[高等教育]电路分析第五讲

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1、数字逻辑与数字电路的历史逻辑代数的历史1849年，爱尔兰数学家乔治·布尔(GeorgeBoole)创立布尔代数。20世纪30年代，在贝尔实验室工作的香农(ClaudeShannon)继承了布尔的工作并加以发展和应用。随着电子技术和计算机技术的发展，布尔代数在数字逻辑电路的分析和设计中得到了广泛的应用，统称为逻辑代数。2021/7/201集成电路的历史1947年晶体管发明引起了电子学的一次革命。晶体管由巴丁(John Bardeen)、布雷登(WailterHouser Brattain)和肖克莱(WilliamSchokley)共同发

2、明，该发明促成了计算机、通信等方面的飞速发展。鉴于它的重要价值，这些人共同获得了1956年的诺贝尔物理学奖。1958年，德克萨斯仪器公司的基尔白(ClairKilby)、仙童半导体公司的诺依斯(RobertNoyce)等人研究实现了集成电路。以后集成度越来越高，出现了超大规模集成电路，这是电子学的又一次革命，也是近代科学技术发展的新的标志。2021/7/202集成电路的分类与数字集成电路的特点集成电路分类模拟集成电路，处理的信号是连续的（模拟信号）数字集成电路，处理的信号是离散的（数字信号）数字集成电路分类逻辑集成电路、存储器、各类A

3、SIC数字集成电路特点信息表示形式统一、便于计算机处理可靠性高制造工艺成熟、可以大规模集成2021/7/203数字集成电路的发展集成度SSI（1-10门，逻辑门电路）MSI（10-100门，计数器、移位寄存器器）LSI（100-1000门，小型存储器、8位算术逻辑单元）VLSI（1000-100万门，大型存储器、微处理器）ULSI（超过100万门，可编程逻辑器件、多功能集成电路）摩尔定律集成度每18个月翻一番2021/7/204教科书与参考书教科书：陈光梦，数字逻辑基础，复旦大学出版社参考书：陈光梦等，数字逻辑基础学习指导与教学参考，

4、复旦大学出版社阎石，数字电子技术基础，高教出版社VictorP.Nelsonetc，DigitalLogicCircuitAnalysisandDesign，清华大学出版社JohnM.Yarbrough，数字逻辑应用与设计，机械工业出版社刘宝琴，数字电路与系统，清华大学出版社唐竞新，数字电子技术基础解题指南，清华大学出版社曾繁泰等，VHDL程序设计，清华大学出版社2021/7/205本章要求掌握逻辑代数的基本公式和基本定理掌握逻辑函数的化简方法2021/7/2061.1逻辑代数概述二值逻辑：逻辑关系中的条件和结论只取对立的两个值，例如

5、是和非、对和错、真和假等等。在逻辑代数中，通常用“1”代表“真”，用“0”代表“假”。二值逻辑的“1”与“0”是逻辑概念，仅代表真与假，没有数量大小。在数字逻辑中，有时也用“1”与“0”表示二进制数。这仅仅是一种代码，实际的运算规律还是依照逻辑运算进行。2021/7/207常用二－十进制代码十进制码二进制码（8421码）余三码余三循环码移位码5211码5421码0000000110010000000000000010001010001100000100010001200100101011100011010000103001101100

6、10100111010100114010001110100011110111010050101100011001111110001000601101001110111110100110017011110101111111001100101081000101111101100011011011910011100101010000111111002021/7/208逻辑函数用一个数学表达式来描述一个逻辑关系问题逻辑条件→输入变量（自变量）逻辑结论→输出变量（因变量）2021/7/209逻辑函数的表示方法真值表逻辑函数逻辑图卡诺图硬件描述语

7、言（HDL）以上5种表示方法可以相互转换，各有特定用途2021/7/2010真值表ABY000010100111ABY2021/7/2011逻辑函数：基本逻辑运算与Y=A·B或Y=A+B非Y=AA+BA·B2021/7/2012“与”运算ABY=A·B000010100111ABY2021/7/2013“或”运算ABY=A＋B000011101111ABY2021/7/2014“非”运算AY0110Y=AY2021/7/2015反函数两个逻辑函数互为反函数，是指两个逻辑函数对于输入变量的任意取值，其输出逻辑值都相反。下面真值表中F和G

8、互为反函数。ABF(A,B)G(A,B)00010101100111102021/7/2016复合逻辑运算与非或非异或同或Y=A⊙B2021/7/2017复合逻辑运算的真值表ABA⊙B001101011010101010