电工电子技术,数电

1、电工电子技术电工电子技术首首 页页第1章 门电路与组合逻辑电路第2章 触发器和时序逻辑电路第三篇第三篇电工电子技术电工电子技术首首 页页1.1数字电路概述1.3组合逻辑电路分析第三篇第三篇1.2门电路电工电子技术电工电子技术首首 页页第三篇第三篇电工电子技术电工电子技术首首 页页第一节数字电路概述一、一、 模拟电路与数字电路的区别模拟电路与数字电路的区别模拟信号：模拟信号：在时间上和数值上连续的信号。数字信号：数字信号：在时间上和数值上不连续的（即离散的）信号。uu模拟信号波形数字信号波形tt对模拟信号进行传输、处理的电子线路称为模拟电路。对数字信号进行传输、处理的电子线路称为数字电路。电工电

2、子技术电工电子技术首首 页页（1）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和数值上是离散的（不连续），反映在电路上就是低电平和高电平两种状态（即0和1两个逻辑值）。（2）在数字电路中，研究的主要问题是电路的逻辑功能，即输入信号的状态和输出信号的状态之间的逻辑关系。 （3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高，只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态即可。二、数字电路的特点二、数字电路的特点电工电子技术电工电子技术首首 页页（1）便于集成与系列化生产，成本低廉，使用方便；（2）工作准确可靠，精度高，搞干扰能力强。 （3）不仅能完成数值计算，还能完成逻辑运算和 判断，运算速度快，保密性强。（4）维修方

3、便，故障的识别和判断较为容易。三、三、 数字电路的优点数字电路的优点 数字电路的优越性能使其得到广泛的应用和迅猛的发展。数字电路不仅在计算机、通信技术中应用广泛，而且在医疗、检测、控制、自动化生产线以及人们的日常生活中，也都产生了越来越深刻的影响。电工电子技术电工电子技术首首 页页获得高、低电平的基本方法：获得高、低电平的基本方法：利用半导体开关元件（二极管、三极管）的导通、截止（即开、关）两种工作状态来实现。逻辑逻辑0 0和逻辑和逻辑1 1： 电子电路中通常把高电平表示为逻辑1；把低电平表示为逻辑0。（正逻辑）逻辑门电路：逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑运算的电子电路。简称门电路。基本和常

4、用门电路有与门、或门、非门（反相器）、与非门、或非门、与或非门和异或门等。第二节 基本门电路电工电子技术电工电子技术首首 页页1. “与与”门电路门电路 当决定某事件的全部条件同时具备时，结果才会发生，这种因果关系叫做“与”逻辑，也称为逻辑乘。（1） “与”逻辑关系 +UCC(+5V) R F D1 A D2 B 3V 0V 电工电子技术电工电子技术首首 页页 A B F & “与” 门真值表“与”门电路图符号 一个“与”门的输入端至少为两个，输出端只有一个。（2）实现与逻辑关系的电路称为与门与门。电工电子技术电工电子技术首首 页页 与门的输入端可以有多个。下图为一个三输入与门电路的输

5、入信号A、B、C和输出信号F的波形图。A BCF有有0出出0有有0出出0全全1出出1“与与”逻辑（逻辑乘）的运算规逻辑（逻辑乘）的运算规则则电工电子技术电工电子技术首首 页页2. “或或”门电路门电路 当某事件发生的全部条件中至少有一个条件满足时，事件必然发生，当全部条件都不满足时，事件决不会发生，这种因果关系叫做“或”逻辑，也称为逻辑加。（1） “或”逻辑关系 D1 3V 0V D2 A B F R 电工电子技术电工电子技术首首 页页 （2）实现或逻辑关系的电路称为或门。 A B F 1 “或” 门真值表“或”门电路图符号 一个“或”门的输入端也是至少两个，输出端只有一个。电工电子技术电工电

6、子技术首首 页页 或门的输入端也可以有多个。下图为一个三输入或门电路的输入信号A、B、C和输出信号F的波形图。A BCF全全0出出0全全0出出0有有1出出1“或或”逻辑（逻辑乘）的运算规逻辑（逻辑乘）的运算规则则电工电子技术电工电子技术首首 页页3. “非非”门电路门电路 当某事件相关的条件不满足时，事件必然发生；当条件满足时，事件决不会发生，这种因果关系叫做“非”逻辑。（1） “非”逻辑关系 A +UCC F 原原理理电电路路图图 1 逻逻辑辑图图符符号号 A F RC RB1 RB2 -UBB T 输入A为高电平1(3V)时，三极管饱和导通，输出F为低电平0（0V)；输入A为低电平0(0V

7、)时，三极管截止，输出F为高电平1（3V)。电工电子技术电工电子技术首首 页页逻辑非（逻辑反）的运算规则逻辑非（逻辑反）的运算规则01 10“非” 门真值表 一个“非”门的输入端只有1个，输出端只有一个。电工电子技术电工电子技术首首 页页将与门、或门、非门组合起来，可以构成多种复合门电路。 A B & F (b) 逻辑符号逻辑符号 A B F & 1 (a) 与非门的构成与非门的构成 ABF 由与门和非门构成与非门由与门和非门构成与非门A BF0 00 11 01 11110与非门真值表与非门真值表4. 复合门电路复合门电路电工电子技术电工电子技术首首 页页 (a) 74LS0

8、0 的引脚排列图的引脚排列图 电源 1 2 3 4 5 6 7 & & & & 14 13 12 11 10 9 8 地 (b) 74LS20 的的引引脚脚排排列列图图 & & 1 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8 电源 地 内含内含4个两输入端的与非门，个两输入端的与非门，电源线及地线公用。电源线及地线公用。内含两个内含两个4输入端的与非门，输入端的与非门，电源线及地线公用。电源线及地线公用。电工电子技术电工电子技术首首 页页 A B 1 F (b) 逻辑符号逻辑符号 A B F 1 1 (a) 或或非门的构成非门的

9、构成 BAF由或门和非门构成由或门和非门构成或非门真值表或非门真值表电工电子技术电工电子技术首首 页页CDABF C D 1 F (b) 逻辑符号逻辑符号 A B F & 1 (a) 或或非门的构成非门的构成 & & 1 A B C D 电工电子技术电工电子技术首首 页页 A B =1 F 同同或或门门的的图图符符号号 A B F =1 异异或或门门的的图图符符号号 BABABAF异或门和同或门的异或门和同或门的异或门真值表异或门真值表同或门真值表同或门真值表BABABAF.电工电子技术电工电子技术首首 页页讨论题讨论题 F=ABC是三输入的是三输入的与门；与门；G是是

10、非门非门。两个两个TTLTTL与非门的输与非门的输出端可以直接连接出端可以直接连接吗？为什么？吗？为什么？逻辑函数逻辑函数F=ABCF=ABC和和G=AG=A各为各为何门？画出它们的逻辑图何门？画出它们的逻辑图符号和写出其真值表符号和写出其真值表. . A F & B C 不可以，因为当两个与非不可以，因为当两个与非门的输出电平不相等时两个门的门的输出电平不相等时两个门的输出级就形成了低阻通道，使电输出级就形成了低阻通道，使电流过大，从而烧坏器件，流过大，从而烧坏器件，电工电子技术电工电子技术首首 页页电工电子技术电工电子技术首首 页页一、一、 计数制与代码计数制与代码1.计数制计数制

11、 计数制是用表示计数值符号的个数（称为基数）来命名的。日常生活中，人们常用的计数制是十进制，而在数字电路中通常采用的是二进制，有时也采用八进制和十六进制。 基基 数：数：指在该进位制中可能用到的数码的个数。如二进制有0和1两个数码，因此基数是2；十进制有09十个数码，基数是10。 位位 权：权：任意一种进位制的数中，每一位的数码代表的权不同，例如十进制数535=5102+3101+5100，显然百位的5代表500,个位的5代表5个；其中位权是10的幂。两个概念两个概念第三节组合逻辑电路分析基础电工电子技术电工电子技术首首 页页（1）十进制）十进制十进制计数的基数是十进制计数的基数是1010；十

12、进制数的每一位必定是十进制数的每一位必定是0 09 9十个数码中的一个；十个数码中的一个；十进制数低位和相邻高位之间的进位关系是十进制数低位和相邻高位之间的进位关系是“逢逢1010进进1”1”；同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是1010的幂。的幂。（2）二进制）二进制二进制计数的基数是二进制计数的基数是2 2；二进制数的每一位必定是二进制数的每一位必定是1 1和和0 0两个二进制数码中的一个；两个二进制数码中的一个；二进制数低位和相邻高位之间的进位关系是二进制数低位和相邻高位之间的进位关系是“逢逢2 2进进1”1”；同一个数字符号在不同的数

13、位代表的权不同，权是同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是2 2的幂。的幂。电工电子技术电工电子技术首首 页页八进制八进制计数计数的基数是的基数是8 8；八进制数的每一位必定是八进制数的每一位必定是0 07 7中八个数码中的一个；中八个数码中的一个；八进制数低位和相邻高位之间的进位关系是八进制数低位和相邻高位之间的进位关系是“逢逢8 8进进1”1”；同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是8 8的幂。的幂。十六进制计数的基数是十六进制计数的基数是1616；十六进制数的每一位必定是十六进制数的每一位必定是0 09A9A F F中十五个数码中的

14、一个；中十五个数码中的一个；十六进制数低位和相邻高位之间的进位关系是十六进制数低位和相邻高位之间的进位关系是“逢逢1616进进1”1”；同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是同一个数字符号在不同的数位代表的权不同，权是1616的幂。的幂。电工电子技术电工电子技术首首 页页同样的数码在同样的数码在不同的数位上不同的数位上代表的数值不代表的数值不同。同。任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码任意一个十进制数都可以表示为各个数位上的数码与其对应的权的乘积之和，称为与其对应的权的乘积之和，称为(5555)105103 510251015100(209.04)10 2102 01019100

15、01014 102又如：又如：即：即：电工电子技术电工电子技术首首 页页电工电子技术电工电子技术首首 页页1 1 0 1 0 1 0 . 0 10 00 (152.2)8（2）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用3位二进制数位二进制数表示。表示。= 011 111 100 . 010 110(374.26)8（1）二进制数转换为八进制数：）二进制数转换为八进制数： 将二进制数由小数点开始，整数将二进制数由小数点开始，整数部分向左，小数部分向右，每部分向左，小数部分向右，每3位分成一组，不够位分成一组，不够3位补零，则位补零，则每组二进制数便是一位八

16、进制数。每组二进制数便是一位八进制数。电工电子技术电工电子技术首首 页页1 1 1 0 1 0 1 0 0 . 0 1 10 0 00 (1D4.6)16=（1010 1111 0100 . 0111 0110）2(AF4.76)16 二进制数与十六进制数之间的相互转换，按照每二进制数与十六进制数之间的相互转换，按照每4位二进制数对应于一位十六进制数进行转换。位二进制数对应于一位十六进制数进行转换。：将整数部分和小数部分分别进行转换。：将整数部分和小数部分分别进行转换。 对整数部分采用基数连除法；小数部分对整数部分采用基数连除法；小数部分 采用基数连乘法。转换后再合并。采用基数连乘法。转换后再

17、合并。整数部分整数部分 小数部分小数部分电工电子技术电工电子技术首首 页页 2 44 0=K0 低低 位位 2 22 0=K1 2 11 1=K2 2 5 1=K3 2 2 0=K4 1 1=K5 高高 位位 0.375 2 整整数数 高高位位 0.750 0=K1 0.750 2 1.500 1=K2 0.500 2 1.000 1=K3 低低位位 采用基数连除、连乘法，可将十进制数转换为采用基数连除、连乘法，可将十进制数转换为二进制数，再根据二进制与任意进制之间的转换规二进制数，再根据二进制与任意进制之间的转换规则，进而转换为任意进制数。则，进而转换为任意进制数。电工电子技术电工电子技术首

18、首 页页练习练习把下列二进制数转换成八进制数把下列二进制数转换成八进制数（10011011100）2=（ ）8（11100110110）2=（ ）8把下列二进制数转换成十六进制数把下列二进制数转换成十六进制数（1001101110011011）2=（ ）16（1110010011010110）2=（ ）16把下列十进制数转换成二进制、八进制数和十六进制数把下列十进制数转换成二进制、八进制数和十六进制数（364.3125）10=（ ）2=（ ）16=（ ）8(4.5）10=（ ）2=（ ）16=（ ）8 电工电子技术电工电子技术首首 页页 用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定用以表示十进制

19、数码、字母、符号等信息的一定位数的二进制数称为代码。位数的二进制数称为代码。 二二- -十进制代码：用十进制代码：用4 4位二进制数位二进制数b3b2b1b0来表示十进来表示十进制数中的制数中的 0 9 十个数码。简称十个数码。简称。 2421码码的权值依次为的权值依次为2、4、2、1；余余3码码由由8421BCD码每个代码加码每个代码加0011得到；得到；格雷码格雷码是一种是一种，其特点，其特点是任意相邻的两个字码，仅有一位代码不同，其它位相是任意相邻的两个字码，仅有一位代码不同，其它位相同。同。 用四位自然二进制码中的前用四位自然二进制码中的前10个数码来表示十进制数个数码来表示十进制数码

20、，让各位的权值依次为码，让各位的权值依次为8、4、2、1，称为，称为8421 BCD码码。电工电子技术电工电子技术首首 页页电工电子技术电工电子技术首首 页页或运算：1 11 0AA AAAAAA非 运 算 ：AA 交换律：ABBAABBA结合律：)()()()(CBACBACBACBA分配律：)()()(CABACBACABACBA电工电子技术电工电子技术首首 页页(A+B)(A+C)=AA+AB+AC+BC(A+B)(A+C)=A+BC(A+B)(A+C)=A+BC=A+AB+AC+BCAA=AAA=A=A(1+B+C)+BC含有含有A A的项提取的项提取=A+BC1+B+C=11+B+C

21、=1)(1BA BA A+A=1A+A=1A1=1A1=1A+AB=A+BA+AB=A+B电工电子技术电工电子技术首首 页页ABCBCABCAABCCBAABCCABAABCF)()(2逻辑函数化简的意义：逻辑表达式越简单，实现它的电路越逻辑函数化简的意义：逻辑表达式越简单，实现它的电路越简单，电路工作越稳定可靠。简单，电路工作越稳定可靠。BCCBCBBCCBAABCCBBCAABCF)()(1电工电子技术电工电子技术首首 页页BAGEBCDABAF)(1BABCDBADABADBCDABADCDBAF)()(2CABCABABCBAABCBCAABF)(DCBADBACBADBACBADBA

22、CCBADCBDCACBAF)()(电工电子技术电工电子技术首首 页页 利用公式（），为某一项配上其所缺的变量，利用公式（），为某一项配上其所缺的变量，以便用其它方法进行化简。以便用其它方法进行化简。CACBBABBCAACBCBACBABCACBACBACBBACCBACBAACBBABACBCBBAF)()1 ()1 ()()(BCACABBCAABCCBAABCCABABCBCACBACABABCF)()()(电工电子技术电工电子技术首首 页页 n 设有设有 n 个变量，它们组成的与项中每个变量或以原变量或以个变量，它们组成的与项中每个变量或以原变量或以反变量形式反变量形式出现一次出现一

23、次，且仅出现一次且仅出现一次，此与项称之为此与项称之为 n 个变量的个变量的最最小项小项。对于。对于 n 个变量就可构成个变量就可构成 2n个最小项，分别记为个最小项，分别记为 mn；n 其中下标值其中下标值 n：当各最小项变量按一定顺序排好后，用：当各最小项变量按一定顺序排好后，用 1 代代替其中的原变量，替其中的原变量， 0 代替其中的反变量，便得一个二进制数，该代替其中的反变量，便得一个二进制数，该二进制数的等值十进制即为二进制数的等值十进制即为 n的值。的值。 例如：例如： 三变量的三变量的 8 个最小项可以表示为：个最小项可以表示为：ABC = m0 ABC = m1 ABC = m

24、2 ABC = m3ABC = m4 ABC = m5 ABC = m6 ABC = m7 同理，两变量有同理，两变量有4个最小项：个最小项：00（m0），），01（m1），），10（m2），），11（m3）；四变量有）；四变量有16个最小项个最小项m0m15.电工电子技术电工电子技术首首 页页m0m1m2m3m4m5m6m7A B C A B CA B CA B C A B CA B C A B CA B C00000101001110010111011101234567编号编号最小项最小项A B C序号序号电工电子技术电工电子技术首首 页页n 逻辑函数被表达成一系列乘积项之和，则称之为逻辑

25、函数被表达成一系列乘积项之和，则称之为表达式。表达式。n 如果构成函数的如果构成函数的“与或与或”表达式中每一个乘积项表达式中每一个乘积项(与项与项)均为最小项时，则这种表达式称之为均为最小项时，则这种表达式称之为，且这种且这种表示是表示是。如：如：F(A,B,C) = AC + AB + BC = ABC + ABC + ABC + ABC = m2 m3 m5 m7 = m(2,3,5,7)电工电子技术电工电子技术首首 页页 卡诺图是逻辑函数真值表的一种图形表示，卡诺图原则上不受卡诺图是逻辑函数真值表的一种图形表示，卡诺图原则上不受变量个数的限制，利用卡诺图可以有规律地化简逻辑函数表达式，

26、变量个数的限制，利用卡诺图可以有规律地化简逻辑函数表达式，并能直观地写出逻辑函数的最简式。并能直观地写出逻辑函数的最简式。 卡诺图是一种平面方格阵列图，它将最小项按相邻原则排列到卡诺图是一种平面方格阵列图，它将最小项按相邻原则排列到小方格内。卡诺图的画图规则：小方格内。卡诺图的画图规则：。m0m1m2m3AB0101两变量的卡诺图两变量的卡诺图三变量的卡诺图三变量的卡诺图m0m1m4m5ABC000101m3m2m7m61110电工电子技术电工电子技术首首 页页四变量的卡诺图四变量的卡诺图m0m1m4m5ABCD00010001m3m2m7m61110m12m13m8m9m15m14m11m1

27、01110 F = m1 + m2 + m5 + m7 ，其真值表和卡诺图标注如下：其真值表和卡诺图标注如下：01324576 BCA11110001111001 把给定的逻辑函数化为最小项标准式；把给定的逻辑函数化为最小项标准式； 按变量数画出相应卡诺图；按变量数画出相应卡诺图；把最小项标准式中含有的最小项在方格内标把最小项标准式中含有的最小项在方格内标“1” 所有标有所有标有“1”的小方格就是该逻辑函数中的的小方格就是该逻辑函数中的项。项。行号行号ABCFmi012345670 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 101100101m0m1m2m3m4

28、m5m6m7电工电子技术电工电子技术首首 页页 F1 = AC + ABC + BC 将函数化为标准式，即：将函数化为标准式，即： F1 = ABC + ABC + ABC + ABC + ABC = m1 + m4 + m5 + m6 + m7 = m (1,4,5,6,7) F1的卡诺图如下：的卡诺图如下：m0m1m4m5ABC000101m3m2m7m6111011111电工电子技术电工电子技术首首 页页F2 = ABC + AC + BCm0m1m4m5ABC000101m3m2m7m6111011111电工电子技术电工电子技术首首 页页 2个小方格相邻时，可以合并为一项，同时消去一个

29、互非的变量；个小方格相邻时，可以合并为一项，同时消去一个互非的变量；4个小方格组成一个大方块，或组成一行（列），或在相邻两行（列）个小方格组成一个大方块，或组成一行（列），或在相邻两行（列）的两端，或处于四角时，可以合并为一项，同时消去两个互非的变的两端，或处于四角时，可以合并为一项，同时消去两个互非的变量；量；8个小方格组成一个长方形，或处于两边的两行（两列），可合个小方格组成一个长方形，或处于两边的两行（两列），可合并为一项，同时消去三个互非的变量；如果逻辑变量为并为一项，同时消去三个互非的变量；如果逻辑变量为5个或个或5个以个以上时，在用卡诺图化简时，合并的小方格应组成正方形或长方形，上

30、时，在用卡诺图化简时，合并的小方格应组成正方形或长方形，同时满足相邻原则（不一定是几何上的相邻）。同时满足相邻原则（不一定是几何上的相邻）。 根据变量的数目，画出函数的卡诺图；根据变量的数目，画出函数的卡诺图； 合并最小项，即把可以合并的最小项用卡诺圈圈起来；合并最小项，即把可以合并的最小项用卡诺圈圈起来； 按每个圈作为一个乘积项，将各乘积项相加，写出化简后的按每个圈作为一个乘积项，将各乘积项相加，写出化简后的 与或表达式。与或表达式。电工电子技术电工电子技术首首 页页化简化简 F1= m(1,4,5,9,11,12,13,14,15)第一步：将函数第一步：将函数F1表示在卡诺表示在卡诺图中；

31、图中；ABCD00010001111011100111000011011110函数式中含有的最小项用函数式中含有的最小项用“1”标在对应的方格内，标在对应的方格内，其它方格标其它方格标“0”。第二步：选择出必要极大圈，注意卡诺圈只能圈住相邻的最小项第二步：选择出必要极大圈，注意卡诺圈只能圈住相邻的最小项为为2n，即相邻，即相邻2个方格；个方格；4个方格；个方格；8个方格；个方格；16个方格个方格第三步：消去第三步：消去卡诺圈内互非的变量，写出化简后的与或表达式。卡诺圈内互非的变量，写出化简后的与或表达式。F1=BC+AB+CD+AD电工电子技术电工电子技术首首 页页化简化简 F2= m(1,2

32、,3,4,5,7,14,15)ABCD00010001111011100111111000001100 F2=ABC+AD+ABC+ABCF3=AB+AB+ABC+ABCABC00010111101111F3=A这三个这三个2个方格的卡诺圈各消去一个方格的卡诺圈各消去一个互非的变量个互非的变量D。4个方格的卡诺圈消去两个个方格的卡诺圈消去两个互非的变量互非的变量B和和C。1电工电子技术电工电子技术首首 页页练习练习1.F AB+AB (C+D) E2.F = AB + AC + BC 3.F= m(0,8,9,10,11,12,13,14,15)电工电子技术电工电子技术首首 页页电工电子技术电

33、工电子技术首首 页页作业：P2295、7电工电子技术电工电子技术首首 页页 在数字电路中，如果任意时刻的输出信号，仅取决于在数字电路中，如果任意时刻的输出信号，仅取决于该时刻输入信号逻辑取值的组合，而与输入信号作用前电该时刻输入信号逻辑取值的组合，而与输入信号作用前电路原有的状态无关，这类数字电路称为路原有的状态无关，这类数字电路称为。 所谓分析，就是根据给定的逻辑电路，找出其输出信号和输入信所谓分析，就是根据给定的逻辑电路，找出其输出信号和输入信号之间的逻辑关系，确定电路的逻辑功能。号之间的逻辑关系，确定电路的逻辑功能。用逐级递推法写出输出逻辑函数与输入逻辑变量之间的关系；用逐级递推法写出输

34、出逻辑函数与输入逻辑变量之间的关系；用公式法或者卡诺图法化简，写出最简逻辑表达式；用公式法或者卡诺图法化简，写出最简逻辑表达式；根据最简逻辑函数式列出功能真值表；根据最简逻辑函数式列出功能真值表；根据真值表写出逻辑功能说明，以便理解电路的作用。根据真值表写出逻辑功能说明，以便理解电路的作用。电工电子技术电工电子技术首首 页页当输入当输入A、B、C中有中有2 2个或个或3 3个为个为1 1时，时，输出输出Y为为1 1，否则输出，否则输出Y为为0 0。所以这个电。所以这个电路实际上是一种路实际上是一种3 3人表决用的组合电路：人表决用的组合电路：只要有只要有2票或票或3票同意，表决就通过。票同意，

35、表决就通过。 A B C F & & & & 1 1F2F3FFABF 1BCF 2CAF 3 2 CABCABFACBCABFFFF 321 3 4 电工电子技术电工电子技术首首 页页 组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻辑功能，找出实组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻辑功能，找出实现该功能的逻辑电路。现该功能的逻辑电路。 根据给出的条件，找出什么是逻辑变量，什么是逻辑函数，根据给出的条件，找出什么是逻辑变量，什么是逻辑函数，用字母设出，另外用用字母设出，另外用0和和1各表示一种状态，找出逻辑函数和逻辑各表示一种状态，找出逻辑函数和逻辑变量之间的关系；变量之

36、间的关系； 根据逻辑函数和逻辑变量之间的关系列出真值表，并根据真根据逻辑函数和逻辑变量之间的关系列出真值表，并根据真值表写出逻辑表达式；值表写出逻辑表达式； 化简逻辑函数；化简逻辑函数； 根据最简逻辑表达式画出逻辑电路；根据最简逻辑表达式画出逻辑电路； 验证所作的逻辑电路是否能满足设计的要求（特别是有约束验证所作的逻辑电路是否能满足设计的要求（特别是有约束条件时要验证约束条件中的最小项对电路工作状态的影响）。条件时要验证约束条件中的最小项对电路工作状态的影响）。 电工电子技术电工电子技术首首 页页用与非门设计一个交通报警控制电路。交通用与非门设计一个交通报警控制电路。交通信号灯有红、绿、黄信号

37、灯有红、绿、黄3种，种，其他，其他情况均属故障，出现故障时输出报警信号。情况均属故障，出现故障时输出报警信号。 设红、绿、黄灯分别用设红、绿、黄灯分别用A、B、C表示，灯亮时其值为表示，灯亮时其值为1，灯灭，灯灭时其值为时其值为0；输出报警信号用；输出报警信号用F表示，正常工作时表示，正常工作时F值为值为0，出现故，出现故障时障时F值为值为1。列出真值表如下：。列出真值表如下： A B C F A B C F 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 电工电子技术电工电子技术首首 页页 2 ABCCABCBA

38、CBAF 3 ACABCBABBACCCABCBACBAABCCABABCCBAF)()( 4 ACABCBAF 电工电子技术电工电子技术首首 页页 5 A B C F & & & & 1 1 1 ACABCBAF 电工电子技术电工电子技术首首 页页练习练习&ABSi&Ci电工电子技术电工电子技术首首 页页电工电子技术电工电子技术首首 页页 由于中、大规模集成电路的出现，组合逻辑电路在设计概念上发生了很大的变化，现在已经有了逻辑功能很强的组合逻辑器件，常用的组合逻辑电路部件有加法器、数值比较器、编码器、译码器、数据选择器和数据分配器等。灵活地应用

39、它们，将会使组合逻辑电路在设计时事半功倍。下面我们向大家介绍其中的一些组合逻辑器件。 电工电子技术电工电子技术首首 页页编码编码: : 将具有特定含义的信息编成相应二进制代码的过程。 编码器 变量编码器 二-十进制编码器 被编信号 二进制代码 编码器 编码器编码器( (即即Encoder): Encoder): 实现编码功能的电路 。 编码器 普通编码器 优先编码器 电工电子技术电工电子技术首首 页页 10线4线编码器是将十进制数码转换为二进制代码的组合逻辑电路。常用的集成芯片有74LS147等。1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9A I I I I D

40、U1234CC空脚GND B C I I I I I98765I1I9为输入信号端；AD为输出端，均为低电平有效。电工电子技术电工电子技术首首 页页输入输入输出输出 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 0ABCDIIIIIIIII 987654321电工电子技术电工电子技术首首 页页 从真值表中可以看出，当无输入信号或

41、输入信号中无低电平从真值表中可以看出，当无输入信号或输入信号中无低电平“0”0”时，输出端全部为高电平时，输出端全部为高电平“1”1”；若输入端；若输入端I9为为“0”0”时，不时，不论其它输入端是否有输入信号输入，输出为论其它输入端是否有输入信号输入，输出为01100110（10011001的反码）；的反码）；再根据其它输入端的输入情况可以得出相应的输出代码，再根据其它输入端的输入情况可以得出相应的输出代码，I9的优先的优先级别最高，级别最高， I1的优先级别最低。的优先级别最低。 变量编码器的输出位数为n时，输入端的数量为2n。下面以8线3线优先编码器74LS148为例，介绍这类编码器的功

42、能及应用。00123EXSCCY I I I I Y Y UGND Y Y S I I I I1276541 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9 显然，显然，74LS147芯片是一种优先编码器。芯片是一种优先编码器。在优先编码器中优先在优先编码器中优先级别高的信号排斥级别低的信号，具有单方面排斥的特性级别高的信号排斥级别低的信号，具有单方面排斥的特性。74LS148的管脚排列图的管脚排列图电工电子技术电工电子技术首首 页页 管脚排列图中，管脚排列图中，I0 I7为输入信号端，为输入信号端， Y0 Y2为为输出端，输出端， S为使能输入端，为使能输入端， YS

43、为使能输出端，为使能输出端， YEX为扩为扩展输出端。展输出端。 S为使能输入端，只有为使能输入端，只有S0时，编码器正常工作时，编码器正常工作,S1时编码器禁止工作。时编码器禁止工作。 YS为使能输出端，当使能输入端为使能输出端，当使能输入端S时，允许工时，允许工作时，如果作时，如果I0 I7 有信号输入，有信号输入， YS1 ；若；若I0 I7 无信无信号输入，号输入， YS0。YEX为扩展输出端，当为扩展输出端，当S时，只要有编码信号，时，只要有编码信号， YEX就是低电平就是低电平 。电工电子技术电工电子技术首首 页页输入输入输出输出1000000000 1 1 1 1 1 1 1 1

44、 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11 11 00 10 10 10 10 10 10 10 1I0I2I1I3I5I4I7I6SY2Y0YS YEXY1电工电子技术电工电子技术首首 页页 利用使能端的作用，可以用两块利用使能端的作用，可以用两块74LS148扩展为扩展为16线线4线优线优先编码器。先编码器。 当高位芯片的使能输入端为当高位芯片的使能输入端为“0”时，允许对时，允许

45、对I8I15编码，当高位芯片有编编码，当高位芯片有编码信号输入时，码信号输入时，YS为为1，它控制低位芯片处于禁止状态；若当高位芯片无编码，它控制低位芯片处于禁止状态；若当高位芯片无编码信号输入时，信号输入时，YS为为0，低位芯片处于编码状态。高位芯片的，低位芯片处于编码状态。高位芯片的YEX端作为输出信号端作为输出信号的高位端，输出信号的低三位由两块芯片的输出端对应位相的高位端，输出信号的低三位由两块芯片的输出端对应位相“与与”后得到。在后得到。在有编码信号输入时，两块芯片只能有一块工作于编码状态，输出也是低电平有有编码信号输入时，两块芯片只能有一块工作于编码状态，输出也是低电平有效，相效，

46、相“与与”后就可以得到相应的编码输出信号。后就可以得到相应的编码输出信号。I15I14I13I12I11I10I9I8YSSYEXY2Y1Y074LS148(高)I7I6I5I4I3I2I1I0YSSYEXY2Y1Y074LS148(低)&Y3Y2Y1Y0电工电子技术电工电子技术首首 页页译码译码: :是编码的逆过程,将表示特定意义信息的二进制代码翻译成为人们识别的特定信息。 译码器变量译码器代码变换译码器显示译码器二进制代码与输入代码对应的特定信息 译码器译码器译码器( (即即 Decoder):Decoder):实现译码功能的电路 。 电工电子技术电工电子技术首首 页页 变量译码器

47、的输入、输出端数的关系是：当有变量译码器的输入、输出端数的关系是：当有n个输入端，就有个输入端，就有2 n个输出端。而个输出端。而每一个输出所代表的函数对应于每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项个输入变量的最小项。常见的变量译码器有常见的变量译码器有74LS138（3线线8线译码器），线译码器），74LS154（4线线16线译码器），线译码器），74LS131（带锁存的（带锁存的3线线8线译码器）等。线译码器）等。 6543210CCY Y Y Y Y Y Y UGND Y E E E A A A712B2A2101 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 1

48、0 9 由由74LS138芯片的管脚芯片的管脚排列图可以看出，它是一排列图可以看出，它是一个有个有16个管脚的数字集成个管脚的数字集成电路，除电源、电路，除电源、“地地”两两个端子外，还有三个输入个端子外，还有三个输入端端A2、A1、A0，八个输出端，八个输出端Y0Y7，三个使能端，三个使能端E1、E2A、E2B。 74LS138译码器译码器输输：3位二进制代码位二进制代码输输：8个互斥的信号个互斥的信号电工电子技术电工电子技术首首 页页输入输入输出输出 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1

49、01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 E2AA2E2BY3Y5Y4A0A1E1Y2Y0Y7Y6Y1电工电子技术电工电子技术首首 页页逻辑函数逻辑函数FABBCAC 的最小项为：的最小项为：CB“1”A 76543210YYYYYYYY E E E A A A2B2A121074LS138&F 用

50、用74LS138还可以实现三变量或两变量的逻辑函数。因为变量译码还可以实现三变量或两变量的逻辑函数。因为变量译码器的每一个输出端的低电平都与输入逻辑变量的一个最小项相对应，所器的每一个输出端的低电平都与输入逻辑变量的一个最小项相对应，所以当我们将逻辑函数变换为最小项表达式时，只要从相应的输出端取出以当我们将逻辑函数变换为最小项表达式时，只要从相应的输出端取出信号，送入与非门的输入端，与非门的输出信号就是要求的逻辑函数。信号，送入与非门的输入端，与非门的输出信号就是要求的逻辑函数。利用利用74LS138实现逻辑函数实现逻辑函数FABBCAC FABBCAC ABCABCABC ABC ABC A

51、BC m( 1,2,3,4,5,6)构成的逻辑电路图构成的逻辑电路图电工电子技术电工电子技术首首 页页 用来驱动各种显示器件，从而将用二进制代码表示的数字、用来驱动各种显示器件，从而将用二进制代码表示的数字、文字、符号翻译成人们习惯的形式直观地显示出来的电路，称为文字、符号翻译成人们习惯的形式直观地显示出来的电路，称为显示译码器。数码显示器是常用的显示器件之一。显示译码器。数码显示器是常用的显示器件之一。 a b c d e f g h a b c d a f b e f g h g e c d (a) 外外形形图图 (b) 共共阴阴极极 (c) 共共阳阳极极 +UCC a b c d e f

52、 g h 电工电子技术电工电子技术首首 页页电工电子技术电工电子技术首首 页页b=c=f=g=1，a=d=e=0时时c=d=e=f=g=1，a=b=0时时共阴极数码显示管共阴极数码显示管电工电子技术电工电子技术首首 页页共阴极数码显示器真值表共阴极数码显示器真值表电工电子技术电工电子技术首首 页页 七段显示译码器是用来与数码管相配合、把以二进七段显示译码器是用来与数码管相配合、把以二进制制BCD码表示的数字信号转换为数码管所需的输入信号。码表示的数字信号转换为数码管所需的输入信号。常用的七段显示译码器型号有：常用的七段显示译码器型号有： 74LS46、74LS47、74LS48、74LS49等

53、。下面通过等。下面通过对对74LS48的分析，了解这一类集成逻辑器件的功能和的分析，了解这一类集成逻辑器件的功能和使用方法。使用方法。GNDA A I LT A A03BR1274LS48 g CCe d c b a fU1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9IB / YBR电工电子技术电工电子技术首首 页页0 0 0 0 0 0 01 1 1 1110 0 0 1 1 1 11 1 1 0111 0 0 1 0 1 11 1 0 1110 1 0 0 0 1 11 1 0 0110 0 1 1 0 0 11 0 1 1110 0 0 1 1 0 11 0

54、1 0111 1 1 0 0 1 11 0 0 1111 1 1 1 1 1 11 0 0 0111 1 1 0 0 0 00 1 1 1110 0 1 1 1 1 10 1 1 0111 0 1 1 0 1 10 1 0 1110 1 1 0 0 1 10 1 0 0111 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1111 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0110 1 1 0 0 0 00 0 0 1111 1 1 1 1 1 00 0 0 01110 0 0 0 0 0 00 0 0 00010 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 10功能显示功能显示a b c d e

55、f gA3A2A1A0IB/YBRIBRLT试灯试灯熄灭熄灭灭灭 0显示显示0显示显示1显示显示2显示显示3显示显示4显示显示5显示显示6显示显示显示显示9显示显示8显示显示7无显示无显示显示显示显示显示显示显示显示显示电工电子技术电工电子技术首首 页页ABSCCO ABCBABABAS半加器半加器: :Half Adder，简称 HA。它只将两个 1 位二进制数相加，而不考虑低位来的进位。 输 入输 出ABSC0000011010101101电工电子技术电工电子技术首首 页页全加器全加器: :Full Adder ,简称FA。能将本位的两个二进制数和邻低位来的进位数进行相加。 输 入输 出A

56、iBiCi-1SiCi0000000110010100110110010101011100111111AiBiSiCiCOCICi-11 iiiiCBASiiiiiiBACBAC 1)(电工电子技术电工电子技术首首 页页多位加法器多位加法器: : 实现多位加法运算的电路。 串行进位加法器超前进位加法器其低位进位输出端依次连至相邻高位的进位输入端，最低位进位输入端接地。因此，高位数的相加必须等到低位运算完成后才能进行，这种进位方式称为串行进位。运算速度较慢。其进位数直接由加数、被加数和最低位进位数形成。各位运算并行进行。运算速度快。电工电子技术电工电子技术首首 页页串行进位加法器举例A3B3C3

57、S3COCIS2S1S0A2B2A1B1A0B0COCICOCICOCICI加数 A 输入A3A2A1A0B3B2B1B0B3B2B1B0加数 B 输入低位的进位输出 CO 依次加到相邻高位的进位输入端 CI 。相加结果读数为 C3S3S2S1S0和数进位数电工电子技术电工电子技术首首 页页数据选择器数据选择器: :在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路挑选出来的电路，称为数据选择器，也叫做多路开关。 D04选选1数据选择器数据选择器D1D2D3YA1A0下图所示下图所示4选选1数据选择器，数据选择器，其输入信号的四路数据通常其输入信号的四路数据通常用用D0、D1、D2、D3来表示；

58、来表示；两个地址选择控制信号分别两个地址选择控制信号分别用用A1、A0表示；输出信号用表示；输出信号用Y表示，表示，Y可以是可以是4路输入数路输入数据中的任意一路，由地址选据中的任意一路，由地址选择控制信号择控制信号A1、A0来决定。来决定。 当当A1A0=00时，时，Y=D0；A1A0=01时，时，Y=D1；A1A0=10时，时，Y=D2；A1A0=11时，时，Y=D3。见下面真值表。见下面真值表 。输输入入数数据据地地址址变变量量013012011010AADAADAADAADY电工电子技术电工电子技术首首 页页集成数据选择器集成数据选择器 74LS151是一种典型的集成电路数据选择器。如

59、图所示是74LS151的管脚排列图。它有三个地址端A2A1A0。可选择D0-D7八个数据，具有两个互补输出端W和W。E74LS151A0A1WW5167111074LS151D0GNDD1D2W(a)(b)9432115141312A2D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2D3WE11689VCCD4D5D6D7（a） 符号图; (b) 管脚图电工电子技术电工电子技术首首 页页 A2 A1 A0 W 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1D0 D0 D1 D1D2 D2D3 D3D4 D4

60、D5 D5D6 D6D7 D7EW74LS151的功能表40123012201210120012DAAADAAADAAADAAADAAAW701260125012DAAADAAADAAA7766554433221100DmDmDmDmDmDmDmDm 电工电子技术电工电子技术首首 页页数据选择器的扩展数据选择器的扩展: :在用两片74LS151连接成一个十六选一的数据选择器,十六选一的数据选择器的地址输入端有四位， 最高位A3的输入可以由两片八选一数据选择器的使能端接非门来实现，低三位地址输入端由两片74LS151的地址输入端相连而成，当A3=0时, 低位片74LS151工作, 根据地址控制信号A3A2A1A0选择数据D0-D7输出；A3=1时, 高位片工作, 选择D8-D15进行输出。EA0A1A2D0D1D2D3D4D5D6D7低位片(74LS151)WWD0D1D2D3D4D5D6D71EA0