北邮社《电工与电子技术》教学课件-NO10.pptVIP

电工与电子技术 单元十 门电路及组合逻辑电路 学习目标 掌握基本逻辑门与、或、非以及由它们构成复合逻辑门的逻辑功能和图形符号。 理解逻辑代数的基本运算法则并能够对逻辑函数表达式进行化简。 掌握组合逻辑电路的设计步骤和设计方法。 了解优先编码器、显示译码器和LED数字显示器的工作原理。 单元十 门电路及组合逻辑电路 课程导入 电子线路中的信号可以分成模拟信号和数字信号两大类。在交流放大器和直流放大器中，电信号是随时间连续变化的模拟信号，处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。另一类电信号是在时间和数值上都不连续的离散信号，这种信号称为数字信号。处理数字信号的电路称为数字电路。数字电路的输出信号与输入信号之间都有一定的逻辑关系，所以也把数字电路称为逻辑电路。 单元十 门电路及组合逻辑电路 模拟信号和数字信号 单元十 门电路及组合逻辑电路 基本门电路 一、 （一）与门电路 1.与逻辑关系 当决定某一事件的各个条件全部满足时，这一事件才会发生，这样的因果关系称为与逻辑关系。通常用大写字母F表示事件的结果，用A、B、C等表示条件；用1表示条件成立和结果产生，用0表示条件不成立和结果不产生。 单元十 门电路及组合逻辑电路 2.与门逻辑电路 与逻辑和与门 单元十 门电路及组合逻辑电路 与门控制信号的传送 单元十 门电路及组合逻辑电路 （二）或门电路 1.或逻辑关系 当决定某一事件的各个条件中，只要具备一个或一个以上的条件，这一事件就会发生，这样的因果关系称为或逻辑关系。 单元十 门电路及组合逻辑电路 2.或门逻辑电路 实现或逻辑关系的电路称为或门电路，简称或门。图（b）是由二极管组成的或门电路，只要输入端A、B中有高电平，输出F就是高电平，只有A、B同时为低电平时，F才是低电平。显然输出 F与A、B直接呈现或逻辑关系，或逻辑表达式为 F=A+B 或逻辑和或门 单元十 门电路及组合逻辑电路 （三）非门电路 1.非逻辑关系 在电路中，只有在开关A不闭合时，灯F才会亮。而在开关A闭合时，灯F则不会亮，即结果的发生与条件处于相反的状态，符合这一规律的逻辑关系称为非逻辑关系。 单元十 门电路及组合逻辑电路 2.非门逻辑电路 非逻辑控制电路和逻辑非门 实现非逻辑关系的电子电路称为非门电路，简称非门。图（b）是三极管开关电路，当输入为高电平时，输出为低电平；当输入为低电平时，输出为高电平，所以输出与输入呈现非逻辑关系。非门也称反相器，逻辑表达式为 单元十 门电路及组合逻辑电路 复合门 单元十 门电路及组合逻辑电路 组合逻辑电路的分析与设计 二、 （一）逻辑代数 1.逻辑代数运算的基本公式 （1）交换律。 （2）结合律。 （3）分配律。 （4）吸收律。 （5）反演律（摩根定律）。 单元十 门电路及组合逻辑电路 2.逻辑函数的化简 某种逻辑关系是通过与、或、非等逻辑运算符把各个变量联系起来，构成了一个逻辑函数式。对于逻辑电路的分析，逻辑函数表达式越简单，越有利于逻辑功能的分析；而对于逻辑电路的设计，逻辑函数表达式越简单，画出它所对应的逻辑电路图也越简单，这就是对逻辑函数进行化简的目的。 单元十 门电路及组合逻辑电路 （4）配项法。 （3）消去法。 （2）吸收法。 （1）并项法。 单元十 门电路及组合逻辑电路 （二）组合逻辑电路的分析 （1）由已知的逻辑图写出逻辑式。 （2）将逻辑式化简。 （3）列出真值表。 （4）根据真值表和表达式确定其逻辑功能。 单元十 门电路及组合逻辑电路 （三）组合逻辑电路的设计 （4）由化简后的逻 辑式画出逻辑图。 （3）将逻辑式 化简。 （2）由真值表写出 逻辑式。 （1）根据逻辑功能列出 真值表。 单元十 门电路及组合逻辑电路 编码器 三、 在数字电路中，将信息变换成二进制代码的过程，称为编码。实现编码功能的组合逻辑电路称为编码器。例如，计算机键盘就是由编码器组成的，每按下一个键，编码器就将该按键的含义（控制信息）转换成一个计算机能够识别的二进制数，用它去控制机器的运行。 单元十 门电路及组合逻辑电路 8421编码器逻辑图 单元十 门电路及组合逻辑电路 译码器 四、 如果译码器输入的信号是两位二进制数，它就有四种组合，对应着四种信息，即00、01、10、11，也就是说它有两个逻辑变量，共有四种输出状态。变换成信息时，就需要译码器有2根输入线和4根输出线。通过4根输出线的输出电平来表示二进制代码。例如，当第一根输出线为0、其余为1时表示00，当第二根输出线