示低电平）11.2 与门：逻辑表达式F＝A B即只有当输入端A和B均为1时,输出端Y才为1,不然Y为0.与门的常用芯片型号有:74LS08,74LS09等.11.3 或门：逻辑表达式F＝A+ B即当输入端A和B有一个为1时,输出端Y即为1,所以输入端A和B均为0时,Y才会为O.或门的常用芯片型号有:74LS32等.11.4．非门逻辑表达式F=A即输出端总是与输入端相反.非门的常用芯片型号有:74LS04,74LS05,74LS06,74LS14等.11.5．与非门 逻辑表达式 F=AB即只有当所有输入端A 和B 均为1时,输出端Y 才为0,不然Y 为1.与非门的常用芯片型号有:74LS00,74LS03,74S31,74LS132等.11.6．或非门： 逻辑表达式 F=A+B即只要输入端A 和B 中有一个为1时,输出端Y 即为0.所以输入端A 和B 均为0时,Y 才会为1.或非门常见的芯片型号有:74LS02等.11.7．同或门: 逻辑表达式F=A B+A BA F B11.8.异或门：逻辑表达式F=A B+A B=AF B11.9.与或非门：逻辑表逻辑表达式F=AB+CD AB C F D11.10.RS 触发器：电路结构把两个与非门G1、G2的输入、输出端交叉连接，即可构成基本RS 触发器，其逻辑电路如图7.2.1.(a)所示。

它有两个输入端R 、S 和两个输出端Q 、Q 。

工作原理 :基本RS 触发器的逻辑方程为：根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系:1.当R=1、S=0时，则Q=0,Q=1,触发器置1。

什么是逻辑门电路逻辑门电路的注意事项实现基本和常用逻辑运算的电子电路叫逻辑门电路。

那么你对逻辑门电路了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是逻辑门电路的内容，希望大家喜欢!逻辑门电路的简介定义最基本的逻辑关系是与、或、非，最基本的逻辑门是与门、或门和非门。

实现“与”运算的叫与门，实现“或”运算的叫或门，实现“非”运算的叫非门，也叫做反相器，等等。

逻辑门是在集成电路(也称：集成电路)上的基本组件。

组成逻辑门可以用电阻、电容、二极管、三极管等分立原件构成，成为分立元件门。

也可以将门电路的所有器件及连接导线制作在同一块半导体基片上，构成集成逻辑门电路。

简单的逻辑门可由晶体管组成。

这些晶体管的组合可以使代表两种信号的高低电平在通过它们之后产生高电平或者低电平的信号。

作用高、低电平可以分别代表逻辑上的“真”与“假”或二进制当中的1和0，从而实现逻辑运算。

常见的逻辑门包括“与”门，“或”门，“非”门，“异或”门(也称：互斥或)等等。

逻辑门可以组合使用实现更为复杂的逻辑运算。

类别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(因果关系)，所以门电路又称为逻辑门电路。

基本逻辑关系为“与”、“或”、“非”三种。

逻辑门电路按其内部有源器件的不同可以分为三大类。

第一类为双极型晶体管逻辑门电路，包括TTL、ECL电路和I2L电路等几种类型;第二类为单极型MOS逻辑门电路，包括NMOS、PMOS、LDMOS、VDMOS、VVMOS、IGT等几种类型;第三类则是二者的组合BICMOS门电路。

常用的是CMOS逻辑门电路。

1、TTL全称Transistor-Transistor Logic,即BJT-BJT逻辑门电路，是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路，应用较早，技术已比较成熟。

TTL主要有BJT(Bipolar Junction Transistor 即双极结型晶体管，晶体三极管)和电阻构成，具有速度快的特点。

在写这篇文章之前，我想先向大家简单介绍一下逻辑门。

逻辑门是数字电路中常用的基本元件，它们用于执行布尔逻辑运算，可以实现数字信号的处理和控制。

逻辑门有很多种类，但在这篇文章中，我将主要讨论三种基本逻辑门：与门、或门和非门，它们分别代表了与、或、非三种基本的逻辑运算。

让我们来看一下与门。

与门是最基本的逻辑门之一，它有两个输入端和一个输出端。

当且仅当所有输入端为高电平时，输出端才为高电平。

与门的符号通常用“∧”表示，逻辑关系可以用真值表来表示。

与门的逻辑关系其实就是“与”的逻辑关系，即如果A和B都为真，输出才为真。

接下来，让我们看一下或门。

或门也是一种基本的逻辑门，它同样有两个输入端和一个输出端。

当任意一个输入端为高电平时，输出端就为高电平。

或门的符号通常用“∨”表示，逻辑关系同样可以用真值表来表示。

或门的逻辑关系就是“或”的逻辑关系，即如果A和B中有一个为真，输出就为真。

让我们了解一下非门。

非门只有一个输入端和一个输出端，它的作用是对输入信号取反。

如果输入端为高电平，输出端就为低电平；反之，如果输入端为低电平，输出端就为高电平。

非门的符号通常用“¬”表示，逻辑关系同样可以用真值表来表示。

非门的逻辑关系就是“非”的逻辑关系，即输入的反向。

以上就是对三种基本逻辑门的符号和逻辑关系的简单介绍。

通过真值表和逻辑关系的分析，我们可以更深入地理解这些逻辑门的工作原理。

在实际应用中，我们可以通过组合这些逻辑门来实现更加复杂的逻辑功能，从而构建出各种数字电路和系统。

总结回顾：在这篇文章中，我们深入探讨了三种基本逻辑门：与门、或门和非门，以及它们的符号和逻辑关系。

透过逻辑门的工作原理的理解，我们可以更好地应用它们，构建出各种数字电路和系统。

在实际应用中，逻辑门的灵活运用可以带来更多的创新和发展。

个人观点和理解：逻辑门作为数字电路中的基本元件，扮演着至关重要的角色。

通过对逻辑门的深入理解，我们可以更好地应用它们，实现各种复杂的逻辑功能。

第二章逻辑门电路S10101B为实现图逻辑表达式的功能，请将多余输入端C进行处理（只需一种处理方法），其中图Y1、Y2为TTL 电路，图Y3、Y4为CMOS电路。

Y1的C端应接，Y2的C端应接，Y3的C端应接，Y4的C端应接。

解：接地、悬空、接地、接地S10101G下图是TTL电气特性曲线，请按表中给定的已知条件将表填写完整。

解：S10101ITTL反相器电气特性如图所示，该门电路输入短路电流I IS=（），高电平输入电流I IH=（）若带同类门，其带负载能力N≤( )。

解：I IS=（-1.2mA），I IH=(25μA)，N≤(20)S10101N有一两端输入的TTL与非门带同类负载门的个数为N，已知门电路的|I IS|=1.5mA，I IH=10μA，|I OL|=15mA，|I OH|=400μA。

试问电路带负载门个数N= 。

解：5S10102B三态门具有、、三种状态，因此常用于结构中。

解：断开、导通、高阻、数据总线S10102G常用的可直接用于线与的门电路有与非门和与非门。

解：集电极开路、三状态S10102I正与门和门等效。

解：负或S10102N电路中的二极管均为理想二极管，各二极管的状态（导通或截止）和输出电压V o 的大小分别为：D 1 ；D 2 ；D 3 ；V O 。

解：截止、截止、导通、1VS10103B在图中所示电路中，当电路其他参数不变：仅R b 减小时，三极管的饱和程度 ；仅R b 增大时，三极管的饱和程度 ，它的饱和压降V CES 。

解：加深、减轻、增大S10103GTTL 与非门电路中，为了提高工作速度可采取以下措施：（1） ，（2） ，（3） 。

解：（1）采用抗饱和三极管（2）输出选用复合管（3）加大电阻阻值S10103I双极性三极管饱和工作状态的条件是 。

解：i B <βCSIS10104BTTL 或非门多余输入端的处理是 。

解：接地或接固定低电平S10201BNMOS 管的开启电压V GS(th)=2V ，外加漏源电压V DD =10V ，为使管子截止，则要求V GS(th)A. >2VB. =2VC. <2V 解：CS10201G 在图中，选择能实现给定逻辑功能A Y =的电路是( )。

第二章逻辑代数与逻辑门电路基本要求：理解“与”逻辑及“与”门、“或”逻辑及“或”门、“非”逻辑及“非”门；理解正、负逻辑的概念，掌握逻辑代数的基本定律、基本规则和常用公式；理解复合逻辑的概念；了解集成门电路的分类；理解TTL、MOS门电路；理解逻辑函数的表示方法；掌握逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法。

本章主要内容：介绍逻辑代数、集成逻辑门电路和逻辑函数化简。

逻辑代数是数字电路的理论基础，是组合逻辑和时序逻辑电路分析、设计中要用到的基本工具；集成逻辑门电路是组成数字逻辑电路的基本单元电路；逻辑函数化简是逻辑电路分析的基础。

本章重点：基本逻辑门电路和功能逻辑代数的基本定律及常用公式逻辑函数的代数化简法本章难点：基本定律、公式及化简法的正确与准确一、逻辑变量与逻辑函数：在逻辑代数中的变量称逻辑变量，用字母Ａ、Ｂ、Ｃ……来表示。

逻辑变量只能有两种取值：真和假。

常把真记作“1”，假记作“0”。

这里的“1”和“0”并不表示数量的大小，而是表示完全对立的两种状态。

在逻辑问题的研究中，涉及到问题产生的条件和结果。

表示条件的逻辑变量称输入变量，表示结果的逻辑变量称输出变量。

将输入变量和输出变量通过逻辑运算符连接起来的式子称逻辑函数，常用Ｆ、Ｌ表示。

基本的逻辑运算有“与”运算、“或”运算、“非”运算。

二、逻辑运算：逻辑运算的值要通过对逻辑变量进行逻辑运算来确定。

1.与运算及与门逻辑运算Ｆ与逻辑变量Ａ、Ｂ的逻辑与运算表达式是：Ｆ＝Ａ·Ｂ, 式中“·”为与运算符。

在逻辑电路中，把能实现与运算的基本单元叫与门，它是逻辑电路中最基本的一种门电路。

二极管构成的与门电路及逻辑符号如下：2.或运算及或门逻辑函数Ｆ与逻辑变量Ａ、Ｂ的逻辑运算表达式是：Ｆ＝Ａ＋Ｂ，式中“＋”为或运算符。

在逻辑电路中，把能实现或运算的基本单元叫或门。

二极管构成的或门电路及逻辑符号如下：3.非逻辑及非门对逻辑变量Ａ进行逻辑非运算的表达式是：Ｆ＝，这里的“－”是非运算符。

实验一基本逻辑关系与基本门电路一、实验目的（1）掌握TTL与非门、异或门、或门等输入与输出之间的逻辑关系。

（2）熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。

（3）掌握数字电路实验系统仪器的使用方法。

（4）掌握TTL门电路间的相互转换。

（5）掌握用数字表逻辑档检测TTL门电路好坏的方法。

二、实验器材（1）实验仪器：数字电路实验箱、稳压电源、万用表；（2）实验器件：74LS00、74LS04、74LS08、74LS32、74LS86、74LS55各一片。

三、实验原理1．基本逻辑关系与基本逻辑门在数字逻辑电路中，研究的主要问题是输入信号的状态和输出信号的状态之间的关系，也就是所谓的逻辑关系，基本逻辑关系有三种，即与、或、非。

几乎所有的电路功能都是这三种逻辑关系的组合。

实现这些基本逻辑关系的电路就是逻辑门，所以最基本的逻辑门是“与门”、“或门”、“非门”。

下面用三种控制指示灯开关电路来分别说明三种基本逻辑关系。

开关的闭合或断开为条件是否具备，灯的亮灭作为事件是否发生，开关和灯之间的因果关系，即为逻辑关系。

实现与逻辑关系的电路称为与门。

最简单的与门可以由二极管和电阻组成。

只有决定一件事情的全部条件都具备了，这件事情才会发生的逻辑关系称作逻辑与，或者称作逻辑乘。

为了便于理解它的含义，来看一个简单的例子。

如图1-1所示，图1-1为一照明电路，灯亮这件事，只有在两个开关A、B同时闭合时，灯Y才会亮，否则灯就不会亮。

如果把开关闭合作为条件，把灯亮作为结果，那么灯亮与开关之间是一种与逻辑关系。

图1-2为它的逻辑符号。

如果用“1”表示开关闭合，“0”表示开关断开；用“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，则可以得到描述开关与灯亮之间与逻辑关系的图表，如表1-1所示，这种图表称作逻辑真值表，简称为真值表。

表1-1 与逻辑真值表A B Y0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 01由表1-1可知，Y 与A 、B 之间的关系是：只有当A 和B 都是1时，Y 才为1；否则Y 为0。

第2章根本逻辑关系和常用逻辑门电路通常，把反映条件'’和结果〃之间的关系称为逻辑关系。

如果以电路的输入信号反映条件〃，以输出信号反映结果〃，此时电路输入、输出之间也就存在确定的逻辑关系。

数字电路就是实现特定逻辑关系的电路，因此，又称为逻辑电路。

逻辑电路的根本单元是逻辑门，它们反映了根本的逻辑关系。

2.1根本逻辑关系和逻辑门2.1.1根本逻辑关系和逻辑门逻辑电路中用到的根本逻辑关系有与逻辑、或逻辑和非逻辑，相应的逻辑门为与门、或门与非门。

一、与逻辑与与门与逻辑指的是：只有当决定某一事件的全部条件都具备之后，该事件才发生，否如此就不发生的一种因果关系。

如下列图电路，只有当开关A与B全部闭合时，灯泡Y才亮；假如开关A或B其中有一个不闭合，灯泡Y就不亮。

这种因果关系就是与逻辑关系，可表示为Y = A?B，读作“A与B〃。

在逻辑运算中，与逻辑称为逻辑乘。

一个输出端。

其与门是指能够实现与逻辑关系的门电路。

与门具有两个或多个输入端,逻辑符号如下列图，为简便计，输入端只用A和B两个变量来表示。

与门的输出和输入之间的逻辑关系用逻辑表达式表示为：Y = A?B = AB两输入端与门的真值表如表所示。

波形图如下列图。

图2.1.3与门的波形图由此可见，与门的逻辑功能是， 输入全部为高电平时，输出才是高电平，否如此为低电 平。

二、或逻辑与或门或逻辑指的是：在决定某事件的诸条件中，只要有一个或一个以上的条件具备，该事件就会发生；当所有条件都不具备时，该事件才不发生的一种因果关系。

如下列图电路，只要开关 A 或B 其中任一个闭合，灯泡 Y 就亮；A 、B 都不闭合，灯 泡Y 才不亮。

这种因果关系就是或逻辑关系。

可表示为：Y = A + B读作“A 或B 〃。

在逻辑运算中或逻辑称为逻辑加。

+・2图2.1.4或逻辑举例 〔a 〕常用符号 〔b 〕国标符号图2.1.5或逻辑符号或门是指能够实现或逻辑关系的门电路。

或门具有两个或多个输入端， 一个输出端。

第一节基本逻辑门电路1.1 门电路的概念：实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路。

实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等（用逻辑1表示高电平；用逻辑0表示低电平）11.2 与门：逻辑表达式F＝A B即只有当输入端A和B均为1时,输出端Y才为1,不然Y为0.与门的常用芯片型号有:74LS08,74LS09等.11.3 或门：逻辑表达式F＝A+ B即当输入端A和B有一个为1时,输出端Y即为1,所以输入端A和B均为0时,Y才会为O.或门的常用芯片型号有:74LS32等.11.4．非门逻辑表达式F=A即输出端总是与输入端相反.非门的常用芯片型号有:74LS04,74LS05,74LS06,74LS14等.11.5．与非门逻辑表达式 F=AB即只有当所有输入端A和B均为1时,输出端Y才为0,不然Y为1.与非门的常用芯片型号有:74LS00,74LS03,74S31,74LS132等.11.6．或非门：逻辑表达式 F=A+B即只要输入端A和B中有一个为1时,输出端Y即为0.所以输入端A和B均为0时,Y才会为1.或非门常见的芯片型号有:74LS02等.11.7．同或门: 逻辑表达式F=A B+A BAF=1B11.8.异或门：逻辑表达式F=A B+A BFB11.9.与或非门：逻辑表逻辑表达式F=AB+CDA B C F11.10.RS 触发器：电路结构把两个与非门G1、G2的输入、输出端交叉连接，即可构成基本RS 触发器，其逻辑电路如图7.2.1.(a)所示。

它有两个输入端R 、S 和两个输出端Q 、Q 。

工作原理 :基本RS 触发器的逻辑方程为：根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系:1.当R=1、S=0时，则Q=0,Q=1,触发器置1。

2.当R=0、S=1时，则Q=1,Q=0,触发器置0。

=1＆ ≥1如上所述，当触发器的两个输入端加入不同逻辑电平时，它的两个输出端Q和Q有两种互补的稳定状态。

第6次课三种基本逻辑关系、分立元件门电路、复合逻辑门电路●本次重点内容：1、与、或、非三种基本逻辑关系及真值表、逻辑表达式、门电路逻辑符号。

2、分立元件门电路的工作原理。

3、复合逻辑关系：与非、或非、与或非、异或、同或的真值表、逻辑表达式、门电路逻辑符号。

●教学过程6.1三种基本逻辑关系一、与逻辑关系所谓与逻辑关系：就是指决定某事件结果的所有条件全部具备，结果才能发生，而只要其中一个条件不具备，结果就不能发生，这种逻辑关系称为与逻辑关系。

与逻辑示意如图6-1所示：用A，B表示条件，即开关的状态；用Y表示结果，即表示灯的亮、灭状态。

图6-1 与逻辑示意图开关：“1”表示开关闭合，“0”表示开关断开。

灯：“1”表示灯亮，“0”表示灯灭。

根据所有可能的开关组合状态与灯亮、灭的对应关系，可以列出真值表。

如表6-1所示。

表6-1 与逻辑真值表由表6-1可以得出“与”逻辑关系为“有0出0，全1出1”。

与门是实现与逻辑关系的电路，其逻辑符号如图6-2所示：图6-2 与逻辑符号二、或逻辑—在A，B等多个条件中，只要具备其中一个条件，事件就会发生；只有所有条件均不具备时，事件才不会发生，这种因果关系称为或逻辑关系。

或逻辑示意如图6-3所示：图6-3 或逻辑示意图经分析开关A，B的闭合情况，可以列出或逻辑真值表如表6-2所示：表6-2 或逻辑真值表由上表6-2可以得知或逻辑功能为“有1出1，全0出0”。

或门是实现或逻辑关系的电路，其逻辑符号如图6-4所示。

图6-4或逻辑符号三、非逻辑：决定事件结果只有一个条件，当条件具备时，结果就不发生；当条件不具备时，结果就发生。

这种因果关系称为非逻辑关系。

非逻辑示意如图6-5所示。

当开关A闭合时，灯Y灭；当开关A断开时，灯Y亮。

可见，对灯亮来说，开关A闭合是非逻辑关系。

图6-5非逻辑示意如图经分析可以列出或逻辑真值表6-3。

表6-3 非逻辑真值表由上表可以得知非逻辑功能为“是0出1，是1出0”。