《组合逻辑电路》 ppt课件

1、 下一章下一章 上一章上一章 前往主页前往主页 一、或门电路一、或门电路UABF1 ABF0 01 11 11 10 00 00 10 11 01 01 11 1A B F 真值表真值表FAB A0 = AA1 = 1 AA = AAA = 1 或运算或运算逻辑加逻辑加 或逻辑和或门或逻辑和或门 信号输入端信号输入端信号控制端信号控制端当当 B = 0 时，时，F = A 门翻开门翻开当当 B = 1 时，时，F = 1 门封锁门封锁 或门还可以起控制门的作用或门还可以起控制门的作用 1 ABF 例例12.1.1 以下图所示为一保险柜的防盗报警电路。以下图所示为一保险柜的防盗报警电路。 保险柜

2、的两层门上各装有一个开关保险柜的两层门上各装有一个开关S1和和S2。门关上时，。门关上时， 开封锁合。当任一层门翻开时，报警灯亮，试阐明该开封锁合。当任一层门翻开时，报警灯亮，试阐明该 电路的任务原理。电路的任务原理。+5V1 S1S21k1k30 EL结论：开关结论：开关 S1 和和 S2 任一个翻开时，报警灯亮。任一个翻开时，报警灯亮。例例 12.1.2 的电路的电路二、二、 与门电路与门电路ABUFFABA 0 = 0 A 1 = A A A = A 0 00 00 01 10 00 00 10 11 01 01 11 1A B F 真值表真值表A A = 0 &ABF与运算与运

3、算逻辑乘逻辑乘 与逻辑和与门与逻辑和与门 当当 B =1 时，时，F = A 门翻开门翻开当当 B = 0 时，时，F = 0 门封锁门封锁信号输入端信号输入端 与门也可以起控制门的作用与门也可以起控制门的作用 &ABF信号控制端信号控制端三、三、 非门电路非门电路AUFR1AF0 01 11 10 0F = A 非运算非运算 逻辑非逻辑非 A F 真值表真值表0 = 1 0 = 1 1 = 0 1 = 0 A = A 图图12.1.4 非逻辑和非门非逻辑和非门 TTL 电路电路CMOS 电路电路CT1000 通用系列通用系列CC0000 CC4000CT2000 高速系列高速系列 C

4、T4000 低功耗系列低功耗系列CT3000一、一、 或非门电路或非门电路F1 AB1 10 00 00 00 00 00 10 11 01 01 11 1A B F 真值表真值表F = AB 或非门或非门 CMOS或非门原理电路或非门原理电路 A = 0，B = 0，F = 1 PMOS1 和和 PMOS2 导通导通NMOS1 和和 NMOS2 截止截止A = 0，B = 1，F = 0 PMOS1 和和 NMOS2 导通导通NMOS1 和和 PMOS2 截止截止A =1，B = 0，F = 0 NMOS1 和和 PMOS2 导通导通PMOS1 和和 NMOS2 截止截止A = 1，B =

5、1，F = 0 PMOS1 和和 PMOS2 导通导通NMOS1 和和 NMOS2 截止截止图图12.2.2 CMOS或非门或非门 NMOS2PMOS1PMOS2FANMOS1DDDDSSSS+UB二、二、 与非门电路与非门电路F&AB1 11 11 10 00 00 00 10 11 01 01 11 1A B F 真值表真值表F = A B 图图12.2.3 与非门与非门 TTL 与非门原理电路与非门原理电路 A = 0，B = 0， A = 0，B = 1， A = 1，B = 0， F = 1T1 处于饱和形状处于饱和形状 T3 导通导通T2 和和 T4 处于截止形状处于截止形

6、状 A = 1，B = 1， T1 和和 T3 处于截止形状处于截止形状 T2 和和 T4 处于饱和导通处于饱和导通 F = 0TTL与非门与非门1B1CD+ 5 VT4RB1RC2RC3ABF T1 T2 T3 RE23.6V 0V三、三、 三态与非门三态与非门逻辑符号逻辑符号逻辑功能逻辑功能:F&ABE ENE = 0 F = ZE = 1 F = A BE = 1 F = ZE = 0 F = A BF&ABE EN例例12.2.1 试利用与非门来组成非门、与门和或门。试利用与非门来组成非门、与门和或门。 (b) 与门与门 (c) 或门或门 (a) 非门非门 F = A

7、A = AF = A B =A BF = A B =A + B解：解：&AF&FAB&FAB一、组合逻辑电路一、组合逻辑电路由输入变量由输入变量 (即即 A 和和 B ) 开场，逐级推导出开场，逐级推导出各个门电路的输出，最好将结果标明在图上。各个门电路的输出，最好将结果标明在图上。二、二、 分析步骤分析步骤(2) 利用逻辑代数对输出结果进展变换或化简。利用逻辑代数对输出结果进展变换或化简。三、逻辑代数简介三、逻辑代数简介 由门电路组成的逻辑电路叫组合逻辑电由门电路组成的逻辑电路叫组合逻辑电路。路。 逻辑变量只取逻辑变量只取 0、1 两个值。两个值。公式名称公式名称 公

8、式内容公式内容自等律自等律A+ 0 = AA 1 = A0-1律律A+ 1=1A 0= 0重叠律重叠律A+ A = AA A = A互补律互补律A+ A = 1A A = 0 复原律复原律A = A表表12.3.1 逻辑代数的根本公式逻辑代数的根本公式1 公式名称公式名称 公式内容公式内容 交换律交换律 结合律结合律 分配律分配律 吸收律吸收律 反演律反演律 (摩根定律摩根定律)A+B = B+AA B = B AA+(B+C) = B+(C+A) = C+(A+B) A (B C) = B (C A)=C (A B)A+(B C) = (A+B) (A+C)A (B + C) = (A B)

9、 + (A C)A+(A B) = AA (A + B) = A A B = A + B A + B = A B 表表12.3.1 逻辑代数的根本公式逻辑代数的根本公式2 B ABA AB B AB 0 00 00 10 11 01 01 11 1A ABAB异或门异或门 F = A AB B AB= A BA B = A ( AB )B ( AB ) = A ABB AB = 例例12.1 分析图示逻辑电路的功能。分析图示逻辑电路的功能。 0 01 11 10 0A B F 真值表真值表A B F &解：解：F = A B + A B= A B + A B = A B 异或门异或门

10、=1A BF1 =1AB F 1F=1AB F 同或门同或门 = 名称名称 逻辑符号逻辑符号 逻辑表达式逻辑表达式或门或门与门与门非门非门或非门或非门 与非门与非门表表12.3.3 常用门电路的逻辑符号和逻辑表达式常用门电路的逻辑符号和逻辑表达式1 ABF&ABFF&ABF1 AB1AFF = ABF = AB F = A F = A B F = AB 例例12.3.1 分析图示密码锁电路的密码。分析图示密码锁电路的密码。 S +5VA B C D E F1F211 1 ABCDE 0 00 00 00 01 1 1 1 F1 = 1 A B C D E = 1 开锁信号。开锁

11、信号。 1 1 0 01 10 01 1 0 0 1 1 = 1 报警信号。报警信号。1 11 11 11 11 11 11 1 密码为：密码为：1 0 1 0 11 0 1 0 1。 1 1 0 00 0 1 1 ABCDE F2 = 1 A B C D E 0 00 0 解：解： (1) 根据逻辑功能列出真值表根据逻辑功能列出真值表0 00 01 01 01 01 00 10 1A BF C0 0 0 0 0 1 0 1 1 01 01 1 1 1 两个一位两个一位二进制数二进制数 本位和本位和 进位位进位位 (3) 根据逻辑表达式画出逻辑电路根据逻辑表达式画出逻辑电路&C ABF

12、 =1ABF C CO 半加器半加器 (2) 根据真值表写出逻辑表达式根据真值表写出逻辑表达式 本位和本位和 进位位进位位 C = A BF = A B +A B = AB (1) 根据逻辑功能列出真值表根据逻辑功能列出真值表Ai Bi Ci-1 Fi Ci0 00 00 10 11 01 01 11 10 0 1 10 01 10 01 10 01 1两个两个 n 位二进位二进制数中的一位制数中的一位本位和本位和 进位位进位位 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 Fi = Ai BiCi1 AiBiC

13、i1 AiBiCi1 AiBiCi1 Ci = AiBiCi1 AiBiCi1 AiBiCi1 AiBiCi1 (2) 根据真值表写出逻辑表达式根据真值表写出逻辑表达式 (3) 化简或变换逻辑式化简或变换逻辑式 = (AiBiAiBi ) Ci1 = (Ai Bi ) Ci1 = Ai Bi Ci1= ( Ai Bi ) Ci1 + AiBi = Ai Bi Ci1 ( AiBiAiBi ) Ci1 ( Ai Bi ) Ci1 = ( Ai Bi AiBi ) Ci1 AiBi ( Ci1Ci1 ) Fi = Ai BiCi1 AiBiCi1 AiBiCi1 AiBiCi1 Ci = AiBi

14、Ci1 AiBiCi1 AiBiCi1 AiBiCi1 AiBiAiBi (4) 根据逻辑表达式画出逻辑电路根据逻辑表达式画出逻辑电路 Fi Ci COAi Bi 1(Ai Bi ) Ci(Ai Bi ) Ci1 COCi1 Fi = Ai Bi Ci1Ci = Ai BiCi1 + AiBi Ai Bi Ci1 Fi Ci CI CO全加器全加器 全加器全加器 四位全加器逻辑图：四位全加器逻辑图： CI COCI COCI COCI COF4F3F2F1C4C3C2C1C0A4 B4A3 B3A2 B2A1 B1 4 位全加器逻辑图位全加器逻辑图 控制信息控制信息编码器编码器二进制代码二进制

15、代码编码器的分类编码器的分类 可实现编码功能的组合逻辑电路。可实现编码功能的组合逻辑电路。 普通编码器普通编码器 优先编码器优先编码器 二进制编码器二进制编码器 二二-十进制编码器十进制编码器 一、普通编码器一、普通编码器 每次只允许输入一个控制信息的编码器。每次只允许输入一个控制信息的编码器。 1. 二进制编码器二进制编码器 将输入信号编成二进制代码的电路。将输入信号编成二进制代码的电路。编码器编码器当当 n = 2 时，即为时，即为 4 线线-2 线编码器：线编码器： 四个需求四个需求编码的信号编码的信号 两位二两位二进制代码进制代码F1F2A0A1A2A3二进二进制编制编码器码器0 00

16、 00 10 11 01 01 11 1输入输入F1 F2A0A3A1A2 4 线线-2 线编码器线编码器 2. 二十进制编码器二十进制编码器BCD 码码 十进制数十进制数 0 9：0000 1001 8421 BCD 码码例如十进制数例如十进制数 357 用二进制数表示为：用二进制数表示为： 0011 0101 0111键控二十进制编码器键控二十进制编码器:输入端：十个按键输入端：十个按键 A0 A9输出端：输出端：F1 F4357表表12.5.2 编码器真值表编码器真值表 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9F4 F3 F2 F1 0 1 1 1 1 1 1 1 1

17、1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 10 0 1 01 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 11 1 1 1 0 1 1 1 1 10 1 0 01 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 11 1 1 1 1 1 0 1 1 10 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1编码器表达式编码器表达式F1 = A1 A3 A5 A7 A9F2 = A2 A3 A6 A7

18、F3 = A4 A5 A 6 A7 F4 = A8 A9 编码器电路编码器电路 A0& 1&G4&G1&G3&G21k10F4F3F1F2+5VSELA4A5A6A7A8A9A3A2A1 G5G6当有键按下时，当有键按下时， S = 1 灯亮灯亮当一切键未按下时，当一切键未按下时，S = 0 灯不亮灯不亮区分：区分：当一切键都未按下时，输出当一切键都未按下时，输出 0000当当 A0 键按下时，输出键按下时，输出 0000S = A0 F1+F2+F3+F4 = A0 + F1+F2+F3+F4表表12.5.2 优先权编码器真值表优先权编码器真值表 假好

19、像时有多假好像时有多 个信号输入，个信号输入， 输出的是数码输出的是数码 大的输入信号大的输入信号 对应的代码。对应的代码。 二、优先权编码器二、优先权编码器 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9F4 F3 F2 F1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 11 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 11 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 11 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1

20、0 将具有特定含义的二进制代码变换成一定将具有特定含义的二进制代码变换成一定n 位二进制位二进制代码输入代码输入2n 种形状种形状2n 种输出种输出译码器译码器二进制数代码二进制数代码 按其编码时的原意翻译按其编码时的原意翻译成成 对应的信号输出对应的信号输出一、一、 二进制译码器二进制译码器的输出信号，以表示二进制代码的原意，这一的输出信号，以表示二进制代码的原意，这一实现译码功能的组合电路为译码器。实现译码功能的组合电路为译码器。过程称为译码。过程称为译码。n = 2 时即为时即为 2 线线4 线译码器：线译码器： F1 E A21 A2A1F4 F3F2F1E 1 11111F2 E A

21、21 F3 E A21 F4 E A21 0 0 0 1 1 0 1 1 低电平译码低电平译码 E A1 A2 F1 F2 F3 F41 1 0 0功功 能能 表表1 1 1 11 1 1 10 1 1 10 1 1 11 0 1 11 0 1 11 1 0 11 1 0 11 1 1 01 1 1 0=E+A1+A2=E+A1+A2 译码器电路译码器电路 共共阳阳极极共共阴阴极极a b c d e f gUCCa b c d e f g LED 显示器的两种接法显示器的两种接法 a b d e f gc f g a be d c h输输 入入 输输 出出 A4 A3 A2 A1 a b c

22、d e f g 显显 示示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 表表12.6.2 显示译码器功能表显示译码器功能表 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 00 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1