电工电子学第13章-门电路和组合电路

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1、第13章门电路和组合逻辑电路13.1基本门电路及其组合13.2TTL门电路13.4组合逻辑电路的分析和设计13.5加法器13.6编码器13.7译码器(13.9应用举例)1.电子电路中的信号分为两大类：一类称为模拟信号，它是指时间上和数值上的变化都是连续平滑的信号，如图（a）(a)一类信号称为数字信号，它是指时间上和数值上的变化都是不连续的，如图（b）(b)13.1基本门电路及其组合13.1.1逻辑电路的基本概念trtfUm0.9Um0.5Um0.1Um脉宽tw周期T实际的矩形波数字电路所研究的问题和模拟电路相比有以下几个主要不同点：（1）数字电路中的信号在时间上是离散的脉冲信号，而模拟

2、电路中的信号是随时间连续变化的信号。（2）数字电路所研究的是电路的输入¸输出之间的逻辑关系，而模拟电路则是研究电路的输入输出之间的大小、相位等问题。（3）在两种电路中，晶体管的工作状态不同。数字电路中晶体管工作在开关状态，也就是交替地工作在饱和与截止两种状态，而在模拟电路中晶体管多工作在放大状态。饱和区放大区截止区2、三种基本逻辑关系及门电路当决定事件的各个条件全部具备之后，事件才会发生。开关A，B串联控制灯泡Y：Ｙ＝ＡＢ功能表1)与逻辑关系：二极管与门Y=AB真值表当决定事件的各个条件中有一个或一个以上具备之后，事件就会发生。开关A，B并联控制灯泡Y:Ｙ＝Ａ+Ｂ功能表2)或逻辑关系：

3、二极管或门Y=A+B真值表决定事件的条件只有一个，当条件具备时，事件不会发生，条件不存在时，事件发生。Ｙ＝Ａ开关A控制灯泡Y:功能表真值表3)非逻辑关系：三极管非门真值表1.与非门Y=ABCY=A+B+CABC1Y&ABCY&13.1.3基本逻辑门电路的组合2.或非门ABC1Y>1ABCY>13.与或非门Y=AB+CDABCDY&&>15.同或运算：逻辑表达式为：4.异或运算：逻辑表达式为：每行相与，各行相或13.2.1TTL与非门电路13.2TTL门电路ABCY&Y=ABCAFBC00011001010111010011101101111110与非门真值表+5VABCT1R1R2T2

4、T3T4T5R3R5R4YTTL与非门电路3.6V3.6V3.6V0.3V+5VABCT1R1R2T2T3T4T5R3R5R4YTTL与非门电路0V3.6V3.6V3.6VABF&ENEN为控制端且高电平有效，即EN=1时，同TTL与非门，Y=AB；EN=0时，输出端为高阻状态。AB&ENAB&ENAB&ENAB&EN用三态门接成总线结构13.2.2TTL三态门电路功能表每一时刻，只有一个EN有效（EN=1）13.2.3TTL与非门组件TTL与非门组件就是将若干个与非门电路，经过集成电路工艺制作在同一芯片上。74LS00组件含有两个输入端的与非门四个。1.基本运算规则与：0•0=0•1

5、=1•01•1=1或：0+1=1+0=1+10+0=0非：0=11=0推论：A+0=AA+1=1A•0=0•A=0A•1=AA+A=1A+A=AA•A=0A•A=AA=A13.4.1逻辑代数13.4组合逻辑电路的分析和设计2.逻辑代数的基本定律交换律：A+B=B+AA•B=B•A结合律：A+(B+C)=(A+B)+CA•(B•C)=(A•B)•C分配律：A(B+C)=A•B+A•CA+B•C=(A+B)•(A+C)反演定理：A•B=A+BA+B=A•B吸收规则：A+AB=A+B逻辑函数表达式：与或式与非式与或非式？3.利用逻辑代数公式化简例：化简Y=ABC+ABD+ABC+CD+BD解

6、：Y=ABC+ABC+CD+B(AD+D)=ABC+ABC+CD+B(A+D)=ABC+ABC+CD+BA+BD=AB+ABC+CD+BD=B(A+AC)+CD+BD=B(A+C)+CD+BD=BA+BC+CD+BD=BA+B(C+D)+CD=BA+BCD+CD=BA+B+CD=B(A+1)+CD=B+CDA+AB=A+BD+AD=D+A吸收法例：证明AB+AC+BC=AB+AC解：AB+AC+BC=AB+AC+(A+A)BC=AB(1+C)+AC(1+B)=AB+AC+ABC+ABC=AB+AC=AB+ABC+AC+ABCA+A=1加项法Y=ABC+ABC+ABC=ABC+ABC+A

7、BC+ABC=BC(A+A)+AC(B+B)=BC+AC(1)逻辑代数式(2)逻辑图Y=BC+A5.逻辑函数的表示方法AB1C&Y>1(3)真值表将逻辑电路输入变量不同组合状态下所对应的输出变量的取值一一对应列入一个表中，此表称为逻辑函数的真值表。*(4)卡诺图已知组合逻辑电路图，确定它们的逻辑功能。分析步骤：（1）根据逻辑图，写出逻辑函数表达式（2）对逻辑函数表达式化简（3）列出真值表（4）由真值表确定逻辑电路的功能组合逻辑电路：逻辑电路在某