§20门电路和组合逻辑电路..docVIP

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§20门电路和组合逻辑电路.

§20 门电路和组合逻辑电路 20.1 数字电路的基本概念 一、电子电路的分类 1.模拟电路 处理幅度随时间连续变化的信号的电路。 2.数字电路 处理脉冲信号的电路 二、数字电路系统举例 以累计传送带物品个数为例。 三、脉冲参数 A—幅度,tp—宽度,T—周期,f—频率,且有 四、正脉冲和负脉冲 1.正脉冲 跃变后的值比初始值高。如 2.负脉冲 跃变后的值比初始值低。如 3.上升沿和下降沿 对于周期性脉冲,正脉冲后沿也是负脉冲的前沿。 为了区分,规定由低到高为上升沿,由高到低为 下降沿。 20.2 基本门电路 门电路是一种反映“条件”和“结果”之间的关系的电路。也称为逻辑电路。 基本逻辑关系有与、或、非三种。 对应的门电路也有与门、或门和非门三种。 逻辑符号有两个:0、1。 低电平表示0,高电平表示满1称为正逻辑;高电平表0,低电平表示1称为负逻辑。 本书采用正电源正逻辑。 一、与门电路 全部条件具备,结果才发生的因果关系,称为与逻辑。 实 例: 二极管与门: 逻辑符号: 波形图: 状态表: 逻辑式: Y=A·B 二、或门电路 有一个条件具备,结果就发生的因果关系,称为或逻辑。 逻辑式: Y=A+B 三、非门电路 结果与条件处于相反状态的因果关系为非逻辑。 实例: 三极管非门电路: 逻辑符号: 逻辑式: 四、基本门电路的组合 基本门电路通过不同的组合,可组成各种门电路。 1.组成与非门 组合: 逻辑符号: 逻辑式: 2.组成或非门 逻辑式: 五、集成门电路 集成门电路具有体积小,可靠性强等优点。 有TTL和MOS两种类型。两者相比较,前者可提供较大的输出电流,后者的功耗较小。 限于课时,仅讨论常用的TTL与非门。 1、A、B、C不全为1的情况 T2、T5截止,T3、T4导通。 VY=5-R2IB3-UBE3-UBE4 ≈5-UBE3-UBE4 =5-0.7-0.7=3.6V 即Y=1。 带负载时,IO流入负载,称为拉电流。 2、A、B、C全为1的情况 T2、T5导通,T3、T4截止。 即Y=0。 带负载时,IO流入T5集电极,称为灌电流。 综合上述,电路符合与非门的逻辑功能,即 20.3 逻辑代数 又称布尔代数。 是分析和设计逻辑电路的数学工具。 和普通代数一样,也用字母表示变量。但变量取值只有0和1两种,且只有与、或、非三种运算。 一、基本法则 二、换律交 三、结合律 四、分配律 五、吸收律 六、反演律(摩根定律) 证: 证: 20.4 组合逻辑电路的分析和综合 一、分析 步骤:逻辑图→逻辑式→化简→状态表→分析逻辑功能。 例1 分析图示逻辑图的逻辑功能。 解 (1) 写逻辑式并化简 标出各与非门的输出如图。由图可得 (2) 列状态表 (3) 分析逻辑功能 A≠B时,Y=1; A=B时,Y=0。 这种电路称为异或门,逻辑式可写成 Y=AB 逻辑图为 例2 逻辑电路如图,试分析其逻辑功能。 解 标出各门电路的输出如图。 (1) 写逻辑式并化简 (2) 列状态表 (3) 分析逻辑功能 只有当A、B、C全为0或全为1时,输出Y才1,否则为0。故该电路称为判一致电路。 二、综合 步骤: 逻辑要求→列状态表→写逻辑式→化简→画逻辑图。 例3 试设计一逻辑电路供A、B、C三人表决用。每人有一电键,赞成者按电键,表示1;不赞成者不按电键,表示0。若多数赞成,则Y=1;否则Y=0。 解 (1) 列状态表 (2) 写逻辑式并化简 (3) 画逻辑图 例4 试用与非门实现上例的逻辑功能。 解 (1) 将与或逻辑式变换为与非逻辑式 (2) 画逻辑图 例5 某汽车驾驶员进行结业考试,有三名评判员,其中A为主评判员,B和C为幅评判员。按少数服从多数的原则通过,但主评判员认为合格,也可通过。试用与非门构成逻辑电路实现此评判规定。 解 (1) 列状态表 (2) 写逻辑式并化简 取Y=0列逻辑式较为简便 (

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