第六講真值表與基本邏輯運算——數字電子技術

主講人：巢偉

12級維修組

1模擬信號與數字信號---時間和幅值均連續變化的電信號，如正弦波、三角波等

（1）模擬信號uOt

Otu（2）數字信號

---在時間上和數值上均是離散的信號。模擬電路：處理模擬信號的電路，注重研究的是輸入、輸出信號間的大小及相位關系。晶體管三極管通常工作在放大區。數字電路：處理數字信號的電路，注重研究的是輸入、輸出信號之間的邏輯關系。晶體管一般工作在截止區和飽和區，起開關的作用。分析、設計方法以及所用的數學工具也相應不同。（3）模擬信號的數字表示

由于數字信號便于存儲、分析和傳輸，通常都將模擬信號轉換為數字信號。

0

0

模擬信號

模數轉換器

數字輸出

0

0

0

0

1

1

模數轉換的實現采樣保持、量化、編碼（4）數字信號的描述方法電壓(V)二值邏輯電平+5（3.3~5）1H(高電平)0（0~1.5）0L(低電平)邏輯電平與電壓值的關系（正邏輯）

0、1數碼---表示數量時稱二進制數表示方式二值數字邏輯---表示事物狀態時稱二值邏輯2二值邏輯變量與基本邏輯運算邏輯代數——研究邏輯電路的數學工具。由英國數學家George·Boole提出的，所以又稱布爾代數。邏輯，指的是條件和結果的關系，電路的輸入信號即條件，輸出信號即結果。條件滿足和結果發生用“1”表示，反之用“0”表示。此時的“1”和“0”，只表示兩個對立的邏輯狀態，而不表示數值的大小。稱為二值邏輯。在邏輯代數中，有三種最基本的邏輯運算：“與運算”、“或運算”、“非運算”只有當A和B同時閉合時，燈泡才能點亮1.與運算－用開關串聯電路實現AB燈斷開斷開閉合閉合斷開閉合斷開閉合不亮不亮不亮亮AB

L001101010001=A·B定義：某事件有若干個條件，只有當所有條件全部滿足時，這件事才發生。功能：有0出0，全1為1邏輯符號ABL&ABL

L=A·Ｂ=AB

只要開關A和B中有一個閉合，或兩個都閉合，燈泡就會亮。定義：某事件有若干個條件，只要其中一個或一個以上的條件得到滿足，這件事就發生。2.或運算－用開關并聯電路實現有1出1，全0為0或邏輯符號ABLBL≥1AL=A+Ｂ圖1.5.3非邏輯運算下圖表示一個簡單的非邏輯電路，當繼電器通電，燈泡熄滅；繼電器不通電，燈泡點亮。定義：某一事件的產生取決于某一條件的否定，這種關系稱為非邏輯。3.非運算上述三種是最基本的邏輯運算，經過組合，可以構成各種復雜的邏輯運算。非運算的邏輯符號：A1

LALL=A

兩輸入變量與非

邏輯真值表ABL001010111110ABLAB&L與非邏輯符號4.幾種常用復合邏輯運算與非邏輯表達式L=A·B1)與非運算

兩輸入變量或非

邏輯真值表ABL001010111000B≥1AABLL或非邏輯符號2)或非運算L=A+B或非邏輯表達式

3)異或運算

若兩個輸入變量的值相異，輸出為1，否則為0。

異或邏輯真值表ABL000101011110BAL=1ABL異或邏輯符號異或邏輯表達式L=A

B

4)同或運算

若兩個輸入變量的值相同，輸出為1，否則為0。同或邏輯真值表ABL001010111001B=ALABL同或邏輯邏輯符號同或邏輯表達式L=AB+=A⊙B

3基本邏輯門電路1邏輯門:實現基本邏輯運算和復合邏輯運算的單元電路。2邏輯門電路的分類二極管門電路三極管門電路TTL門電路MOS門電路PMOS門CMOS門邏輯門電路分立門電路集成門電路NMOS門（1）CMOS集成電路:廣泛應用于超大規模、甚大規模集成電路4000系列74HC74HCT74VHC74VHCT速度慢與TTL不兼容抗干擾功耗低74LVC74AUC速度加快與TTL兼容負載能力強抗干擾功耗低速度兩倍于74HC與TTL兼容負載能力強抗干擾功耗低低(超低)電壓速度更加快與TTL兼容負載能力強抗干擾功耗低

74系列74LS系列74AS系列74ALS系列（2）TTL集成電路:廣泛應用于中大規模集成電路1.CMOS門電路和TTL門電路1)電壓兼容性驅動器件的輸出電壓必須處在負載器件所要求的輸入電壓范圍，包括高、低電壓值；不同類型器件連接時，要滿足驅動器件和負載器件以下兩個條件：2)扇出數是指其在正常工作情況下，所能帶同類門電路的最大數目。驅動器件必須對負載器件提供足夠大的拉電流和灌電流。2.各種門電路之間的連接問題vOvI驅動門

負載門1

1

VOH(min)vO

VOL(max)

vI

VIH(min)VIL(max)

負載器件所要求的輸入電壓VOH(min)≥VIH(min)VOL(max)≤VIL(max)灌電流IILIOLIIL拉電流IIHIOHIIH10111…1n個01110…1n個對負載器件提供足夠大的拉電流和灌電流

IOH(max)≥IIH(total)IOL(max)≥IIL(total)高電平扇出數:低電平扇出數:驅動電路必須能為負載電路提供足夠的驅動電流

驅動電路負載電路1）VOH(min)≥VIH(min)2）VOL(max)≤VIL(max)4）IOL(max)≥IIL(total)驅動電路必須能為負載電路提供合乎相應標準的高、低電平

IOH(max)≥IIH(total)3）3.74LS00—四2輸入與非門

74LS00是常用的2輸入四與非門集成電路，他的作用很簡單,顧名思義就是實現一個與非門的功能。引腳圖真值表4.74LS20—雙4輸入與非門

74LS20是常用的雙4輸入與非門集成電路，常用在各種數字電路和單片機系統中，他的CMOS版本是74HC20引腳圖真值表5.74LS02—四2輸入或非門

74LS02是常用的四2輸入或非門集成電路，它的CMOS版本是74HC02引腳圖6.74LS86—四2輸入異或門

74LS86是常用的四2輸入異或門集成電路，它的CMOS版本是74HC86引腳圖真值表7.CD4077—四2輸入同或門引腳圖真值表拓展知識：74LS151—8選1數據選擇器74LS151為互補輸出的8選1數據選擇器，數據選擇端（ABC）按二進制譯碼，以從8個數據（D0---D7）中選取1個所需的數據。只有在選通端STROBE為低電平時才可選擇數據。151有互補輸出