第六講-真值表與基本邏輯運(yùn)算課件

第六講真值表與基本邏輯運(yùn)算——數(shù)字電子技術(shù)

主講人：巢偉

12級(jí)維修組

第六講真值表與基本邏輯運(yùn)算——數(shù)字電子技術(shù) 主講人：巢偉11模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)---時(shí)間和幅值均連續(xù)變化的電信號(hào)，如正弦波、三角波等

（1）模擬信號(hào)uOt

Otu1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)---時(shí)間和幅值均連續(xù)變化的電信號(hào)，如2（2）數(shù)字信號(hào)

---在時(shí)間上和數(shù)值上均是離散的信號(hào)。（2）數(shù)字信號(hào)3模擬電路：處理模擬信號(hào)的電路，注重研究的是輸入、輸出信號(hào)間的大小及相位關(guān)系。晶體管三極管通常工作在放大區(qū)。數(shù)字電路：處理數(shù)字信號(hào)的電路，注重研究的是輸入、輸出信號(hào)之間的邏輯關(guān)系。晶體管一般工作在截止區(qū)和飽和區(qū)，起開關(guān)的作用。分析、設(shè)計(jì)方法以及所用的數(shù)學(xué)工具也相應(yīng)不同。模擬電路：處理模擬信號(hào)的電路，注重研究的是輸入、晶體管三極4（3）模擬信號(hào)的數(shù)字表示

由于數(shù)字信號(hào)便于存儲(chǔ)、分析和傳輸，通常都將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

0

0

模擬信號(hào)

模數(shù)轉(zhuǎn)換器

數(shù)字輸出

0

0

0

0

1

1

模數(shù)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)采樣保持、量化、編碼（3）模擬信號(hào)的數(shù)字表示由于數(shù)字信號(hào)便于存儲(chǔ)、分析和5（4）數(shù)字信號(hào)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(guān)系（正邏輯）

0、1數(shù)碼---表示數(shù)量時(shí)稱二進(jìn)制數(shù)表示方式二值數(shù)字邏輯---表示事物狀態(tài)時(shí)稱二值邏輯（4）數(shù)字信號(hào)的描述方法電壓(V)二值邏輯電平+5（3.362二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算邏輯代數(shù)——研究邏輯電路的數(shù)學(xué)工具。由英國(guó)數(shù)學(xué)家George·Boole提出的，所以又稱布爾代數(shù)。邏輯，指的是條件和結(jié)果的關(guān)系，電路的輸入信號(hào)即條件，輸出信號(hào)即結(jié)果。條件滿足和結(jié)果發(fā)生用“1”表示，反之用“0”表示。此時(shí)的“1”和“0”，只表示兩個(gè)對(duì)立的邏輯狀態(tài)，而不表示數(shù)值的大小。稱為二值邏輯。在邏輯代數(shù)中，有三種最基本的邏輯運(yùn)算：“與運(yùn)算”、“或運(yùn)算”、“非運(yùn)算”2二值邏輯變量與基本邏輯運(yùn)算邏輯代數(shù)——研究邏輯電7只有當(dāng)A和B同時(shí)閉合時(shí)，燈泡才能點(diǎn)亮1.與運(yùn)算－用開關(guān)串聯(lián)電路實(shí)現(xiàn)=A·B定義：某事件有若干個(gè)條件，只有當(dāng)所有條件全部滿足時(shí)，這件事才發(fā)生。功能：有0出0，全1為1邏輯符號(hào)ABL&ABL

L=A·Ｂ=AB

只有當(dāng)A和B同時(shí)閉合時(shí)，燈泡才能點(diǎn)亮1.與運(yùn)算－用開8只要開關(guān)A和B中有一個(gè)閉合，或兩個(gè)都閉合，燈泡就會(huì)亮。定義：某事件有若干個(gè)條件，只要其中一個(gè)或一個(gè)以上的條件得到滿足，這件事就發(fā)生。2.或運(yùn)算－用開關(guān)并聯(lián)電路實(shí)現(xiàn)有1出1，全0為0或邏輯符號(hào)ABLBL≥1AL=A+Ｂ只要開關(guān)A和B中有一個(gè)閉合，或兩個(gè)都閉合，燈泡就會(huì)亮。定義：9圖1.5.3非邏輯運(yùn)算下圖表示一個(gè)簡(jiǎn)單的非邏輯電路，當(dāng)繼電器通電，燈泡熄滅；繼電器不通電，燈泡點(diǎn)亮。定義：某一事件的產(chǎn)生取決于某一條件的否定，這種關(guān)系稱為非邏輯。3.非運(yùn)算圖1.5.3非邏輯運(yùn)算下圖表示一個(gè)簡(jiǎn)單的非邏輯電10上述三種是最基本的邏輯運(yùn)算，經(jīng)過(guò)組合，可以構(gòu)成各種復(fù)雜的邏輯運(yùn)算。非運(yùn)算的邏輯符號(hào)：A1

LALL=A

上述三種是最基本的邏輯運(yùn)算，經(jīng)過(guò)組合，可以構(gòu)成11

兩輸入變量與非

邏輯真值表ABL001010111110ABLAB&L與非邏輯符號(hào)4.幾種常用復(fù)合邏輯運(yùn)算與非邏輯表達(dá)式L=A·B1)與非運(yùn)算兩輸入變量與非

邏輯真值表ABL00101012

兩輸入變量或非

邏輯真值表ABL001010111000B≥1AABLL或非邏輯符號(hào)2)或非運(yùn)算L=A+B或非邏輯表達(dá)式兩輸入變量或非

邏輯真值表ABL0010101113

3)異或運(yùn)算

若兩個(gè)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(hào)異或邏輯表達(dá)式L=A

B3)異或運(yùn)算若兩個(gè)輸入變量的值相異，輸出為1，否則為14

4)同或運(yùn)算

若兩個(gè)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(hào)同或邏輯表達(dá)式L=AB+=A⊙B

4)同或運(yùn)算若兩個(gè)輸入變量的值相同，輸出為1，否則為153基本邏輯門電路1邏輯門:實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)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3基本邏輯門電路1邏輯門:實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)16（1）CMOS集成電路:廣泛應(yīng)用于超大規(guī)模、甚大規(guī)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(fù)載能力強(qiáng)抗干擾功耗低速度兩倍于74HC與TTL兼容負(fù)載能力強(qiáng)抗干擾功耗低低(超低)電壓速度更加快與TTL兼容負(fù)載能力強(qiáng)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(yīng)用于中大規(guī)模集成電路1.CMOS門電路和TTL門電路（1）CMOS集成電路:4000系列74HC74HCT7171)電壓兼容性驅(qū)動(dòng)器件的輸出電壓必須處在負(fù)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(shí)，要滿足驅(qū)動(dòng)器件和負(fù)載器件以下兩個(gè)條件：2)扇出數(shù)是指其在正常工作情況下，所能帶同類門電路的最大數(shù)目。驅(qū)動(dòng)器件必須對(duì)負(fù)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(wèn)題1)電壓兼容性驅(qū)動(dòng)器件的輸出電壓必須處在負(fù)載器件所要求的18vOvI驅(qū)動(dòng)門

負(fù)載門1

1

VOH(min)vO

VOL(max)

vI

VIH(min)VIL(max)

負(fù)載器件所要求的輸入電壓VOH(min)≥VIH(min)VOL(max)≤VIL(max)vOvI驅(qū)動(dòng)門負(fù)載門11VOH(min)vOVO19灌電流IILIOLIIL拉電流IIHIOHIIH10111…1n個(gè)01110…1n個(gè)對(duì)負(fù)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(shù):低電平扇出數(shù):灌電流IILIOLIIL拉電流IIHIOHIIH10111…20驅(qū)動(dòng)電路必須能為負(fù)載電路提供足夠的驅(qū)動(dòng)電流

驅(qū)動(dòng)電路負(fù)載電路1）VOH(min)≥VIH(min)2）VOL(max)≤VIL(max)4）IOL(max)≥IIL(total)驅(qū)動(dòng)電路必須能為負(fù)載電路提供合乎相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的高、低電平

IOH(max)≥IIH(total)3）驅(qū)動(dòng)電路必須能為負(fù)載電路提供足夠的驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)電路213.74LS00—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(jiǎn)單,顧名思義就是實(shí)現(xiàn)一個(gè)與非門的功能。引腳圖真值表3.74LS00—四2輸入與非門74LS00是常用的224.74LS20—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(shù)字電路和單片機(jī)系統(tǒng)中，他的CMOS版本是74HC20引腳圖真值表4.74LS20—雙4輸入與非門74LS20是常用的雙235.74LS02—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5.74LS02—四2輸入或非門74LS02是常用的四246.74LS86—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6.74LS86—四2輸入異或門74LS86是常用的四257.CD4077—四2輸入同或門引腳圖真值表7.CD4077—四2輸入同或門引腳圖真值表26拓展知識(shí)：74LS151—8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151為互補(bǔ)輸出的8選1數(shù)據(jù)選擇器，數(shù)據(jù)選擇端（ABC）按二進(jìn)制譯碼，以從8個(gè)數(shù)據(jù)（D0---D7）中選取1個(gè)所需的數(shù)據(jù)。只有在選通端STROBE為低電平時(shí)才可選擇數(shù)據(jù)。151有互補(bǔ)輸出端（Y、W），Y輸出原碼，W輸出反碼。引腳圖真值表拓展知識(shí)：74LS151—8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS15