基本逻辑关系和门电路和运算方法
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数字逻辑题是数字电路中常见的问题,这类题目通常涉及到逻辑运算、逻辑门电路等知识点。
下面是一些数字逻辑题的解题技巧:
1.理解基本逻辑关系:首先需要理解基本的逻辑关系,如与、或、非等。
这些基本逻辑关系是解决复杂问题的基础。
2.化简逻辑表达式:对于复杂的逻辑表达式,可以采用代数法进行化简。
常用的化简方法有:吸收律、分配律、摩根定律等。
3.分析逻辑电路:对于给定的逻辑电路,需要分析其输入和输出之间的关系。
可以通过真值表、卡诺图等方法来分析。
4.应用卡诺图化简:卡诺图是一种用于化简逻辑表达式的图形方法。
通过将逻辑表达式表示为卡诺图,可以直观地看出最小项的形式,从而简化表
达式。
5.注意约束条件:在解决数字逻辑题时,需要注意题目中给出的约束条件。
这些条件可能会影响最终的答案。
6.多做练习:解决数字逻辑题需要一定的练习。
通过多做题,可以熟悉各种题型,提高解题速度和准确性。
总之,解决数字逻辑题需要掌握基本的逻辑关系和运算方法,同时还需要灵活运用各种技巧。
通过多做练习,不断积累经验,可以逐渐提高解题能力。
与门电路逻辑运算规则用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路,或数字系统。
由于它具有逻辑运算和逻辑处理功能,所以又称数字逻辑电路。
而数字电子技术中,我们使用低、高电平表示0、1两种逻辑状态(也就是分别代表逻辑上的“真”与“假”或二进制当中的“1”和“0”)从而实现逻辑运算。
有了不同的逻辑运算我们可以把他结合起来,最后成为一个逻辑门电路常见的逻辑门包括“与”门,“或”门,“非”门,“异或”等等。
逻辑门可以组合使用实现更为复杂的逻辑运算。
逻辑门是计算机的基础元件,通过它可以完成逻辑运算(也称布尔运算),这类运算输入输出都只有0和1逻辑运算主要包括三种基本运算:逻辑加法(又称“或”运算)、逻辑乘法(又称“与”运算)和逻辑否定(又称“非”运算)。
此外,“异或”运算也很有用。
我们以上方的与门来举例:左侧A B是与门的输入端右侧Y是与门的输出端按照“与”运算&规则:当A和B都为真时输出端才会输出真逻辑的基本表现形式是命题与推理,推理即依据有简单命题的判断推导得出复杂命题的判断结论的过程。
命题有语句表述,即内容为真或假的一个判断语句!思维的符号化及其计算–基本逻辑运算一个命题由X,Y,Z等表示,其值可能为“真”或为“假”。
则两个命题X,Y 之间是可以进行计算的:“与”运算(AND&):当X和Y都为真时,X&Y也为真;其他情况,X&Y 均为假。
“或”运算(OR|):当X和Y都为假时,X|Y也为假;其他情况,X|Y均为真。
“非”运算(NOT~):当X为真时,NOT X为假;当X为假时,~X为真。
“异或”运算(XOR^):当X和Y都为真或都为假时,X^Y为假;否则,X^Y 为真。
与(&)运算与运算进行的是这样的算法:就是输入端(A或B)只要有一个是0,输出端(Y)就输出0只有当输入端A和B都为真时,其结果才为真相当与串联电路符号:L=A·B或L=AB也就相当于一个串联电路的两个开关。
基本的逻辑运算表示式-基本逻辑门电路符号1、与逻辑(AND Logic)与逻辑又叫做逻辑乘,通过开关的工作加以说明与逻辑的运算。
从上图看出,当开关有一个断开时,灯泡处于灭的,仅当两个开关合上时,灯泡才会亮。
于是将与逻辑的关系速记为:“有0出0,全1出1”。
图(b)列出了两个开关的组合,以及与灯泡的,用0表示开关处于断开,1表示开关处于合上的;灯泡的用0表示灭,用1表示亮。
图(c)给出了与逻辑门电路符号,该符号表示了两个输入的逻辑关系,&在英文中是AND的速写,开关有三个则符号的左边再加上一道线就行了。
逻辑与的关系还用表达式的形式表示为:F=A·B上式在不造成误解的下可简写为:F=AB。
2、或逻辑(OR Logic)上图(a)为一并联直流电路,当两只开关都处于断开时,其灯泡不会亮;当A,B两个开关中有一个或两个一起合上时,其灯泡就会亮。
如开关合上的用1表示,开关断开的用0表示;灯泡的亮时用1表示,不亮时用0表示,则可列出图(b)的真值表。
这种逻辑关系通常讲的“或逻辑”,从表中可看出,只要输入A,B两个中有一个为1,则输出为1,否则为0。
或逻辑可速记为:“有1出1,全0出0”。
上图(c)为或逻辑门电路符号,通常用该符号来表示或逻辑,其方块中的“≥1”表示输入中有一个及一个的1,输出就为1。
逻辑或的表示式为:F=A+B3、非逻辑(NOT Logic)非逻辑又常称为反相运算(Inverters)。
下图(a)的电路实现的逻辑功能非运算的功能,从图上看出当开关A 合上时,灯泡反而灭;当开关断开时,灯泡才会亮,故其输出F的与输入A的相反。
非运算的逻辑表达式为图(c)给出了非逻辑门电路符号。
复合逻辑运算在数字系统中,除了与运算、或运算、非运算之外,使用的逻辑运算还有是通过这三种运算派生出来的运算,这种运算通常称为复合运算,的复合运算有:与非、或非、与或非、同或及异或等。
4、与非逻辑(NAND Logic)与非逻辑是由与、非逻辑复合而成的。
基本逻辑函数及运算规律(与或非)基本的逻辑关系有与逻辑、或逻辑、非逻辑,与之对应的逻辑运算为与运算(逻辑乘)、或运算(逻辑加)、非运算(逻辑非)。
1.与运算只有当决定一件事情的条件全部具备之后,这件事情才会发生。
把这种因果关系称为与逻辑,其逻辑关系、真值表及逻辑符号如图6.7所示。
若用逻辑表达式来描述,则可写为:B A Y ⋅=(a)电路 (b)真值表 (c)逻辑符号图6.7 与运算下图6.8为实现与运算的二极管与门电路。
A 、B 为输入端,F 为输出端。
A 、B 输入端中只要有一个为低电平,则与该输入端相连的二极管会反相偏置导通,使输出端为低电平。
只有输入端同时为高电平时,二极管会反向偏置截止,输出才是高电平。
图 6.8 与运算的二极管与门电路2.或运算当决定一件事情的几个条件中,只要有一个或一个以上条件具备,这件事情就发生。
把这种因果关系称为或逻辑,其逻辑关系、真值表及逻辑符号如图6.9所示。
若用逻辑表达式来描述,则可写为:B A Y +=(a)电路 (b)真值表 (c)逻辑符号图6.9 或运算下图6.10为实现与运算的二极管或门电路。
A、B为输入端,F为输出端。
A、B输入端中只要有一个为高电平,则输出端为高电平。
只有当A、B同时为低电平,输出端才会输出低电平。
图 6.10或运算的二极管与门电路3.非运算某事情发生与否,仅取决于一个条件,而且是对该条件的否定,即条件具备时事情不发生;条件不具备时事情才发生,其逻辑关系、真值表及逻辑符号如图6.11所示。
(a)电路(b)真值表(c)逻辑符号图6.11 或运算Y若用逻辑表达式来描述,则可写为:A下图6.12为晶体管非门电路。
当输入为高电平,晶体管饱和,输出为低电平;当输入为电平,晶体管截止,输出为高电平,实现了非门功能。
图 6.12 非运算的二极管与门电路二、常用逻辑运算1.与非运算下图6.13为2输入与非运算的电路、逻辑符号及真值表。
它由二极管与门和晶体管非门串接而成,当输入中至少有一个为低电平,P点输出为低电平,晶体管截止,F输出为高电平;当输入全为高电平时,P点输出为高电平,晶体管饱和,F输出为低电平,实现了与非的逻辑功能。
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。