第13章組合邏輯電路2

1、tt前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回 tt前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回I數字電路的特點數字電路的特點 我們將傳遞、加工、處理數字信號的電我們將傳遞、加工、處理數字信號的電路稱為數字電路，與前面幾章所討論的模路稱為數字電路，與前面幾章所討論的模擬電路相比，數字電路具有以下特點：擬電路相比，數字電路具有以下特點：1）在數字電路中，基本信號是只有兩個）在數字電路中，基本信號是只有兩個狀態(tài)的二進制數字信號。具體到電路上只狀態(tài)的二進制數字信號。具體到電路上只有高，低電平兩個狀態(tài)。有高，低電平兩個狀態(tài)。2）在數字電路中，穩(wěn)態(tài)時各種半導體器）在數字電路中，穩(wěn)態(tài)時各種

2、半導體器件都工作在開關狀態(tài)。件都工作在開關狀態(tài)。 3）在數字電路的分析和設計中，所用的）在數字電路的分析和設計中，所用的數學工具是邏輯代數。數學工具是邏輯代數。 4）數字電路能對輸入數字信號進行各種）數字電路能對輸入數字信號進行各種算術和邏輯運算，即數字電路不僅具有一算術和邏輯運算，即數字電路不僅具有一定的算術運算能力，還具有一定定的算術運算能力，還具有一定“邏輯思邏輯思維維”能力。能力。 5）數字電路由幾種基本單元電路組成，）數字電路由幾種基本單元電路組成，這些單元電路簡單，對內部元件參數要求這些單元電路簡單，對內部元件參數要求不高，允許有較大的分散性，只要工作時不高，允許有較大的分散性，只

3、要工作時可靠區(qū)分可靠區(qū)分0和和1兩個狀態(tài)即可，使數字電路兩個狀態(tài)即可，使數字電路易于實現(xiàn)集成化。易于實現(xiàn)集成化。 6）數字電路的抗干擾能力強，精度高。）數字電路的抗干擾能力強，精度高。.數字電路的分類數字電路的分類按電路的組成結構按電路的組成結構分立元件電路分立元件電路集成電路集成電路按集成度的大小按集成度的大小小規(guī)模集成電路（小規(guī)模集成電路（SSI）中規(guī)模集成電路（中規(guī)模集成電路（MSI）大規(guī)模集成電路（大規(guī)模集成電路（LSI）超大規(guī)模集成電路（超大規(guī)模集成電路（VLSI）按構成電路的按構成電路的半導體器件種類半導體器件種類雙極型集成電路雙極型集成電路單極型集成電路單極型集成電路按電路有無按

4、電路有無記憶功能記憶功能組合邏輯電路組合邏輯電路時序邏輯電路時序邏輯電路（下）（下）返回返回后一頁后一頁前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回 所謂門就是一種開關，它能按照一定的條件去所謂門就是一種開關，它能按照一定的條件去控制信號的通過或不通過?？刂菩盘柕耐ㄟ^或不通過。 門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關系門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關系(因果關系因果關系)，所以門電路又稱為，所以門電路又稱為邏輯門電路。邏輯門電路。13.1.1 門電路的基本概念門電路的基本概念 基本邏輯關系為基本邏輯關系為“與與”、“或或”、“非非”三種。三種。前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回 設：開關斷開、燈不

5、亮用邏輯設：開關斷開、燈不亮用邏輯 “0”表示，表示，開關閉合、燈亮用開關閉合、燈亮用 邏輯邏輯“1”表示。表示。邏輯表達式：邏輯表達式： Y = A BB燈燈。220V。A “與與”邏輯關系是指當決定某事件的邏輯關系是指當決定某事件的條件全部具備時，該事件才發(fā)生。條件全部具備時，該事件才發(fā)生。000101110100ABF狀態(tài)表狀態(tài)表前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回 “或或”邏輯關系是指當決定某事件的邏輯關系是指當決定某事件的條件之一具備時，該事件就發(fā)生。條件之一具備時，該事件就發(fā)生。邏輯表達式：邏輯表達式： Y = A + B。+UABY00011101狀態(tài)表狀態(tài)表0111ABY前一頁前

6、一頁 后一頁后一頁返回返回。AY+UR。101AY0前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回 電平的高低一電平的高低一般用般用“1”和和“0”兩種狀態(tài)區(qū)別，兩種狀態(tài)區(qū)別，若規(guī)定高電平為若規(guī)定高電平為“1”，低電平為，低電平為“0”則稱為正邏則稱為正邏輯。反之則稱為輯。反之則稱為負邏輯。若無特負邏輯。若無特殊說明，均采用殊說明，均采用正邏輯。正邏輯。100VUcc高電平高電平低電平低電平前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回13.1.2 二極管二極管“與與” 門電路門電路0V0V000101110100ABY輸輸 入入輸出輸出0V3V3V3V狀態(tài)表狀態(tài)表 1. 電路電路2

7、. 工作原理工作原理輸入輸入A、B全為高電平全為高電平“1”，輸出，輸出 Y 為為“1”。輸入輸入A、B不全為不全為“1”，輸出，輸出 Y 為為“0”。.+U 12VRD1D2ABY調轉調轉前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回13.1.2 二極管二極管“與與” 門電路門電路&ABY邏輯符號：邏輯符號：狀態(tài)表狀態(tài)表ABY輸輸 入入輸出輸出000101110100Y=A B.邏輯表達式：邏輯表達式： 3. 邏輯關系：邏輯關系：“與與”邏輯邏輯即：有即：有“0”出出“0”， 全全“1”出出“1”前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回13.1.3 二極管二極管“或或” 門電路門電路0V0V.URD1

8、D2AB。Y0V3V 1. 電路電路2. 工作原理工作原理輸入端有一為高電平輸入端有一為高電平“1”，輸出，輸出Y 為為“1”。輸入輸入A、B全為低電平全為低電平“0”，輸出，輸出Y 為為“0”。狀態(tài)表狀態(tài)表ABY輸輸 入入輸出輸出0001111101103V3V前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回13.1.3 二極管二極管“或或” 門電路門電路Y=A+B邏輯表達式：邏輯表達式：即：有即：有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”狀態(tài)表狀態(tài)表ABY輸輸 入入輸出輸出0001111101101ABY邏輯符號：邏輯符號：前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回+UCC-UBBARKRBRCYT 1 0截止截

9、止飽和飽和邏輯符號邏輯符號1Y。邏輯表達式：邏輯表達式：Y=A“0”1AY0“1”“1”前一頁前一頁 后一頁后一頁“0”返回返回有有“0”出出“1”，全，全“1”出出“0”輸輸 入入輸輸 出出A001 1B001Y11101邏輯式：邏輯式：Y A B AB&AB&YY1前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回Y。1。“或非或非”門門AB1。Y邏輯式：邏輯式：Y A + B 輸輸 入入輸輸 出出A001 1B001Y00101“或非或非”門門有有“1”出出“0”，全，全“0”出出“1”AB1。前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回Y2ABY1有有“0”出出“0”，全，全“1”出出“1”&a

10、mp;ABF1ABY21前一頁前一頁 后一頁后一頁有有“1”出出“1”，全，全“0”出出“0”返回返回即：有即：有“0”出出“0”， 全全“1”出出“1”真值表真值表ABY輸輸 入入輸出輸出000101110100Y=A B.邏輯表達式：邏輯表達式： &ABY邏輯符號：邏輯符號：前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回Y=A+B邏輯表達式：邏輯表達式：即：有即：有“1”出出“1”， 全全“0”出出“0”邏輯符號：邏輯符號：1ABY邏輯表達式：邏輯表達式：Y=A邏輯符號邏輯符號1AY前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回有有“0”出出“1”，全，全“1”出出“0”4 “與非與非”門門邏輯式：邏輯式

11、：Y=AB邏輯符號：邏輯符號：&ABY有有“1”出出“0”，全，全“0”出出“1”5 “或非或非”門門邏輯式：邏輯式：Y=A+B“或非或非”門門1ABY前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回多發(fā)射極多發(fā)射極三極管三極管1. 電路電路 T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回圖中，圖中，T1為多發(fā)射極管，它的基極與每個發(fā)射為多發(fā)射極管，它的基極與每個發(fā)射極之間都有一個極之間都有一個PN結。若用二極管代替結。若用二極管代替PN結，結，T1等效電路如下圖所示。等效電路如下圖所示。R1A B CABCR1

12、EC前一頁前一頁 后一頁后一頁箝位箝位2.1VE結反偏結反偏截止截止“0”(0.3V)1V流過流過 E結的電流結的電流為反向飽和電流為反向飽和電流輸入全高輸入全高“1”,輸出為低輸出為低“0”“1”(3.6V) T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回1VT5 截止截止T2、VY 5-0.7-0.7 =3.6V 流過流過 E結的電結的電流為正向電流流為正向電流 負載電流負載電流輸入有低輸入有低“0”輸出為高輸出為高“1”(0.3V)“1”“0” T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1前一頁前一頁 后一頁后一頁返

13、回返回.&YA邏輯符號邏輯符號B00 0 10 0 1 1 0 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 1狀態(tài)表狀態(tài)表1 1 1 0前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回兩種實際的兩種實際的“TTLTTL與非門芯片與非門芯片213 4 5 6 789101112131474LS20(474LS20(4輸入輸入2 2門門) )213 4 5 6 789101112131474LS00(274LS00(2輸入輸入4 4門門) )前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回普通代數普通代數不適用！不適用！結合律結合律(A+B)+C=A+(B+C) (A B) C = A (B C)

14、.前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回A BBAA+BA B. A B.A+B0001101111100100CBABCAAABCB)A(CABCB)CA(1 BCA A+1=1 A A=A.A B=A+BA+B=A B.1100000011111100列真值表證明：列真值表證明：前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回證明證明：BAAABA)(例如例如：DEBCADCBCAA A+AB = ABAABABAA 被吸收被吸收返回返回前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回例例1：= AB (C + C) +AB= AB+AB = B前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回ABCABC+AB化簡化簡 Y=CBACB

15、AY CBCBAY)(CBCBA CBA A B=A+B.BABAA 吸收吸收吸收吸收前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回Y=A B =A B.由邏輯代數運算法則：由邏輯代數運算法則：2. 應用應用“與非與非”門構成門構成“與與”門電路門電路AY&B&前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回Y=A &YAY = A+B = A B = A B.由邏輯代數運算法則：由邏輯代數運算法則：4. 用用“與非與非”門構成門構成“或非或非”門門YBA&前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回3.應用應用“與非與非”門構成門構成“或或”門電路門電路Y=A+B =A+B =A B.由邏輯代數

16、運算法則：由邏輯代數運算法則：BAY&Y=AB+AC+ABC =AB+AC+ABC=AB AC ABC.ACB11&.YAC前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回已知邏輯電路已知邏輯電路確定確定邏輯功能邏輯功能前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回Y1.AB&YY3Y2.Y = Y2 Y3= A AB B AB.A B.A B.A. .A BB前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回反演律反演律反演律反演律前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回ABY001 100111001=A B前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回.BAYA B.Y = AB AB .

17、ABA B 前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回= AB +AB化簡化簡001 100100111=A B邏輯式邏輯式 =1ABY邏輯符號邏輯符號=A B前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回Y&1.BA&C寫出邏輯式：寫出邏輯式：A101A=AC +BCY=AC BC設：設：C=1封鎖封鎖打開打開選通選通A信號信號前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回Y&1.BA&CB001設：設：C=0封鎖封鎖選通選通B信號信號打開打開前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回根據邏輯功能要求根據邏輯功能要求邏輯電路邏輯電路前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回 C 0 0 0 00 0 1 1

18、0 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回取取 Y=“1”( 或或Y=“0” ) 列邏輯式列邏輯式取取 Y = “1” 各組合之間各組合之間是是“或或”關系關系在一種組合中，各輸入在一種組合中，各輸入變量之間是變量之間是“與與”關系關系ABCCBACBACBAY A B C Y 0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回ABCCBACBACBAY ABCCBACBACBA ABCCBACBACBAY 前一頁前一頁 后

19、一頁后一頁返回返回YCBA0110011111001100110111前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回& 開工為開工為“1”，不開工為，不開工為“0”； G1和和 G2運行為運行為“1”，不運行為，不運行為“0”。前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回1 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 01 1 10 0 00111 0 0 1 0A B C G1 G20001 11 0 1前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回ABCCABCBABCAG1ABCCBACBACBAG2 1 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 01 1 10 0 0011

20、1 0 0 1 00001 11 0 1前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回ABCCABCBABCAG1 ABCCBACBACBAG2 ACBCAB ACBCAB1 GACBCAB ABCCBACBACBA2 G前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回13.5 加法器加法器進位進位如：如：0 0 0 0 11+10101010不考慮低位不考慮低位來的進位來的進位半加器實現(xiàn)半加器實現(xiàn)要考慮低位要考慮低位來的進位來的進位全加器實現(xiàn)全加器實現(xiàn)前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1BABABAS ABC .AB

21、SC前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回輸入輸入-1表示低位來的進位表示低位來的進位 COAiBiCi-1SiCiCI 前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 1 0 0 01 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11111 iiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBAS1111 iiiiiiiiiiiiiCBACBACBACBAC11 iiiiiiCACBBA1 iiiCBA前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回11 iiiiiiiCACBBAC1 iiiiCBAS&=11.CiSiCOCO1AiBiCi-1Si

22、前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回思考題思考題：試說明試說明2111011111各式的含義各式的含義前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回 n 位二進制代碼有位二進制代碼有 2n 種組合，可以表示種組合，可以表示 2n 個信息；個信息；前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回10個個4位位表示十進制數表示十進制數編碼器編碼器前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回0000001110100001111000110110000000000111前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回Y3 = I8+I9前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回10000000011101101001& 1 1 1 1 1 1 I1

23、I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回 譯碼是編碼的反過程，它是將代碼的組合譯碼是編碼的反過程，它是將代碼的組合譯成一個特定的輸出信號。譯成一個特定的輸出信號。13.7.1 二進制譯碼器二進制譯碼器8個個3位位譯碼器譯碼器二二進進制制代代碼碼高高低低電電平平信信號號前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回輸輸 入入A B CY0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 0 1 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 1 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0 1 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 1 0 0 01 0 1 0 0 0 0 0 1 0 01 1 0 0 0 0 0 0 0 1 01 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1輸輸 出出狀狀 態(tài)態(tài) 表表 前一頁前一頁 后一頁后一頁返回返回Y0=A B CY1=A B CY7=A B CY2=A B CY3=A B CY4=A BCY