第一章 開關(guān)理論基礎(chǔ)(PPT01)

1、 數(shù)字邏輯數(shù)字邏輯是計(jì)算機(jī)系的一門專業(yè)基是計(jì)算機(jī)系的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。礎(chǔ)課程。 通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉數(shù)字邏輯通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉數(shù)字邏輯電路的基礎(chǔ)理論知識，理解基本數(shù)字邏輯電路的基礎(chǔ)理論知識，理解基本數(shù)字邏輯電路的工作原理，掌握數(shù)字邏輯電路的分電路的工作原理，掌握數(shù)字邏輯電路的分析方法，并初步具備應(yīng)用數(shù)字邏輯電路的析方法，并初步具備應(yīng)用數(shù)字邏輯電路的基本能力，為基本能力，為“計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理”、“微微型機(jī)及其應(yīng)用型機(jī)及其應(yīng)用” 、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的硬件基礎(chǔ)。等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的硬件基礎(chǔ)。本課程性質(zhì)和特點(diǎn)本課程性質(zhì)和特點(diǎn)

2、以典型的數(shù)字邏輯單元電路、功能部件為例，以典型的數(shù)字邏輯單元電路、功能部件為例，掌握與分析數(shù)字邏輯電路有關(guān)的基本概念、基掌握與分析數(shù)字邏輯電路有關(guān)的基本概念、基本理論和基本方法。本理論和基本方法。 重點(diǎn)掌握典型數(shù)字邏輯電路的分析方法、理解重點(diǎn)掌握典型數(shù)字邏輯電路的分析方法、理解簡單數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)方法，逐漸具備對一簡單數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)方法，逐漸具備對一般數(shù)字邏輯電路的分析、綜合能力。般數(shù)字邏輯電路的分析、綜合能力。 對于計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生，數(shù)字邏輯電路部對于計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生，數(shù)字邏輯電路部分的學(xué)習(xí)應(yīng)以應(yīng)用為主要目的，應(yīng)將注意力集分的學(xué)習(xí)應(yīng)以應(yīng)用為主要目的，應(yīng)將注意力集中在數(shù)字邏輯電路

3、的外特性、邏輯功能和典型中在數(shù)字邏輯電路的外特性、邏輯功能和典型應(yīng)用的分析上。應(yīng)用的分析上。本課程的基本要求本課程的基本要求 本課程的重點(diǎn)難點(diǎn)本課程的重點(diǎn)難點(diǎn) 【重點(diǎn)重點(diǎn)】 邏輯代數(shù)與邏輯門；邏輯代數(shù)與邏輯門； 組合邏輯的分析與設(shè)計(jì)；組合邏輯的分析與設(shè)計(jì)； 時(shí)序邏輯的分析與設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯的分析與設(shè)計(jì)?！倦y點(diǎn)】【難點(diǎn)】 邏輯運(yùn)算規(guī)律在邏輯函數(shù)化簡中的靈活邏輯運(yùn)算規(guī)律在邏輯函數(shù)化簡中的靈活應(yīng)用；卡諾圖；應(yīng)用；卡諾圖； 組合邏輯中的編碼與譯碼；數(shù)據(jù)大小比組合邏輯中的編碼與譯碼；數(shù)據(jù)大小比較；較； 時(shí)序邏輯中的觸發(fā)器的工作狀態(tài)及觸發(fā)時(shí)序邏輯中的觸發(fā)器的工作狀態(tài)及觸發(fā)特性分析；移位寄存器應(yīng)用開拓。特性分析

4、；移位寄存器應(yīng)用開拓。 【教【教 材】材】 白中英主編白中英主編 ，數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)， 科學(xué)出版社科學(xué)出版社【參考書】【參考書】 毛法堯毛法堯 歐陽星明歐陽星明 任宏萍主編，任宏萍主編， 數(shù)字邏數(shù)字邏，華中理，華中理工大學(xué)出版社工大學(xué)出版社 或或 毛法堯毛法堯 主編，主編，數(shù)字邏輯數(shù)字邏輯，高等教育出版社，高等教育出版社 康華光主編，康華光主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分），高等，高等教育出版社，教育出版社，2002年版。年版。教材與參考書教材與參考書 期末考試：期末考試：70 考勤和作業(yè)：考勤和作業(yè)：15% 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：15 考勤：每次課點(diǎn)考勤：每次課

5、點(diǎn)1030人。人。 回答問題：正確，加回答問題：正確，加1分；錯(cuò)誤，不扣分。分；錯(cuò)誤，不扣分。 作業(yè)：作業(yè)：作業(yè)不要抄襲。做錯(cuò)不扣分，態(tài)度差要扣作業(yè)不要抄襲。做錯(cuò)不扣分，態(tài)度差要扣分。（作業(yè)應(yīng)抄題目，畫圖必須用鉛筆和直尺。）分。（作業(yè)應(yīng)抄題目，畫圖必須用鉛筆和直尺。）成績計(jì)算成績計(jì)算關(guān)于考試關(guān)于考試 考試內(nèi)容緊扣大綱，不會超過大綱范圍?？荚噧?nèi)容緊扣大綱，不會超過大綱范圍。 平時(shí)講課的重點(diǎn)即為考試重點(diǎn)；部分考試內(nèi)平時(shí)講課的重點(diǎn)即為考試重點(diǎn)；部分考試內(nèi)容為平時(shí)的例題、習(xí)題或略加改變。容為平時(shí)的例題、習(xí)題或略加改變。 本人不會專門進(jìn)行考前輔導(dǎo)，不劃分考試范本人不會專門進(jìn)行考前輔導(dǎo)，不劃分考試范圍，所

6、有講課內(nèi)容即為考試內(nèi)容。圍，所有講課內(nèi)容即為考試內(nèi)容。 考試時(shí)，認(rèn)真讀題，弄清題意，從容作答；考試時(shí)，認(rèn)真讀題，弄清題意，從容作答；盡量不要空題不答。盡量不要空題不答。1-1 數(shù)制與碼制數(shù)制與碼制進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換進(jìn)位計(jì)數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換常用二進(jìn)制編碼常用二進(jìn)制編碼 開關(guān)理論的概念開關(guān)理論的概念開關(guān)理論開關(guān)理論： 是以二進(jìn)制數(shù)為基礎(chǔ)的理論，是以二進(jìn)制數(shù)為基礎(chǔ)的理論，包括以二進(jìn)制數(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)制和碼包括以二進(jìn)制數(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)制和碼制，描述邏輯電路的數(shù)學(xué)工具（邏制，描述邏輯電路的數(shù)學(xué)工具（邏輯代數(shù)）、圖形和符號語言（卡諾輯代數(shù)）、圖形和符號語言（卡諾圖）。圖）。 常用的計(jì)數(shù)制常用的計(jì)

7、數(shù)制 十進(jìn)制十進(jìn)制 二進(jìn)制二進(jìn)制 八進(jìn)制八進(jìn)制 十六進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制計(jì)數(shù)制十進(jìn)制計(jì)數(shù)制【計(jì)數(shù)規(guī)律】逢十進(jìn)一?！緮?shù)的表示】 任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)(S)10，可以表示為： (S)10=kn10n-1+kn-110n-2+.+k1100+k010-1+k-110-2+.+k-m10-m-1 其中，ki：09十個(gè)數(shù)碼中的任意一個(gè) m、n：正整數(shù) 10：十進(jìn)制的基數(shù) 【例1】 (2001.9)102103+0102+0101+1100+910-1二進(jìn)制計(jì)數(shù)制二進(jìn)制計(jì)數(shù)制【計(jì)數(shù)規(guī)律】逢二進(jìn)一?！緮?shù)的表示】 任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)(S)2，可以表示為： (S)2=kn2n-1+kn-12n-2+.+k120+k02

8、-1+k-12-2+.+k-m2-m-1 其中，ki：0，1兩個(gè)數(shù)碼中的任意一個(gè) m、n：正整數(shù) 2：二進(jìn)制的基數(shù) 【例1】 (1101.101)2=l23+122+021+120+12-1+02-2+12-3 八進(jìn)制計(jì)數(shù)制八進(jìn)制計(jì)數(shù)制【計(jì)數(shù)規(guī)律】逢八進(jìn)一。【數(shù)的表示】 任意一個(gè)八進(jìn)制數(shù)(S)8，可以表示為： (S)8=kn8n-1+kn-18n-2+.+k180+k08-1+k-18-2+.+k-m8-m-1 其中，ki：07八個(gè)數(shù)碼中的任意一個(gè) m、n：正整數(shù) 8：八進(jìn)制的基數(shù) 【例1】 (67731)8=681+780+78-1+38-2+18-3 十六進(jìn)制計(jì)數(shù)制十六進(jìn)制計(jì)數(shù)制【計(jì)數(shù)規(guī)律

9、】逢十六進(jìn)一?！緮?shù)的表示】 任意一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)(S)16，可以表示為： (S)16=kn16n-1+kn-116n-2+.+k1160+k016-1+k-116-2+.+k-m16-m-1 其中，ki：09、A、B、C、D、E、F等十六個(gè)數(shù)碼 、字母中的任意一個(gè) m、n：正整數(shù) 16：十六進(jìn)制的基數(shù) 【例1】 (8AE6)16=8163+A162+E161+3160 不同計(jì)數(shù)制間轉(zhuǎn)換不同計(jì)數(shù)制間轉(zhuǎn)換 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制 簡稱：簡稱：（10 2，8，16） 二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 簡稱：簡稱：

10、（ 2，8，16 10 ） 二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換 簡稱：簡稱：（ 2 8，16）（10 2，8，16）轉(zhuǎn)換類別轉(zhuǎn)換規(guī)則整數(shù)部分102除2取余倒排108除8取余倒排1016除16取余倒排小數(shù)部分102乘2取整順排108乘8取整順排1016乘16取整順排整數(shù)整數(shù)102 舉例舉例【例5】 （725）10=（ ？）2 解 （725）10=（1011010101）2 小數(shù)小數(shù)102 舉例舉例【例6】 (0.7875)10（ ？）2 解 (0.7875)l0 = (0.110010011)2 故有 (725.7875)l0 = (1011010101.110

11、010011)2 【轉(zhuǎn)換規(guī)則】 可按權(quán)相加權(quán)相加的方法進(jìn)行?！纠?】 (101.01)2122+021+120+02-1+12-2(5.25)10 (167)8=182+681+780=64+48+7=(119)10 (1C4)16=1162+C161+4160=256+192+4=(452)10 【自己做做看】 (1111101.01001111)2( ？ )10 (0.42)8=( ？ )10 (0.68)16=( ？ )10（ 2，8，16 10 ）（ 2 8，16 ）類別轉(zhuǎn)換規(guī)則28從小數(shù)點(diǎn)開始，分別向左右展開，每三位二進(jìn)制作為一位八進(jìn)制；216從小數(shù)點(diǎn)開始，分別向左右展開，每四位二進(jìn)

12、制作為一位十六進(jìn)制；【例9】 (67.731)8(110111.111011001)2 (3AB4)16(0011101010110100)2 想一想，再回答想一想，再回答【答】 人們習(xí)慣的是十進(jìn)制數(shù)，計(jì)算機(jī)采用的是二進(jìn)制數(shù)，人們書寫時(shí)又多采用八進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)，因此，必然產(chǎn)生各種進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換問題?！敬稹坑冒诉M(jìn)制或十六進(jìn)制書寫要比用二進(jìn)制書寫簡短，而且八進(jìn)制或十六進(jìn)制表示的數(shù)據(jù)信息很容易轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制表示。這就是普遍使用八進(jìn)制或十六進(jìn)制的原因。 為什么要進(jìn)行轉(zhuǎn)換？ 采用八進(jìn)制與十六進(jìn)制有什么優(yōu)點(diǎn)？二進(jìn)制編碼二進(jìn)制編碼n 幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語n 二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼n 二十進(jìn)制碼（二十進(jìn)制碼（

13、BCD碼）碼）幾個(gè)術(shù)語幾個(gè)術(shù)語 數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)： 對數(shù)字信號進(jìn)行加工、傳輸和存儲的實(shí)體。對數(shù)字信號進(jìn)行加工、傳輸和存儲的實(shí)體。 數(shù)碼數(shù)碼： 代表一個(gè)確切的數(shù)字，如二進(jìn)制數(shù)，八進(jìn)制數(shù)等。代表一個(gè)確切的數(shù)字，如二進(jìn)制數(shù)，八進(jìn)制數(shù)等。 代碼代碼： 特定的二進(jìn)制數(shù)碼組，是不同信號的代號，不一特定的二進(jìn)制數(shù)碼組，是不同信號的代號，不一 定有數(shù)的意義。定有數(shù)的意義。 編碼編碼： n位二進(jìn)制數(shù)可以組合成位二進(jìn)制數(shù)可以組合成2n個(gè)不同的信息，給每個(gè)不同的信息，給每 個(gè)信息規(guī)定一個(gè)具體碼組，這種過程叫編碼。個(gè)信息規(guī)定一個(gè)具體碼組，這種過程叫編碼。 數(shù)字系統(tǒng)中常用的編碼有兩類，一類是二進(jìn)制編數(shù)字系統(tǒng)中常用的編碼

14、有兩類，一類是二進(jìn)制編碼，另一類是二十進(jìn)制編碼。碼，另一類是二十進(jìn)制編碼。 二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼 自然碼自然碼：有權(quán)碼，每位代碼都有固定權(quán)值，結(jié)構(gòu)形有權(quán)碼，每位代碼都有固定權(quán)值，結(jié)構(gòu)形 式與二進(jìn)制數(shù)完全相同。式與二進(jìn)制數(shù)完全相同。 循環(huán)碼循環(huán)碼：無權(quán)碼，每位代碼無固定權(quán)值，任何相鄰：無權(quán)碼，每位代碼無固定權(quán)值，任何相鄰 的兩個(gè)碼組中，僅有一位代碼不同。的兩個(gè)碼組中，僅有一位代碼不同。 十進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)數(shù)自然二自然二進(jìn)制碼進(jìn)制碼循環(huán)二循環(huán)二進(jìn)制碼進(jìn)制碼十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)自然二自然二進(jìn)制碼進(jìn)制碼循環(huán)二循環(huán)二進(jìn)制碼進(jìn)制碼00000000081000110010001000191001110120010001

15、1101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000BCD碼碼： 用二進(jìn)制代碼對十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，它既具有二用二進(jìn)制代碼對十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，它既具有二進(jìn)制碼的形式進(jìn)制碼的形式(四位二進(jìn)制碼四位二進(jìn)制碼)，又有十進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)，又有十進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)(每每四位二進(jìn)制碼是一位十進(jìn)制數(shù)四位二進(jìn)制碼是一位十進(jìn)制數(shù))?！纠?0】 （1999）10（0001 1001 1001 1001）BCD （0110 1000 0100 0000）BCD=（684

16、0）10BCD碼碼 8421碼：碼： 編碼值與編碼值與ASCII碼字符碼字符0到到9的的低的的低4位碼相同，易于實(shí)位碼相同，易于實(shí) 現(xiàn)人機(jī)聯(lián)系?，F(xiàn)人機(jī)聯(lián)系。 2421碼、碼、5211碼：碼： 共同的特點(diǎn)是：共同的特點(diǎn)是：“對對9的自補(bǔ)的自補(bǔ)”，即將，即將2421碼按位求反碼按位求反， 就能方便地得到其就能方便地得到其“對對9的補(bǔ)數(shù)的補(bǔ)數(shù)”的的2421碼。碼。 余余3碼：碼： 是在是在8421碼的基礎(chǔ)上，把每個(gè)代碼都加碼的基礎(chǔ)上，把每個(gè)代碼都加0011碼而形成碼而形成 的。它的主要優(yōu)點(diǎn)是執(zhí)行十進(jìn)制數(shù)相加時(shí)，能正確地的。它的主要優(yōu)點(diǎn)是執(zhí)行十進(jìn)制數(shù)相加時(shí)，能正確地 產(chǎn)生進(jìn)位信號，而且還給減法運(yùn)算帶來

17、了方便。產(chǎn)生進(jìn)位信號，而且還給減法運(yùn)算帶來了方便。 格雷碼：格雷碼： 循環(huán)碼中的一種，任何兩個(gè)相鄰的代碼只有一個(gè)二進(jìn)循環(huán)碼中的一種，任何兩個(gè)相鄰的代碼只有一個(gè)二進(jìn) 制位的狀態(tài)不同，有利于抗干擾。制位的狀態(tài)不同，有利于抗干擾。常用的常用的BCD碼碼【例】【例】2421碼碼“對對9的自補(bǔ)的自補(bǔ)”：十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)3的的2421碼是碼是0011，3對對9的補(bǔ)數(shù)是：的補(bǔ)數(shù)是： 3 9補(bǔ)補(bǔ)936，而而6的的2421碼是碼是1100，而，而1100正好是正好是0011按位求按位求反。反。表表1.2常用常用BCD碼例子碼例子十進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)8421碼碼2421碼碼5211碼碼余余3碼碼格雷碼格雷碼00000

18、0000000000110000100010001000101000001200100010001101010011300110011010101100010401000100011101110110501011011100010001110601101100101010011010701111101110010101000810001110111010111100910011111111111000100小小 結(jié)結(jié)u 數(shù)字系統(tǒng)使用二狀態(tài)的物理元件，與此相對應(yīng)，采數(shù)字系統(tǒng)使用二狀態(tài)的物理元件，與此相對應(yīng)，采用的計(jì)數(shù)制和編碼制也都以二進(jìn)制為基礎(chǔ)。用的計(jì)數(shù)制和編碼制也都以二進(jìn)制為基礎(chǔ)。u 數(shù)字系統(tǒng)

19、中采用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行存儲、運(yùn)算和傳輸。數(shù)字系統(tǒng)中采用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行存儲、運(yùn)算和傳輸。而人們習(xí)慣于用十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行輸入和輸出，為了適應(yīng)人而人們習(xí)慣于用十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行輸入和輸出，為了適應(yīng)人機(jī)界面轉(zhuǎn)換，廣泛使用各種二十進(jìn)制的機(jī)界面轉(zhuǎn)換，廣泛使用各種二十進(jìn)制的BCD碼。碼。u 理解常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制，掌握它們之間相互轉(zhuǎn)換的理解常用的進(jìn)位計(jì)數(shù)制，掌握它們之間相互轉(zhuǎn)換的方法。方法。u 了解二進(jìn)制編碼的種類。了解二進(jìn)制編碼的種類。 【作業(yè)】：課后【作業(yè)】：課后“習(xí)題與思考題習(xí)題與思考題”中中P26T1、T2、T3 1-2 邏輯函數(shù)邏輯函數(shù)數(shù)字電路的特點(diǎn)及描述工具數(shù)字電路的特點(diǎn)及描述工具 （1）數(shù)字電路是一種開關(guān)電路。

20、）數(shù)字電路是一種開關(guān)電路。 （2）輸入、輸出量是高、低電平，可）輸入、輸出量是高、低電平，可以用二元常量（以用二元常量（0，l）來表示。）來表示。 （3）輸入量和輸出量之間的關(guān)系是一）輸入量和輸出量之間的關(guān)系是一種邏輯上的因果關(guān)系。種邏輯上的因果關(guān)系。 （4）仿效普通函數(shù)的概念，數(shù)字電路）仿效普通函數(shù)的概念，數(shù)字電路可以用邏輯函數(shù)的的數(shù)學(xué)工具來描述?？梢杂眠壿嫼瘮?shù)的的數(shù)學(xué)工具來描述。邏輯函數(shù)的定義邏輯函數(shù)的定義 Ff(Al，A2，An)其中：其中： Al，A2，.，An為輸入邏輯變量，為輸入邏輯變量，取值是取值是0或或l； F為輸出邏輯變量，取值是為輸出邏輯變量，取值是0或或l； F稱為稱為A

21、l，A2，.，An的輸出邏輯的輸出邏輯函數(shù)。函數(shù)。邏輯函數(shù)的幾種表示方法邏輯函數(shù)的幾種表示方法 布爾代數(shù)法布爾代數(shù)法 真值表法真值表法 邏輯圖法邏輯圖法 卡諾圖法卡諾圖法 波形圖法波形圖法 點(diǎn)陣圖法點(diǎn)陣圖法 硬件設(shè)計(jì)語言法硬件設(shè)計(jì)語言法 基本的邏輯運(yùn)算基本的邏輯運(yùn)算 與運(yùn)算（邏輯乘）與運(yùn)算（邏輯乘） 或運(yùn)算（邏輯加）或運(yùn)算（邏輯加） 非運(yùn)算非運(yùn)算 與非運(yùn)算與非運(yùn)算 或非運(yùn)算或非運(yùn)算 與或非運(yùn)算與或非運(yùn)算 異或運(yùn)算異或運(yùn)算 同或運(yùn)算同或運(yùn)算 與運(yùn)算與運(yùn)算【布爾表達(dá)式】【布爾表達(dá)式】 ABF 【功【功能說明】能說明】當(dāng)邏輯變量當(dāng)邏輯變量A、B同時(shí)為同時(shí)為1時(shí)，邏輯函數(shù)時(shí)，邏輯函數(shù)輸出輸出F才為才為

22、1。其他情況下，。其他情況下，F(xiàn)均為均為0。【邏輯圖符】【邏輯圖符】【真值表】【真值表】&FFFAAABBBA BF0 000 101 001 11或運(yùn)算或運(yùn)算【布爾表達(dá)式】【布爾表達(dá)式】 BAF【功【功能說明】能說明】當(dāng)邏輯變量當(dāng)邏輯變量A、B中任何一個(gè)為中任何一個(gè)為1時(shí)，邏輯時(shí)，邏輯函數(shù)輸出函數(shù)輸出F為為1。A、B全為全為0時(shí)，時(shí)，F(xiàn)為為0?！具壿媹D符】【邏輯圖符】【真值表】【真值表】+1FFFAAABBBA BF0 000 111 011 11非運(yùn)算非運(yùn)算【布爾表達(dá)式】【布爾表達(dá)式】 【功【功能說明】能說明】輸出變量是輸入變量的相反狀態(tài)。輸出變量是輸入變量的相反狀態(tài)。 【邏輯圖符】【邏輯

23、圖符】【真值表】【真值表】FAFFFAAA1AF0110與非運(yùn)算與非運(yùn)算【布爾表達(dá)式】【布爾表達(dá)式】 【功【功能說明】能說明】當(dāng)邏輯變量當(dāng)邏輯變量A、B同時(shí)為同時(shí)為1時(shí)，邏輯函數(shù)輸時(shí)，邏輯函數(shù)輸出出F才為才為0。其他情況下，。其他情況下，F(xiàn)均為均為1?！具壿媹D符】【邏輯圖符】【真值表】【真值表】FAB&FFFAAABBBA BF0 010 111 011 10或非運(yùn)算或非運(yùn)算【布爾表達(dá)式】【布爾表達(dá)式】 【功【功能說明】能說明】當(dāng)邏輯變量當(dāng)邏輯變量A、B中任何一個(gè)為中任何一個(gè)為1時(shí)，邏輯時(shí)，邏輯函數(shù)輸出函數(shù)輸出F為為0。A、B全為全為0時(shí)，時(shí)，F(xiàn)為為1?！具壿媹D符】【邏輯圖符】【真值表】【真值

24、表】FAB+1FFFAAABBBA BF0 010 101 001 10與或非運(yùn)算與或非運(yùn)算【布爾表達(dá)式】【布爾表達(dá)式】 【功【功能說明】能說明】當(dāng)輸入變量當(dāng)輸入變量A、B同時(shí)為同時(shí)為1或或C、D同時(shí)為同時(shí)為1時(shí)，輸出時(shí)，輸出F才等于才等于0。 【邏輯圖符】【邏輯圖符】【思考題】【思考題】FABCDA B C DFF1 1FA B C DA B C D+& 你能寫出四你能寫出四變量與或非邏變量與或非邏輯真值表嗎？輯真值表嗎？ 異或運(yùn)算異或運(yùn)算【布爾表達(dá)式】【布爾表達(dá)式】 【功【功能說明】能說明】兩個(gè)輸入變量值不同時(shí)兩個(gè)輸入變量值不同時(shí)F=1。 【邏輯圖符】【邏輯圖符】【真值表】【真值表】FAB

25、FAB=1BAFFBA輸入輸入 輸出輸出A AB BF F0 00 01 11 10 01 10 01 10 01 11 10 0同或運(yùn)算同或運(yùn)算【布爾表達(dá)式】【布爾表達(dá)式】 【功【功能說明】能說明】兩個(gè)輸入變量值相同時(shí)兩個(gè)輸入變量值相同時(shí)F=1。 【邏輯圖符】【邏輯圖符】【真值表】【真值表】輸入輸入 輸出輸出A AB BF F0 00 01 11 10 01 10 01 11 10 00 01 1FABFAB=BAFFBA小小 結(jié)結(jié)在基本邏輯運(yùn)算中，與、或、非三種運(yùn)算在基本邏輯運(yùn)算中，與、或、非三種運(yùn)算是最本質(zhì)的，其他邏輯運(yùn)算是其中兩種或是最本質(zhì)的，其他邏輯運(yùn)算是其中兩種或三種的組合。三種的

26、組合。 “同或同或”實(shí)際上是實(shí)際上是“異或異或”之非，因此，之非，因此，“同或同或”邏輯也叫邏輯也叫“異或非異或非”邏輯，其邏邏輯，其邏輯功能可用輯功能可用“異或異或”門和門和“非非”門來實(shí)現(xiàn)門來實(shí)現(xiàn)，故，故“同或同或”門電路很少用到。門電路很少用到。三態(tài)門有三種輸出狀態(tài)：低阻抗的三態(tài)門有三種輸出狀態(tài)：低阻抗的0、1狀態(tài)、高阻抗?fàn)顟B(tài)。狀態(tài)、高阻抗?fàn)顟B(tài)。 VDDFAFAE1 1G1G2E三態(tài)門電路三態(tài)門電路三態(tài)門邏輯符號三態(tài)門邏輯符號 三態(tài)門真值表三態(tài)門真值表 E AG1 G2F0 01 100 10 011 01 0高阻態(tài)高阻態(tài)1 11 0高阻態(tài)高阻態(tài)當(dāng)當(dāng)E = 0時(shí)，時(shí)， F = A。表示數(shù)

27、據(jù)可以從輸入端傳向輸出端。表示數(shù)據(jù)可以從輸入端傳向輸出端。 當(dāng)當(dāng) E =1時(shí)，無論時(shí)，無論A為何值，上管和下管均為截止，輸出端呈高阻態(tài)。為何值，上管和下管均為截止，輸出端呈高阻態(tài)。輸入端與輸出端被隔離。輸入端與輸出端被隔離。 三態(tài)門通常用于多路數(shù)據(jù)的切換。三態(tài)門通常用于多路數(shù)據(jù)的切換。補(bǔ)充：三態(tài)門補(bǔ)充：三態(tài)門正邏輯與負(fù)邏輯正邏輯與負(fù)邏輯【正邏輯功能【正邏輯功能說明】說明】【真值表】【真值表】門電路的輸入、輸出電壓的高電平門電路的輸入、輸出電壓的高電平定義為邏輯定義為邏輯“1”，低電平定義為邏，低電平定義為邏輯輯“0”。 輸入輸入輸出輸出ABF001101010001F=AB正邏輯與負(fù)邏輯正邏輯

28、與負(fù)邏輯【負(fù)邏輯功能【負(fù)邏輯功能說明】說明】【真值表】【真值表】門電路的輸入、輸出電壓的高電平門電路的輸入、輸出電壓的高電平定義為邏輯定義為邏輯“0”，低電平定義為邏，低電平定義為邏輯輯“1”。 輸入輸入輸出輸出ABF001101011110F=AB負(fù)邏輯負(fù)邏輯：用高電平用高電平 H H 表示邏輯值表示邏輯值“0”，用低電平，用低電平 L L 表示邏輯值表示邏輯值“1”。 問題：正邏輯下的與門問題：正邏輯下的與門 ，在，在負(fù)邏輯下是什么門？負(fù)邏輯下是什么門？A BFL LLL HLH LLH HHABFA BF0 000 101 001 11A BF1 111 010 110 00與門電路與門

29、電路 用電平表示與用電平表示與門的功能。門的功能。 注意：不管是注意：不管是正邏輯還是負(fù)邏正邏輯還是負(fù)邏輯，電平關(guān)系是輯，電平關(guān)系是一樣的。一樣的。 用用正邏輯描正邏輯描述述與門的邏輯與門的邏輯功能，結(jié)果為功能，結(jié)果為與運(yùn)算與運(yùn)算。 用負(fù)用負(fù)邏輯描邏輯描述述“與門與門”的的邏輯功能。結(jié)邏輯功能。結(jié)果為或運(yùn)算。果為或運(yùn)算。結(jié)論：正邏輯下的與門結(jié)論：正邏輯下的與門 ，在，在負(fù)邏輯下卻實(shí)現(xiàn)或邏輯運(yùn)算。負(fù)邏輯下卻實(shí)現(xiàn)或邏輯運(yùn)算。正邏輯與負(fù)邏輯正邏輯與負(fù)邏輯照此分析，可得如下結(jié)論：照此分析，可得如下結(jié)論： 正邏輯下的或門正邏輯下的或門 ，在，在負(fù)邏輯下實(shí)現(xiàn)與運(yùn)算；負(fù)邏輯下實(shí)現(xiàn)與運(yùn)算； 正邏輯下的非門正邏

30、輯下的非門 ，在，在負(fù)邏輯下仍然實(shí)現(xiàn)非運(yùn)算。負(fù)邏輯下仍然實(shí)現(xiàn)非運(yùn)算。 為便于區(qū)分采用何種邏輯，在邏輯符號的輸入端上加一個(gè)小圓圈表為便于區(qū)分采用何種邏輯，在邏輯符號的輸入端上加一個(gè)小圓圈表示負(fù)邏輯下的門電路符號。示負(fù)邏輯下的門電路符號。 常用邏輯門的正邏輯和負(fù)邏輯符號如下：常用邏輯門的正邏輯和負(fù)邏輯符號如下：正邏輯正邏輯負(fù)邏輯負(fù)邏輯1或門或門與門與門與門與門或門或門 1與非門與非門 1或非門或非門 1或非門或非門與非門與非門=1異或門異或門=同或門同或門 TTL （Transistor-Transistor-Logic）門 ： 用晶體管制作。用晶體管制作。 特點(diǎn)：速度快、負(fù)載能力強(qiáng)，特點(diǎn)：速度快

31、、負(fù)載能力強(qiáng)， 功耗較大、集成度低。功耗較大、集成度低。 MOS（Metal-Oxide- Semiconductor）門 ： 用用“金屬氧化物半導(dǎo)體金屬氧化物半導(dǎo)體”絕緣柵場效管制作。絕緣柵場效管制作。 特點(diǎn)：集成度高、功耗低，特點(diǎn)：集成度高、功耗低， 速度較慢、負(fù)載能力較弱。速度較慢、負(fù)載能力較弱。 實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路稱為邏實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路稱為邏輯門。按制作材料分為：輯門。按制作材料分為： 目前，目前，MOS門電路的性能得到極門電路的性能得到極大的提高，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路大的提高，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路一般采用一般采用MOS工藝制造。工藝制造。 TTL門CMOS門超大規(guī)模超大規(guī)模MOS集成電路集成電路邏輯門邏輯門簡單邏輯門電路指或門、與門及非門電路，也稱基本邏輯門。簡單邏輯門電路指或門、與門及非門電路，也稱基本邏輯門。 邏輯門由邏輯門由兩種兩種MOS管構(gòu)成：管構(gòu)成：NMOS管、管、PMOS管。管。GDSGDS截止GDSBN加高電平加低電平+-NMOS管：管：NMOS管的符號 G 柵極 D 漏極 S 源極 BN 襯底 柵極加高電平，漏極與源極間導(dǎo)通，D-S相當(dāng)于接通的開關(guān) 柵極加低電平，漏極與源極間截止，D-S相當(dāng)于斷開的開關(guān) 簡單邏輯門電路簡單邏輯門電路PMO