§20门电路和组合逻辑电路..doc

§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 (