第6章門電路與組合邏輯電路

1、1電工學(xué)電工學(xué)辦公室：辦公室：10226電話：電話巧玲劉巧玲2第6章 門電路與組合邏輯電路n重點：組合邏輯電路的設(shè)計n難點：邏輯函數(shù)的化簡n（一）門電路（理解）n（二）邏輯代數(shù)（掌握）n（三）組合邏輯電路（掌握）3第6章 門電路與組合邏輯電路1 數(shù)字電路概述數(shù)字電路概述.02 2 門電路門電路.08 3 邏輯代數(shù)邏輯代數(shù).30 4 組合邏輯電路組合邏輯電路.46 4第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路1 數(shù)字電路概述數(shù)字電路概述 ：5第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路實際矩形波實際矩形波6第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門

2、電路與組合邏輯電路7第第6 6章章 門電路與組合邏輯電門電路與組合邏輯電路路脈沖信號的狀態(tài)脈沖信號的狀態(tài)高電平高電平: : 用用 1 1 表示表示低電平低電平: : 用用 0 0 表示表示電位電位 通常稱為通常稱為電平電平8第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路9第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路10第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路2 門電路門電路 ： 開關(guān)開關(guān) 滿足條件的電信號才能通過滿足條件的電信號才能通過 門電路門電路門電路輸入信號與輸出信號存在一定的門電路輸入信號與輸出信號存在一定的 邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系： 用電路做成的開關(guān)用

3、電路做成的開關(guān)門電路輸入和輸出信號都用門電路輸入和輸出信號都用 電平的高低電平的高低 表示表示： 高電平用高電平用“1”“1”表示表示, , 低電平用低電平用“0”“0”表示表示： 高電平用高電平用“0”“0”表示表示, , 低電平用低電平用“1”“1”表示表示11第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路Y1AB = 112第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路113第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路AY 14第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路 0.0 0.0 0.0 0.0 5.0 0.0 5.0 0.0 0.0

4、5.0 5.05.0AuBuYu15第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路（ 0：低電平：低電平 1：高電平：高電平 ）Y AB ABY16第第5 5章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路輸入輸入端端YDAA接地接地DBBR輸出輸出端端 0.0 0.0 0.0 0.0 5.0 5.0 5.0 0.0 5.0 5.0 5.0 5.0AuBuYu17第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路 ABYY = A + B118第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路AY 19第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路20第第6 6章

5、章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路 ABYABY 21第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路DA-12VDBR22第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路 ABYBAY 1 23第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路24第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路分立元件（分立元件（二極管二極管、三極管等三極管等 ）門電路：）門電路：集成門電路：集成門電路：集成門電路分類：集成門電路分類：25第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路26第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路ABY 27第

6、第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路28第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路29第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路21YYY2211BABA 2211BABA 30第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路ABY ABY 31第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路32ABY1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 1ABY2Y233第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路3 邏輯代數(shù)邏輯代數(shù) 0 0 、1 1 不表示數(shù)量大小

7、不表示數(shù)量大小邏輯代數(shù)表示邏輯代數(shù)表示邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系，不是數(shù)量關(guān)系，不是數(shù)量關(guān)系邏輯代數(shù)的邏輯代數(shù)的基本運算基本運算: :與運算與運算 （ 邏輯乘邏輯乘 ） 或運算或運算 （ 邏輯加邏輯加 ）非運算非運算 （ 求求 反反 ） 邏輯代數(shù)：邏輯代數(shù)：邏輯代數(shù)的取值：邏輯代數(shù)的取值：布爾代數(shù)布爾代數(shù)分析邏輯電路的數(shù)學(xué)工具分析邏輯電路的數(shù)學(xué)工具0、 1 邏輯邏輯 0 0、 邏輯邏輯 1 1 0 、1 表示兩種狀態(tài)，表示兩種狀態(tài)，34第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路0 0 = 01 1 = 10 + 0 = 01 + 1 = 10 1 = 01 0 = 00 + 1 = 11

8、+ 0 = 1與與運運算算或或運運算算非非運運算算0 A = 0A 0 = 01 A = AA 1 = AA A = A0 AA0 + A = A A + A = A1 + A = 11 AAAA A + 0 = A A + 1 = 1 1 = 10 = 00 = 11 = 035第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路36第第5 5章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路ABBAA )(AABA BABAA BABAAABAA )(37第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路6.ABABA )(BAAB 1.BBBAABAABABA )(2.ABBA )

9、(BBAA AA A ABAAB 5.38第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路任何一件具體事物的任何一件具體事物的因果關(guān)系因果關(guān)系都可以用都可以用邏輯函數(shù)邏輯函數(shù)來描述來描述邏輯函數(shù)的表示方法邏輯函數(shù)的表示方法邏輯狀態(tài)表邏輯狀態(tài)表 （真值表）（真值表）邏輯表達式邏輯表達式 （邏輯式）（邏輯式）邏輯電路圖邏輯電路圖 （邏輯圖）（邏輯圖）邏輯函數(shù)的各種表示方法可以相互轉(zhuǎn)換邏輯函數(shù)的各種表示方法可以相互轉(zhuǎn)換39第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路字母上字母上沒有非號沒有非號， 如：如： A、B、C輸入變量：輸入變量： A、B、C輸出變量：輸出變量： Y原變量原

10、變量: :反變量反變量: :字母上字母上有非號有非號， 如：如： D用用與與、或或、非非等運算和等運算和括號括號來描述邏輯函數(shù)的表達式來描述邏輯函數(shù)的表達式如：如：DCBAY )(40第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路以表格形式來表示輸入、以表格形式來表示輸入、 輸出變量的邏輯關(guān)系輸出變量的邏輯關(guān)系已知邏輯函數(shù)：已知邏輯函數(shù)： Y = A ( B + C ) ， 邏輯狀態(tài)表如下：邏輯狀態(tài)表如下： 41第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路用與門、或門、非門、與非門、或非門等器件組成的電路已知邏輯函數(shù)：Y = A ( B + C ) ， 邏輯電路圖如下：1

11、 例例42第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路(1) (1) 并項法并項法ABAAB 1 AA例例 試用并項法下列邏輯函數(shù)試用并項法下列邏輯函數(shù)CDBACDBAY 1CDABAACDBAY 2CBCACBAY 3BCDDCBDBCDCBY 443第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路ACDBCDBACDBACDBAY )(1解：解： 2CDABAACDBAY )(3CBACBACBCACBAY 4BCDDCBDBCDCBY CDBCDBACDBA )()( CCBACBACBACBA )()()()( )()(CDDCBDCDCB BDCBDCB )()(

12、44第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路應(yīng)用應(yīng)用)(AABB CBCAABY ( (2) 2) 配項法配項法 例例 CBACABCAAB )1()1(BCACAB CAAB )(AACBCAAB 45第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路 AABA 可消去可消去 AB 項項 )(1ADABDCBAY )(2DCABABDCABABY 應(yīng)用應(yīng)用:( (3) 3) 吸收法吸收法 AB ADAD BCBA)( ABAB )(DCDC AD 例例 46第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路CAABBCCAAB )(EDCEBADCBAY 可消去可

13、消去 ： BC 項項應(yīng)用應(yīng)用:( (4) 4) 消項法消項法 )()()(EDCEBADCBA EBADCBA 例例 47第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路BABAA 將將BA中的因子中的因子A消去消去ACBACBBABCBY 1 2CBACDAAY 應(yīng)用應(yīng)用:( (5) 5) 消因子消因子 )(CBCDAA CBCDA BB 例例 48第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路 ABCCBABCAABC AAA 加入相同項后，加入相同項后， 合并化簡合并化簡 CBABCAABCY 應(yīng)用應(yīng)用:( (6) 6) 加項法加項法 )()( BBACAABC ACB

14、C 加入相同項加入相同項 例例 49第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路4 組合邏輯電路組合邏輯電路 1.1.組合邏輯電路的分析組合邏輯電路的分析分析步驟：分析步驟：化簡邏輯化簡邏輯表達式表達式寫出邏輯寫出邏輯表達式表達式邏輯邏輯電路圖電路圖列出邏輯列出邏輯狀態(tài)表狀態(tài)表分析電路分析電路的功能的功能電路是已知的，分析出該電路實現(xiàn)的邏輯功能電路是已知的，分析出該電路實現(xiàn)的邏輯功能50第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路 例例 分析下面的邏輯電路的功能分析下面的邏輯電路的功能ABB ABA AB ABBABA BABA ABBABA )()(BABBAA AB

15、BABAY (1) 寫出邏輯表達式寫出邏輯表達式51第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路列邏輯狀態(tài)表列邏輯狀態(tài)表輸入端輸入端 A、B 相同，輸出為相同，輸出為 1；否則輸出為；否則輸出為 0BABAY (2) 根據(jù)邏輯表達式根據(jù)邏輯表達式(3) 分析電路的邏輯功能分析電路的邏輯功能比較器比較器加法器加法器輸入端輸入端 A、B 進行進行 2 進制相加，和為進制相加，和為 Y52第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路 BABAY異或門異或門圖形符號圖形符號異或運算異或運算1BA 異或運算的符號異或運算的符號53第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏

16、輯電路按照需要實現(xiàn)的功能，按照需要實現(xiàn)的功能， 設(shè)計邏輯電路設(shè)計邏輯電路綜合的步驟：綜合的步驟：2. 2. 組合邏輯電路的綜合組合邏輯電路的綜合寫出邏輯寫出邏輯表達式表達式進行邏進行邏輯定義輯定義化簡邏輯化簡邏輯表達式表達式設(shè)計邏輯設(shè)計邏輯電路圖電路圖列出邏輯列出邏輯狀態(tài)表狀態(tài)表需要實現(xiàn)需要實現(xiàn)的功能的功能54第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路三個人進行表決，多數(shù)人贊成表決通過，否則不能通過，三個人進行表決，多數(shù)人贊成表決通過，否則不能通過，(1) 進行邏輯定義進行邏輯定義A、B、C 表示表示 “3 個人個人” 1 表示表示 “贊成贊成” “表決通過表決通過” 0 表示表

17、示 “不贊成不贊成” “表決沒有通過表決沒有通過”(2) 列出邏輯狀態(tài)表列出邏輯狀態(tài)表 Y 表示表示 “表決的結(jié)果表決的結(jié)果”試用與非門設(shè)計表決電路。試用與非門設(shè)計表決電路。“原變量原變量”“反變量反變量”55第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路(3) 寫寫 Y 的邏輯表達式的邏輯表達式 取取 Y = 1 的情況寫表達式的情況寫表達式BCACBACABABC+ + + +Y =56第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路ABCCABCBABCAY (4) 邏輯表達式的化簡邏輯表達式的化簡ABCCABCBABCA ABC ABC )()()(ABCCABABC

18、CBAABCBCA （配項法配項法）ABACBC （ 配項配項 ）（ 與或關(guān)系，只能用與或關(guān)系，只能用 “ “與門與門” “” “或門或門” ” 實實現(xiàn)現(xiàn) ）ABACBC ABACBC （ 與非關(guān)系，可用與非關(guān)系，可用 “ “與非門與非門” ” 實現(xiàn)實現(xiàn) ）（摩根律摩根律）57第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路(5) 根據(jù)化簡后的邏輯表達式設(shè)計電路根據(jù)化簡后的邏輯表達式設(shè)計電路BCACABY BYCAABACBC58(2) 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由邏輯代數(shù)運算法則由邏輯代數(shù)運算法則ABABYAY 補充內(nèi)容補充內(nèi)容59由邏輯代數(shù)運算法則：由邏輯代數(shù)運算

19、法則：BABABAY(3)應(yīng)用應(yīng)用與非與非門構(gòu)成門構(gòu)成或或門電路門電路由邏輯代數(shù)運算法則由邏輯代數(shù)運算法則BABABAY60616263ABCCBACBACBAY64解：解：ABCCABCBABCAY將將 用卡諾圖表示并化簡。用卡諾圖表示并化簡。1. 卡諾圖卡諾圖2. 合并最小項合并最小項3. 寫出最簡寫出最簡與或與或邏輯式邏輯式65解：解：三個圈最小項分別為三個圈最小項分別為合并最小項合并最小項ABCCBAABCBCACABABC BCACABABACBCY6600ABC1001 11 101111解：解：CACBYCBABCACBACBAY67 練習(xí)題練習(xí)題1：某一組合邏輯電路如圖所示，試

20、分析其邏輯功能。：某一組合邏輯電路如圖所示，試分析其邏輯功能。 解：解：(1) 由邏輯圖寫邏輯表達式，并化簡由邏輯圖寫邏輯表達式，并化簡 CABCBABCAABCY )(CBAABC )(CBAABC ABCABC 68 (2) 由邏輯式列出邏輯狀態(tài)表由邏輯式列出邏輯狀態(tài)表(3) 分析邏輯功能分析邏輯功能 只當只當A、B、C 全為全為 0 或全為或全為 1 時，輸出時，輸出 Y 才為才為 1，否則為，否則為 0 。故該電路為。故該電路為判一致電路判一致電路，可用于判斷三輸入端的狀態(tài)是否，可用于判斷三輸入端的狀態(tài)是否一致。一致。ABCABCY 69第第6 6章章 門電路與組合邏輯電路門電路與組合邏輯電路練習(xí)題練習(xí)題2 2 有有 3 個輸入變量個輸入變量 A、B、C ，當輸入端當輸入端 有偶數(shù)個有偶數(shù)個 1 時，時，給出指示信號，試用與非門實現(xiàn)。給出指示信號，試用與非門實現(xiàn)。(1) 邏輯定義邏輯定義(2) 列邏輯狀態(tài)表列邏輯狀態(tài)表 Y 表示：表示： “指示信號指示信號”Y = 1 表示：表示： “有偶數(shù)個