第20章门电路和组合逻辑电路-王亚芳

1、南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程 tt南通大学电气工程学院电工学课程脉冲跃变后的值比初始值高脉冲跃变后的值比初始值高负脉冲：脉冲跃变后的值比初始值低负脉冲：脉冲跃变后的值比初始值低0+3V0-3V0+3V0-3V如：如：南通大学电气工程学院电工学课程A0.9A0.5A0.1AtptrtfT南通大学电气工程学院电工学课程 所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。制信号的通过或不通过。 门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系门电路的输入和输出之

2、间存在一定的逻辑关系( (因因果关系果关系) )，所以门电路又称为，所以门电路又称为逻辑门电路逻辑门电路。 基本逻辑关系为基本逻辑关系为三三种。种。 下面通过例子说明逻辑电路的概念及下面通过例子说明逻辑电路的概念及的意义。的意义。南通大学电气工程学院电工学课程Y Y = = A A B B000101110100ABY220V+-BYA南通大学电气工程学院电工学课程BY220VA+-逻辑表达式：逻辑表达式： Y = A + BY = A + B000111110110ABY 南通大学电气工程学院电工学课程101AY0Y220VA+-R南通大学电气工程学院电工学课程 电平的高电平的高低一般用低一

3、般用“1 1”和和“0 0”两种状两种状态区别态区别, ,规定规定高电平为高电平为“1 1”, ,低电平为低电平为“0 0”。100VUCC高电平高电平低电平低电平南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程输入输入A A、B B全为高电平全为高电平“1”1”，输出输出 Y Y 为为“1”1”。输入输入A A、B B不全为不全为“1”1”，输出输出 Y Y 为为“0”0”。+U 5VRDAABYDB0V0V0V0V3V0V0V3V0V3V3V3VY=A B南通大学电气工程学院电工学课程逻辑逻辑即：有即：有“0 0”出出“0 0”， 全全“1 1”出出“1 1”&ABY0

4、00100010111ABY南通大学电气工程学院电工学课程输入输入A A、B B 全为低电平全为低电平“0”0”，输出输出Y Y 为为“0”0”。输入输入A A、B B 有一个为有一个为“1”1”，输出输出Y Y 为为“1”1”。U -5VRDAABYDB0V0V0V3V0 0V3V0V3V3V3V3 3V3VY=A+B南通大学电气工程学院电工学课程(3) (3) 逻辑关系逻辑关系逻辑逻辑即：有即：有“1 1”出出“1 1”， 全全“0 0”出出“0 0”ABY 1000101011111ABY南通大学电气工程学院电工学课程+UCC-UBBARKRBRCYT 1 0饱和饱和 (2) (2) 逻

5、辑逻辑表达式：表达式：Y Y= =A A“0”10“1”“0”“1”AY(3)(3) 逻辑符号逻辑符号1AY南通大学电气工程学院电工学课程有有“0 0”出出“1 1” 全全“1 1”出出“0 0”&AB&YABY=A B 1Y001011110101ABY南通大学电气工程学院电工学课程AB 1有有“1 1”出出“0 0” 全全“0 0”出出“1 1”Y=A+B1YY1AB001010110100ABY南通大学电气工程学院电工学课程ABY1有有“0 0”出出“0 0”，全全“1 1”出出“1 1”有有“1 1”出出“1 1”，全全“0 0”出出“0 0”&ABY1 1AB

6、Y2Y2南通大学电气工程学院电工学课程ABC&1&D1YY=AB+CD1&YABCD逻辑符号逻辑符号:南通大学电气工程学院电工学课程 T4+5VT2Y R3AB R4R2R1 T3 T1D3D1D2南通大学电气工程学院电工学课程 T4+5VT2Y R3AB R4R2R1 T3 T1D3D1D2(0.3V)“1”“0”1V5VVY 5-0.7-0.7 =3.6V输入有低输入有低“0 0”，输出为高，输出为高“1 1”流过流过E E结的电结的电流为正向电流流为正向电流南通大学电气工程学院电工学课程 T4+5VT2Y R3AB R4R2R1 T3 T1D3D1D2(3.6V)

7、“1”“1”4.3V钳位钳位2.1V2.1V1V“0”(0.3V)输入全高输入全高“1 1”, ,输出为低输出为低“0 0”T1R1+Ucc南通大学电气工程学院电工学课程001011110101ABYY=A BY&AB南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程AAAA100011AAAAAAAAAA 01AAAAABBAABBA南通大学电气工程学院电工学课程CBABCAAA()()ABCABCABC()()ABCAB CA BC()A BCABAC()()ABCABAC()()ABACBCBCAA)(BCBCA)(1BCAA+1=1 A A=A.证明：证明：南通大学电

8、气工程学院电工学课程AAAB()A ABA AB(1)AB A证明：证明：南通大学电气工程学院电工学课程证明：证明：BAAABA)(A+AB = ABAABABAAABBAA)()AABABABABA)(ABAAB)(证明：证明：()AA BBAA AA+ AB+ BA+ BB()()ABAB0AAAAA A南通大学电气工程学院电工学课程110011111100BABABABA列状态表证明：列状态表证明：A B0001101111100100ABBABABABA0000南通大学电气工程学院电工学课程下面举例说明这四种表示方法。下面举例说明这四种表示方法。南通大学电气工程学院电工学课程 设：开关

9、闭合状态为设：开关闭合状态为“1”1”，断开为，断开为“0”0”灯亮状态为灯亮状态为“1”1”，灯灭为，灯灭为“0”0” 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1南通大学电气工程学院电工学课程取取Y Y= =“1 1”( ( 或或Y Y= =“0 0” ) )列逻辑式列逻辑式取取 Y Y = = “1 1”由逻辑状态表写出逻辑式由逻辑状态表写出逻辑式一种组合中，输入变量一种组合中，输入变量之间是之间是“与与”关系关系 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0

10、 01 1 1 1对应于对应于Y Y=1=1，南通大学电气工程学院电工学课程ABCCBACBACBAY 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1南通大学电气工程学院电工学课程YCBA1&111CBA南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程化简化简CABCBACBAABCY)()(BBCABBACCAAC A化简化简YABACBC()ABACBC AAABABCACABCABAC1AAB = B(AA)南通大学电气工程学院电工学课程BABAACBACBAABCYABCCBACBAABCACB

11、C CBCBA)(CBCBACBABAABCBACBAY A A AAABA南通大学电气工程学院电工学课程DBCDCBADABABCYDBABCDCBAABCDBCDCBAABDBCDCBAB)(DCBCDABCDBCDAB)(DADBCDCBAABCBCDABCDBDDADAAACAC南通大学电气工程学院电工学课程ABCDABDBCDABCBDBCBABCD ABD BCD ABC BD BC证明：证明：(1)(1)ABCDBDABCDBCABCBDBCDBC()B ACDCDCDCDDC()B ACDCC(1)B ACDB南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程BA01

12、01BABABABABCA00100m01 11 101m3m2m4m5m7m6mAB000m01 11 101m3m2m4m5m7m6mCD0001111012m12m15m14m8m9m11m10m南通大学电气工程学院电工学课程ABC001001 11 101111 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1南通大学电气工程学院电工学课程ABC001001 11 101111ABCCBACBACBAY南通大学电气工程学院电工学课程ABC001001 11 101111ABCCABCBABCAY用卡诺图表示并化简用卡

13、诺图表示并化简解：解：1.1.卡诺图卡诺图2.2.合并最小项合并最小项3.3.写出最简写出最简“与或与或”逻辑式逻辑式南通大学电气工程学院电工学课程ABC001001 11 101111解：解：三个圈最小项分别为：三个圈最小项分别为：合并最小项合并最小项ABCCBAABCBCACABABC BCACABABACBCY南通大学电气工程学院电工学课程00ABC1001 11 101111解：解：CACBYAB0001 11 10CD000111101111DBY CBABCACBACBAY(1)(2)YABCDABCDABCDABCD南通大学电气工程学院电工学课程解：解：DBAYAB0001 11

14、 10CD000111101DBDBCBAAY111111111南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程确定确定南通大学电气工程学院电工学课程Y = Y2 Y3= A AB B AB.A B.A B. A. .A BBY1AB&YY3Y2南通大学电气工程学院电工学课程摩根定律摩根定律摩根定律摩根定律南通大学电气工程学院电工学课程=A BABY001 100111001南通大学电气工程学院电工学课程A B.Y = AB AB .ABA B = AB +ABBAY南通大学电气工程学院电工学课程=A B =ABY逻辑符号逻辑符号=A BABY001 100100111南通

15、大学电气工程学院电工学课程YABCABCABC AABC BABC CYABC AABC BABC C南通大学电气工程学院电工学课程YABC AABC BABC C()ABCABCABCABCABCABC 0 0 0 1 C 0 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 01 1 1 1南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程 ( ( 0 0 0 0 C 0 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1对应于对应于Y Y=1=1，南通大学电气工程学院电工学课程CBACBABABCAYC 0

16、 0 0 0 C 0 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1ACBCBAY ABC00011110011111BCACAB也可由卡诺图化简也可由卡诺图化简CBACBABABCAYC南通大学电气工程学院电工学课程YABC南通大学电气工程学院电工学课程ACBCBAY B BCC AA&ABCY南通大学电气工程学院电工学课程 开工为开工为“1 1”，不开工为，不开工为“0 0”； G G1 1和和 G G2 2运行为运行为“1 1”，不运行为，不运行为“0 0”。南通大学电气工程学院电工学课程 0 100101011 01 1 0 0

17、11 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 01 1 10 0 0A B C G1 G2南通大学电气工程学院电工学课程ABCCABCBABCAG 1ABCCBACBACBAG 2ABC001001 11 101111ACBCABG 11 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 01 1 10 0 00111 0 0 1 0A B C G1 G2 100011 0 1南通大学电气工程学院电工学课程ACBCABG 1ACBCAB ABCCBACBACBAG 2ABCCBACBACBAG 2 ABC001001 11 101111南通大学电气工程学院电工

18、学课程A BCA BC&G1G2南通大学电气工程学院电工学课程 0 0 0 1 0 0 1 10 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1南通大学电气工程学院电工学课程 0 0 0 1 Y0 0 1 10 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1YABCABC()C ABAB()C AB()YC ABBAYC南通大学电气工程学院电工学课程 ( ( 0 0 0 0 Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1ABCCBACBACBAY BCACBACBA

19、CBAABCCBACBACBAY 南通大学电气工程学院电工学课程YCBA011001111101&11&1010南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程0 0 0 0 11+10101010不考虑低位不考虑低位来的进位来的进位半加器实现半加器实现全加器实现全加器实现南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程BABABASABSCABC A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1南通大学电气工程学院电工学课程输入输入-1表示低位来的进位表示低位来的进位AiBiCi-1SiCi南通大学电气工程学院电工学课程1iii1

20、iii1iii1iiiiCBACBACBACBAS1iii1iii1iii1iiiiCBACBACBACBAC1ii1iiiiCACBBA)iii1iii1iii1= A (BCA (BCABC0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 1 0 0 01 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1南通大学电气工程学院电工学课程1ii1iiiiiCACBBAC1iiiiCBAS1BiAiCi-1Si&=11CiSi&南通大学电气工程学院电工学课程 n n 位二进制代码有位二进制代码有 2 2n n 种组合，可以表示种组合，可以表示 2 2n n 个信

21、息。个信息。南通大学电气工程学院电工学课程编码器编码器南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程0 0 01 0 0I0I1I2I3I5I6I输入输入输输 出出Y2 Y1 Y0南通大学电气工程学院电工学课程Y2 = I4 + I5 + I6 +I7 = I4 I5 I6 I7.= I4+ I5+ I6+ I7Y1 = I2+I3+I6+I7= I2 + I3 + I6+ I7Y0 = I1+ I3+ I5+ I7= I1 + I3+ I5 + I7 = I2 I3 I6 I7. = I1 I3 I5 I7.南通大学电气工程学院电工学课程10000000111I7I6I5I4I

22、3I1I2Y2Y1Y0南通大学电气工程学院电工学课程表示十进制数表示十进制数1010个个编码器编码器南通大学电气工程学院电工学课程 00011101000011110001101100000000111 南通大学电气工程学院电工学课程38989YIIII245674567YIIIIIIII123672367YIIIIIIII01357913579YIIIIIIIIII南通大学电气工程学院电工学课程十键十键84218421码编码器的逻辑图码编码器的逻辑图+5V&Y3&Y2&Y1&Y0I0I1I2I3I4I5I6I7I8I91K 10S001S12S23S34S45

23、S56S67S78S89S9南通大学电气工程学院电工学课程南通大学电气工程学院电工学课程输输 入入A B CY0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 0 0 1 1 1 1 1 1 10 0 1 1 0 1 1 1 1 1 10 1 0 1 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 0 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 1 1 1 1 0 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0输输 出出南通大学电气工程学院电工学课程01234567YABCYABCYABCYABCYABCYABCYAB

24、CYABC南通大学电气工程学院电工学课程CBA111&Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70 1 11 0 001111111AABBCC南通大学电气工程学院电工学课程74LS74LS译码器译码器 输输 入入 输输 出出SA0A1Y0110 0 00 0 11 001 101110 Y1Y2Y3111011101110111S S = 0 = 0时译码器工作时译码器工作输出低电平有效输出低电平有效南通大学电气工程学院电工学课程共阳极接法共阳极接法a b cgd ef共阴极接法共阴极接法abcdefggfedcba 由七段发光二极管构成由七段发光二极管构成dgfecbagfedcba南通大学

25、电气工程学院电工学课程gfedcba例：例：共阴极接法共阴极接法a b c d e f g 0 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1dgfecbagfedcba南通大学电气工程学院电工学课程Q3 Q2Q1Q0agfedcb译译码码器器二二 十十进进制制代代码码100101111117 7个个4 4位位南通大学电气工程学院电工学课程BCDBCD七段译码器七段译码器/ /驱动器驱动器南通大学电气工程学院电工学课程4.4.当灭灯输入当灭灯输入/ /动态灭灯输出（动态灭灯输出（BI/RBOBI/RBO）开路或保持高电平而试灯输）开路或保持高电平而试灯输入为高电平时，所有各段输出均为高电平。

26、入为高电平时，所有各段输出均为高电平。BI/RBOBI/RBO是线与逻辑，作是线与逻辑，作灭灯输入（灭灯输入（BIBI）或动态灭灯输出（）或动态灭灯输出（RBORBO）之用，或兼作两者之用。）之用，或兼作两者之用。1.1.要求输出要求输出0 0至至1515时，灭灯输入（时，灭灯输入（BIBI）必须开路或保持高电平。如果）必须开路或保持高电平。如果不要灭十进制零，则动态灭灯输入（不要灭十进制零，则动态灭灯输入（RBIRBI）必须开路或为高电平。）必须开路或为高电平。2.2.将一低电平直接加于灭灯输入（将一低电平直接加于灭灯输入（BIBI）时，则不管其他输入为何电）时，则不管其他输入为何电平，所有各段输出都为高电平。平，所有各段输出都为高电平。3.3.当动态灭灯输入（当动态灭灯输入（RBIRBI）和）和A A、B B、C C、D D输入为低电平而试灯输入为输入为低电平而试灯输入为高电平时，所有各段输出都