常用逻辑电路
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第一节根本逻辑门电路1.1 门电路的概念:实现根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,即可构成根本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 :根本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,那么Q=0,Q=1,触发器置1。
2.当R=0、S=1时,那么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参加不同逻辑电平时,它的两个输出端Q和Q有两种互补的稳定状态。
第2章基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。
逻辑电路的基本单元是逻辑门,它们反映了基本的逻辑关系。
基本逻辑关系和逻辑门2.1.1 基本逻辑关系和逻辑门逻辑电路中用到的基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、或门及非门。
一、与逻辑及与门与逻辑指的是: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,否则就不发生的一种因果关系。
如图2.1.1所示电路,只有当开关A与B全部闭合时,灯泡Y才亮;若开关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,(a)常用符号(b)国标符号图2.1.1 与逻辑举例图2.1.2 与逻辑符号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,一个输出端。
其逻辑符号如图2.1.2所示,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2.1.1所示。
波形图如图所示。
A B Y0 000 101 001 11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,否则为低电平。
二、或逻辑及或门或逻辑指的是: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。
如图2.1.4所示电路,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。
表2.1.1 与门真值表图2.1.3 与门的波形图或门是指能够实现或逻辑关系的门电路。
常用逻辑电路在逻辑电路中,输入和输出只有两种状态,即高电平和低电平。
通常以逻辑“1”和“0”表示电平高低。
1、与门是一个能够实现逻辑乘运算的、多端输入、单端输出的逻辑电路。
逻辑解释:即如右边图所示,当开关A与B当中只有全部闭合(即为高电平1)时,才会有输出(即灯泡才会亮)所以在与门电路中,只有输入的全部条件为高电平“1”时输会有输出。
2、或门是一个能够实现逻辑加运算的、多端输入、单端输出的逻辑电路。
逻辑解释:即如右边图所示,当开关A与B当中只要有一个开关闭合(即为高电平1)时,就会有输出(即灯泡才会亮)所以在或门电路中,只要输入的为高电平“1”就会有输出。
语言表达为:“有1出1,全0出0”。
3、非门是一个能够实现逻辑非运算的、单端输入、单端输出的逻辑电路。
非就是反,就是否定,也就是输入与输出的状态总是相反。
逻辑解释:如右边图所示,当开关K断开时灯亮,开关闭合时灯灭。
如以开关断开为灯亮,开关接通为灭为结果,则开关K与灯泡的因果关系为非逻辑关系。
语言表达为:“有0出1,有1出0”。
复合逻辑门电路:4.与非门将一个与门与一个非门联接起来就构成了一个与非门。
根据与门和非门的逻辑功能,可以列出与非门逻辑关系真值表。
其逻辑功能的特点是:“当输入全为1,输出为0;只要输入有0,输出就为1”。
5.或非门将一个或门与一个非门联接起来就构成了一个或非门。
根据或门和非门的逻辑功能,可以列出与非门逻辑关系真值表。
其逻辑功能的特点是:“当输入全为0,输出为1;只要输入有1,输出就为0”。
6.异或门异或门只有两个输入端和一个输出端,。
其逻辑功能的特点是:“当两个输入端一个为0,另一个为1时输出为1,当两个输入端均为1或均为0时,输出为0”。
真值表如下:异或门的作用是:把两路信号进行比较,判断是否相同。
当两路输入信号不同,即一个为高电平,一个为低电平时,输出为高电平。
反之当两个输出端信号相同时,即为高电平或低电平时,输出为低电平”。
常用逻辑电路在逻辑电路中,输入和输出只有两种状态,即高电平和低电平。
通常以逻辑“1”和“0”表示电平高低。
1、与门是一个能够实现逻辑乘运算的、多端输入、单端输出的逻辑电路。
逻辑解释:即如右边图所示,当开关A与B当中只有全部闭合(即为高电平1)时,才会有输出(即灯泡才会亮)所以在与门电路中,只有输入的全部条件为高电平“1”时输会有输出。
语言表达为:“有0出0,全1出1”2、或门是一个能够实现逻辑加运算的、多端输入、单端输出的逻辑电路。
逻辑解释:即如右边图所示,当开关A与B当中只要有一个开关闭合(即为高电平1)时,就会有输出(即灯泡才会亮)所以在或门电路中,只要输入的为高电平“1”就会有输出。
语言表达为:“有1出1,全0出0”。
3、非门是一个能够实现逻辑非运算的、单端输入、单端输出的逻辑电路。
非就是反,就是否定,也就是输入与输出的状态总是相反。
逻辑解释:如右边图所示,当开关K断开时灯亮,开关闭合时灯灭。
如以开关断开为灯亮,开关接通为灭为结果,则开关K与灯泡的因果关系为非逻辑关系。
语言表达为:“有0出1,有1出0”。
复合逻辑门电路:4.与非门将一个与门与一个非门联接起来就构成了一个与非门。
根据与门和非门的逻辑功能,可以列出与非门逻辑关系真值表。
其逻辑功能的特点是:“当输入全为1,输出为0;只要输入有0,输出就为1”。
5.或非门将一个或门与一个非门联接起来就构成了一个或非门。
根据或门和非门的逻辑功能,可以列出与非门逻辑关系真值表。
其逻辑功能的特点是:“当输入全为0,输出为1;只要输入有1,输出就为0”。
6.异或门异或门只有两个输入端和一个输出端,。
其逻辑功能的特点是:“当两个输入端一个为0,另一个为1时输出为1,当两个输入端均为1或均为0时,输出为0”。
真值表如下:异或门的作用是:把两路信号进行比较,判断是否相同。
当两路输入信号不同,即一个为高电平,一个为低电平时,输出为高电平。
反之当两个输出端信号相同时,即为高电平或低电平时,输出为低电平”。
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。
逻辑电路的基本单元是逻辑门,它们反映了基本的逻辑关系。
基本逻辑关系和逻辑门2.1.1 基本逻辑关系和逻辑门逻辑电路中用到的基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、或门及非门。
一、与逻辑及与门与逻辑指的是: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,否则就不发生的一种因果关系。
如图2.1.1所示电路,只有当开关A 与B 全部闭合时,灯泡Y 才亮;若开关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 =AB ,读作“A 与B”。
在逻辑运算中,与逻辑称为逻辑乘。
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,一个输出端。
其逻辑符号如图2.1.2所示,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 =AB =AB两输入端与门的真值表如表2.1.1所示。
波形图如图所示。
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,否则为低电平。
二、或逻辑及或门或逻辑指的是: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。
如图2.1.4所示电路,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。
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。
其逻辑符号如图2.1.5所示。
表2.1.1 与门真值表图2.1.3 与门的波形图图2.1.4 或逻辑举例或门的输出与输入之间的逻辑关系用逻辑表达式表示为:Y=A+B两输入端或门电路的真值表和波形图分别如表2.1.2和图所示。
常用逻辑门电路逻辑符号与功能最常用的集成门电路有TTL系列集成规律门和CMOS系列集成规律门两大类。
就其功能而言,常用的有与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门以及集电极开路(OC)门、三态(TS)门等。
表1给出了常用规律门的规律符号与功能。
表1 常用规律门的规律符号与功能名称符号表达式名称符号表达式与门F=A·B与或非门或门F=A+B 异或门非门同或门与非门OC与非门输出端可以对接或非门三态与非门EN为使能掌握1.外部特性参数集成规律门的主要外部特性参数有输出高、低规律电平,开门电平,关门电平,扇入系数,扇出系数,输入短路电流,输入漏电流,平均传输时延和空载功耗等。
2.集成门电路的应用特点(1)在进行规律设计时,各类规律门可实现与其对应的规律运算功能。
(2)OC门的输出端可以直接连接,实现“线与”,此外可实现电平转换和直接驱动发光二极管等。
(3)TS门主要用于总线传送,多个TS门的输出端可以直接与总线连接,实现数据分时传送。
(4)用规律门组成实际电路时,对集成门的多余输入端必需恰当处理。
例如,TTL与门和与非门的多余输入端可以通过电阻接电源,或门和或非门的多余输入端可以通过电阻接“地”。
CMOS与门和与非门的多余输入端可以直接与电源相接;CMOS或非门的多余输入端可接“地”等。
总之,既要避开多余输入端悬空造成信号干扰,又要保证对多余输入端的处置不影响正常的规律功能。
3.常用TTL集成门电路芯片(1)集成与非门电路芯片常用的TTL与非门集成电路芯片有7400、7410和7420等。
7400是一种内部有四个两输入与非门的芯片,其引脚安排图如图1(a)所示;7410是一种内部有三个三输入与非门的芯片,其引脚安排图如图1(b)所示;7420是一种内部有两个四输入与非门的芯片,其引脚安排图如图1(c)所示。
图中,VCC为电源引脚,GND为接地脚,NC为空脚。
图1 与非门7400、7410和7420的引脚安排图。
基本逻辑门电路一、引言逻辑门电路是数字电路中最基本的组成单元,用于实现逻辑运算。
在计算机科学和电子工程领域,逻辑门电路被广泛应用于各种数字系统中,如计算机处理器、存储器、控制单元等。
本文将深入探讨基本逻辑门电路的原理、分类、真值表和应用。
二、逻辑门电路的原理逻辑门电路是由晶体管、二极管等电子元件组成的。
它们能够根据输入信号的逻辑值产生相应的输出信号。
常见的逻辑门电路有与门、或门、非门、异或门等。
1. 与门(AND Gate)与门是最基本的逻辑门之一,它只有在所有输入信号均为高电平时,才会输出高电平信号。
与门的真值表如下:输入A 输入B 输出Y0 0 00 1 01 0 01 1 12. 或门(OR Gate)或门是另一个常见的逻辑门,它只要有一个输入信号为高电平,就会输出高电平信号。
或门的真值表如下:输入A 输入B 输出Y0 0 00 1 11 0 11 1 13. 非门(NOT Gate)非门是最简单的逻辑门之一,它只有一个输入信号,并将其取反输出。
非门的真值表如下:输入A 输出Y0 11 04. 异或门(XOR Gate)异或门是一种特殊的逻辑门,它只有在输入信号不相同时,才会输出高电平信号。
异或门的真值表如下:输入A 输入B 输出Y0 0 00 1 11 0 11 1 0三、逻辑门电路的分类根据逻辑门电路的复杂程度和功能,可以将其分为基本逻辑门电路和组合逻辑电路。
1. 基本逻辑门电路基本逻辑门电路是由单个逻辑门构成的简单电路,如与门、或门、非门等。
它们能够实现基本的逻辑运算,如与、或、非等。
2. 组合逻辑电路组合逻辑电路是由多个逻辑门组合而成的电路,它们能够实现复杂的逻辑运算。
常见的组合逻辑电路有多路选择器、加法器、比较器等。
四、逻辑门电路的真值表逻辑门电路的真值表是描述逻辑门输入输出关系的表格。
通过真值表,我们可以清楚地了解逻辑门在不同输入情况下的输出结果。
五、逻辑门电路的应用逻辑门电路在数字系统中有广泛的应用,下面介绍几个常见的应用场景:1. 计算机处理器计算机处理器是由大量逻辑门电路组成的,它能够完成各种复杂的运算和控制任务。
逻辑电路分类逻辑电路是现代电子技术中的重要组成部分,它们用于在电子设备中处理和传输信息。
根据其功能和结构的不同,逻辑电路可以分为多个分类。
以下是对几种常见的逻辑电路分类的介绍。
第一类是组合逻辑电路。
组合逻辑电路是由逻辑门组成的电路,逻辑门根据输入信号的组合来产生输出信号。
组合逻辑电路的输出只与当前的输入信号有关,而不受过去输入信号的影响。
常见的组合逻辑电路包括与门、或门、非门等。
与门的输出只有在所有输入信号都为1时才为1,否则为0;或门的输出只有在任意一个输入信号为1时才为1,否则为0;非门的输出与输入信号相反。
第二类是时序逻辑电路。
时序逻辑电路是由存储器和触发器等组成的电路,它可以根据输入信号和内部状态的变化来产生输出信号。
时序逻辑电路具有内部记忆功能,可以实现存储和处理信息的功能。
触发器是时序逻辑电路的核心元件,它可以存储一个比特的信息,并根据时钟信号的变化来改变其输出状态。
常见的触发器包括D触发器、JK触发器等。
第三类是可编程逻辑器件。
可编程逻辑器件是一种集成电路,可以根据用户的需求进行编程,实现不同的逻辑功能。
它通常由逻辑门和可编程的连接结构组成,可以根据用户的输入信号和编程信息来产生输出信号。
常见的可编程逻辑器件有可编程门阵列(PGA)、可编程逻辑阵列(PLA)等。
第四类是数字信号处理器(DSP)。
数字信号处理器是一种专门用于处理数字信号的微处理器,它可以对输入的数字信号进行快速、准确的处理。
数字信号处理器通常具有高速、高精度和低功耗的特点,广泛应用于通信、音频、视频等领域。
以上是对几种常见的逻辑电路分类的简要介绍。
通过合理的组合和应用这些逻辑电路,可以实现各种复杂的电子系统和功能。
在现代科技发展的背景下,逻辑电路的应用前景十分广阔,将持续为人类生活和工作带来更多的便利和创新。
什么是编码?用文字、数字或符号代表特定对象的过程叫编码。
X/Y二-十进制编码器,同一时刻只允许一个输入端有信号。
不允许许多信号同时出现在输入端。
输入互相排斥。
处理电路111111111111111111111111为选通输出端:Y 00000001Y=EX只要有编码输出否则进行编码。
而且是反码输出。
0Y 1Y 2Y EX Y 0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I STS Y 74LS148将8线-3线优先编码器扩展为16线-4线优先编码器。
☆用两片8-3编码器组成16线-4线输出优先编码器。
/I 15优先权最高。
158当:I I 均无输入信号时,按照优先顺序的要求:70才允许对I I 的输入信号进行编码。
因此,只要将第(1)片的“无编码信号输入”信号Y S 作为第(2)片的选通输入信号/ST 即可。
当片(1)有编码信号输入时,片1的/Y EX =0,无编码信号输入时Y EX =1,正好用它输出编码的第四位,以区分8个高位输入信号和8个低位输入信号的编码。
编码输入的低三位应为两片输出/Y 2、/Y 1、/Y 0的逻辑或。
依照上面分析得出扩展逻辑电路图I 7I 6I 5I 4I 3I 2I 1I 0SY SY 0Y 1Y 2Y EX 74LS148(1)I 7I 6I 5I 4I 3I 2I 1I 0SY SY 0Y 1Y 2Y EX 74LS148(2)&&&&G 2G 3G 1G 0Z 0Z 1Z 2Z 3A 09A A 18A A 27A A 36A A 45A A 10A 11A 12A 13A 14A 1511111111111100111111110X 010*********X X 010********X X X 010*******X X X X 010010110X X X X X 01010010X X X X X X 0100000X X X X X X X 00111111111111011111X X X X X X X X 1/Y S /Y EX /Y 0/Y 1/Y 276543210 /SBCD A D B C B C A ++⋅+⋅+=)()()(BC D A BD C AB ++++=BCD A BD C AB +++⋅=BCD A BD C AB +⋅⋅⋅=00011110BC D A D B C B A ++⋅+⋅⋅+=)()()(C B D A BD C AB F +++++=BC D A D B C B C A ++⋅++⋅+=)())(()([]BC D A D B C B C A ++⋅+++++=)()()()(()BCD A BD C B C A ++⋅++=)(BCBD D C B D C A ABD C B A +++++=111111111可用:真值表法、配项法、卡诺图法求最小项表达式。
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。