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组合逻辑电路 · PAGE 31· 第8章 组合逻辑电路 数字电路可分为两种类型：一类是组合逻辑电路，另一类是时序逻辑电路。组合逻辑电路任何时刻的输出只与该时刻的输入状态有关，而与电路先前状态无关。常用的组合逻辑电路有加法器、编码器、译码器、比较器、选择器等。组合逻辑电路的最基本单元是逻辑门电路。本章主要讨论分立元件门电路、TTL集成门电路、MOS门电路，在此基础上介绍组合逻辑电路的分析与设计方法、常用组合逻辑电路芯片及应用。 8.1 逻辑门电路 8.1.1 分立元件门电路 1.正逻辑与负逻辑 在逻辑电路中，如果用1表示高电平，用0表示低电平，在这种规定下的逻辑关系称为正逻辑。如果用0表示高电平，用1表示低电平，在这种规定下的逻辑关系称为负逻辑。 设某一逻辑元件，它的输入变量为A、B，输出变量为Y，高电平用H表示、低电平用L表示，工作状态如表8-1所示： 表8-1 表8-2 表8-3 ABY00001010011lABYLLLLHLHLLHHHABY1111010ll000 在正逻辑中，我们设H为l，L为0，可得表8-2。从表8-2可以看出，这是一个与逻辑关系。即： Y＝A·B 在负逻辑中，我们设H为0， L为1，可得表8-3。从表8-3可以看出，这是一个或逻辑关系。即： Y＝A+B 从上例可以看出，对于同一个电路，由于采用不同的逻辑，其功能是不同的。正逻辑是与门，而负逻辑则是或门。 要把一种逻辑变换为另一种逻辑的方法是0和1对换。常用的逻辑门在正、负逻辑中的对应关系如表8-4所示。 表8-4 常用的逻辑门在正、负逻辑中的对应关系 正逻辑与或与非或非异或同或非负逻辑或与或非与非同或异或非 由于数字逻辑电路中大量使用正电源，用正逻辑较方便；若采用负电源，则使用负逻辑较方便。在本书中，若无特殊说明，均指正逻辑。 2.二极管与门电路 电路如图8-1所示。设输入信号的低电平为0V，高电平为3V。当输入A、B中有一个或全部为低电平时，则输入为低电平支路中的二极管导通，输入为高电平支路中的二极管反偏而截止，输出Y为低电平。当输入A、B全为高电平时，输出Y才为高电平。 图8-1 二极管与门电路 图8-2 二极管或门电路 当A=0 B=0时，V1 、V2均导通，Y=0 当A=0 B=1时，V1先导通，使V2截止，Y=0 当A=1 B=0时，V2先导通，使V1截止，Y=0 当A=1 B=1时。V1、V2均导通，Y=1 所以，这是一个与门电路， Y=A·B。 3.二极管或门电路 电路组成如图8-2所示。当输入A、B中，只要有一个以上为高电平，则接高电平支路中的二极管导通，接低电平支路中的二极管反偏而截止，输出Y为高电平。只有当输入A、B全为低电平时，输出Y才为低电平。 当A=0 B=0时，V1、V2均导通，Y=0 当A=0 B=1时，V2先导通，使V1截止，Y=1 当A=1 B=0时，V1先导通，使V2截止，Y=1 当A =1 B=1时，V1、V2均导通，Y=1 所以，这是一个或门电路， Y=A+B。 4.三极管非门电路 （1）电路组成 三极管非门电路如图8-3所示。加负电源VBB是为了保证A为低电平时，三极管V1能够可靠地截止，加VQ和二极管V2的作用主要是使输出高电平为规定值。 图8-3 三极管非门电路 （2）工作原理 当输入A为高电平时，如适当选择R1 、R2的数值，使三极管有足够大的基极电流而饱和，则输出电位等于三极管的饱和压降，约0.3V。当输入为低电平时，-VBB通过R1 、R2分压，使基极处于负电位，三极管因发射结反偏而可靠截止，由于VCC＞VQ使V2