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1、模拟信号：随时间连续变化的信号,7.1 基本概念,第七章 门电路和组合逻辑电路,第七章 门电路与组合逻辑电路,7.1.1 概述,数字信号: 是一种跃变信号，并且持续时间短暂。,脉冲幅度 A,脉冲上升沿 tr,脉冲周期 T,脉冲下降沿 tf,脉冲宽度 tp,1.脉冲信号的部分参数：,实际的矩形波,占空比D= tp /T,7.1.1 (矩形）脉冲信号,2.脉冲信号分类,7.1.2 数制 二、八、十、十六进制数及其转换 7.1.3码制 BCD码（8421、2421、5421、余3） ASCII码等 用 n位二进制代码表示N 个 含义 P108-112,7.2 逻辑代数基础,逻辑代数（又称布尔代数），
2、它是分析设计逻辑电路的数学工具。用字母表示变量，但变量的取值只有“0”，“1”两种，分别称为逻辑“0”和逻辑“1”。这里“0”和“1”并不表示数量的大小，而是表示两种相互对立的逻辑状态。,逻辑代数所表示的是逻辑关系，而不是数量关系。这是它与普通代数的本质区别。,设：开关断开、灯不亮用逻辑 “0”表示，开关闭合、灯亮用 逻辑“1”表示。,逻辑表达式： Y = A B,1. “与”逻辑关系,“与”逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备时，该事件才发生。,0,1,0,B,Y,A,状态表,一、基本逻辑关系,2. “或”逻辑关系,“或”逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备时，该事件就发生。,逻辑表达式
3、： Y = A + B,状态表,1,1,1,0,3. “非”逻辑关系,“非”逻辑关系是否定或相反的意思。,Y,220V,A,+,-,R,4.基本逻辑关系的组合（与非、或非、与或非）,1. 常量与变量的关系,二. 逻辑代数的基本运算公式,2. 逻辑代数的基本运算法则,自等律,0-1律,重叠律,还原律,互补律,交换律,普通代数 不适用！,证:,结合律,分配律,A+1=1,反演律,列状态表证明：,证明：,A+AB = A,2.表示方法,逻辑式 F=(A,B,C),逻辑状态表,逻辑图,卡诺图,1.逻辑函数的概念：逻辑式中，输出变量是输入变 量的逻辑函数。表示：F=(A,B,C),三. 逻辑函数的表示及
4、其化简,特点：表示输出与输入间逻辑关系 包括三种基本运算 变量取值只能为“0”、1”,3、最小项 概念 及表示法 P117,4. 逻辑函数的化简,例,化简,应用公式法化简,（1）并项法,（2）配项法,例,化简,（3）加项法,（4）吸收法,吸收,7.3 逻辑门电路,逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。 1. 实现基本逻辑运算的电子电路称逻辑门电路。 2.正负逻辑,逻辑门电路的基本概念,由电子电路实现逻辑运算时，它的输入和输出信号都是用电位（或称电平）的高低表示的。高电平和低电平都不是一个固定的数值，而是有一定的变化范围。,门电路是用以实现逻辑运算的电子电路，与前面所讲过的基本逻辑关系相对应。
5、,门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等。,一. 分立元件逻辑门电路,1 (2.1v-5v),0 (0v0.8v),高电平,低电平,1. 二极管“与” 门电路,0V,0V,3V,即：有“0”出“0”， 全“1”出“1”,2. 二极管“或” 门电路,0V,3V,3V,即：有“1”出“1”， 全“0”出“0”,3. 晶体管“非” 门电路,“0”,“1”,“0”,“1”,P121 “非” 门电路,+UCC,-EE,A,R1,R2,RC,Y,T,+2.5V,该电路可使输出的高电平为3V（设UD=0.5V),1). 与非门电路,有“0”出“1”，全“1”出“0”,4. 复合门电路,2)
6、. 或非门电路,有“1”出“0”，全“0”出“1”,例：根据输入波形画出输出波形,A,B,有“0”出“0”，全“1”出“1”,有“1”出“1”，全“0”出“0”,&,A,3). 与或非门电路,逻辑符号,二、举例说明各表示方法间的转换,逻辑式,状态逻辑表,逻辑图,1. 由表写式、画图 例：有一T形走廊，在相会处有一路灯, 在进入走廊的A、B、C三地各有控制开关，都能独立进行控制。任意闭合一个开关，灯亮；任意闭合两个开关，灯灭；三个开关同时闭合，灯亮。设A、B、C代表三个开关（输入变量）；Y代表灯（输出变量）。,1). 列逻辑状态表,2). 逻辑式,取 Y=“1”( 或Y=“0” ) 列逻辑式,取
7、 Y = “1”,用“与”“或”“非”等运算来表达逻辑函数的表达式。,(1)由逻辑状态表写出逻辑式,各组合之间 是“或”关系,反之，也可由逻辑式列出状态表。,3). 逻辑图,由式列表、画图 P133 7-9,3. 由图写式、列表 P133 7-17,三、TTL集成门电路,(三极管三极管逻辑门电路),TTL门电路是双极型集成电路，与分立元件相比，具有速度快、可靠性高和微型化等优点，目前分立元件电路已被集成电路替代。,1. TTL“与非”门电路,多发射极三极管,1).电路,4.3V,T2、T5饱和导通,钳位2.1V,E结反偏,截止,负载电流（灌电流）,输入全高“1”,输出为低“0”,1V,2）.工
8、作原理 （输入全高3.6V）,1V,T2、T5截止,负载电流（拉电流）,输入有低“0”输出为高“1”,5V,（输入有低0.3V）,“与非”逻辑关系,“与非”门,74LS00、74LS20管脚排列示意图,2. 三态输出“与非”门,“1”,1).电路及原理,截止,“0”,导通,当控制端为低电平“0”时，输出 Y处于开路状态，也称为高阻状态。, 0 高阻,表示任意态,功能表,2).逻辑符号,EN,3).三态门应用:,可实现用一条总线分时传送 几个不同的数据或控制信号。,EN,EN,EN,7. 4 组合逻辑电路的分析,组合逻辑电路：任何时刻电路的输出状态只取决于该时刻的输入状态，而与该时刻以前的电路状
9、态无关。,组合逻辑电路框图,一. 组合逻辑电路分析步骤：,(1) 由逻辑图写出输出端的逻辑表达式,(2) 运用逻辑代数化简或变换,(3) 列逻辑状态表,(4) 分析逻辑功能,已知逻辑电路,确定,逻辑功能,例： 分析下图的逻辑功能,(1) 写出逻辑表达式,二. 分析举例,(2) 应用逻辑代数化简,反演律,反演律,(3) 列逻辑状态表,逻辑式,(1) 写出逻辑式,例 ：分析下图的逻辑功能,化简,(2) 列逻辑状态表,(3) 分析逻辑功能 输入相同输出为“1”,输入相异输出为“0”,称为“判一致电路”(“同或门”) ,可用于判断各输入端的状态是否相同。,逻辑式,电路组成与上例不同，但具有相同的逻辑功
10、能。,7.5 组合逻辑电路的综合,一.设计步骤：,二.设计举例：,例：设计一个三人(A、B、C)表决电路。每人有一按键，如果赞同，按键，表示“1”；如不赞同，不按键，表示 “0”。表决结果用指示灯表示，多数赞同，灯亮为“1”，反之灯不亮为“0”。,(1) 列逻辑状态表,(2) 写出逻辑表达式,取 Y = “1”,(3) 用“与非”门构成逻辑电路,三人表决电路,例：设计一个三变量奇偶检验器。 要求: 当输入变量A、B、C中有奇数个同时为“1”时，输出为“1”，否则为 “0”。用“与非”门实现。,(1) 列逻辑状态表,(2) 写出逻辑表达式,(3) 用“与非”门构成逻辑电路,解：,(4) 逻辑图,
11、Y,C,B,A,0,1,0,1,0,例 : 某工厂有A、B、C三个车间和一个自备电站，站内有两台发电机G1和G2。G1的容量是G2的两倍。如果一个车间开工，只需G2运行即可满足要求；如果两个车间开工，只需G1运行，如果三个车间同时开工，则G1和 G2均需运行。试画出控制G1和 G2运行的逻辑图。,设：A、B、C分别表示三个车间的开工状态： 开工为“1”，不开工为“0”； G1和 G2运行为“1”，不运行为“0”。,(1) 根据逻辑要求列状态表,(2) 由状态表写出逻辑式,(3) 化简逻辑式可得：,(4) 用“与非”门构成逻辑电路,(5) 画出逻辑图,例： 列车优先通行次序为特快、直快、普快。某站 同一时间只能由一辆列车从站内开出，即能给 出一个开车信号，试画出满足上述要求的逻辑 电路。（设A、B、C分别代表特快、直快、普快，开车信号分别为YA、YB、YC。 ）,图为密码锁控制电路，开锁条件是：拨对密码并插入钥匙将S闭合。两个条件满足时锁打开，开锁信号为1。否则报警，报警信号为1，接通警铃。试分析密码A、B、C、D是多少？,