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第 2 章 数字逻辑电路基础和计算机中的逻辑部件 （计算机组成原理课程的预备性知识） 2.1 数字逻辑电路基础 2.2 基本逻辑门和布尔代数知识基础 2.3 组合逻辑电路及其应用 2.4 时序逻辑电路及其应用 2.5 现场可编程器件的内部结构和编程 一、本课程的预备性知识 2.1 数字逻辑电路基础 2.1.1 半导体和二极管 2.1.2 双极型晶体三极管与反相器电路 2.1.3 MOS管的结构和它的伏安特性 2.2 基本逻辑门和布尔代数知识基础 2.2.1 最基本的逻辑门电路：非门，与非门，或非门 2.2.2 布尔代数知识基础 1. 基本逻辑运算和基本逻辑门电路 2. 布尔代数的基本定理和常用公式 3. 布尔代数的应用举例：逻辑函数化简 4. 逻辑门电路设计举例 一、本课程的预备性知识 2.3 组合逻辑电路 1. 基本逻辑门：反相器，与门，与非门 2. 三态门，数据选择器，译码器，编码器 3. 组合逻辑电路应用举例 2.4 时序逻辑电路 1. 基本 R-S 触发器，D 触发器 2. 有接收控制功能的寄存器，有输出控制功能的寄存器 有清0 控制功能的寄存器，有计数功能的计数器 3. 时序逻辑电路应用举例 2.5 现场可编程器件的内部结构、编程及应用 1. 简单PLD器件 2. 复杂PLD器件 3. 门阵列器件 1. 晶体三极管和反相器电路 半导体：单方向导电的物体，可以实现二极管， 与半导体相对应的有导体（双向导电）和绝缘体（不导电）。 在半导体的基体上，经过人工加工， 可以生产出三极管，其特性： 2. 与非门 和 或非门 3. 逻辑运算与数字逻辑电路 数字逻辑电路是实现数字计算机的物质基础。 最基本的逻辑电路：与门，或门，非门；用它们可以组合出实现任何复杂的逻辑运算功能的电路。 最基本的逻辑运算有：与运算，或运算，非运算，正好可以选用与门、或门、非门来加以实现。 逻辑关系可以采用数学公式来表示和执行运算，此数学工具就是布尔代数，又称逻辑代数。 例如，A = B * C + E * /F； A为输出（运算结果）， B 、C、E、F为输入， * 、+、 / 分别代表与、或、非运算符； 运算符的优先级：非运算最高，与运算次之，或运算最低。 这一逻辑运算功能，显然可以用 与门、或门、非门来实现。 4. 逻辑功能的表示和等效电路 逻辑功能可以选用布尔代数式表示， 卡诺图表示， 真值表表示，或者用线路逻辑图表示。 与、 或、 非门 的图形符号： 5. 真值表和逻辑表达式的对应关系 逻辑功能可以选用布尔代数式表示，卡诺图表示， 真值表表示，或者线路逻辑图表示。 6. 基本定理和常用公式，逻辑化简 A?1=A A?0=0 A?A=A A?A=0 A+1=1 A+0=A A+A=A A+A=1 A+B=B+A A?B=B?A A=A (A+B)+C=A+(B+C) (A?B) ?C=A?(B?C) A?(B+C)=A?B+A?C A+ B?C=(A+B) ?(A+C) A+A?B=A A?(A+B)= A A+A?B=A+B A?(A+B)=A?B A ? B = A + B A + B = A ? B 例如：A?B+A?B+A?B = A?(B+B) +A?B=A+A?B = A + B = A?B 7. 三态门电路 三态门电路是一种最重要的总线接口电路，它保留了图腾输出结构电路信号传输速度快、驱动能力强的特性，又有集电极开路电路的输出可以“线与”的优点，是构建计算机总线的理想电路。