《電子技術(shù)》(呂國泰版)第6章門電路和組合邏輯電路

1、15tutu6784.4.優(yōu)點優(yōu)點9utOutO +3V0V正脈沖正脈沖+3V0V負(fù)脈沖負(fù)脈沖100.1A0.9AtrtfA0.5AtwtrtftwT 脈沖脈沖f1112 二進(jìn)制的缺點：二進(jìn)制的缺點：二進(jìn)制的優(yōu)點：二進(jìn)制的優(yōu)點：13 表達(dá)方式：表達(dá)方式：( () )十十 14位權(quán)位權(quán)第第i位位系數(shù)系數(shù) 0110niiikN基基 數(shù)數(shù)15各數(shù)位的權(quán)是的冪各數(shù)位的權(quán)是的冪表達(dá)方式：表達(dá)方式：( () )二二 16部分十進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)對照表部分十進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)對照表十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)17位權(quán)位權(quán)第第i位位系數(shù)系數(shù) 012niiikN基基 數(shù)數(shù)十進(jìn)制數(shù)

2、和二進(jìn)制數(shù)各位的權(quán)十進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制數(shù)各位的權(quán)18十十二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 (32+8+2+1)十十 =4319 余余 余余余余0 k05102 余余余余1 k122 余余余余0 k221 余余余余1 k320高位高位低位低位(10)(10)十十=(1010)=(1010)二二20 余余 余余余余0 k0971942 余余余余1 k1482 余余余余0 k2224 余余余余1 k3212高位高位低位低位(194)(194)十十=(11000010)=(11000010)二二26232120余余1 k4余余1 k5余余1 k6余余1 k

3、72223 英國數(shù)學(xué)家喬治英國數(shù)學(xué)家喬治. .布爾布爾18471847年首年首次論述。次論述。242526ABFA B = F斷斷斷斷滅滅0 0 = 0斷斷合合滅滅1 0 = 0斷斷合合滅滅0 1 = 0合合合合亮亮1 1 = 1邏輯函數(shù)表達(dá)式邏輯函數(shù)表達(dá)式F = A B 有有0出出0 ,全全1出出1BAFE討論討論27ABFA + B = F0 + 0 = 01 + 0 = 11 + 1 = 10 + 1 = 1 合合合合亮亮斷斷斷斷滅滅斷斷合合亮亮斷斷合合亮亮有有1出出1,全全0出出0F = A + B邏輯函數(shù)表達(dá)式邏輯函數(shù)表達(dá)式BFAE討論討論28AF斷斷亮亮0出出1，1出出0 FARE

4、合合滅滅F = A邏輯函數(shù)表達(dá)式邏輯函數(shù)表達(dá)式A = F0 = 1 1 = 02930l l l 。邏輯符號邏輯符號&BAFFABRDADB31二極管的開關(guān)特性二極管的開關(guān)特性u(V)O符號符號 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)32 uI0V時，時，二極管二極管截止，如同開關(guān)斷開截止，如同開關(guān)斷開，uO0V uI5V時，時，二極管導(dǎo)二極管導(dǎo)通，如同通，如同0.7V0.7V的電壓源的電壓源，uO4.3V uI+DuO+ +RL RLDuI+uO+ + DRLuI+uO+ + 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)331. uI1與與uI2為相同電平時，為相同電平時，DA、DB均導(dǎo)通均導(dǎo)通uI1uI2uO1V0.3V0.3V3V3V3.7V+

5、12VR已知已知: : UD0.7V0.7V求：求： uI1、 uI2 分別為分別為0.3V、 3V 不同組合時的不同組合時的uO 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)340.3V3V1V二極管鉗位作用二極管鉗位作用uI1uI2uO 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)+12VR35 FABuD=0.7VRDADB36 A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 有有0出出0 ,全全1出出1邏輯邏輯乘的基本運算規(guī)則：乘的基本運算規(guī)則： 0.0=0 0.1=0 1.0=0 1.1=1邏輯函數(shù)表達(dá)式邏輯函數(shù)表達(dá)式F = A B 邏輯符號邏輯符號&BAF37BAF10101038討論討論 FABDADBR39 A B F 0 0

6、0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 F = A + B邏輯函數(shù)表達(dá)式邏輯函數(shù)表達(dá)式BAF11邏輯符號邏輯符號邏輯邏輯加的基本運算規(guī)則：加的基本運算規(guī)則： 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1有有1出出1 ,全全0出出04011BAF00041 AFD+3V+UCCT-UBB42 uI+-+-uCE(uO)IB1=0IB2=10AIB3=20AIB4=30AIB5=40AIB6=50AuCE(v)iC(mA) 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)UCCRCRB43反相器反相器0出出1，1出出0 F = A邏輯函數(shù)表達(dá)式邏輯函數(shù)表達(dá)式邏輯符號邏輯符號1 1AF A F 1 0 0 1邏輯邏輯非的基本運算規(guī)則：非

7、的基本運算規(guī)則： 0=1 1=0 44T一種常用的門電路一種常用的門電路與非門與非門45 A B F邏輯狀態(tài)表邏輯狀態(tài)表 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 邏輯函數(shù)表達(dá)式邏輯函數(shù)表達(dá)式F = A B邏輯符號邏輯符號&BAF有有0 0出出1,1,全全1 1出出0 046實驗十實驗十 基本門電路功能測試基本門電路功能測試 EDA實驗實驗 鏈接鏈接EDA1047與、或、非與、或、非基本門電路基本門電路EDA實驗實驗48EDA實驗實驗輸入1輸入2與門或門非門49歸納歸納50歸歸 納納與門與門有有0 0出出0 ,0 ,全全1 1出出1 1或門或門有有1 1出出1,1,全全0 0出出

8、0 0非門非門1 1出出0, 00, 0出出1 1與非門與非門有有0 0出出1,1,全全1 1出出0 0F = A B F = A + BF = AF = A B51歸歸 納納與非與非非非或或 與與F = A B F = A + BF = AF = A B&BABA111 1&BA圖形圖形符號符號邏輯門邏輯門邏輯門邏輯門圖形符圖形符號號AFFFF5354558電源電源1413 12111091345672地地 & &8電源電源1413 12111091345672地地 & & & &56和和57tuIOtuOO50%50%)(21

9、pd2pd1pdttt 截止延遲截止延遲時間時間導(dǎo)通延遲導(dǎo)通延遲時間時間585960&61&62實現(xiàn)信號的分時單向傳送實現(xiàn)信號的分時單向傳送& 63011&實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸1064利用輸入電壓（電場效應(yīng)）利用輸入電壓（電場效應(yīng)）控制輸出電流的一種半導(dǎo)體器件?？刂戚敵鲭娏鞯囊环N半導(dǎo)體器件。( (三極管：三極管：421010 1271010 結(jié)型結(jié)型 絕緣柵型絕緣柵型 MOSN溝道溝道P溝道溝道NMOSPMOS增強(qiáng)型增強(qiáng)型耗盡型耗盡型PMOS 和和NMOS互補(bǔ)使用。互補(bǔ)使用。65絕緣柵型增強(qiáng)型絕緣柵型增強(qiáng)型符號符號襯底襯底GDSB襯底襯底GDSB

10、N N溝道溝道P P溝道溝道三個電極三個電極: :柵極柵極G基極基極b源極源極S發(fā)射極發(fā)射極e漏極漏極D集電極集電極C電極和符號：電極和符號：66工作電壓工作電壓: :N溝道溝道NMOSuGS0，uDS 0uGSUGS（th) 飽和飽和UGS（th）開啟電壓（閾值電壓）開啟電壓（閾值電壓）P溝道溝道PMOSuGSUGS（th) 飽和飽和u0，uDS 0N N溝道溝道uOGDSuIRDP P溝道溝道uOGDSuIRD67TpuOuI+UDD10VugsugsTNF = A68有有0出出1,全全1出出0T3T4+UDDF = A BT2T169有有1出出0,全全0出出1T4T3+UDDT1T2F

11、= A + B701 1T2T3T4+UDDT1ACF = A7172歸納歸納7475一、邏輯代數(shù)一、邏輯代數(shù)76有有0 0出出0 ,0 ,全全1 1出出1 1有有1 1出出1,1,全全0 0出出0 01 1出出0, 00, 0出出1 1運算運算運算運算運算運算 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)770 A 1 A 0.A=0 A.A=A 1.A=0 A A A A A.A=078 0+A=A A+A=A 1+A=1 0 A 1 A A+A=1A A A A 7980（二）（二）邏輯代數(shù)的邏輯代數(shù)的基本定律基本定律1.1.交換律：交換律：與普通代與普通代數(shù)相擬數(shù)相擬2.2.結(jié)合律：結(jié)合律：與普通代與普通代數(shù)相擬數(shù)相擬3

12、.3.分配律：分配律：與普通代與普通代數(shù)相似數(shù)相似814.4.反演律反演律( (摩根定律摩根定律) )：特殊特殊5.5.吸收律：吸收律：特殊特殊82利用基本公式證明利用基本公式證明A+1=1證明：證明：分配律：分配律：CBACABA )()(CBCABAAACABA )()(CBCBAA )(CBA 結(jié)合律結(jié)合律 AA=ACBCBA )(1真值表真值表83利用基本公式證明利用基本公式證明A+1=1證明：證明：ABAA )(BAABAAABAA )(結(jié)合律結(jié)合律 AA=AABA )1(吸收律：吸收律：84AA=0AA=ABABAA)(1BBA ABBBABAAA利用基本公式證明利用基本公式證明A

13、BABA)()(證明：證明：)(BABA A1=A分配律分配律A(B+C)=AB+AC吸收率吸收率: :分配律分配律A+1=185BABA BABABAAB證明：證明： 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0利用邏輯狀利用邏輯狀態(tài)表證明態(tài)表證明反演律反演律( (摩根定律摩根定律) )：86BABACBABCABCA)(87)(,C,B,AfF CBABACBACBAM)(S（四）（四）邏輯函數(shù)的化簡邏輯函數(shù)的化簡1.1.邏輯函數(shù)式邏輯函數(shù)式88例如：例如： CABAF )()(BACA CABA 與或表達(dá)式與或表達(dá)式 或與

14、表達(dá)式或與表達(dá)式 與非與非 - - 與非表達(dá)式與非表達(dá)式 892.2.邏輯圖（邏輯圖（邏輯電路圖圖邏輯電路圖圖）CABAF 與或表達(dá)式與或表達(dá)式 )()(BACAF 或與表達(dá)式或與表達(dá)式 &ABCA&ABAC11FACABC1ABA1&F90CABAY 與非與非 - - 與非表達(dá)式與非表達(dá)式 CBCABACABAYCA&ACAB&AB&F913.邏輯函數(shù)的化簡邏輯函數(shù)的化簡 92BABAFF&BABABABAFA&F&B&93邏輯代數(shù)的基本公式和定律進(jìn)行化簡。邏輯代數(shù)的基本公式和定律進(jìn)行化簡。BABAF 化化簡簡例

15、例6-4-1解：解：BABAF ABBA )( A+A=194BAAF 化化簡簡例例6-4-2解：解：BAAF ABA )(1BAAF 化化簡簡例例6-4-3解：解：BAAF BABAAA )()(A+1=1 A+A=195CBCABAF 化化簡簡例例6-4-4解：解：C)( BAAF化化簡簡例例6-4-5解：解：CBCABAF CBAACABA )(CBACBACABA )(1)(1BCACBA CABA C)( BAAFCBAA CBAAA )()(CBA CBA 反演律：反演律：BABA A+A=1分配律分配律A+1=1 A+A=196例例6-4-6解：解：CABA CABA 反演律：反

16、演律：BABA變變?yōu)闉榕c與非非與與非非式式將將CABAF CABAF 97邏輯狀態(tài)表邏輯狀態(tài)表 ( (真值表真值表) ) 邏輯邏輯表達(dá)式表達(dá)式邏輯圖邏輯圖( (五五) )邏輯表達(dá)式、邏輯表達(dá)式、邏輯圖及邏輯圖及邏輯狀態(tài)表邏輯狀態(tài)表的相互轉(zhuǎn)換的相互轉(zhuǎn)換98BAF 1BAF 2BABAFFF 211.1.將邏輯圖變換成將邏輯圖變換成邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式ABBA1&F1F2F例例5-4-799BAF 1CBCABAFFFF 321例例5-4-8F&CAF 2CBF 3&BAF1&CF2&F3100邏輯狀態(tài)邏輯狀態(tài)2.2.根據(jù)根據(jù)邏輯表達(dá)式填寫邏輯表達(dá)式填寫邏輯

17、狀態(tài)表邏輯狀態(tài)表的的邏邏輯輯狀狀態(tài)態(tài)表表列列出出BABAF 例例5-4-9解：解：表達(dá)式中的邏輯表達(dá)式中的邏輯狀態(tài)狀態(tài) A B F 0 0 0 1 1 0 1 1 BABABABA101 A B F解：解： 0 0 0 1 1 0 1 1 BABABABA01101023.3.將將邏輯狀態(tài)表變換成邏輯狀態(tài)表變換成邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式 A B F 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0例例5-4-10解：解：邏輯邏輯邏輯關(guān)系。邏輯關(guān)系。 103 A B F 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 解：解：BA BA BABAF 1044.4.將邏輯表達(dá)式將邏輯表達(dá)式變換為邏輯圖變

18、換為邏輯圖例例5-4-11解：解：轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換為為邏邏輯輯圖圖將將邏邏輯輯表表達(dá)達(dá)式式CBABAF )(&BAC&F1111ABA+B(A+B).C1051.1.分析思路分析思路106 2.2.基本步驟基本步驟107ABAABBAB邏輯圖邏輯圖邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式 1 1 BABBAABABBAAF 最簡與或最簡與或表達(dá)式表達(dá)式化簡化簡 2 2 ABF&G1G2G3G4BBAABABBAABA )()(BABA 108 A B F最簡與或最簡與或表達(dá)式表達(dá)式邏輯狀態(tài)邏輯狀態(tài)表表 3 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 3 分析邏輯分析邏輯功能功能 4 4 BAB

19、AF F = AB +AB=A B=1=1BAF109例例5-4-13邏輯圖邏輯圖邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式 1 1 BABAF 最簡與或最簡與或表達(dá)式表達(dá)式化簡化簡 2 2 BABABABA ABAB&11&FABAB110 A B F最簡與或最簡與或表達(dá)式表達(dá)式邏輯狀態(tài)邏輯狀態(tài)表表 3 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 3 分析邏輯分析邏輯功能功能 4 4 BABAF F = AB +AB=A B=1=1BAF111A B=A BA B=A BBABABABA BABABABABBAABABA )()(112實驗十一、幾種邏輯函數(shù)表示實驗十一、幾種邏輯函數(shù)表示方法的

20、轉(zhuǎn)換方法的轉(zhuǎn)換 EDA實驗實驗 鏈接鏈接EDA11113 EDA實驗實驗114己知邏己知邏輯要求輯要求 列邏輯列邏輯狀態(tài)表狀態(tài)表畫邏畫邏輯圖輯圖寫邏輯寫邏輯表達(dá)式表達(dá)式運用邏輯運用邏輯代數(shù)化簡代數(shù)化簡115116 A B C F 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1CBACBACBACBAF CBACBACBACBACBACBAF )()()(BBCAAACBCCBA )(BACBAACCBBA 117BAFC1&1)(BACBAF 118BACF&CBCABACBCABACBCABAF

21、&119EDA實驗實驗實驗十二實驗十二 3人表決電路人表決電路 鏈接鏈接EDA12120EDA實驗實驗121EDA實驗實驗122歸納歸納基本邏輯運算法則基本邏輯運算法則邏輯代數(shù)邏輯代數(shù)123歸納歸納各表示方法之間可以轉(zhuǎn)換各表示方法之間可以轉(zhuǎn)換124邏輯函數(shù)的邏輯函數(shù)的公式公式化簡化簡125歸納歸納 126己知邏己知邏輯要求輯要求 列邏輯列邏輯狀態(tài)表狀態(tài)表畫邏畫邏輯圖輯圖寫邏輯寫邏輯表達(dá)式表達(dá)式運用邏輯運用邏輯代數(shù)化簡代數(shù)化簡128 例例:129130 例例:131 A B S C 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 BACBABABAS 邏輯符號邏輯符號CO&=1=

22、1BASC同態(tài)出同態(tài)出0 ,0 ,異態(tài)出異態(tài)出1 1132 An Bn Cn-1 Sn Cn+1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1331111 nnnnnnnnnnnnnCBACBACBACBAS11)()( nnnnnnnnnnCBAABCBABA11 nnnnCSCS1111 nnnnnnnnnnnnnCBACBACBACBAC)()(111 nnnnnnnnnCCBACBABAnnnnnBACBA 1)(nnnBAS nnnnBACS 11 nnCS134COCI1BnAnCn-1SnSnnnnnn

23、BACSC 11 nnnCSSnnnBAS 1358UCC 2An 2Bn2Cn-12Sn2Cn1413121110913456721BnGNDAn Bn Cn-1 Sn Cn Sn Cn An Bn Cn-11An1Cn-11Cn1Sn136：101111101000137 CoF4F3F2F1F5F6F8F7 C1A4A1B4B2B1A3B3A2A8 A5B8B6B5A7 B7A6CoF4F3F2F1F1F2F4F3 C1A4A1B4B2B1A3B3A2A4 A1B4B2B1A3 B3A2(2)(1)139140數(shù)字系統(tǒng)的信息數(shù)字系統(tǒng)的信息數(shù)數(shù) 值值文文 字字符符 號號圖圖 形形聲聲 音音

24、圖圖 像像編碼編碼000000010000001000000000141把把N 個輸入信號變換成個輸入信號變換成n位二進(jìn)制代碼位二進(jìn)制代碼代碼位數(shù)代碼位數(shù)信息量信息量142輸輸入入輸輸 出出Y2 Y1 Y00 0 01 0 0I0I1I2I3I5I6I輸入輸入8個信號個信號輸出輸出3位二位二進(jìn)制代碼進(jìn)制代碼143 又稱又稱 即即144 1. 8421 1459 （Y9）8 （Y8）7 （Y7）6 （Y6）5 （Y5）4 （Y4）3 （Y3）2 （Y2）1 （Y1）0 （Y0） 十十 進(jìn)進(jìn) 制制 數(shù)數(shù)BC D輸輸 出出1 000 001 110 111 010 011 100 101 000 0

25、01100000000權(quán)為權(quán)為 8 8、4 4、2 2、1 18421BCD8421BCD碼編碼方案碼編碼方案A輸輸 入入146989876547654763276329753197531YYYYDYYYYYYYYCYYYYYYYYBYYYYYYYYYYA 147&C&BA&1&D11111111198018421編編碼碼器器1148149計計算算機(jī)機(jī)鍵鍵盤盤編編碼碼電電路路1100151152A0A1Y0Y1Y2Y3153A1A0Y3Y2Y1Y0S1G41111& G0& G1& G2& G2154SA0A10 00000Y3Y

26、2Y1Y011 1110 11 01 10111011101111110 輸輸 入入 輸輸 出出輸出低電輸出低電平有效平有效S = 0時譯碼器工時譯碼器工作作155A1A0Y3Y2Y1Y0S1G41111& G0& G1& G2& G20011有有0 0出出1,1,全全1 1出出0 000011101156A1A0Y3Y2Y1Y0S1G41111& G0& G1& G2& G20011有有0 0出出1,1,全全1 1出出0 010011101157UCC 2S 2A02A12Y32Y1161514131211101345672GND1S1Y1 2S 2A0 2A1 2Y0 2Y1 2Y2 2Y3 1S 1A0 1A1 1Y0 1Y1 1Y2 1Y3982Y22Y01A01A11Y01Y21Y3158IFD0D1D2D3A1A0A0A1D0D1D2D3159 一路輸入一路輸入多路輸出多路輸出DY0Y1Y2Y3輸入輸入Y0Y1Y2Y3D分配分配控制控制A0A1S160A1A0Y3