电工电子技术课件 模块九 逻辑门电路

逻辑门电路学习单元三学习单元二学习单元一数字电路基础逻辑代数基础基本数字器件与功用模块导读

逻辑门电路是构成数字电路的基本单元。本模块从数字电路基础开始，介绍十进制计数体制，引入二进制、八进制、十六进制的运算规则及它们的相互间转换的方法。讲述了基本逻辑运算、逻辑代数中的基本公式和常用定律及逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法，最后介绍了常用的逻辑门电路和TTL集成门电路，使学生对逻辑代数和逻辑门有了全面的了解。逻辑门电路学习单元一数字电路基础

数制是计数的方法，最常见的进位计数制是十进制，而在数字系统中进行数字的运算和处理时，广泛采用的则是二进制、八进制和十六进制。本单元将介绍几种常见数制的表示方法及不同数制相互间的转换方法。引

言一、数字信号与数字电路1.数字信号的概念

在数字电子技术中，被传递、加工和处理的信号是数字信号，这类信号的特点是在时间上和幅值上都是断续变化的离散信号。其高

电平和低电平常用1和0

来表示。学习单元一数字电路基础学习单元一数字电路基础一、数字信号与数字电路数字信号和模拟信号一、数字信号与数字电路2.数字电路的概念学习单元一数字电路基础

用于传递、加工和处理数字信号的电子电路，称为数字电路。它主要是研究输出与输入信号之间的对应逻辑关系，其分

析的主要工具是逻辑代数。因此，数字电路又称为逻辑电路。一、数字信号与数字电路3.数字电路的分类学习单元一数字电路基础分立元件电路根据电路结构的不同集成电

路一、数字信号与数字电路学习单元一数字电路基础根据集成的密度不同分：小规模集成电路中规模集成电路大规模集成电路超大规模集成电路一、数字信号与数字电路学习单元一数字电路基础双极型电路单极型电路根据半导体的导电类型不同分一、数字信号与数字电路4.数字电路的特点学习单元一数字电路基础（1）数字电路内部的晶体管（包括单、双极型）主要工作在饱和导通或截止状态；模拟电路内部的晶体管主要工作在放大状态。（2）数字电路的信号只有两种状态：高电平和低电平，分别对应于（或代表）二进制数中的1和0，表示信号的有或无，便于数据处理。（3）数字电路结构相对简单，功耗较低，便于集成。一、数字信号与数字电路学习单元一数字电路基础（4）数字电路抗干扰能力强。其原因是利用脉冲信号的有无传递1和0的数字信息，高低电平间容差较大，幅度较小的干扰不足以改变信号的有无状态。（5）数字电路不仅能完成数值运算，而且还能进行逻辑运算和比较判断，从而在计算机系统中得到广泛应用。二、数制与代码学习单元一数字电路基础1.数制4)3)2)1)十六进制数八进制数二进制数十进制数二、数制与代码学习单元一数字电路基础2.数制间的转换1）2）3）二进制、八进制、十六进制数转换为十进制数4）十进制数转换为二进制数、八进制、十六进制数二进制数与八进制数之间的转换二进制数与十六进制数的相互转换学习单元一数字电路基础

在数字电路中都采用的是二进制数，和模拟电路相比有优势吗？提问：二、数制与代码学习单元一数字电路基础3.代码1）

二十进制码2）格雷码学习单元一数字电路基础引例解析请看下面的案例学习单元一数字电路基础

将下列十进制数转换为二进制数、八进制数、十六进制数。

（1）25；（2）43；（3）56；（4）78例题学习单元二逻辑代数基础

在本学习单元中主要

介绍逻辑代数,它是分析和研究逻辑电路的数学工具，是学习数字电路的基础。

逻辑代数所研究的内容，是逻辑函数与逻辑变量之间的关系。应用逻辑代数可将复杂的逻辑函数式进行恒等变换，以便得到合理的逻辑电路。引

言学习单元二逻辑代数基础一、逻辑电路与运算1.逻辑代数

在数字逻辑电路中,如果输入变量A、B、C、…的取值确定后，输出变量Ｙ的值也被唯一确定了。称Ｙ是Ａ、Ｂ、Ｃ、…的逻辑函数。

逻辑函数的一般表达式可以写作：

Y

=

f（A，B，C，…）

学习单元二逻辑代数基础一、逻辑电路与运算2.基本逻辑运算1）与逻辑和与运算与逻辑关系与逻辑关系真值表学习单元二逻辑代数基础一、逻辑电路与运算2）或逻辑和或运算或逻辑关系或逻辑关系真值表学习单元二逻辑代数基础一、逻辑电路与运算3）非逻辑和非运算非逻辑关系非逻辑关系真值表学习单元二逻辑代数基础一、逻辑电路与运算3.复合逻辑运算

1)

与非逻辑和与非运算2）

或非逻辑和或非运算3）

与或非逻辑和与或非运算4）异或逻辑和异或运算5）同或逻辑和同或运算学习单元二逻辑代数基础

在逻辑代数的公式与定律中，除常量与常量之间的运算外，还有交换律、结合律、分配律、吸收律、摩根定律等，其中交换律和结合律以及分配律的第一种形式与普通代数一样，而其余定律则完全不同于普通代数，要认真加以区别。这些定律中，摩根定律最为常用。课外提示：看清楚！学习单元二逻辑代数基础二、逻辑代数的公式化简法1.逻辑代数基本公式逻辑代数的基本公式学习单元二逻辑代数基础二、逻辑代数的公式化简法2．逻辑代数的公式化简法1）最简与或表达式（1）与或表达式形式：（2）将原式两次求反，再用反演定律得：学习单元二逻辑代数基础二、逻辑代数的公式化简法（3）由与非与非表达式，再利用反演定律得与或非表达式为（4）由与或非表达式，利用两次反演定律得：（5）或与表达式两次求反，再用反演定律得：学习单元二逻辑代数基础二、逻辑代数的公式化简法2）公式法化简举例（4）配项法（3）消去法（2）吸收法（1）并项法学习单元二逻辑代数基础三、逻辑代数的卡诺图化简法1.逻辑变量卡诺图二、三、四变量卡诺图学习单元二逻辑代数基础三、逻辑代数的卡诺图化简法2.逻辑函数卡诺图（1）给出逻辑函数的真值表，根据真值表画出卡诺图（3）已知逻辑函数一般表达式，由此画出函数的卡诺图

（2）已知逻辑函数最小项表达式，由此画出函数的卡诺图逻辑函数的卡诺图化简法补充知识学习单元二逻辑代数基础1.最小项合并的规律两个相邻最小项的合并逻辑函数的卡诺图化简法补充知识学习单元二逻辑代数基础

卡诺图化简的优点是简单、直观，不易出错，有一定的步骤和方法可循。注意：逻辑函数的卡诺图化简法补充知识学习单元二逻辑代数基础2.用卡诺图法化简逻辑函数（1）根据变量数画出变量卡诺图。（2）根据给出的要化简的逻辑函数，在函数包含的最小项方格中填1，其余的方格填0或不填，作出函数的卡诺图。（3）合并相邻项，将能合并的最小项方格圈出。逻辑函数的卡诺图化简法补充知识学习单元二逻辑代数基础（4）把每个包围圈合并后的项进行逻辑加就得出逻辑函数的最简与或表达式。学习单元二逻辑代数基础引例解析请看下面的案例学习单元二逻辑代数基础

例题学习单元三基本数字器件与功用

在本学习单元中主

要介绍分立元件与门、或门、非门的工作原理和逻辑功能，然后着重讨论TTL与非门的工作原理、逻辑功能和外特性。通过学习让学生掌握基本的逻辑门电路，进而能够设计简单的数字电路。引

言学习单元三基本数字器件与功用1.逻辑门电路的基本概念一、基本逻辑门电路

在实际系统中，开关的通断、液位的高低、信号的强弱均可以由逻辑

0

和逻辑

1

表示。在数字电路中与这种二值逻辑变量相对应的是电子开关的通或断两种状态。而半导体二极管、三极管和

MOS

场效应管，是构成这种电子开关的最基本的开关元件。学习单元三基本数字器件与功用2.基本逻辑门电路一、基本逻辑门电路3)2)1)二极管与门二极管或门三极管非门学习单元三基本数字器件与功用3.复合逻辑门电路一、基本逻辑门电路基本门和常用复合门学习单元三基本数字器件与功用

在数字集成电路中，门电路是组成各种复杂逻辑电路的基础，掌握常用逻辑门电路的逻辑功能和外部电气特性对学习和使用数字电路是很有帮助的。要注意！！知识拓展学习单元三基本数字器件与功用二、TTL集成门电路1.TTL与非门2.集电极开路与非门3.三态门常用TTL集成门及其使用补充知识学习单元三基本数字器件与功用

考虑到国际上通用标准型号和我国现行国家标准，根据工作温度的不同和电源电压允许工作范围的不同，我国TTL数字

集成电路分为54系列

和74系列两大类。常用TTL集成门及其使用补充知识学习单元三基本数字