1、第二篇第二篇第二篇第二篇第第2頁(yè)頁(yè)10.1.1 模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別模擬信號(hào)：模擬信號(hào)：在時(shí)間上和在時(shí)間上和數(shù)值上連續(xù)的信號(hào)。數(shù)值上連續(xù)的信號(hào)。在時(shí)間上和在時(shí)間上和數(shù)值上不連續(xù)的（即離數(shù)值上不連續(xù)的（即離散的）信號(hào)。散的）信號(hào)。uu模擬信號(hào)波形模擬信號(hào)波形數(shù)字信號(hào)波形數(shù)字信號(hào)波形tt對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸、對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸、處理的電子線路稱(chēng)為處理的電子線路稱(chēng)為模擬電路。模擬電路。對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸、對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸、處理的電子線路稱(chēng)為處理的電子線路稱(chēng)為數(shù)字電路。數(shù)字電路。第第2頁(yè)頁(yè)（1 1）工作信號(hào)是二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，在時(shí)）工作信號(hào)是二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，在時(shí)間上和數(shù)值

2、上是離散的（不連續(xù)），反映間上和數(shù)值上是離散的（不連續(xù)），反映在電路上就是低電平和高電平兩種狀態(tài)在電路上就是低電平和高電平兩種狀態(tài)（即（即0 0和和1 1兩個(gè)邏輯值）。兩個(gè)邏輯值）。（2 2）在數(shù)字電路中，研究的主要問(wèn)題是電）在數(shù)字電路中，研究的主要問(wèn)題是電路的邏輯功能，即輸入信號(hào)的狀態(tài)和輸出路的邏輯功能，即輸入信號(hào)的狀態(tài)和輸出信號(hào)的狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系。信號(hào)的狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系。 （3 3）對(duì)組成數(shù)字電路的元器件的精度要求）對(duì)組成數(shù)字電路的元器件的精度要求不高，只要在工作時(shí)能夠可靠地區(qū)分不高，只要在工作時(shí)能夠可靠地區(qū)分0 0和和1 1兩種狀態(tài)即可。兩種狀態(tài)即可。第第2頁(yè)頁(yè)（1）便于集成與系列化

3、生產(chǎn)，成本低廉，使用方便；）便于集成與系列化生產(chǎn)，成本低廉，使用方便；（2）工作準(zhǔn)確可靠，精度高，搞干擾能力強(qiáng)。）工作準(zhǔn)確可靠，精度高，搞干擾能力強(qiáng)。 （3）不僅能完成數(shù)值計(jì)算，還能完成邏輯運(yùn)算和）不僅能完成數(shù)值計(jì)算，還能完成邏輯運(yùn)算和 判斷，運(yùn)算速度快，保密性強(qiáng)。判斷，運(yùn)算速度快，保密性強(qiáng)。（4）維修方便，故障的識(shí)別和判斷較為容易。）維修方便，故障的識(shí)別和判斷較為容易。 數(shù)字電路的優(yōu)越性能使其得到廣泛的應(yīng)用和迅猛數(shù)字電路的優(yōu)越性能使其得到廣泛的應(yīng)用和迅猛的發(fā)展。數(shù)字電路不僅在計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)中應(yīng)用廣的發(fā)展。數(shù)字電路不僅在計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)中應(yīng)用廣泛，而且在醫(yī)療、檢測(cè)、控制、自動(dòng)化生產(chǎn)線以及人泛

4、，而且在醫(yī)療、檢測(cè)、控制、自動(dòng)化生產(chǎn)線以及人們的日常生活中，也都產(chǎn)生了越來(lái)越深刻的影響。們的日常生活中，也都產(chǎn)生了越來(lái)越深刻的影響。第第2頁(yè)頁(yè)利用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元利用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件（二極管、三極管）的導(dǎo)通、截止（即開(kāi)、關(guān)）兩件（二極管、三極管）的導(dǎo)通、截止（即開(kāi)、關(guān)）兩種工作狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。種工作狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 電子電路中通常把高電平表示為電子電路中通常把高電平表示為邏輯邏輯1；把低電平表示為；把低電平表示為邏輯邏輯0。（正邏輯）。（正邏輯）用以實(shí)現(xiàn)基本和常用邏輯運(yùn)算用以實(shí)現(xiàn)基本和常用邏輯運(yùn)算的電子電路。簡(jiǎn)稱(chēng)門(mén)電路。的電子電路。簡(jiǎn)稱(chēng)門(mén)電路。基本和常用門(mén)電路有基本和常用門(mén)電路有與與門(mén)、門(mén)、或或門(mén)、門(mén)、非非

5、門(mén)（反相門(mén)（反相器）、器）、與非與非門(mén)、門(mén)、或非或非門(mén)、門(mén)、與或非門(mén)與或非門(mén)和和異或異或門(mén)等。門(mén)等。第第2頁(yè)頁(yè) 當(dāng)決定某事件的全部條件同時(shí)具備時(shí)，結(jié)果才會(huì)發(fā)生，這種因當(dāng)決定某事件的全部條件同時(shí)具備時(shí)，結(jié)果才會(huì)發(fā)生，這種因果關(guān)系叫做果關(guān)系叫做“與與”邏輯邏輯，也稱(chēng)為，也稱(chēng)為邏輯乘邏輯乘。（1 1） “ “與與”邏輯關(guān)邏輯關(guān)系系第第2頁(yè)頁(yè)真值表真值表門(mén)電路圖符號(hào)門(mén)電路圖符號(hào) 一個(gè)一個(gè)門(mén)的輸入門(mén)的輸入端至少為兩個(gè)，輸出端只端至少為兩個(gè)，輸出端只有一個(gè)。有一個(gè)。（2）實(shí)現(xiàn)與邏輯關(guān)系的電路稱(chēng)為）實(shí)現(xiàn)與邏輯關(guān)系的電路稱(chēng)為。第第2頁(yè)頁(yè)111 001 010 000 與門(mén)的輸入端可以有多個(gè)。下圖為一個(gè)三輸入與

6、門(mén)與門(mén)的輸入端可以有多個(gè)。下圖為一個(gè)三輸入與門(mén)電路的輸入信號(hào)電路的輸入信號(hào)a、b、c和輸出信號(hào)和輸出信號(hào)f的波形圖。的波形圖。a bcf有有0出出0有有0出出0全全1出出1第第2頁(yè)頁(yè) 當(dāng)某事件發(fā)生的全部條件中至少有一個(gè)條件滿足時(shí)，事件必然當(dāng)某事件發(fā)生的全部條件中至少有一個(gè)條件滿足時(shí)，事件必然發(fā)生，當(dāng)全部條件都不滿足時(shí)，事件決不會(huì)發(fā)生，這種因果關(guān)系叫發(fā)生，當(dāng)全部條件都不滿足時(shí)，事件決不會(huì)發(fā)生，這種因果關(guān)系叫做做“或或”邏輯邏輯，也稱(chēng)為，也稱(chēng)為邏輯加邏輯加。（1 1） “ “或或”邏輯關(guān)邏輯關(guān)系系第第2頁(yè)頁(yè) （2）實(shí)現(xiàn)或邏輯關(guān)系的電路稱(chēng)為實(shí)現(xiàn)或邏輯關(guān)系的電路稱(chēng)為或門(mén)或門(mén)。真值表真值表門(mén)電路圖符號(hào)門(mén)

7、電路圖符號(hào) 一個(gè)一個(gè)門(mén)的輸入門(mén)的輸入端也是至少兩個(gè)，輸出端端也是至少兩個(gè)，輸出端只有一個(gè)。只有一個(gè)。第第2頁(yè)頁(yè) 或門(mén)的輸入端也可以有多個(gè)。下圖為一個(gè)三輸入或或門(mén)的輸入端也可以有多個(gè)。下圖為一個(gè)三輸入或門(mén)電路的輸入信號(hào)門(mén)電路的輸入信號(hào)a、b、c和輸出信號(hào)和輸出信號(hào)f的波形圖。的波形圖。a bcf全全0出出0全全0出出0有有1出出1第第2頁(yè)頁(yè) 當(dāng)某事件相關(guān)的條件不滿足時(shí)，事件必然發(fā)生；當(dāng)條件滿足時(shí)，當(dāng)某事件相關(guān)的條件不滿足時(shí)，事件必然發(fā)生；當(dāng)條件滿足時(shí)，事件決不會(huì)發(fā)生，這種因果關(guān)系叫做事件決不會(huì)發(fā)生，這種因果關(guān)系叫做“非非”邏輯邏輯。（1 1） “ “非非”邏輯關(guān)邏輯關(guān)系系輸入輸入a為高電平為高電

8、平1(3v)時(shí)，三極管飽和導(dǎo)通，時(shí)，三極管飽和導(dǎo)通，輸出輸出f為低電平為低電平0（0v)；輸入；輸入a為低電為低電平平0(0v)時(shí)，三極管時(shí)，三極管截止，輸出截止，輸出f為高電為高電平平1（3v)。第第2頁(yè)頁(yè)邏輯非（邏輯反）的運(yùn)算規(guī)則邏輯非（邏輯反）的運(yùn)算規(guī)則01 10真值表真值表 一個(gè)一個(gè)門(mén)的輸入門(mén)的輸入端端，輸出端只有一，輸出端只有一個(gè)。個(gè)。第第2頁(yè)頁(yè)將與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)組合起來(lái)，可以構(gòu)成多種復(fù)合門(mén)電路。將與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)組合起來(lái)，可以構(gòu)成多種復(fù)合門(mén)電路。abf 由與門(mén)和非門(mén)構(gòu)成與非門(mén)由與門(mén)和非門(mén)構(gòu)成與非門(mén)與非門(mén)真值表與非門(mén)真值表第第2頁(yè)頁(yè) (a) 74ls00 的的引引腳腳排排列列圖圖 電

9、源 1 2 3 4 5 6 7 & & & & 14 13 12 11 10 9 8 地 (b) 74ls20 的的引引腳腳排排列列圖圖 & & 1 2 3 4 5 6 7 14 13 12 11 10 9 8 電源 地 內(nèi)含內(nèi)含4個(gè)兩輸入端的與非門(mén)，個(gè)兩輸入端的與非門(mén)，電源線及地線公用。電源線及地線公用。內(nèi)含兩個(gè)內(nèi)含兩個(gè)4輸入端的與非門(mén)，輸入端的與非門(mén)，電源線及地線公用。電源線及地線公用。第第2頁(yè)頁(yè)baf由或門(mén)和非門(mén)構(gòu)成由或門(mén)和非門(mén)構(gòu)成或非門(mén)真值表或非門(mén)真值表第第2頁(yè)頁(yè)cdabf第第2頁(yè)頁(yè)bababaf異或門(mén)和同或門(mén)的異或門(mén)和同或門(mén)的異或門(mén)真值

10、表異或門(mén)真值表同或門(mén)真值表同或門(mén)真值表babaf第第2頁(yè)頁(yè)r5r1+uccr2r3aft1t2t3t5bcr4t4f1abcf1+uccr1等效電路等效電路輸出級(jí)中輸出級(jí)中t3、t4復(fù)合管電路構(gòu)成達(dá)林頓電路，與電阻復(fù)合管電路構(gòu)成達(dá)林頓電路，與電阻r5作為作為t5的的負(fù)載，不僅可降低電路的輸出電阻，提高其負(fù)載能力，還可改善負(fù)載，不僅可降低電路的輸出電阻，提高其負(fù)載能力，還可改善門(mén)電路輸出波形，提高工作速度。門(mén)電路輸出波形，提高工作速度。輸入級(jí)輸入級(jí)輸入級(jí)等效電路輸入級(jí)等效電路顯然顯然f1=abc 相當(dāng)與門(mén)。相當(dāng)與門(mén)。中間級(jí)中間級(jí) 中間級(jí)也稱(chēng)倒相級(jí)，中間級(jí)也稱(chēng)倒相級(jí)，即在即在t2的集電級(jí)和發(fā)射級(jí)的

11、集電級(jí)和發(fā)射級(jí)同時(shí)輸出兩個(gè)相位相反的同時(shí)輸出兩個(gè)相位相反的信號(hào)。信號(hào)。推拉式輸出級(jí)推拉式輸出級(jí)第第2頁(yè)頁(yè)r5r1+uccr2r3aft1t2t3t5bcr4t4f1輸入信號(hào)中至少輸入信號(hào)中至少有一個(gè)為低電平有一個(gè)為低電平（0.3v）時(shí)，低）時(shí)，低電平所對(duì)應(yīng)的電平所對(duì)應(yīng)的pn結(jié)導(dǎo)通，結(jié)導(dǎo)通，t1的基極電位被固的基極電位被固定在定在1v（0.3+0.7）。）。1v 輸入端只要有一個(gè)為低電平，輸入端只要有一個(gè)為低電平，t1基極電位就會(huì)固定在基極電位就會(huì)固定在1v ，導(dǎo)致，導(dǎo)致t1深度飽和，深度飽和，f1電位為低電平電位為低電平0.3v。t2、t5 截止；截止；0.3v截止截止截止截止飽和飽和飽和飽和

12、v6 . 37 . 07 . 05be4be32b3ccfuuriuut3、t4飽和導(dǎo)通（通過(guò)飽和導(dǎo)通（通過(guò)ucc，r2）；）；ttl與非門(mén)的輸出電位為：與非門(mén)的輸出電位為：第第2頁(yè)頁(yè)r5r1+uccr2r3aft1t2t3t5bcr4t4f1輸入信號(hào)全部為高輸入信號(hào)全部為高電平（電平（3.6v）時(shí)，）時(shí)，電源電源ucc經(jīng)經(jīng)r1、t1集集電結(jié)向電結(jié)向t2、t5基極基極提供電流，提供電流，t2、t5發(fā)射結(jié)導(dǎo)通后，發(fā)射結(jié)導(dǎo)通后，t1基極電位被鉗位在基極電位被鉗位在2.1v。0.7+0.7+0.7=2.1v2.1v 輸入端全部為高電平時(shí)，輸入端全部為高電平時(shí)，t1基極電位就會(huì)鉗位在基極電位就會(huì)鉗位在

13、2.1v ，使，使t1輸出電輸出電位位f1為為1.4v，t1處于倒置工作狀態(tài)（即發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)正偏）。處于倒置工作狀態(tài)（即發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)正偏）。0.7v截止截止微導(dǎo)通微導(dǎo)通0.7v0.7vv3 . 0t5fuut1在此狀態(tài)下在此狀態(tài)下值較小，因此值較小，因此t2、t5飽和，飽和，t3微導(dǎo)通，微導(dǎo)通，t4截止；截止；ttl與非門(mén)的輸出電位等于與非門(mén)的輸出電位等于t5的飽和電位值：的飽和電位值：0v1.4v飽和飽和飽和飽和第第2頁(yè)頁(yè)cbaf&abcf第第2頁(yè)頁(yè) 實(shí)際使用中，若將兩個(gè)或多個(gè)邏輯門(mén)的輸出端直實(shí)際使用中，若將兩個(gè)或多個(gè)邏輯門(mén)的輸出端直接與總線相連，就會(huì)得到附加的接與總線相

14、連，就會(huì)得到附加的“”邏輯功能。邏輯功能。 上面講到的普通上面講到的普通ttl與非門(mén)，由于采用了推與非門(mén)，由于采用了推拉式輸出電路，因此其輸出電阻很低，使用時(shí)輸拉式輸出電路，因此其輸出電阻很低，使用時(shí)輸出端不能長(zhǎng)久接地或與電源短接。因此不能直接出端不能長(zhǎng)久接地或與電源短接。因此不能直接讓輸出端與總線相連，即不允許直接進(jìn)行上述讓輸出端與總線相連，即不允許直接進(jìn)行上述“線與線與”。fr5ucct3t5t4r5ucct3t5t4g1g2線與線與 多個(gè)普通多個(gè)普通ttl與非門(mén)電路的輸出端也不能連與非門(mén)電路的輸出端也不能連接在一起后上總線。因?yàn)椋?dāng)它們的輸出端連接接在一起后上總線。因?yàn)椋?dāng)它們的輸出端連

15、接在一起上到總線上，只要有一個(gè)與非門(mén)的輸出為在一起上到總線上，只要有一個(gè)與非門(mén)的輸出為高電平時(shí)，這個(gè)高電平輸出端就會(huì)直接與其它低高電平時(shí)，這個(gè)高電平輸出端就會(huì)直接與其它低電平輸出端連通而形成通路，總線上就會(huì)有一個(gè)電平輸出端連通而形成通路，總線上就會(huì)有一個(gè)很大的電流很大的電流ic由高電平輸出端經(jīng)總線流向低電平由高電平輸出端經(jīng)總線流向低電平輸出端的門(mén)電路，該門(mén)電路將因功耗過(guò)大而極易輸出端的門(mén)電路，該門(mén)電路將因功耗過(guò)大而極易燒毀。燒毀。第第2頁(yè)頁(yè)集電極開(kāi)路，如左下圖所示，稱(chēng)為集電極開(kāi)路，如左下圖所示，稱(chēng)為的的 與非門(mén)，簡(jiǎn)稱(chēng)與非門(mén)，簡(jiǎn)稱(chēng)。r1uccr2r3aft1t2t5bc oc門(mén)在結(jié)構(gòu)上將一般門(mén)在

16、結(jié)構(gòu)上將一般ttl門(mén)輸門(mén)輸出級(jí)的有源負(fù)載部分（如普通出級(jí)的有源負(fù)載部分（如普通ttl與非門(mén)中的與非門(mén)中的t3、t4、r4）去除）去除,輸出輸出級(jí)晶體管級(jí)晶體管t5的集電極在集成電路內(nèi)的集電極在集成電路內(nèi)部不連接任何元件，直接作為輸出部不連接任何元件，直接作為輸出端（集電極開(kāi)路）。端（集電極開(kāi)路）。 oc門(mén)在使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的大小和門(mén)在使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的大小和要求，合理選擇外接電阻要求，合理選擇外接電阻rc的數(shù)值，并將的數(shù)值，并將rc和電源和電源ucc連接在連接在oc門(mén)的輸出端。門(mén)的輸出端。 rcrcuccf&總線總線 oc門(mén)不但可以實(shí)現(xiàn)門(mén)不但可以實(shí)現(xiàn)；還；還可以可以第第2頁(yè)頁(yè)r5r

17、1+uccr2r3aft1t2t3t5br4t4f1三態(tài)門(mén)具有三種輸出狀態(tài)：三態(tài)門(mén)具有三種輸出狀態(tài)：和和。end1d2r電路分析：電路分析： 當(dāng)當(dāng)en= 1 時(shí)，二極管時(shí)，二極管d2截截止，此時(shí)三態(tài)門(mén)是普通的與止，此時(shí)三態(tài)門(mén)是普通的與非門(mén)電路；非門(mén)電路；f = ab； 當(dāng)當(dāng)en= 0時(shí)（有效狀態(tài)），時(shí)（有效狀態(tài)），t1飽和，飽和，t2、t4截止，同時(shí)截止，同時(shí)d1導(dǎo)通使導(dǎo)通使t3、t5也截止。這時(shí)從也截止。這時(shí)從外往輸入端看進(jìn)去，電路呈現(xiàn)外往輸入端看進(jìn)去，電路呈現(xiàn)高阻態(tài)；高阻態(tài)； 因?yàn)槿龖B(tài)門(mén)在因?yàn)槿龖B(tài)門(mén)在en=1時(shí)為普通時(shí)為普通與非門(mén)，有高、低電平兩種狀態(tài)，與非門(mén)，有高、低電平兩種狀態(tài)，在在e

18、n=0時(shí)為高阻態(tài)，共有三種狀時(shí)為高阻態(tài)，共有三種狀態(tài)，因此稱(chēng)為三態(tài)門(mén)。態(tài)，因此稱(chēng)為三態(tài)門(mén)。三態(tài)門(mén)的邏輯符號(hào)如下：三態(tài)門(mén)的邏輯符號(hào)如下：abe/df第第2頁(yè)頁(yè) 三態(tài)門(mén)主要用于總線結(jié)構(gòu)，三態(tài)門(mén)主要用于總線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)用一根導(dǎo)線輪流傳送多路數(shù)實(shí)現(xiàn)用一根導(dǎo)線輪流傳送多路數(shù)據(jù)。通常把用于傳輸多個(gè)門(mén)輸出據(jù)。通常把用于傳輸多個(gè)門(mén)輸出信號(hào)的導(dǎo)線叫做總線（母線）。信號(hào)的導(dǎo)線叫做總線（母線）。如下圖所示。只要控制端輪流地如下圖所示。只要控制端輪流地出現(xiàn)高電平（每一時(shí)刻只允許一出現(xiàn)高電平（每一時(shí)刻只允許一個(gè)門(mén)正常工作），總線上就輪流個(gè)門(mén)正常工作），總線上就輪流送出各個(gè)與非門(mén)的輸出信號(hào)，由送出各個(gè)與非門(mén)的輸出信號(hào)，由此

19、可省去大量的機(jī)內(nèi)連線。此可省去大量的機(jī)內(nèi)連線。d1e/d1&end2e/d2&endne/dn&en第第2頁(yè)頁(yè)工作管工作管t1為為n溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型mos管，負(fù)載管管，負(fù)載管t2為為p溝道增強(qiáng)型溝道增強(qiáng)型mos管，兩管的漏極接在一起作為電路的輸出端，兩管的柵極接在一起作管，兩管的漏極接在一起作為電路的輸出端，兩管的柵極接在一起作為電路的輸入端，為電路的輸入端，t1、t2源極與其襯底相連，一個(gè)接地，一個(gè)接電源源極與其襯底相連，一個(gè)接地，一個(gè)接電源uiuddt1t2u0nmos管管pmos管管 如果要使電路中的絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管形如果要使電路中的絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管形成導(dǎo)電溝

20、道，成導(dǎo)電溝道，t t1 1的柵源電壓必須大于開(kāi)啟電的柵源電壓必須大于開(kāi)啟電壓的值，壓的值，t t2 2的柵源電壓必須低于開(kāi)啟電壓的的柵源電壓必須低于開(kāi)啟電壓的值，所以，為使電路正常工作，電源電壓值，所以，為使電路正常工作，電源電壓u udddd必須大于兩管開(kāi)啟電壓的絕對(duì)值之和必須大于兩管開(kāi)啟電壓的絕對(duì)值之和。（1）ui0v時(shí)，時(shí)，t1截止，截止，t2導(dǎo)通。輸出導(dǎo)通。輸出 電壓電壓u0udd；（2）uiudd時(shí)，時(shí)，t1導(dǎo)通，導(dǎo)通，t2截止。輸出截止。輸出 電壓電壓u00v。第第2頁(yè)頁(yè)cpuiuddu0tntp 設(shè)高電平為設(shè)高電平為10v，低電平為，低電平為0v，電源電壓為電源電壓為10v。開(kāi)

21、啟電壓為。開(kāi)啟電壓為3v。在在cp“1”，若輸入電壓為，若輸入電壓為0v7v，則，則tn的柵源電壓不低于的柵源電壓不低于3v，因，因此此tn管導(dǎo)通；若輸入電壓為管導(dǎo)通；若輸入電壓為3v10v，同理，同理，tp管導(dǎo)通，即在輸入電壓為管導(dǎo)通，即在輸入電壓為0v10v的范圍內(nèi)，至少有一個(gè)管子的范圍內(nèi)，至少有一個(gè)管子是導(dǎo)通的。輸入電壓可以傳送到輸出是導(dǎo)通的。輸入電壓可以傳送到輸出端。此時(shí)傳輸門(mén)相當(dāng)于接通的開(kāi)關(guān)。端。此時(shí)傳輸門(mén)相當(dāng)于接通的開(kāi)關(guān)。當(dāng)當(dāng)cp“0”， 無(wú)論輸入電壓在無(wú)論輸入電壓在0 v10v之間如何變化，柵極和源之間如何變化，柵極和源極之間的電壓無(wú)法滿足管子導(dǎo)通溝道產(chǎn)生的條件，所以?xún)蓚€(gè)管子都截

22、極之間的電壓無(wú)法滿足管子導(dǎo)通溝道產(chǎn)生的條件，所以?xún)蓚€(gè)管子都截止，輸入電壓無(wú)法傳送到輸出端。此時(shí)傳輸門(mén)相當(dāng)于斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。止，輸入電壓無(wú)法傳送到輸出端。此時(shí)傳輸門(mén)相當(dāng)于斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。 當(dāng)傳輸門(mén)的控制信號(hào)由一個(gè)非門(mén)的輸入和輸出來(lái)提供時(shí)，就構(gòu)成當(dāng)傳輸門(mén)的控制信號(hào)由一個(gè)非門(mén)的輸入和輸出來(lái)提供時(shí)，就構(gòu)成一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)，其電路和原理不再敘述。一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)，其電路和原理不再敘述。 第第2頁(yè)頁(yè)討論題討論題 f=abc是三輸入的是三輸入的與門(mén)；與門(mén)；g是是非門(mén)非門(mén)。 ttl門(mén)的邏輯高電平約為門(mén)的邏輯高電平約為3.6v；低電；低電平約為平約為0.3v。cmoscmos門(mén)的邏輯高電平約門(mén)的邏輯高電平約為為510v, ,低

23、電平約為低電平約為00.4v. .使用時(shí)特使用時(shí)特別要注意別要注意cmoscmos門(mén)芯片不用的輸入端不門(mén)芯片不用的輸入端不能懸空！其他注意事項(xiàng)可參看課本。能懸空！其他注意事項(xiàng)可參看課本。ttl門(mén)和門(mén)和cmos門(mén)的邏門(mén)的邏輯高電平和邏輯低電平輯高電平和邏輯低電平大約為多少？使用時(shí)兩大約為多少？使用時(shí)兩類(lèi)門(mén)各要注意些什么？類(lèi)門(mén)各要注意些什么？?jī)蓚€(gè)兩個(gè)ttlttl與非門(mén)的輸與非門(mén)的輸出端可以直接連接出端可以直接連接嗎？為什么？嗎？為什么？三態(tài)門(mén)與普通三態(tài)門(mén)與普通ttl與非門(mén)相比有什么與非門(mén)相比有什么不同？三態(tài)門(mén)主要不同？三態(tài)門(mén)主要應(yīng)用于什么場(chǎng)合？應(yīng)用于什么場(chǎng)合？邏輯函數(shù)邏輯函數(shù)f=abcf=abc和

24、和g=ag=a各為各為何門(mén)？畫(huà)出它們的邏輯圖何門(mén)？畫(huà)出它們的邏輯圖符號(hào)和寫(xiě)出其真值表符號(hào)和寫(xiě)出其真值表. . a f & b c 普通與非門(mén)只有高電平和低電普通與非門(mén)只有高電平和低電平兩種狀態(tài)，三態(tài)門(mén)除了這兩種平兩種狀態(tài)，三態(tài)門(mén)除了這兩種狀態(tài)還有高阻態(tài)狀態(tài)還有高阻態(tài)。三態(tài)門(mén)主要應(yīng)。三態(tài)門(mén)主要應(yīng)用于總線傳送，它可進(jìn)行單向數(shù)用于總線傳送，它可進(jìn)行單向數(shù)據(jù)傳送，也可以進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳據(jù)傳送，也可以進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳送。送。第第2頁(yè)頁(yè)第第2頁(yè)頁(yè) 計(jì)數(shù)制是用表示計(jì)數(shù)值符號(hào)的個(gè)數(shù)（稱(chēng)為基數(shù)）來(lái)命名的。計(jì)數(shù)制是用表示計(jì)數(shù)值符號(hào)的個(gè)數(shù)（稱(chēng)為基數(shù)）來(lái)命名的。日常生活中，人們常用的計(jì)數(shù)制是日常生活中，人們常用的

25、計(jì)數(shù)制是，而在，而在，有時(shí)也采用，有時(shí)也采用和和。指在該進(jìn)位制中可能用到的數(shù)碼的個(gè)數(shù)。如二進(jìn)制有指在該進(jìn)位制中可能用到的數(shù)碼的個(gè)數(shù)。如二進(jìn)制有0 和和1兩個(gè)數(shù)碼，因此基數(shù)是兩個(gè)數(shù)碼，因此基數(shù)是2；十進(jìn)制有；十進(jìn)制有09十個(gè)數(shù)碼，十個(gè)數(shù)碼， 基數(shù)是基數(shù)是10。任意一種進(jìn)位制的數(shù)中，每一位的數(shù)碼代表的權(quán)不同，任意一種進(jìn)位制的數(shù)中，每一位的數(shù)碼代表的權(quán)不同， 例如十進(jìn)制數(shù)例如十進(jìn)制數(shù)535=5102+3101+5100，顯然百位的，顯然百位的 5代表代表500,個(gè)位的個(gè)位的5代表代表5個(gè)；其中位權(quán)是個(gè)；其中位權(quán)是10的冪。的冪。第第2頁(yè)頁(yè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)各位的基數(shù)是十進(jìn)制計(jì)數(shù)各位的基數(shù)是1010；十進(jìn)制數(shù)

26、的每一位必定是十進(jìn)制數(shù)的每一位必定是0 09 9十個(gè)數(shù)碼中的一個(gè)；十個(gè)數(shù)碼中的一個(gè)；十進(jìn)制數(shù)低位和相鄰高位之間的進(jìn)位關(guān)系是十進(jìn)制數(shù)低位和相鄰高位之間的進(jìn)位關(guān)系是“逢逢1010進(jìn)進(jìn)1”1”；同一個(gè)數(shù)字符號(hào)在不同的數(shù)位代表的權(quán)不同，權(quán)是同一個(gè)數(shù)字符號(hào)在不同的數(shù)位代表的權(quán)不同，權(quán)是1010的冪。的冪。二進(jìn)制計(jì)數(shù)各位的基數(shù)是二進(jìn)制計(jì)數(shù)各位的基數(shù)是2 2；二進(jìn)制數(shù)的每一位必定是二進(jìn)制數(shù)的每一位必定是1 1和和0 0兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼中的一個(gè)；兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼中的一個(gè)；二進(jìn)制數(shù)低位和相鄰高位之間的進(jìn)位關(guān)系是二進(jìn)制數(shù)低位和相鄰高位之間的進(jìn)位關(guān)系是“逢逢2 2進(jìn)進(jìn)1”1”；同一個(gè)數(shù)字符號(hào)在不同的數(shù)位代表的權(quán)不同，權(quán)

27、是同一個(gè)數(shù)字符號(hào)在不同的數(shù)位代表的權(quán)不同，權(quán)是2 2的冪。的冪。第第2頁(yè)頁(yè)八進(jìn)制計(jì)數(shù)各位的基數(shù)是八進(jìn)制計(jì)數(shù)各位的基數(shù)是8 8；八進(jìn)制數(shù)的每一位必定是八進(jìn)制數(shù)的每一位必定是0 07 7中八個(gè)數(shù)碼中的一個(gè)；中八個(gè)數(shù)碼中的一個(gè)；八進(jìn)制數(shù)低位和相鄰高位之間的進(jìn)位關(guān)系是八進(jìn)制數(shù)低位和相鄰高位之間的進(jìn)位關(guān)系是“逢逢8 8進(jìn)進(jìn)1”1”；同一個(gè)數(shù)字符號(hào)在不同的數(shù)位代表的權(quán)不同，權(quán)是同一個(gè)數(shù)字符號(hào)在不同的數(shù)位代表的權(quán)不同，權(quán)是8 8的冪。的冪。十六進(jìn)制計(jì)數(shù)各位的基數(shù)是十六進(jìn)制計(jì)數(shù)各位的基數(shù)是1616；十六進(jìn)制數(shù)的每一位必定是十六進(jìn)制數(shù)的每一位必定是0 01515中十五個(gè)數(shù)碼中的一個(gè)；中十五個(gè)數(shù)碼中的一個(gè)；十六進(jìn)

28、制數(shù)低位和相鄰高位之間的進(jìn)位關(guān)系是十六進(jìn)制數(shù)低位和相鄰高位之間的進(jìn)位關(guān)系是“逢逢1616進(jìn)進(jìn)1”1”；同一個(gè)數(shù)字符號(hào)在不同的數(shù)位代表的權(quán)不同，權(quán)是同一個(gè)數(shù)字符號(hào)在不同的數(shù)位代表的權(quán)不同，權(quán)是1616的冪。的冪。第第2頁(yè)頁(yè)同樣的數(shù)碼在同樣的數(shù)碼在不同的數(shù)位上不同的數(shù)位上代表的數(shù)值不代表的數(shù)值不同。同。任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)都可以表示為各個(gè)數(shù)位上的數(shù)碼任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)都可以表示為各個(gè)數(shù)位上的數(shù)碼與其對(duì)應(yīng)的權(quán)的乘積之和，稱(chēng)為與其對(duì)應(yīng)的權(quán)的乘積之和，稱(chēng)為(5555)105103 510251015100(209.04)10 2102 0101910001014 102又如：又如：即：即：第第2頁(yè)頁(yè)第第2頁(yè)頁(yè)

29、1 1 0 1 0 1 0 . 0 10 00 (152.2)8（2）八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：將每位八進(jìn)制數(shù)用）八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)：將每位八進(jìn)制數(shù)用3位二進(jìn)制數(shù)表示。位二進(jìn)制數(shù)表示。= 011 111 100 . 010 110(374.26)8（1）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)：）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)： 將二進(jìn)制數(shù)由小數(shù)點(diǎn)將二進(jìn)制數(shù)由小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始，整數(shù)部分向左，小數(shù)部分向右，每開(kāi)始，整數(shù)部分向左，小數(shù)部分向右，每3位分成一位分成一組，不夠組，不夠3位補(bǔ)零，則每組二進(jìn)制數(shù)便是一位八進(jìn)制位補(bǔ)零，則每組二進(jìn)制數(shù)便是一位八進(jìn)制數(shù)。數(shù)。第第2頁(yè)頁(yè)1 1 1 0 1 0 1 0 0 . 0 1 10 0

30、00 (1d4.6)16=（1010 1111 0100 . 0111 0110）2(af4.76)16 二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換，按照每二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換，按照每4位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)于一位十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)于一位十六進(jìn)制數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。：將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換。：將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 對(duì)整數(shù)部分采用基數(shù)連除法；小數(shù)部對(duì)整數(shù)部分采用基數(shù)連除法；小數(shù)部分分 采用基數(shù)連乘法。轉(zhuǎn)換后再合并。采用基數(shù)連乘法。轉(zhuǎn)換后再合并。整數(shù)部分整數(shù)部分 小數(shù)部分小數(shù)部分第第2頁(yè)頁(yè) 2 44 0=k0 低低位位 2 22 0=k1 2 11 1=k2 2 5

31、1=k3 2 2 0=k4 1 1=k5 高高位位 0.375 2 整整數(shù)數(shù) 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 采用基數(shù)連除、連乘法，可將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為采用基數(shù)連除、連乘法，可將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，再根據(jù)二進(jìn)制與任意進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換規(guī)二進(jìn)制數(shù)，再根據(jù)二進(jìn)制與任意進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為任意進(jìn)制數(shù)。則，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為任意進(jìn)制數(shù)。第第2頁(yè)頁(yè)練習(xí)練習(xí)把下列二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)把下列二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)（10011011100）2=（ ）8（11100110110）2=（ ）8把下列二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)把下

32、列二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)（1001101110011011）2=（ ）16（1110010011010110）2=（ ）16把下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)把下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)（364.225）10=（ ）2=（ ）16=（ ）8（74.5）10=（ ）2=（ ）16=（ ）8 第第2頁(yè)頁(yè) 用以表示十進(jìn)制數(shù)碼、字母、符號(hào)等信息的一定用以表示十進(jìn)制數(shù)碼、字母、符號(hào)等信息的一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)稱(chēng)為代碼。位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)稱(chēng)為代碼。 二二- -十進(jìn)制代碼：用十進(jìn)制代碼：用4 4位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)b3b2b1b0來(lái)表示十進(jìn)來(lái)表示十進(jìn)制數(shù)中的制數(shù)中的 0 9 十

33、個(gè)數(shù)碼。簡(jiǎn)稱(chēng)十個(gè)數(shù)碼。簡(jiǎn)稱(chēng)。 2421碼碼的權(quán)值依次為的權(quán)值依次為2、4、2、1；余余3碼碼由由8421bcd碼每個(gè)代碼加碼每個(gè)代碼加0011得到；得到；格雷碼格雷碼是一種是一種，其特點(diǎn)，其特點(diǎn)是任意相鄰的兩個(gè)字碼，僅有一位代碼不同，其它位相是任意相鄰的兩個(gè)字碼，僅有一位代碼不同，其它位相同。同。 用四位自然二進(jìn)制碼中的前用四位自然二進(jìn)制碼中的前10個(gè)數(shù)碼來(lái)表示十進(jìn)制數(shù)個(gè)數(shù)碼來(lái)表示十進(jìn)制數(shù)碼，讓各位的權(quán)值依次為碼，讓各位的權(quán)值依次為8、4、2、1，稱(chēng)為，稱(chēng)為8421 bcd碼碼。第第2頁(yè)頁(yè)第第2頁(yè)頁(yè)與運(yùn)算：0 1 00aa aaaaaa或運(yùn)算：1 11 0aa aaaaaa非運(yùn)算：aa 交換律

34、：abbaabba結(jié)合律：)()()()(cbacbacbacba分配律：)()()(cabacbacabacba第第2頁(yè)頁(yè)(a+b)(a+c)=aa+ab+ac+bc(a+b)(b+c)=a+bc(a+b)(b+c)=a+bc=a+ab+ac+bcaa=aaa=a=a(1+b+c)+bc含有含有a a的項(xiàng)提取的項(xiàng)提取=a+bc1+b+c=11+b+c=1)(1ba ba a+a=1a+a=1a a1=11=1a+ab=a+ba+ab=a+b第第2頁(yè)頁(yè)abcbcabcaabccbaabccabaabcf)()(2邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)的意義：邏輯表達(dá)式越簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)它的電路越邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)的意義：邏輯表達(dá)式

35、越簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)它的電路越簡(jiǎn)單，電路工作越穩(wěn)定可靠。簡(jiǎn)單，電路工作越穩(wěn)定可靠。bccbcbbccbaabccbbcaabcf)()(1第第2頁(yè)頁(yè)bagebcdabaf)(1babcdbadabadbcdabadcdbaf)()(2cabcababcbaabcbcaabf)(dcbadbacbadbacbadbaccbadcbdcacbaf)()(第第2頁(yè)頁(yè) 利用公式（），為某一項(xiàng)配上其所缺的變量，利用公式（），為某一項(xiàng)配上其所缺的變量，以便用其它方法進(jìn)行化簡(jiǎn)。以便用其它方法進(jìn)行化簡(jiǎn)。cacbbabbcaacbcbacbabcacbacbacbbaccbacbaacbbabacbcbbaf)()1

36、()1 ()()(bcacabbcaabccbaabccababcbcacbacababcf)()()(第第2頁(yè)頁(yè) 設(shè)有設(shè)有 n 個(gè)變量，它們組成的與項(xiàng)中每個(gè)變量或以原變量或以個(gè)變量，它們組成的與項(xiàng)中每個(gè)變量或以原變量或以反變量形式出現(xiàn)一次，且僅出現(xiàn)一次，此與項(xiàng)稱(chēng)之為反變量形式出現(xiàn)一次，且僅出現(xiàn)一次，此與項(xiàng)稱(chēng)之為 n 個(gè)變量的個(gè)變量的最小項(xiàng)。對(duì)于最小項(xiàng)。對(duì)于 n 個(gè)變量就可構(gòu)成個(gè)變量就可構(gòu)成 2n個(gè)最小項(xiàng)，分別記為個(gè)最小項(xiàng)，分別記為 mn； 其中下標(biāo)值其中下標(biāo)值 n：當(dāng)各最小項(xiàng)變量按一定順序排好后，用：當(dāng)各最小項(xiàng)變量按一定順序排好后，用 1 代代替其中的原變量，替其中的原變量， 0 代替其中的

37、反變量，便得一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，該代替其中的反變量，便得一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，該二進(jìn)制數(shù)的等值十進(jìn)制即為二進(jìn)制數(shù)的等值十進(jìn)制即為 n的值。的值。 例如：例如： 三變量的三變量的 8 個(gè)最小項(xiàng)可以表示為：個(gè)最小項(xiàng)可以表示為：abc = m0 abc = m1 abc = m2 abc = m3abc = m4 abc = m5 abc = m6 abc = m7 同理，兩變量有同理，兩變量有4個(gè)最小項(xiàng)：個(gè)最小項(xiàng)：00（m0），），01（m1），），10（m2），），11（m3）；四變量有）；四變量有16個(gè)最小項(xiàng)個(gè)最小項(xiàng)m0m15.第第2頁(yè)頁(yè)m0m1m2m3m4m5m6m7a b c a b ca b ca b

38、 c a b ca b c a b ca b c00000101001110010111011101234567編號(hào)編號(hào)最小項(xiàng)最小項(xiàng)a b c序號(hào)序號(hào)第第2頁(yè)頁(yè) 邏輯函數(shù)被表達(dá)成一系列乘積項(xiàng)之和，則稱(chēng)之邏輯函數(shù)被表達(dá)成一系列乘積項(xiàng)之和，則稱(chēng)之為為表達(dá)式。表達(dá)式。 如果構(gòu)成函數(shù)的如果構(gòu)成函數(shù)的“與或與或”表達(dá)式中每一個(gè)乘積表達(dá)式中每一個(gè)乘積項(xiàng)項(xiàng)(與項(xiàng)與項(xiàng))均為最小項(xiàng)時(shí)，則這種表達(dá)式稱(chēng)之為均為最小項(xiàng)時(shí)，則這種表達(dá)式稱(chēng)之為，且這種表示是且這種表示是。如：如：f(a,b,c) = ac + ab + bc = abc + abc + abc + abc = m2 m3 m5 m7 = m(2,3,5,

39、7)第第2頁(yè)頁(yè) 卡諾圖是邏輯函數(shù)真值表的一種圖形表示，卡諾圖原則上不受卡諾圖是邏輯函數(shù)真值表的一種圖形表示，卡諾圖原則上不受變量個(gè)數(shù)的限制，利用卡諾圖可以有規(guī)律地化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)表達(dá)式，變量個(gè)數(shù)的限制，利用卡諾圖可以有規(guī)律地化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)表達(dá)式，并能直觀地寫(xiě)出邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)式。并能直觀地寫(xiě)出邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)式。 卡諾圖是一種平面方格陣列圖，它將最小項(xiàng)按相鄰原則排列到卡諾圖是一種平面方格陣列圖，它將最小項(xiàng)按相鄰原則排列到小方格內(nèi)。卡諾圖的畫(huà)圖規(guī)則：小方格內(nèi)。卡諾圖的畫(huà)圖規(guī)則：。m0m1m2m3ab0101兩變量的卡諾圖兩變量的卡諾圖三變量的卡諾圖三變量的卡諾圖m0m1m4m5abc000101m3m2m

40、7m61110第第2頁(yè)頁(yè)四變量的卡諾圖四變量的卡諾圖m0m1m4m5abcd00010001m3m2m7m61110m12m13m8m9m15m14m11m101110 f = m1 + m2 + m5 + m7 ，其真值表和卡諾圖標(biāo)注如下：其真值表和卡諾圖標(biāo)注如下：01324576 bca11110001111001 把給定的邏輯函數(shù)化為最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式；把給定的邏輯函數(shù)化為最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式； 按變量數(shù)畫(huà)出相應(yīng)卡諾圖；按變量數(shù)畫(huà)出相應(yīng)卡諾圖；把最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式中含有的最小項(xiàng)在方格把最小項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)式中含有的最小項(xiàng)在方格內(nèi)標(biāo)內(nèi)標(biāo)“1” 所有標(biāo)有所有標(biāo)有“1”的小方格就是該邏輯函數(shù)的小方格就是該邏輯函數(shù)中的項(xiàng)。中

41、的項(xiàng)。行號(hào)行號(hào)abcfmi012345670 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 101100101m0m1m2m3m4m5m6m7第第2頁(yè)頁(yè) f1 = ac + abc + bc 將函數(shù)化為標(biāo)準(zhǔn)式，即：將函數(shù)化為標(biāo)準(zhǔn)式，即： f1 = abc + abc + abc + abc + abc = m1 + m4 + m5 + m6 + m7 = m (1,4,5,6,7) f1的卡諾圖如下：的卡諾圖如下：m0m1m4m5abc000101m3m2m7m6111011111第第2頁(yè)頁(yè)f2 = abc + ac + bcm0m1m4m5abc000101m3m

42、2m7m6111011111第第2頁(yè)頁(yè) 2個(gè)小方格相鄰時(shí)，可以合并為一項(xiàng)，同時(shí)消去一個(gè)互非的變量；個(gè)小方格相鄰時(shí)，可以合并為一項(xiàng)，同時(shí)消去一個(gè)互非的變量；4個(gè)小方格組成一個(gè)大方塊，或組成一行（列），或在相鄰兩行（列）個(gè)小方格組成一個(gè)大方塊，或組成一行（列），或在相鄰兩行（列）的兩端，或處于四角時(shí)，可以合并為一項(xiàng)，同時(shí)消去兩個(gè)互非的變的兩端，或處于四角時(shí)，可以合并為一項(xiàng)，同時(shí)消去兩個(gè)互非的變量；量；8個(gè)小方格組成一個(gè)長(zhǎng)方形，或處于兩邊的兩行（兩列），可合個(gè)小方格組成一個(gè)長(zhǎng)方形，或處于兩邊的兩行（兩列），可合并為一項(xiàng)，同時(shí)消去三個(gè)互非的變量；如果邏輯變量為并為一項(xiàng)，同時(shí)消去三個(gè)互非的變量；如果邏輯

43、變量為5個(gè)或個(gè)或5個(gè)以個(gè)以上時(shí)，在用卡諾圖化簡(jiǎn)時(shí)，合并的小方格應(yīng)組成正方形或長(zhǎng)方形，上時(shí)，在用卡諾圖化簡(jiǎn)時(shí)，合并的小方格應(yīng)組成正方形或長(zhǎng)方形，同時(shí)滿足相鄰原則（不一定是幾何上的相鄰）。同時(shí)滿足相鄰原則（不一定是幾何上的相鄰）。 根據(jù)變量的數(shù)目，畫(huà)出函數(shù)的卡諾圖；根據(jù)變量的數(shù)目，畫(huà)出函數(shù)的卡諾圖； 合并最小項(xiàng)，即把可以合并的最小項(xiàng)用卡諾圈圈起來(lái)；合并最小項(xiàng)，即把可以合并的最小項(xiàng)用卡諾圈圈起來(lái)； 按每個(gè)圈作為一個(gè)乘積項(xiàng)，將各乘積項(xiàng)相加，寫(xiě)出化簡(jiǎn)后的按每個(gè)圈作為一個(gè)乘積項(xiàng)，將各乘積項(xiàng)相加，寫(xiě)出化簡(jiǎn)后的 與或表達(dá)式。與或表達(dá)式。第第2頁(yè)頁(yè)化簡(jiǎn)化簡(jiǎn) f1= m(1,3,4,5,9,11,12,13,14

44、,15)第一步：將函數(shù)第一步：將函數(shù)f1表示在卡諾表示在卡諾圖中；圖中；abcd00010001111011100111100011011110函數(shù)式中含有的最小項(xiàng)用函數(shù)式中含有的最小項(xiàng)用“1”標(biāo)在對(duì)應(yīng)的方格內(nèi)，標(biāo)在對(duì)應(yīng)的方格內(nèi)，其它方格標(biāo)其它方格標(biāo)“0”。第二步：選擇出必要極大圈，注意卡諾圈只能圈住相鄰的最小項(xiàng)第二步：選擇出必要極大圈，注意卡諾圈只能圈住相鄰的最小項(xiàng)為為2n，即相鄰，即相鄰2個(gè)方格；個(gè)方格；4個(gè)方格；個(gè)方格；8個(gè)方格；個(gè)方格；16個(gè)方格個(gè)方格第三步：消去第三步：消去卡諾圈內(nèi)互非的變量，寫(xiě)出化簡(jiǎn)后的與或表達(dá)式。卡諾圈內(nèi)互非的變量，寫(xiě)出化簡(jiǎn)后的與或表達(dá)式。f1=bc+ab+cd+

45、ad第第2頁(yè)頁(yè)化簡(jiǎn)化簡(jiǎn) f2= m(1,2,3,4,5,7,14,15)abcd00010001111011100111111000001100 f2=abc+ad+abc+abcf3=ab+ac+abc+abcabc00010111101111f3=a這三個(gè)這三個(gè)2個(gè)方格的卡諾圈各消去一個(gè)方格的卡諾圈各消去一個(gè)互非的變量個(gè)互非的變量d。4個(gè)方格的卡諾圈消去兩個(gè)個(gè)方格的卡諾圈消去兩個(gè)互非的變量互非的變量b和和c。第第2頁(yè)頁(yè) 如果一個(gè)有如果一個(gè)有n個(gè)變量的邏輯函數(shù)，它的最小項(xiàng)數(shù)為個(gè)變量的邏輯函數(shù)，它的最小項(xiàng)數(shù)為2n個(gè)，但在個(gè)，但在實(shí)際應(yīng)用中可能僅用一部分，另外一部分禁止出現(xiàn)或者出現(xiàn)后對(duì)實(shí)際應(yīng)用中

46、可能僅用一部分，另外一部分禁止出現(xiàn)或者出現(xiàn)后對(duì)電路的邏輯狀態(tài)無(wú)影響，我們稱(chēng)這部分最小項(xiàng)為無(wú)關(guān)最小項(xiàng)（也電路的邏輯狀態(tài)無(wú)影響，我們稱(chēng)這部分最小項(xiàng)為無(wú)關(guān)最小項(xiàng)（也稱(chēng)為約束項(xiàng)），用稱(chēng)為約束項(xiàng)），用d表示。表示。 由于無(wú)關(guān)最小項(xiàng)對(duì)最終的邏輯結(jié)果無(wú)影響，因此在化簡(jiǎn)的過(guò)程由于無(wú)關(guān)最小項(xiàng)對(duì)最終的邏輯結(jié)果無(wú)影響，因此在化簡(jiǎn)的過(guò)程中，可以根據(jù)化簡(jiǎn)的需要將這些約束項(xiàng)看作中，可以根據(jù)化簡(jiǎn)的需要將這些約束項(xiàng)看作1或者或者0。約束項(xiàng)在卡諾。約束項(xiàng)在卡諾圖中填寫(xiě)時(shí)用圖中填寫(xiě)時(shí)用表示。表示。 用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù) ：f =m（1，3，5，7，9）+d（10，11，12，13，14，15）1111 1 f

47、=dabcd00 01 11 1000011110 利用約束項(xiàng)化簡(jiǎn)的過(guò)程中，盡量利用約束項(xiàng)化簡(jiǎn)的過(guò)程中，盡量不要將不需要的約束項(xiàng)也畫(huà)入圈內(nèi)，不要將不需要的約束項(xiàng)也畫(huà)入圈內(nèi)，否則得不到函數(shù)的最簡(jiǎn)形式。否則得不到函數(shù)的最簡(jiǎn)形式。 第第2頁(yè)頁(yè)練習(xí)練習(xí)1.f ab+ab (c+d) e2.f = ab + ac + bc 3.f = ab + bc + bc + ab4.f = ab + ac + bc + cb + bd + db + ade ( f + g )5.f= m(0,8,9,10,11,12,13,14,15)6.f=(a+b)(a+d)(a+c)7.f = m(4,5,13,15) +

48、 d (2,3,7,9,14)8.f = m(11,12,13,14,15) + d (5,6,7,8,9,10)9.f = m(3,5,7,9,11) + d (0,1,2,13,14,15)第第2頁(yè)頁(yè) 在數(shù)字電路中，如果任意時(shí)刻的輸出信號(hào)，僅取決于在數(shù)字電路中，如果任意時(shí)刻的輸出信號(hào)，僅取決于該時(shí)刻輸入信號(hào)邏輯取值的組合，而與輸入信號(hào)作用前電該時(shí)刻輸入信號(hào)邏輯取值的組合，而與輸入信號(hào)作用前電路原有的狀態(tài)無(wú)關(guān)，這類(lèi)數(shù)字電路稱(chēng)為路原有的狀態(tài)無(wú)關(guān)，這類(lèi)數(shù)字電路稱(chēng)為。 所謂分析，就是根據(jù)給定的邏輯電路，找出其輸出信號(hào)和輸入信所謂分析，就是根據(jù)給定的邏輯電路，找出其輸出信號(hào)和輸入信號(hào)之間的邏輯關(guān)系，

49、確定電路的邏輯功能。號(hào)之間的邏輯關(guān)系，確定電路的邏輯功能。用逐級(jí)遞推法寫(xiě)出輸出邏輯函數(shù)與輸入邏輯變量之間的關(guān)系；用逐級(jí)遞推法寫(xiě)出輸出邏輯函數(shù)與輸入邏輯變量之間的關(guān)系；用公式法或者卡諾圖法化簡(jiǎn)，寫(xiě)出最簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式；用公式法或者卡諾圖法化簡(jiǎn)，寫(xiě)出最簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式；根據(jù)最簡(jiǎn)邏輯函數(shù)式列出功能真值表；根據(jù)最簡(jiǎn)邏輯函數(shù)式列出功能真值表；根據(jù)真值表寫(xiě)出邏輯功能說(shuō)明，以便理解電路的作用。根據(jù)真值表寫(xiě)出邏輯功能說(shuō)明，以便理解電路的作用。第第2頁(yè)頁(yè)當(dāng)輸入當(dāng)輸入a、b、c中有中有2 2個(gè)或個(gè)或3 3個(gè)為個(gè)為1 1時(shí)，時(shí)，輸出輸出y為為1 1，否則輸出，否則輸出y為為0 0。所以這個(gè)電。所以這個(gè)電路實(shí)際上是一種路實(shí)際

50、上是一種3 3人表決用的組合電路：人表決用的組合電路：只要有只要有2票或票或3票同意，表決就通過(guò)。票同意，表決就通過(guò)。 a b c f & & & & 1 1f2f3ffabf 1bcf 2caf 3 2 cabcabfacbcabffff 321 3 4 第第2頁(yè)頁(yè) f3 1 1 1 1 a b c f f1 f2 1 bbacbabffffbfffbafcbaf21321321abbacabbbacbaf) 1(第第2頁(yè)頁(yè)電路的輸出電路的輸出f只與輸入只與輸入a、b有關(guān)，而與輸入有關(guān)，而與輸入c無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。f和和a、b的邏輯關(guān)系為：的邏輯關(guān)系為：a、b中只要

51、一中只要一個(gè)為個(gè)為0，f=1；a、b全為全為1時(shí)，時(shí)，f=0。所以。所以f和和a、b的邏輯關(guān)系的邏輯關(guān)系為為的關(guān)系。的關(guān)系。abc0001011110111111第第2頁(yè)頁(yè) 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)是根據(jù)給定的實(shí)際邏輯功能，找出實(shí)組合邏輯電路的設(shè)計(jì)是根據(jù)給定的實(shí)際邏輯功能，找出實(shí)現(xiàn)該功能的邏輯電路。現(xiàn)該功能的邏輯電路。 根據(jù)給出的條件，找出什么是邏輯變量，什么是邏輯函數(shù)，根據(jù)給出的條件，找出什么是邏輯變量，什么是邏輯函數(shù)，用字母設(shè)出，另外用用字母設(shè)出，另外用0和和1各表示一種狀態(tài)，找出邏輯函數(shù)和邏輯各表示一種狀態(tài)，找出邏輯函數(shù)和邏輯變量之間的關(guān)系；變量之間的關(guān)系； 根據(jù)邏輯函數(shù)和邏輯變量之間的關(guān)系列

52、出真值表，并根據(jù)真根據(jù)邏輯函數(shù)和邏輯變量之間的關(guān)系列出真值表，并根據(jù)真值表寫(xiě)出邏輯表達(dá)式；值表寫(xiě)出邏輯表達(dá)式； 化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)；化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)； 根據(jù)最簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式畫(huà)出邏輯電路；根據(jù)最簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式畫(huà)出邏輯電路； 驗(yàn)證所作的邏輯電路是否能滿足設(shè)計(jì)的要求（特別是有約束驗(yàn)證所作的邏輯電路是否能滿足設(shè)計(jì)的要求（特別是有約束條件時(shí)要驗(yàn)證約束條件中的最小項(xiàng)對(duì)電路工作狀態(tài)的影響）。條件時(shí)要驗(yàn)證約束條件中的最小項(xiàng)對(duì)電路工作狀態(tài)的影響）。 第第2頁(yè)頁(yè)用與非門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)交通報(bào)警控制電路。交通用與非門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)交通報(bào)警控制電路。交通信號(hào)燈有紅、綠、黃信號(hào)燈有紅、綠、黃3種，種，其他，其他情況均屬故障，出現(xiàn)故障時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)

53、。情況均屬故障，出現(xiàn)故障時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)。 設(shè)紅、綠、黃燈分別用設(shè)紅、綠、黃燈分別用a、b、c表示，燈亮?xí)r為正常工作，表示，燈亮?xí)r為正常工作，其值為其值為1，燈滅時(shí)為故障現(xiàn)象，其值為，燈滅時(shí)為故障現(xiàn)象，其值為0；輸出報(bào)警信號(hào)用；輸出報(bào)警信號(hào)用f表示，表示，正常工作時(shí)正常工作時(shí)f值為值為0，出現(xiàn)故障時(shí)，出現(xiàn)故障時(shí)f值為值為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 第第2頁(yè)頁(yè) 2 abccabcbacbaf 3 acabcbabbacccabc

54、bacbaabccababccbaf)()( 4 acabcbaf 第第2頁(yè)頁(yè) 5 a b c f & & & & 1 1 1 acabcbaf 第第2頁(yè)頁(yè)練習(xí)練習(xí)&absi&ci第第2頁(yè)頁(yè) 能實(shí)現(xiàn)把某種能實(shí)現(xiàn)把某種轉(zhuǎn)換為機(jī)器識(shí)別的轉(zhuǎn)換為機(jī)器識(shí)別的的組合邏輯電路稱(chēng)為的組合邏輯電路稱(chēng)為。 由于中、大規(guī)模集成電路由于中、大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，組合邏輯電路在設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，組合邏輯電路在設(shè)計(jì)概念上發(fā)生了很大的變化，現(xiàn)概念上發(fā)生了很大的變化，現(xiàn)在已經(jīng)有了邏輯功能很強(qiáng)的組在已經(jīng)有了邏輯功能很強(qiáng)的組合邏輯器件，常用的組合邏輯合邏輯器件，常用的組合邏輯電路部件有加

55、法器、數(shù)值比較電路部件有加法器、數(shù)值比較器、編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器等。靈活器、編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器等。靈活地應(yīng)用它們，將會(huì)使組合邏輯電路在設(shè)計(jì)時(shí)事半功倍。下地應(yīng)用它們，將會(huì)使組合邏輯電路在設(shè)計(jì)時(shí)事半功倍。下面我們向大家介紹其中的一些組合邏輯器件。面我們向大家介紹其中的一些組合邏輯器件。 第第2頁(yè)頁(yè) 10線線4線編碼器是將十進(jìn)制數(shù)碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代線編碼器是將十進(jìn)制數(shù)碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼的組合邏輯電路。常用的集成芯片有碼的組合邏輯電路。常用的集成芯片有74ls147等。等。1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9aiiiidu 01

56、23cc空腳gnd 87654bciiiiii1i9為輸入信號(hào)端；為輸入信號(hào)端；ad為輸出端，均為低電平有效。為輸出端，均為低電平有效。第第2頁(yè)頁(yè)輸入輸入輸出輸出 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第第2頁(yè)頁(yè) 從真值表中可以看出，當(dāng)無(wú)輸入信號(hào)或輸入信號(hào)中無(wú)低電平從真值表

57、中可以看出，當(dāng)無(wú)輸入信號(hào)或輸入信號(hào)中無(wú)低電平“0”0”時(shí)，輸出端全部為高電平時(shí)，輸出端全部為高電平“1”1”；若輸入端；若輸入端i9為為“0”0”時(shí)，不時(shí)，不論其它輸入端是否有輸入信號(hào)輸入，輸出為論其它輸入端是否有輸入信號(hào)輸入，輸出為01100110（10011001的反碼）；的反碼）；再根據(jù)其它輸入端的輸入情況可以得出相應(yīng)的輸出代碼，再根據(jù)其它輸入端的輸入情況可以得出相應(yīng)的輸出代碼， i9的優(yōu)的優(yōu)先級(jí)別最高，先級(jí)別最高， i1的優(yōu)先級(jí)別最低。的優(yōu)先級(jí)別最低。 變量編碼器的輸出位變量編碼器的輸出位數(shù)為數(shù)為n時(shí)，輸入端的數(shù)量時(shí)，輸入端的數(shù)量為為2n。下面以。下面以8線線3線線優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器

58、74ls148為為例，介紹這類(lèi)編碼器的例，介紹這類(lèi)編碼器的功能及應(yīng)用。功能及應(yīng)用。00123secc yiiiigougnd 127654yysiiii1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9 顯然，顯然，74ls147芯片是一種優(yōu)先編碼器。芯片是一種優(yōu)先編碼器。在優(yōu)先編碼器中優(yōu)先在優(yōu)先編碼器中優(yōu)先級(jí)別高的信號(hào)排斥級(jí)別低的信號(hào)，具有單方面排斥的特性級(jí)別高的信號(hào)排斥級(jí)別低的信號(hào)，具有單方面排斥的特性。74ls148的管腳排列圖的管腳排列圖第第2頁(yè)頁(yè) 管腳排列圖中，管腳排列圖中，i0 i7為輸入信號(hào)端，為輸入信號(hào)端， y0 y2為為輸出端，輸出端， s為使能輸入端

59、，為使能輸入端， oe為使能輸出端，為使能輸出端， gs為片為片優(yōu)先編碼輸出端。優(yōu)先編碼輸出端。 當(dāng)使能輸入端當(dāng)使能輸入端s時(shí)，電路處于禁止編碼狀態(tài)，時(shí)，電路處于禁止編碼狀態(tài)，所有的輸出端全部輸出高電平所有的輸出端全部輸出高電平“”；當(dāng)使能輸入端；當(dāng)使能輸入端s時(shí)，電路處于正常編碼狀態(tài)，輸出端的電平由時(shí)，電路處于正常編碼狀態(tài)，輸出端的電平由i0 i7 的輸入信號(hào)而定。的輸入信號(hào)而定。 i7的優(yōu)先級(jí)別最高，的優(yōu)先級(jí)別最高， i0級(jí)別最低。級(jí)別最低。 使能輸出端使能輸出端oe 時(shí)，表示電路處于正常編碼同時(shí)，表示電路處于正常編碼同時(shí)又無(wú)輸入編碼信號(hào)的狀態(tài)。時(shí)又無(wú)輸入編碼信號(hào)的狀態(tài)。 片優(yōu)先編碼輸出端

60、片優(yōu)先編碼輸出端gs時(shí)，表示電路處于正常編時(shí)，表示電路處于正常編碼且又有編碼信號(hào)輸入時(shí)的狀態(tài)。碼且又有編碼信號(hào)輸入時(shí)的狀態(tài)。第第2頁(yè)頁(yè)輸入輸入輸出輸出1000000000 1 1 1 1 1 1 1 1 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 1i0i2i1i3i5i4i7i6sy2y0oegsy1第第2頁(yè)頁(yè) 利用使能端的作用，可以用兩塊利用使能端的作用，可以用兩塊74ls148擴(kuò)展為擴(kuò)展為16線線4線優(yōu)線優(yōu)先編碼器。先編碼器。 89101112131415 iiiiiiiis01234567