電子技術(shù)張金華第6章

1、了解基本邏輯門、復(fù)合邏門的邏輯功能，能畫出其電路圖形符號；理解邏輯功能的四種表示方法；了解TTL門電路的型號規(guī)定、引腳識讀等使用常識；了解CMOS門電路的型號規(guī)定、引腳識讀，掌握其安全操作的方法；會對TTL、CMOS集成門電路進行邏輯功能測試；,6.1.1 基本邏輯門電路,一、與門電路,1. 與邏輯關(guān)系 如圖所示，開關(guān)A與B串聯(lián)在回路中，只有當(dāng)兩個開關(guān)都閉合時，燈Y才亮；只要有一個開關(guān)斷開，燈Y就不亮。這就是說“當(dāng)一

2、件事情（燈亮）的幾個條件（兩個開關(guān)均閉合）全部具備之后，這件事情（燈亮）才能發(fā)生，否則不發(fā)生”。這樣的因果關(guān)系稱為與邏輯關(guān)系，也稱為邏輯乘。,與邏輯關(guān)系,6.1.1 基本邏輯門,一、與門電路,2. 與邏輯關(guān)系的表示 與邏輯關(guān)系可用邏輯函數(shù)表達式表示 除了用邏輯函數(shù)表達式表示外，還可以用真值表表示。與邏輯功能為“有0出0，全1出1”，A、B兩個輸入變量有四種可能的取值情

3、況。如表所示。,與門的真值表,6.1.1 基本邏輯門,一、與門電路,3. 與門電路 能實現(xiàn)與邏輯功能的電路稱為與門電路，簡稱與門，如圖所示。門電路可以用二極管、三極管、MOS管和電阻等分立元件組成，也可以是集成電路。,二極管組成的與門電路,與門電路的邏輯符號,6.1.1 基本邏輯門,二、或門電路,1. 或邏輯關(guān)系 如圖所示，開關(guān)A與B并聯(lián)在回路中，只要兩個開關(guān)有一個閉合時，燈Y才亮；只有當(dāng)開關(guān)全部斷開，燈Y才不亮

4、。這就是說“當(dāng)決定一件事情（燈亮）的各個條件中至少具備一個條件（有一個開關(guān)閉合），這件事情（燈亮）才能發(fā)生，否則不發(fā)生”。這樣的因果關(guān)系稱為或邏輯關(guān)系，也稱為邏輯加。,或邏輯關(guān)系,6.1.1 基本邏輯門,二、或門電路,2. 或邏輯關(guān)系的表示 或邏輯關(guān)系可用邏輯函數(shù)表達式表示 除了用邏輯函數(shù)表達式表示外，還可以用真值表表示。或邏輯功能為“有1出1，全0出0”，A、B兩個

5、輸入變量有四種可能的取值情況。如表所示。,或門的真值表,6.1.1 基本邏輯門,二、或門電路,3. 或門電路 能實現(xiàn)或邏輯功能的電路稱為或門電路，簡稱或門，如圖所示。門電路可以用二極管、三極管、MOS管和電阻等分立元件組成，也可以是集成電路。,二極管組成的或門電路,或門電路的邏輯符號,6.1.1 基本邏輯門,三、非門電路,1. 非邏輯關(guān)系 如圖所示，開關(guān)A與燈Y并聯(lián)，當(dāng)開關(guān)斷開時，燈Y亮；當(dāng)開關(guān)閉合時，燈Y不亮。

6、這就是說“事情（燈亮）和條件（開關(guān)）總是呈相反狀態(tài)”。這樣的因果關(guān)系稱為非邏輯關(guān)系，也稱為邏輯非。,非邏輯關(guān)系,6.1.1 基本邏輯門,三、非門電路,2. 非邏輯關(guān)系的表示 非邏輯關(guān)系可用邏輯函數(shù)表達式表示 從真值表分析可以看出，非邏輯功能為“有0出1，有1出0”，一個輸入變量有兩種可能（ ）的取值情況，滿足以下運算規(guī)則,非門的真值表,6.1.1 基本邏輯

7、門,三、非門電路,3. 非門電路 能實現(xiàn)非邏輯功能的電路稱為非門電路，又稱為反相器，簡稱非門。如圖所示。,非門電路的邏輯符號,三極管組成的非門電路,6.1.1 基本邏輯門,四、邏輯關(guān)系的波形圖表示方法,所謂波形圖表示方法，是用輸入端在不同邏輯信號作用下所對應(yīng)的輸出端信號波形圖表示門電路的邏輯關(guān)系的方法。由于波形圖表示的直觀性，也是表示和分析電路邏輯關(guān)系常用的方法。如圖所示是或門邏輯關(guān)系的波形圖，圖中在 時間段內(nèi)，A、

8、B輸入端均為高電平1，由或門邏輯關(guān)系可知此時輸出端Y為高電平1，依照此方法，可得出 、 和 時間段內(nèi)輸出端Y的波形。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,或門邏輯關(guān)系的波形圖,6.1.2 復(fù)合邏輯門,一、與非門,與門后串聯(lián)非門就構(gòu)成了一個與非門，如圖所示。,,與非門邏輯符號,與非門的邏輯函數(shù)表達式為,與非門的真值表,6.1.2 復(fù)合邏輯門,一、與非門,除了用邏輯函數(shù)表達式表示外，還可以用真值表表示。,6.1.2 復(fù)合邏輯門,二

9、、或非門,在或門后串聯(lián)非門就構(gòu)成了一個或非門 ，如圖所示。,或非門邏輯符號,或非門的邏輯函數(shù)表達式為,或非門的真值表,6.1.2 復(fù)合邏輯門,二、或非門,,除了用邏輯函數(shù)表達式表示外，還可以用真值表表示。,6.1.2 復(fù)合邏輯門,三、與或非門,與或非門一般由兩個或多個與門和一個或門，再和一個非門串聯(lián)而成。如圖所示。,與或非門邏輯符號,6.1.2 復(fù)合邏輯門,三、與或非門,與或非門的邏輯函數(shù)表達式為,與或非門真值表,與或非門的真值表如表所

10、示,6.1.2 復(fù)合邏輯門,四、異或門,異或門的邏輯結(jié)構(gòu)及電路圖形符號，如圖所示。,,,,,,,異或門的邏輯符號,6.1.2 復(fù)合邏輯門,四、異或門,異或門的邏輯函數(shù)表達式為,異或門的真值表,或,除了用邏輯函數(shù)表達式表示外，還可以用真值表表示。,6.1.3 集成邏輯門,一、TTL集成邏輯門電路,1. 產(chǎn)品系列和外形封裝 TTL集成門電路中，現(xiàn)主要有：74標(biāo)準(zhǔn)（中速）、74H（高速）、74S(超高速肖特基)、74LS(低功耗

11、肖特基)和74AS(先進的肖特基)等系列， 74LS系列為現(xiàn)代主要應(yīng)用產(chǎn)品。 TTL集成電路的型號由五部分構(gòu)成。外形如圖所示。如CT74LS××CP:第一部分字母C表示國標(biāo)。第二部分字母T表示TTL電路。第三部分是器件系列和品種代號:74表示國際通用74系列，54表示軍用產(chǎn)品系列；LS表示低功耗肖特基系列；××為品種代號。第四部分字母表示器件工作溫度,C為～　　　。第五部分字母表示器件封

12、裝:P為塑料雙列直插式;J為黑瓷雙列直插式。,TTL集成邏輯門電路的外形封裝,2. 引腳識讀 引腳編號的判斷方法是：把凹槽標(biāo)志置于左方，引腳向下，逆時針自下而上順序依次為1、2、???引出端。,6.1.3 集成邏輯門,一、TTL集成邏輯門電路,引腳排列如圖所示,6.1.3 集成邏輯門,二、CMOS集成門電路,1. 產(chǎn)品系列和外形封裝 CMOS集成門電路系列較多，現(xiàn)主要有4000（普通）、74HC（高速）、74H

13、CT（與TTL兼容）等產(chǎn)品系列，外形封裝與TTL集成門電路相同，如圖所示。其中4000系列品種多、功能全，現(xiàn)仍被廣泛使用。 CMOS集成電路的型號由五部分構(gòu)成，如CC74HC××RP：第一部分字母C表示國標(biāo)。第二部分字母C表示CMOS電路。第三部分是器件系列和品種代號：74表示國際通用74系列；54表示軍用產(chǎn)品系列；HC表示高速CMOS系列；××為品種代號。第四部分字母表示器件工作

14、溫度，R為-55～85 。第五部分字母表示器件封裝；P為塑封雙列直插式；J為黑瓷雙列直插式。,CMOS集成門電路的外形封裝,6.1.3 集成邏輯門,二、CMOS集成門電路,2. 引腳識讀 引腳編號判斷方法與TTL相同，把凹槽標(biāo)志置于左方，引腳向下，逆時針自下而上順序依次為1、2、??????引出端。,引腳排列如圖所示。,6.1.3 集成邏輯門,三、集成邏輯門電路的選用,1. 若要求功耗低、抗干擾能力強，則應(yīng)選用CM

15、OS 電路。其中4000 系列一般用于工作頻率 1 MHz 以下、驅(qū)動能力要求不高的場合；74HC系列 常用于工作頻率 20 MHz 以下、驅(qū)動能力要求較強的場合。 2. 若對功耗和抗干擾能力要求一般，可選用TTL 電路。目前多用 74LS 系列，它的功耗較小，工作頻率一般可至 20 MHz；如工作頻率較高，可選用 CT74ALS 系列，其工作頻率一般可至 50 MHz。,常見的集成邏輯門電路（IC）的封裝形式如表所示。,掌握

16、二進制數(shù)、十六進制數(shù)的表示方法；能進行二進制數(shù)、十進制數(shù)和十六進制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換；了解8421BCD碼的表示形式。,6.2.1 數(shù)制,一、十進制 十進制數(shù)有如下特點： (1).十進制數(shù)有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共十個符號，這些符號稱為數(shù)碼?！　?2).相鄰位的關(guān)系，高位為低位的十倍，逢十進一，借一當(dāng)十。 (3). 數(shù)碼的位置不同，所表示的值就不同，數(shù)碼位置分十分位、個位、十位、百位數(shù)、……

17、 例如：,6.2.1 數(shù)制,(1). 二進制數(shù)僅有0和1兩個不同的數(shù)碼。 (2). 相鄰位的關(guān)系為逢二進一，借一當(dāng)二。 (3). 數(shù)碼的位權(quán)是2的整數(shù)冪。 例如：,二、二進制,6.2.1 數(shù)制,十六進制數(shù)有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F共十六個不同的數(shù)碼。符號A～F分別代表十進制的10～15。各位的位權(quán)是16的整數(shù)冪，其計數(shù)規(guī)律是逢十六進一，借一當(dāng)十六。 例如：

18、十六進制數(shù) 可以表示為,三、十六進制,數(shù)碼對照表如表所示。,數(shù)碼對照表,6.2.1 數(shù)制,四、不同數(shù)制的轉(zhuǎn)換,1. 非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù) 　　可將非十進制數(shù)按權(quán)展開，得出其相加結(jié)果，就是對應(yīng)的十進制數(shù)。,例,解：,6.2.1 數(shù)制,四、不同數(shù)制的轉(zhuǎn)換,2. 十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù) 　　可將十進制整數(shù)逐次地用2除取余數(shù)，一直到商為零。然后把全部余數(shù)按相反的次序排列起來，就是等值的二進制數(shù)。,例：將十進制數(shù)19

19、轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)。,所以：,解：,6.2.1 數(shù)制,四、不同數(shù)制的轉(zhuǎn)換,3. 二進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù) 　　可將二進制整數(shù)自右向左每4位分為一組，最后不足4位的，高位用零補足，再把每4位二進制數(shù)對應(yīng)的十六進制數(shù)寫出即可。,例：將二進制數(shù)11010110101轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)。,二進制數(shù) 0110 1011 0101,十六進制數(shù) 6 B 5,所以:,解：,6.2.1 數(shù)制,

20、四、不同數(shù)制的轉(zhuǎn)換,4.十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù) 　　將每個十六進制數(shù)用4位二進制數(shù)表示，然后按十六進制數(shù)的排序?qū)⑦@些4位二進制數(shù)排列好，就可得到相應(yīng)的二進制數(shù)。,例：將十六進制數(shù)4E6轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)。,十六進制數(shù) 4 E 6,二進制數(shù) 100 1110 110,所以：,解：,6.2.2 編碼,一、二進制代碼,數(shù)字系統(tǒng)處理的信息，一類是數(shù)值，另一類則是文字和符號，這些信息往往采用多位二進制數(shù)碼來表示。通常把這種

21、表示特定對象的多位二進制數(shù)稱為二進制代碼。 二進制代碼與所表示的信息之間應(yīng)具有一一對應(yīng)的關(guān)系，用 位二進制數(shù)可以組合成 個代碼，若需要編碼的信息有 項，則應(yīng)足 ≥ N 。,6.2.2 編碼,二、BCD碼,在數(shù)字系統(tǒng)中，各種數(shù)據(jù)要轉(zhuǎn)換為二進制代碼才能進行處理，而人們習(xí)慣于使用十進制數(shù)，所以在數(shù)字系統(tǒng)的輸入輸出中仍采用十進制數(shù)，電路處理時則采用二進制數(shù)，這樣就產(chǎn)生了用4位二進制數(shù)分別表示0～9這10個十進制數(shù)碼的編碼方

22、法，我們把這種用于表示1位十進制數(shù)的4位二進制代碼稱為二—十進制代碼，簡稱BCD碼。 由于4位二進制數(shù)可以組成24=16個代碼，而十進制數(shù)碼只需要其中的十個代碼。因此16種組合中選取10種組合方式，便可得到多種二—十進制編碼的方案。,8421BCD碼是使用最多的一種編碼，在用4位二進制數(shù)碼來表示1位十進制數(shù)時，每1位二進制數(shù)的位權(quán)依次為 ，即8421，所以稱為8421碼。8421碼選取

23、0000～1001前十種組合來表示十進制數(shù)，而后六種組合舍去不用。,掌握邏輯代數(shù)中基本運算法則；掌握邏輯函數(shù)的公式化簡方法。,一、基本公式,6.3.1 邏輯代數(shù)的運算法則,直值表驗證摩要定律如表所示。,二、常用公式,6.3.1 邏輯代數(shù)的運算法則,邏輯代數(shù)的常用公式如表所示。,6.3.2 邏輯函數(shù)的公式化簡,一、提公因子后用 化簡,化簡邏輯函數(shù),解：,化簡邏輯函數(shù),解：,例：,例：,二、利用公式

24、 化簡,化簡邏輯函數(shù),解：,例：,三、利用摩根定律化簡,化簡邏輯函數(shù),解：,例：,1．?dāng)?shù)字電子技術(shù)是有關(guān)數(shù)字信號的產(chǎn)生、整形、編碼、存儲、計數(shù)和傳輸?shù)目茖W(xué)技術(shù)。數(shù)字電路只需要在這兩種不同狀態(tài)下工作。低電平和高電平。 2．基本邏輯門電路有：與門、或門和非門三種，由基本門組成的復(fù)合門有：與非門、或非門、與或非門和異或門等，它們是構(gòu)成各種數(shù)字電路的基本單元。 3．目前廣泛應(yīng)用的是數(shù)字集成器件，主要有TTL和