电子技术(第三版)多媒体课件第6章-门电路和组合逻辑电路-.ppt

1、15tutu6784.4.优点优点9utOutO +3V0V正脉冲正脉冲+3V0V负脉冲负脉冲100.1A0.9AtrtfA0.5AtwtrtftwT 脉冲脉冲f1112 二进制的缺点：二进制的缺点：二进制的优点：二进制的优点：13 表达方式：表达方式：()十十 14位权位权第第i位位系数系数 0110niiikN基基 数数15各数位的权是的幂各数位的权是的幂表达方式：表达方式：()二二 16部分十进制数与二进制数对照表部分十进制数与二进制数对照表十进制数十进制数二进制数二进制数十进制数十进制数二进制数二进制数17位权位权第第i位位系数系数 012niiikN基基 数数十进制数和二进制数各位的

2、权十进制数和二进制数各位的权18十十二进制数转换成十进制二进制数转换成十进制 十进制数转换为二进制十进制数转换为二进制 (32+8+2+1)十十=4319 余余 余余余余0 k05102 余余余余1 k122 余余余余0 k221 余余余余1 k320高位高位低位低位(10)(10)十十=(1010)=(1010)二二20 余余 余余余余0 k0971942 余余余余1 k1482 余余余余0 k2224 余余余余1 k3212高位高位低位低位(194)(194)十十=(11000010)=(11000010)二二26232120余余1 k4余余1 k5余余1 k6余余1 k72223 英国数

3、学家乔治英国数学家乔治.布尔布尔18471847年首年首次论述。次论述。242526ABFA B=F断断断断灭灭0 0=0断断合合灭灭1 0=0断断合合灭灭0 1=0合合合合亮亮1 1=1逻辑函数表达式逻辑函数表达式F=A B 有有0出出0,全全1出出1BAFE讨论讨论27ABFA+B=F0 +0=01 +0=11 +1=10 +1=1 合合合合亮亮断断断断灭灭断断合合亮亮断断合合亮亮有有1出出1,全全0出出0F=A+B逻辑函数表达式逻辑函数表达式BFAE讨论讨论28AF断断亮亮0出出1，1出出0 FARE合合灭灭F=A逻辑函数表达式逻辑函数表达式A =F0 =1 1 =02930l l l

4、。逻辑符号逻辑符号&BAFFABRDADB31二极管的开关特性二极管的开关特性u(V)O符号符号 复习复习32 uI0V时，时，二极管二极管截止，如同开关断开截止，如同开关断开，uO0V uI5V时，时，二极管导二极管导通，如同通，如同0.7V0.7V的电压源的电压源，uO4.3V uI+DuO+RL RLDuI+uO+DRLuI+uO+复习复习331.uI1与与uI2为相同电平时，为相同电平时，DA、DB均导通均导通uI1uI2uO1V0.3V0.3V3V3V3.7V+12VR已知已知:UD0.7V0.7V求：求：uI1、uI2 分别为分别为0.3V、3V 不同组合时的不同组合时的uO 复习

5、复习340.3V3V1V二极管钳位作用二极管钳位作用uI1uI2uO 复习复习+12VR35 FABuD=0.7VRDADB36 A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 有有0出出0,全全1出出1逻辑逻辑乘的基本运算规则：乘的基本运算规则：0.0=0 0.1=0 1.0=0 1.1=1逻辑函数表达式逻辑函数表达式F=A B 逻辑符号逻辑符号&BAF37BAF10101038讨论讨论 FABDADBR39 A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 F=A+B逻辑函数表达式逻辑函数表达式BAF11逻辑符号逻辑符号逻辑逻辑加的基本运算规则：加的基本运算规则：0+

6、0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1有有1出出1,全全0出出04011BAF00041 AFD+3V+UCCT-UBB42 uI+-+-uCE(uO)IB1=0IB2=10AIB3=20AIB4=30AIB5=40AIB6=50AuCE(v)iC(mA)复习复习UCCRCRB43反相器反相器0出出1，1出出0 F=A逻辑函数表达式逻辑函数表达式逻辑符号逻辑符号1 1AF A F 1 0 0 1逻辑逻辑非的基本运算规则：非的基本运算规则：0=1 1=0 44T一种常用的门电路一种常用的门电路与非门与非门45 A B F逻辑状态表逻辑状态表 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 逻

7、辑函数表达式逻辑函数表达式F=A B逻辑符号逻辑符号&BAF有有0 0出出1,1,全全1 1出出0 046实验十实验十 基本门电路功能测试基本门电路功能测试 EDA实验实验 链接链接EDA1047与、或、非与、或、非基本门电路基本门电路EDA实验实验48EDA实验实验输入1输入2与门或门非门49归纳归纳50归归 纳纳与门与门有有0 0出出0,0,全全1 1出出1 1或门或门有有1 1出出1,1,全全0 0出出0 0非门非门1 1出出0,00,0出出1 1与非门与非门有有0 0出出1,1,全全1 1出出0 0F=A B F=A+BF=AF=A B51归归 纳纳与非与非非非或或 与与F=A B F

8、=A+BF=AF=A B&BABA111 1&BA图形图形符号符号逻辑门逻辑门逻辑门逻辑门图形符图形符号号AFFFF5354558电源电源1413 12111091345672地地&8电源电源1413 12111091345672地地&56和和57tuIOtuOO50%50%)(21pd2pd1pdttt 截止延迟截止延迟时间时间导通延迟导通延迟时间时间585960&61&62实现信号的分时单向传送实现信号的分时单向传送&63011&实现数据的双向传输实现数据的双向传输1064利用输入电压（电场效应）利用输入电压（电场效应）控制输出电流的一种半导体器件。控制输出电流的一种半导体器件。(三极管：

9、三极管：421010 1271010 结型结型 绝缘栅型绝缘栅型 MOSN沟道沟道P沟道沟道NMOSPMOS增强型增强型耗尽型耗尽型PMOS 和和NMOS互补使用。互补使用。65绝缘栅型增强型绝缘栅型增强型符号符号衬底衬底GDSB衬底衬底GDSBN N沟道沟道P P沟道沟道三个电极三个电极:栅极栅极G基极基极b源极源极S发射极发射极e漏极漏极D集电极集电极C电极和符号：电极和符号：66工作电压工作电压:N沟道沟道NMOSuGS0，uDS 0uGSUGS（th)饱和饱和UGS（th）开启电压（阈值电压）开启电压（阈值电压）P沟道沟道PMOSuGSUGS（th)饱和饱和u0，uDS 0N N沟道沟

10、道uOGDSuIRDP P沟道沟道uOGDSuIRD67TpuOuI+UDD10VugsugsTNF=A68有有0出出1,全全1出出0T3T4+UDDF=A BT2T169有有1出出0,全全0出出1T4T3+UDDT1T2F=A+B701 1T2T3T4+UDDT1ACF=A7172归纳归纳7475一、逻辑代数一、逻辑代数76有有0 0出出0,0,全全1 1出出1 1有有1 1出出1,1,全全0 0出出0 01 1出出0,00,0出出1 1运算运算运算运算运算运算 复习复习770 A 1 A 0.A=0 A.A=A 1.A=0 A A A A A.A=078 0+A=A A+A=A 1+A=1

11、 0 A 1 A A+A=1A A A A 7980（二）（二）逻辑代数的逻辑代数的基本定律基本定律1.1.交换律：交换律：与普通代与普通代数相拟数相拟2.2.结合律：结合律：与普通代与普通代数相拟数相拟3.3.分配律：分配律：与普通代与普通代数相似数相似814.4.反演律反演律(摩根定律摩根定律)：特殊特殊5.5.吸收律：吸收律：特殊特殊82利用基本公式证明利用基本公式证明A+1=1证明：证明：分配律：分配律：CBACABA )()(CBCABAAACABA )()(CBCBAA )(CBA 结合律结合律 AA=ACBCBA )(1真值表真值表83利用基本公式证明利用基本公式证明A+1=1证

12、明：证明：ABAA )(BAABAAABAA )(结合律结合律 AA=AABA )1(吸收律：吸收律：84AA=0AA=ABABAA)(1BBA ABBBABAAA利用基本公式证明利用基本公式证明ABABA)()(证明：证明：)(BABA A1=A分配律分配律A(B+C)=AB+AC吸收率吸收率:分配律分配律A+1=185BABA BABABAAB证明：证明：0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0利用逻辑状利用逻辑状态表证明态表证明反演律反演律(摩根定律摩根定律)：86BABACBABCABCA)(87)(,C,B,AfF

13、 CBABACBACBAM)(S（四）（四）逻辑函数的化简逻辑函数的化简1.1.逻辑函数式逻辑函数式88例如：例如：CABAF )()(BACA CABA 与或表达式与或表达式 或与表达式或与表达式 与非与非 -与非表达式与非表达式 892.2.逻辑图（逻辑图（逻辑电路图图逻辑电路图图）CABAF 与或表达式与或表达式 )()(BACAF 或与表达式或与表达式&ABCA&ABAC11FACABC1ABA1&F90CABAY 与非与非 -与非表达式与非表达式 CBCABACABAYCA&ACAB&AB&F913.逻辑函数的化简逻辑函数的化简 92BABAFF&BABABABAFA&F&B&93逻

14、辑代数的基本公式和定律进行化简。逻辑代数的基本公式和定律进行化简。BABAF 化化简简例例6-4-1解：解：BABAF ABBA )(A+A=194BAAF 化化简简例例6-4-2解：解：BAAF ABA )(1BAAF 化化简简例例6-4-3解：解：BAAF BABAAA )()(A+1=1 A+A=195CBCABAF 化化简简例例6-4-4解：解：C)(BAAF化化简简例例6-4-5解：解：CBCABAF CBAACABA )(CBACBACABA )(1)(1BCACBA CABA C)(BAAFCBAA CBAAA )()(CBA CBA 反演律：反演律：BABA A+A=1分配律分

15、配律A+1=1 A+A=196例例6-4-6解：解：CABA CABA 反演律：反演律：BABA变变为为与与非非与与非非式式将将CABAF CABAF 97逻辑状态表逻辑状态表 (真值表真值表)逻辑逻辑表达式表达式逻辑图逻辑图(五五)逻辑表达式、逻辑表达式、逻辑图及逻辑图及逻辑状态表逻辑状态表的相互转换的相互转换98BAF 1BAF 2BABAFFF 211.1.将逻辑图变换成将逻辑图变换成逻辑表达式逻辑表达式ABBA1&F1F2F例例5-4-799BAF 1CBCABAFFFF 321例例5-4-8F&CAF 2CBF 3&BAF1&CF2&F3100逻辑状态逻辑状态2.2.根据根据逻辑表达

16、式填写逻辑表达式填写逻辑状态表逻辑状态表的的逻逻辑辑状状态态表表列列出出BABAF 例例5-4-9解：解：表达式中的逻辑表达式中的逻辑状态状态 A B F 0 0 0 1 1 0 1 1 BABABABA101 A B F解：解：0 0 0 1 1 0 1 1 BABABABA01101023.3.将将逻辑状态表变换成逻辑状态表变换成逻辑表达式逻辑表达式 A B F 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0例例5-4-10解：解：逻辑逻辑逻辑关系。逻辑关系。103 A B F 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 解：解：BA BA BABAF 1044.4.将逻辑表达式将逻辑

17、表达式变换为逻辑图变换为逻辑图例例5-4-11解：解：转转换换为为逻逻辑辑图图将将逻逻辑辑表表达达式式CBABAF )(&BAC&F1111ABA+B(A+B).C1051.1.分析思路分析思路106 2.2.基本步骤基本步骤107ABAABBAB逻辑图逻辑图逻辑表达式逻辑表达式 1 1 BABBAABABBAAF 最简与或最简与或表达式表达式化简化简 2 2 ABF&G1G2G3G4BBAABABBAABA )()(BABA 108 A B F最简与或最简与或表达式表达式逻辑状态逻辑状态表表 3 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 3 分析逻辑分析逻辑功能功能 4 4 BABAF

18、 F=AB+AB=A B=1=1BAF109例例5-4-13逻辑图逻辑图逻辑表达式逻辑表达式 1 1 BABAF 最简与或最简与或表达式表达式化简化简 2 2 BABABABA ABAB&11&FABAB110 A B F最简与或最简与或表达式表达式逻辑状态逻辑状态表表 3 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 3 分析逻辑分析逻辑功能功能 4 4 BABAF F=AB+AB=A B=1=1BAF111A B=A BA B=A BBABABABA BABABABABBAABABA )()(112实验十一、几种逻辑函数表示实验十一、几种逻辑函数表示方法的转换方法的转换 EDA实验实验

19、链接链接EDA11113 EDA实验实验114己知逻己知逻辑要求辑要求 列逻辑列逻辑状态表状态表画逻画逻辑图辑图写逻辑写逻辑表达式表达式运用逻辑运用逻辑代数化简代数化简115116 A B C F 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1CBACBACBACBAF CBACBACBACBACBACBAF )()()(BBCAAACBCCBA )(BACBAACCBBA 117BAFC1&1)(BACBAF 118BACF&CBCABACBCABACBCABAF&119EDA实验实验实验十二实验十二 3人表决电

20、路人表决电路 链接链接EDA12120EDA实验实验121EDA实验实验122归纳归纳基本逻辑运算法则基本逻辑运算法则逻辑代数逻辑代数123归纳归纳各表示方法之间可以转换各表示方法之间可以转换124逻辑函数的逻辑函数的公式公式化简化简125归纳归纳 126己知逻己知逻辑要求辑要求 列逻辑列逻辑状态表状态表画逻画逻辑图辑图写逻辑写逻辑表达式表达式运用逻辑运用逻辑代数化简代数化简128 例例:129130 例例:131 A B S C 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 BACBABABAS 逻辑符号逻辑符号CO&=1=1BASC同态出同态出0,0,异态出异态出1 1132 An Bn

21、 Cn-1 Sn Cn+1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1331111 nnnnnnnnnnnnnCBACBACBACBAS11)()(nnnnnnnnnnCBAABCBABA11 nnnnCSCS1111 nnnnnnnnnnnnnCBACBACBACBAC)()(111 nnnnnnnnnCCBACBABAnnnnnBACBA 1)(nnnBAS nnnnBACS 11 nnCS134COCI1BnAnCn-1SnSnnnnnnBACSC 11 nnnCSSnnnBAS 1358UCC 2An 2B

22、n2Cn-12Sn2Cn1413121110913456721BnGNDAn Bn Cn-1 Sn Cn Sn Cn An Bn Cn-11An1Cn-11Cn1Sn136：101111101000137 CoF4F3F2F1F5F6F8F7 C1A4A1B4B2B1A3B3A2A8 A5B8B6B5A7 B7A6CoF4F3F2F1F1F2F4F3 C1A4A1B4B2B1A3B3A2A4 A1B4B2B1A3 B3A2(2)(1)139140数字系统的信息数字系统的信息数数 值值文文 字字符符 号号图图 形形声声 音音图图 像像编码编码000000010000001000000000141

23、把把N 个输入信号变换成个输入信号变换成n位二进制代码位二进制代码代码位数代码位数信息量信息量142输输入入输输 出出Y2 Y1 Y00 0 01 0 0I0I1I2I3I5I6I输入输入8个信号个信号输出输出3位二位二进制代码进制代码143 又称又称 即即144 1.8421 1459 （Y9）8 （Y8）7 （Y7）6 （Y6）5（Y5）4 （Y4）3 （Y3）2 （Y2）1（Y1）0（Y0）十十 进进 制制 数数BC D输输 出出1 000 001 110 111 010 011 100 101 000 001100000000权为权为 8 8、4 4、2 2、1 18421BCD842

24、1BCD码编码方案码编码方案A输输 入入146989876547654763276329753197531YYYYDYYYYYYYYCYYYYYYYYBYYYYYYYYYYA 147&C&BA&1&D11111111198018421编编码码器器1148149计计算算机机键键盘盘编编码码电电路路1100151152A0A1Y0Y1Y2Y3153A1A0Y3Y2Y1Y0S1G41111&G0&G1&G2&G2154SA0A10 00000Y3Y2Y1Y011 1110 11 01 10111011101111110 输输 入入 输输 出出输出低电输出低电平有效平有效S=0时译码器工时译码器工作作

25、155A1A0Y3Y2Y1Y0S1G41111&G0&G1&G2&G20011有有0 0出出1,1,全全1 1出出0 000011101156A1A0Y3Y2Y1Y0S1G41111&G0&G1&G2&G20011有有0 0出出1,1,全全1 1出出0 010011101157UCC 2S 2A02A12Y32Y1161514131211101345672GND1S1Y1 2S 2A0 2A1 2Y0 2Y1 2Y2 2Y3 1S 1A0 1A1 1Y0 1Y1 1Y2 1Y3982Y22Y01A01A11Y01Y21Y3158IFD0D1D2D3A1A0A0A1D0D1D2D3159 一路输

26、入一路输入多路输出多路输出DY0Y1Y2Y3输入输入Y0Y1Y2Y3D分配分配控制控制A0A1S160A1A0Y3Y2Y1Y0S1G400D111111&G0&G1&G2&G2有有0 0出出1,1,全全1 1出出0 00161162 多路输入多路输入一路输出一路输出D3D2D1D0输入输入Y输出输出163A1 A0Y00110101D0 YD1 YD2 YD3 YD0D1D2D3Y&1A1A0 Y0 Y1 Y2 Y3二进制译码器二进制译码器 001D164二二-十进十进制代码制代码显示译显示译码器码器显示显示器件器件数数字字设设备备译译码码器器7个二进制数个二进制数84218421码码十进制十

27、进制数码数码165液晶数码液晶数码管管半导体数码管半导体数码管166实物图实物图167168R7LED7LED7R7+5V169170171172YaA3YbYdYfYgYeYcA2A1A0BI/RBOLTRBICT1248/4248A11A22LT3RI/RBO4RBI5A36A07GND8911101213141516VCCYfYgYaYbYcYdYeCT1248/4248逻辑符号逻辑符号外引线排列图外引线排列图173TLRBIBI174RBI/RBO RBI/RBORBO/RBIRBI/RBO RBI/RBO RBO/RBI“1”“1”RBO/RBICT1248 7175归纳归纳176归纳归纳177COCI归纳归纳CO178归纳归纳180181基本逻辑运算法则基本逻辑运算法则二、逻辑代数二、逻辑代数182183四、逻辑函数的四、逻辑函数的公式公式化简化简逻辑代数的基本公式和定律进行化简。逻辑代数的基本公式和定律进行化简。1841851871881&BAFAF1 1&BAFAF1 1&复习复习讨论讨论11BAFBAF=1=1BAFF=A B F=A11&189+UCCC1RbUBBReRSRLUsUs+-Uo+-UO1ui+uO+IDQT2RC2Rb2 IC uO+-i充充bceVN1VN2VP2VP1+UDD&BAF100011 链接链接EDA11