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第五章 数字集成电路(基础） 上海大学 自动化系 林小玲 §5.1.1 数字信号与模拟信号 用基本逻辑门组成异或门 三态门应用 TTL集成电路系列型号及性能表 系 列 标准系列 低功耗肖 特基系列 肖特基系列 先进低功耗 肖特基系列 高速系列 先进肖特 基系列 快速系列 低功耗系列 型号举例 7400 74LS00 74S00 74ALS00 74F00 74AS00 74H00 74l00 功耗/门 P(mW) 10 2 19 1 4 10 22 2 传输时延 tpd(ns) 10 10 3 4 3 1.5 6 35 时延功耗积 P tpd(PJ) 100 20 57 4 12 15 132 35 电源电压VCC=5V 逻辑摆幅 3.5V 3.逻辑图 F= ABC+ABC+ABC +ABC 乘积项用与门实现 和项用或门实现 4.波形图 A B F ? C A B ? C A B ? C A B ? C ≥1 A B C F § 5.1.4.5 三态输出门(TSL门) 三态门(TSL门)的输出有三个状态,即: 0,1和高阻,在使用中,由控制端(称使能控制端)来控制电路的输出状态。 三态门 1 Y A EN 1 Y A EN EN=0时，输出高阻 EN=1时， EN=1时，输出高阻 EN=0时， Y A EN Y A EN R4 R1 F Vcc(5V) 1.6kΩ R2 4kΩ 130Ω R3 1kΩ D A B T1 T2 T4 T5 D3 1 1 P EN A B EN F EN 当EN=1时,P=1,二极管截止,电路等效为普通与非门。 2) 当EN=0时,P=0,T4 和T5均截止,输出 高阻态。 总线X 数据A 数据B 1 控制E EN EN 三态门的输出端可以接在一起，构成“总线”，用于计算机系统中。 X A E B X=A X=A X=B X=B 三态门的基本用途为实现用一根导线轮流传输几个不同的数据或控制信号,通常将接受多个门的输出信号的线称为总线。 A1 EN1 F EN 1 A2 EN2 F EN 1 A3 EN3 F EN 1 总线 单向总线结构 例 试利用与非门来组成非门、与门和或门 非门： 与门： 或门： 2010.5.13 习题 5.1.3，5.1.4，5.1.9，5.1.10，5.1.11，5.1.12 §5.1.4.6 逻辑代数的运算公式和规则 ? 公理、定律与常用公式 公理 交换律 结合律 分配律 0-1律 重叠律 互补律 还原律 反演律 0?? 0 = 0 0?? 1 =1 ?? 0 =0 1?? 1 = 1 0?+ 0 = 0 0?+ 1 =1 + 0 =1 1?+ 1 = 1 A?? B = B ?? A A?+ B = B ?+ A (A?? B?)? C = A?? (B?? C) (A+ B?)+ C = A+ (B+ C) 自等律 A?? ( B?+ C ) = A?? B+ A?? C A?+ B ? C =( A?+ B)? (A+ C ) A? 0=0 A+ 1=1 A? 1=A A+ 0=A A? A=0 A+A=1 A? A=A A+ A=A A? B= A+B A+ B=AB A= A 吸收律 消因律 包含律 合并律 A? B+ A? B =A (A+ B) ? (A+ B) =A A+A? B=A+B A ? (A+B)=A A+ A? B =A+B A? (A+ B) =A ? B AB+ A C +BC= AB+ A C (A+B)( A+ C )(B+C)= (A+B)(A +C) 基本运算规则 ? 对偶式： 对于任意一个逻辑函数，做如下处理： 1）若把式中的运算符“.”换成“+”，“+”换成“.”； 2）常量“0”换成“1”，“1”换成“0” 得到新函数式为原函数式F的对偶式F′，也称对偶函数 ? 对偶规则： 如果两个函数式相等，则它们对应的对偶式也相等。即 若 F1 = F2 则F1′= F2′。使公式的数目增加一倍。 ? 求对偶式时运算顺序不