电工与电子技术12门电路和组合逻辑电路1～2.ppt

12 门电路和组合逻辑电路概述概述电子电路按所处理的信号不同,分为模拟电路(电信号为随时间连续变化的模拟信号)和数字电路(电信号为不连续的脉冲信号)两大类。前面几章讨论的放大电路都属于模拟电路,从本章开始,将讨论数字电路。与模拟电路相比,数字电路具有如下特点: ( a) 数字电路采用两值信息来表示脉冲的有、无;电平的高、低;其对应于电子元件(二极管、三极管、 MOS 管) 工作于开、关状态,即导通与截止两种状态。分别用 0、 1两个数码表示。(b)数字电路只要能反映两种不同的状态即可,故电路参数允许有较大的变化范围。根据逻辑功能的不同特点, 可以将数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路: ( c) 数字电路分析的是输出与输入之间的逻辑关系,分析工具是逻辑代数。逻辑关系的描述可以用逻辑表达式、真值表、逻辑图和波形图等。?在组合逻辑电路中,任何时刻的输出信号仅与该时刻的输入信号有关,而与信号作用之前的状态无关,电路没有存贮和记忆功能,其最基本的单元是门电路。?在时序逻辑电路中,任何时刻的输出信号,不仅与该时刻的输入信号有关,而且与电路原来的状态有关,具有存贮与记忆功能,其最基本的单元是触发器。本章讨论门电路和组合逻辑电路。 逻辑函数及其化简逻辑函数及其化简 逻辑代数的基本运算逻辑代数的基本运算逻辑代数又称为布尔代数或开关代数。与普通代数相比,虽然变量也用 A、B、C、D…等表示,但其取值只有0、1,0、1 并不表示数值的具体大小,只表示两种完全相反的逻辑状态。如开关的断开与闭合;电路的截止与导通;信号的有与无等。在研究实际问题时, 0、1所代表的意义由具体的研究对象而定。 三种最基本的逻辑运算和门电路基本的逻辑关系有三种:逻辑与、逻辑或、逻辑非,与之相对应的逻辑代数也有三种基本运算: 与运算、或运算、非运算,对应的基本逻辑门有与门、或门、非门。 (与门) 若决定某一事物结果的所有条件同时具备时,结果才会发生,即“缺一不可”, 这种因果关系叫做逻辑与 AB EY 图12-1-1 与逻辑门 AB Y& (a)电路(b)逻辑符号如图 12-1-1( a)所示两个串联的开关控制一盏灯就是与逻辑事例,只有开关 A、B同时闭合时灯才会亮。设开关闭合用“1”表示,断开用“0”表示; 灯亮用“1”表示,灯灭用“0”表示 AB EY 图12-1-1 与逻辑门 AB Y& (a)电路(b)逻辑符号则可得到表 12-1-1 所示的输入输出的逻辑关系,称为真值表表12-1-1 与逻辑真值表 ABY 00 00 1 1111 0 0 0 输出输 入从表可知,其逻辑规律服从“有0出 0,全 1才1”这种与逻辑可以写成下面的表达式: BAY??称为与逻辑式,这种运算称为与运算也可以用图 12-1-1( b)表示与逻辑,称为逻辑符号 AB EY 图12-1-1 与逻辑门 AB Y& (a)电路(b)逻辑符号实现与逻辑运算的门电路称为与门。 (或门) 若决定某一事物结果的诸多条件中只要有一个或一个以上条件具备时,结果就发生,即“有一即可”, 这种因果关系叫做或逻辑如图 12-1-2( a)两个并联开关控制一盏灯就是一个或逻辑事件,只要 A、B中有一个开关闭合灯就亮 A B EY AB Y ≥1 图12-1-2 或逻辑门(a)电路(b)逻辑符号用与前面相同的逻辑赋值同样也可得到真值表如表 12-1-2 所示表12-1-2 或逻辑真值表 ABY 00 00 1 1111 1 1 0 输出输 入其逻辑规律服从“有1出1,全 0才0”其逻辑式为 BAY??其逻辑符号如图 12-1-2( b)所示 A B EY AB Y ≥1 图12-1-2 或逻辑门(a)电路(b)逻辑符号实现或逻辑运算的门电路称为或门。 (非门) 条件具备时,事件不发生;条件不具备时,事件发生, 这种因果关系叫做逻辑非,也称逻辑求反图12-1-3( a)就是逻辑求反的事例 A EY A Y 1 图12-1-3 非逻辑门(a)电路(b)逻辑符号用前面相同的逻辑赋值,可得真值表如表 12- 1-3 ,即输出变量是输入变量的相反状态。表12-1-3 非逻辑真值表 AY 01 10AY?逻辑符号如图 12-1-3( b)所示,实现非逻辑运算的门电路称为非门。逻辑式为 复合逻辑运算(复合门) 含有两个或两个以上基本逻辑运算的逻辑函数称为复合逻辑函数。最常用的有与非、或非、与或非、异或、同或。 。以三变量为例,其逻辑式为: AB Y?其真值表如表 12-1-4 所示表12-1-4 与非逻辑真值表 ABY 00 00 1 111 10