第13章門電路和組合邏輯電路

1、 tt 脈沖躍變后的值比初始值高脈沖躍變后的值比初始值高脈沖躍變后的值比初始值低脈沖躍變后的值比初始值低0+3V0-3V0+3V0-3V A0.9A0.5A0.1AtptrtfTR導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止S3V0VSRRD3V0V飽和飽和3V0VuO 0uO UCC+UCCuiRBRCuOTuO+UCCRCECuO+UCCRCEC3V0V 所謂門就是一種開關(guān)，它能按照一定的條件去所謂門就是一種開關(guān)，它能按照一定的條件去控制信號(hào)的通過(guò)或不通過(guò)?？刂菩盘?hào)的通過(guò)或不通過(guò)。 門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關(guān)系門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關(guān)系(因果關(guān)系因果關(guān)系)，所以門電路又稱為，所以門電路又稱為

2、邏輯門電路邏輯門電路。 基本邏輯關(guān)系為基本邏輯關(guān)系為三種。三種。220V+- Y = A B000101110100ABYBYABY220VA+- Y = A + B000111110110ABY101AY0Y220VA+-R 電平的高低一電平的高低一般用般用“1”和和“0”兩種狀態(tài)區(qū)別，若兩種狀態(tài)區(qū)別，若規(guī)定規(guī)定高電平為高電平為“1”，低電平為低電平為“0”則稱則稱為為正邏輯正邏輯。反之則。反之則稱為稱為負(fù)邏輯負(fù)邏輯。若無(wú)。若無(wú)特殊說(shuō)明，均采用特殊說(shuō)明，均采用正邏輯。正邏輯。100VUCC高電平高電平低電平低電平輸入輸入A、B、C全為高電平全為高電平“1”，輸出輸出 Y 為為“1”。輸入輸入

3、A、B、C不全為不全為“1”，輸出輸出 Y 為為“0”。0V0V0V0V0V3V+U 12VRDADCABYDBC3V3V3V0V00000010101011001000011001001111ABYC0V3V邏輯邏輯即：有即：有“0”出出“0”， 全全“1”出出“1”Y=A B C&ABYC00000010101011001000011001001111ABYC0V0V0V0V0V3V3V3V3V0V00000011101111011001011101011111ABYC3V3V-U 12VRDADCABYDBC輸入輸入A、B、C全為低電平全為低電平“0”，輸出輸出 Y 為為“0”。

4、輸入輸入A、B、C有一個(gè)為有一個(gè)為“1”，輸出輸出 Y 為為“1”。（3） 邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系：邏輯邏輯即：有即：有“1”出出“1”， 全全“0”出出“0”Y=A+B+CABYC 100000011101111011001011101011111ABYC+UCC-UBBARKRBRCYT 1 0飽和飽和邏輯表達(dá)式：邏輯表達(dá)式：Y= A“0”10“1”“0”“1”AY邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)1AY有有“0”出出“1”，全，全“1”出出“0”&ABCY&ABC00010011101111011001011101011110ABYCY=A B C1Y有有“1”出出“0”，全，全“0”出出“1”

5、1Y00010010101011001000011001001110ABYCABC 1YABC 1Y=A+B+C&AB&CD1Y 1YABC 1DY=A B + C DABY1有有“0”出出“0”，全全“1”出出“1”有有“1”出出“1”，全全“0”出出“0”&ABY1 1ABY2Y2&ABY1 1ABY3 1ABY4&ABY2ABY1Y2Y3Y4信號(hào)輸入端信號(hào)輸入端控制端控制端控制端為控制端為高電平高電平時(shí)，與門、與非時(shí)，與門、與非門開門門開門控制端為控制端為低電平低電平時(shí)，或門、或非時(shí)，或門、或非門開門門開門Y&1.BA&C101AA

6、Y=AC BC 設(shè)：設(shè)：C=1封鎖封鎖打開打開選通選通A信號(hào)信號(hào)= A = AY&1.BA&C011設(shè)：設(shè)：C=0選通選通B信號(hào)信號(hào)BY=AC BC= B = B T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1E2E3E1BC T5Y R3R5AB CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1“1”(3.6V)4.3V鉗位鉗位2.1V“0”(0.3V)輸入全高輸入全高“1”,輸出為輸出為低低“0”1V0.3V0.3V1V(0.3V)“1”“0”輸入有低輸入有低“0”輸出為輸出為高高“1” 流過(guò)流過(guò) E結(jié)的電結(jié)的電流為正向電流流為正向電流5V T5Y R3R5AB

7、 CR4R2R1 T3 T4T2+5V T1VY 5-0.7-0.7 =3.6V00010011101111011001011101011110ABYCY=A B CY&ABCABDE允許疊加干擾允許疊加干擾UOFF0.9UOH01231234 Ui ABUON UON是保證輸出為額是保證輸出為額定低電平時(shí)所對(duì)應(yīng)的定低電平時(shí)所對(duì)應(yīng)的最最小輸入高電平電壓小輸入高電平電壓。DE01231234 Ui 10 低電平，低電平，&Y11R50%50%tpd1tpd22 2p pd d2 2p pd d1 1p pd dttt輸入波形輸入波形ui輸出波形輸出波形uO“1”控制端控制端 DE

8、 T5Y R3R5AB R4R2R1 T3 T4T2+5V T1“0”控制端控制端 DE T5Y R3R5AB R4R2R1 T3 T4T2+5V T11V1V&YEBA邏輯符號(hào)邏輯符號(hào) 0 高阻高阻0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 11 1 1 0ABEY1E0EABY 功能表功能表“1”“0”“0”A1 B1&YCBA T5Y R3AB CR2R1T2+5V T1RLU Y&CBAKA+24VKA220&A1B1C1Y1&A2B2C2Y2&A3B3C3Y3URLY“1”“0”“0”“0”“0”Y&CBAKA+24VKA220

9、&A1B1C1Y1&A2B2C2Y2&A3B3C3Y3URLY“1”“0”“0”“1”0&AY+UCC 1AY&AY 1AYAAAA100011AAAAAAAAAA 01AAAAABBAABBACBABCAAA)()(CBACBA )()(CBACBACABACBA)()()()(CABACBA)()(CABABCBCAA)(BCBCA)(1BCAA+1=1 A A=A.110011111100BABABABA列狀態(tài)表證明：列狀態(tài)表證明：AB0001101111100100ABBABABABA0000證明證明：BAAABA)(A+AB = ABAABAB

10、AAABBAA)(BABAA （3）（4）ABABA)(ABAAB)(（5）（6）下面舉例說(shuō)明這四種表示方法。下面舉例說(shuō)明這四種表示方法。 設(shè)：開關(guān)閉合其狀態(tài)為設(shè)：開關(guān)閉合其狀態(tài)為“1”，斷開為，斷開為“0”燈亮狀態(tài)為燈亮狀態(tài)為“1”，燈滅為，燈滅為“0” 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1取取 Y=“1”( 或或Y=“0” ) 列邏輯式列邏輯式取取 Y = “1”(1)由邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式由邏輯狀態(tài)表寫出邏輯式一種組合中，輸入變一種組合中，輸入變量之間是量之間是“與與”關(guān)系，關(guān)系， 0 0 0 0 C 0

11、0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于Y=1，ABCCBACBACBAY 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1YCBA1&111CBAABCCBACBACBAY(2)應(yīng)用應(yīng)用“與非與非”門構(gòu)成門構(gòu)成“或或”門門電路電路(1) 應(yīng)用應(yīng)用“與非與非”門構(gòu)成門構(gòu)成“與與”門電路門電路AY&B&BAY&由邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：由邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：ABABY由邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：由邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：BABABAY&YAYB

12、A&AY 由邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：由邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：BABABAY例例1：化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)CABCBACBAABCY)()(BBCABBACCAAC A例例2：化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)CBCAABY)(AACBCAABCBACACABABCAABBABAA例例3：化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)CBACBAABCYABCCBACBAABCACBC CBCBA)(CBCBACBABAABCBACBAY例例4：化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)例例5：化簡(jiǎn)化簡(jiǎn)DBCDCBADABABCYDBABCDCBAABCDBCDCBAABDBCDCBAB)(DCBCDABCDBCDAB)(DADBCDCBAABCBCDABCDBBA0101BABABABABCA00100m

13、01 11 101m3m2m4m5m7m6mAB000m01 11 101m3m2m4m5m7m6mCD0001111012m13m15m14m8m9m11m10mABC001001 11 101111 0 0 0 0 C 0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1ABC001001 11 101111ABCCBACBACBAYABC001001 11 101111ABCCABCBABCAY用卡諾圖表示并化簡(jiǎn)。用卡諾圖表示并化簡(jiǎn)。解：解：1.卡諾圖卡諾圖2.合并最小項(xiàng)合并最小項(xiàng)3.寫出最簡(jiǎn)寫出最簡(jiǎn)“與或與或”邏輯式邏輯式畫卡諾圖，圈畫卡諾

14、圖，圈“1”ABC001001 11 101111三個(gè)圈最小項(xiàng)分別為：三個(gè)圈最小項(xiàng)分別為：合并最小項(xiàng)合并最小項(xiàng)ABCCBAABCBCACABABC BCACABABACBCY畫卡諾圖，圈畫卡諾圖，圈“1”00ABC1001 11 101111解：解：CACBYAB0001 11 10CD000111101111DBY CBABCACBACBAY(1)(2)DCBADCBADCBADCBAY解：解：DBAYAB0001 11 10CD000111101DBDBCBAAY111111111確定確定Y = Y2 Y3= A AB B AB.A B.A B.A. .A BBY1.AB&YY3Y

15、2.逐級(jí)遞推逐級(jí)遞推反演律反演律反演律反演律ABY001 100111001=A B.A B.Y = AB AB .AB.BAYA B = AB + A B=A B =1ABY邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)=A BABY001 100100111 (取取 Y=“1”( 或或Y=“0” ) 列邏輯式列邏輯式取取 Y = “1” 0 0 0 0 C Y0 0 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于Y=1，CBACBACBACBAYABCCBACBACBAY BCACBACBACBAABC001001 11 101111 0 0 0 0 C Y0 0

16、 1 10 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1YCBA01100111110&1010BCACBACBACBAY 其其開工為開工為“1”，不開工為，不開工為“0”； G1和和 G2運(yùn)行為運(yùn)行為“1”，不運(yùn)行為，不運(yùn)行為“0”。0111 0 0 1 0 100011 0 11 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 01 1 10 0 0A B C G1 G2ABCCABCBABCA1 GABCCBACBACBA2 GABC001001 11 101111ACBCAB1 G1 0 10 0 1 0 1 0 0 1 1 1

17、 0 0 1 1 01 1 10 0 00111 0 0 1 0A B C G1 G2 100011 0 1ACBCAB1 GACBCAB ABCCBACBACBA2 GABCCBACBACBA2 G ABC00100111101111A BCA BC&G1G2ACBCAB1 GACBCAB ABCCBACBACBA2 G13.6 加法器加法器0 0 0 0 11+10101010不考慮低位不考慮低位來(lái)的進(jìn)位來(lái)的進(jìn)位半加器實(shí)現(xiàn)半加器實(shí)現(xiàn)全加器實(shí)現(xiàn)全加器實(shí)現(xiàn)A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1BABABAS.ABSCABC 輸入輸入-1表示低位來(lái)的進(jìn)位表

18、示低位來(lái)的進(jìn)位AiBiCi-1SiCi1iii1iii1iii1iiiiCBACBACBACBAS1iii1iii1iii1iiiiCBACBACBACBAC1ii1iiiiCACBBA1iiiCBA0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 1 0 0 01 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 11ii1iiiiiCACBBAC1iiiiCBAS&=11CiSi&1BiAiCi-1Si n 位二進(jìn)制代碼有位二進(jìn)制代碼有 2n 種組合，可以表示種組合，可以表示 2n 個(gè)信息。個(gè)信息。編碼器編碼器 0 0 01 0 0I0I1I2I3I5I6I輸

19、入輸入輸輸 出出Y2 Y1 Y0Y2 = I4 + I5 + I6 +I7 = I4 I5 I6 I7.= I4+ I5+ I6+ I7Y1 = I2+I3+I6+I7 = I2 I3 I6 I7. . .= I2 + I3 + I6+ I7Y0 = I1+ I3+ I5+ I7 = I1 I3 I5 I7.= I1 + I3+ I5 + I710000000111I7I6I5I4I3I1I2Y2Y1Y0表示十進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)制數(shù)10個(gè)個(gè)編碼器編碼器 00011101000011110001101100000000111Y3 = I8+I910000000011101101001& 1

20、1 1 1 1 1 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I998983.IIIIY 765476542IIIIIIIIY 763276321IIIIIIIIY 97531975310IIIIIIIIIIY 7I十鍵十鍵84218421碼編碼器的邏輯圖碼編碼器的邏輯圖+5V&Y3&Y2&Y1&Y0I0I1I2I3I4I5I6I7I8I91K 10S001S12S23S34S45S56S67S78S89S9GND 1287654YYIIIII091233CC NYIIIIYU16 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 8 輸輸

21、 入入A B CY0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 0 1 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 1 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0 1 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 1 0 0 01 0 1 0 0 0 0 0 1 0 01 1 0 0 0 0 0 0 0 1 01 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1輸輸 出出Y0=A B CY1=A B CY2=A B CY3=A B CY7=A B CY4=A BCY6=A B CY5=A B CCBA111&Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70 1 11

22、 0 010000000AABBCC0AS2-42-4線譯碼器線譯碼器ABCD0Y1Y2Y時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng) 0 S3Y1AAEBECEDE0AS 2-4線譯碼器線譯碼器ABCD0Y1Y2Y時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng) 0 S3Y1AAEBECEDE00脫離總線脫離總線數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)74LS139型譯碼器型譯碼器(a) 外引線排列圖；外引線排列圖；(b) 邏輯圖邏輯圖(a)GND1Y31Y21Y11Y01A11A01S876543212Y22Y32Y11Y02A12A02S+UCC10916151413121174LS139(b)11111&Y0&Y1&Y2&Y3SA0A1 輸輸 入入 輸輸

23、出出SA0A1Y0110 0 00 0 11 001 101110 Y1Y2Y311101110111011174LS139型譯碼器型譯碼器S = 0時(shí)譯碼器工時(shí)譯碼器工作作輸出低電平有效輸出低電平有效二二 十十進(jìn)進(jìn)制制代代碼碼gfedcba 由七段發(fā)光二極管構(gòu)成由七段發(fā)光二極管構(gòu)成例：例： 共陰極接法共陰極接法a b c d e f g 0 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1低低電電平平時(shí)時(shí)發(fā)發(fā)光光高高電電平平時(shí)時(shí)發(fā)發(fā)光光共陽(yáng)極接法共陽(yáng)極接法abcgdefdgfecbagfedcba共陰極接法共陰極接法abcdefgQ3 Q2Q1Q0agfedcb譯譯碼碼器器二二 十十進(jìn)進(jìn)制制

24、代代碼碼100101111117個(gè)個(gè)4位位gfedcbaQ3 Q2 Q1 Q0a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 10 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 20 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 30 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 40 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 50 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 60 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 71 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 81 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 9BS204A0A1A2A374LS

25、24774LS247+5V來(lái)來(lái)自自計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)器器七段譯碼器和數(shù)碼管的連接圖七段譯碼器和數(shù)碼管的連接圖5107abcdefgRBI BI LTA11A22LT3BI4RBI5A36A07GND8911101213141516+UCC 74LS24774LS247型譯碼型譯碼器的外引線排列圖器的外引線排列圖abcdefgIYD0D1D2D3SA1A0A0A1D0D1D2D3S從從多路多路數(shù)據(jù)中選擇其中所需要的數(shù)據(jù)中選擇其中所需要的一路一路數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)輸出。例：例：四選一數(shù)據(jù)選擇器四選一數(shù)據(jù)選擇器輸輸入入數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)使能端使能端D0D1D2D3WSA1A0控制信號(hào)控制信號(hào)11&1

26、11&1YD0D1D2D3A0A1S100000074LS153型型4選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器11&111&1YD0D1D2D3A0A1S01D0000由控制端決定選由控制端決定選擇哪一路數(shù)據(jù)輸擇哪一路數(shù)據(jù)輸出。出。選中選中D000110074LS153型型4選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器SAADSAADSAADSAADY013012011010 CT74LS153功能表功能表使能使能選選 通通輸出輸出SA0A1Y10000001100110D3D2D1D0 1S A11D31D21D11D01W地地74LS153(雙雙4選選1)2D32D22D12D02WA02SUCC15 14 13 12 11 10 91613245678正正常常工工作作。時(shí)時(shí)禁禁止止選選擇擇；時(shí)時(shí),S,Y,S00111 74LS1531;0012選選通通芯芯片片,SA 。20,122選選