计算机硬件基础教学课件童世华第3章 计算机的基本数字逻辑电路.ppt

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1、第3章计算机的基本数字逻辑电路计算机的硬件系统是由许许多多的逻辑电路组成的。如算术逻辑单元电路、触发器电路、寄存器电路、存储器电路等等。本章仅对微型计算机中最常见的基本电路部件作一简单介绍。3.1逻辑代数逻辑代数也称为开关代数或布尔代数，和一般代数不同的是：①逻辑代数中变量只有两种可能的数值：0或1。逻辑代数变量的数值并不表示大小，只代表某种物理量的状态。②逻辑代数只有3种基本运算方式方式：“与”运算（逻辑乘），“或”运算（逻辑加）及“取反”运算（逻辑非）。其它逻辑运算均由这三种基本运算构成，如与非运算、或非运算、异或运算、同或运算

2、等。下面我们就来看看这三种基本运算及其运算规则和一般代数有什么区别。3.1.1“与”运算若逻辑变量A，B进行与运算，L表示其运算结果，则其逻辑表达式为：L=AB或L=A∧B或L=A·B其基本运算规则为：0·0=00·1=01·0=01·1=1A·1=AA·0=0A·A=AA·A=03.1.2“或”运算若逻辑变量A，B进行或运算，L表示其运算结果，则其逻辑表达式为：L=A+B或L=A∨B其基本运算规则为：0+0=00+1=11+0=11+1=1A+0=AA+1=1A+A=AA+A=13.1.3“非”运算非运算又称逻辑取反或逻辑反运算。

3、假设一件事物的性质为A，则其经过“非”运算之后，其性质必与A相反，其表达式为：L=A其基本运算规则为：1=00=11=10=0A=A3.1.4逻辑代数的基本运算法则1.交换律：A·B=B·AA+B=B+A2.结合律：（AB）C=A（BC）=ABC（A+B）+C=A+（B+C）=A+B+C3.分配律：A（B+C）=AB+AC（A+B）（C+D）=AC+AD+BC+BD4.吸收律：A+AB=A（1+B）=AA·（A+B）=A·A+AB=A+AB=A（A+B）（A+C）=A·A+AC+BA+BC=A+AC+AB+BC=A+AB+BC=A+

4、BC5.消去律：6.反演律：逻辑代数中的各种逻辑运算均可以通过对各种基本逻辑门的组合实现。“门”是这样的一种电路：它规定各个输入信号之间满足某种逻辑关系时，才有信号输出。很多复杂的逻辑运算都可以通过基本的逻辑运算“与”、“或”、“非”来实现。实现这三种逻辑运算的电路是最基本的三种逻辑门电路：与门电路、或门电路和非门电路。通过组合这三个基本门电路，可实现更复杂的逻辑电路，如与非门电路、或非门电路、异或门电路和同或门电路等，分别用于完成与非、或非、异或和同或等逻辑运算功能。3.2基本逻辑电路与门的逻辑真值表3.2.1与门电路实现逻辑运算

5、“与”的电路称为与门电路。与门电路的逻辑符号如下图所示，其中A、B是输入信号，Y是输出信号。与门电路的逻辑表达式为：Y=A·B。与门电路的逻辑真值表如下表所示。Y=A·BAB&与门的逻辑符号ABY0000101001113.2.2或门电路实现逻辑运算“或”的电路称为或门电路。或门电路的逻辑符号如下图所示，其中A、B是输入信号，Y是输出信号。或门电路的逻辑表达式为：Y=A+B。或门电路的逻辑真值表如下表所示。Y=A+B或门的逻辑符号AB≥1或门的逻辑真值表ABY0000111011113.2.3非门电路实现逻辑运算“非”的电路称为非门

6、电路。非门电路的逻辑符号如下图所示，其中A是输入信号，Y是输出信号。非门电路的逻辑表达式为：Y=A。由于输入和输出总是相反，故非门电路又称为反相器。非门电路的逻辑真值表如下表所示。Y=A非门的逻辑符号A1非门的逻辑真值表AY01103.2.4与非门电路实现逻辑运算“与非”的电路称为与非门电路。与非门电路是与门和非门相结合形成。与非门电路的逻辑符号如下图所示，其中A、B是输入信号，Y是输出信号。与非门电路的逻辑表达式为：Y=。与非门电路的逻辑真值表如下表所示。与非门的逻辑符号Y=AB&ABY001011101110与非门的逻辑真值表3

7、.2.5或非门电路实现逻辑运算“或非”的电路称为或非门电路。或非门电路是或门和非门相结合形成。或非门电路的逻辑符号如下图所示，其中A、B是输入信号，Y是输出信号。或非门电路的逻辑表达式为：Y=。或非门电路的逻辑真值表如下表所示。或非门的逻辑符号Y=AB≥1ABY001010100110或非门的逻辑真值表3.2.6异或门电路实现逻辑运算“异或”的电路称为异或门电路。异或门电路的逻辑符号如下图所示，其中A、B是输入信号，Y是输出信号。异或门电路的逻辑表达式为：Y=。异或门电路的逻辑真值表如下表所示。Y=AB=1异或门的逻辑符号ABY00

8、0011101110异或门的逻辑真值表3.2.7同或门电路实现逻辑运算“同或”的电路称为同或门电路。同或门电路的逻辑符号如下图所示，其中A、B是输入信号，Y是输出信号。同或门电路的逻辑表达式为：Y=A⊙B。同或门电路的逻辑真值表如下表