电子技术教学课件作者周俊第7章.ppt

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1、第7章数字电路基础与门电路7.1数字电路基本知识7.2分立元件门电路及基本逻辑关系7.3逻辑代数7.4集成逻辑门电路7.5集成逻辑门电路的应用7.1数字电路基本知识7.1.1数字信号与数字电路电了电路所处理的电信号可以分为两大类：一类是在时间和数值上都是连续变化的信号，称为模拟信号，如连续的电流或电压等；另一类是在时间和数值上都是离散的信号，称为数字信号。传送和处理数字信号的电路，称为数字电路。7.1.2数字电路的主要特点数字电路的工作信号是不连续变化的数字信号，所以在数字电路中工作的半导体管多数工作在开关状态，即工作在饱和区和截止区，而放大区只是其过渡状态。下一页返回7.1数字

2、电路基本知识7.1.3数制及码制1.数制数字电路中经常遇到计数问题。在日常生活中，人们习惯于用十进制数，而在数字系统中多采用一进制数，有时也采用八进制数和十六进制数。2.二进制码数字系统中的信息可分为两类，一类是数值，另一类是文字符号(包括控制符)。数值信息的表示方法己如前述。为了表示文字符号信息，往往也采用一定位数的一进制数码来表示，这个特定的一进制码称为代码。建立这种代码与十进制数值、字母、符号的一一对应的关系称为编码。上一页下一页返回7.1数字电路基本知识若所需编码的信息有N项，则需用的一进制数码的位数n应满足以下关系：表7-1为几种常见的码。其中8421BCD码是由四位二

3、进制数的0000(O)~11110(15)十六种组合中前十种组合，即0000(0)~1001(9)，其余六种组合是无效的。十六种组合中选取十种有效组合的不同方式，可以得到其他二-十进制码，如表7-1中的2421码、5421码等。余3码是由8421码加3(0011)得来的，它是一种无权玛。上一页返回7.2分立元件门电路及基本逻辑关系所谓“门”，就是开关。门电路就是开关电路。若把门电路的输入信号看作条件，把输出信号看作结果，输入信号与输出信号之间则存在一定的因果关系，即逻辑关系。所以，门电路也称逻辑门电路。基本门电路有“与门”“或门”“非门”二种。由这二种基本门电路可以组成其他多种复

4、合门电路。门电路是数字电路的基本逻辑单元。在逻辑电路中，用符号“0”和“1”表示两种相互对立的逻辑状态，这单的“0”和“1”并不表示具体数值的大小，只是一种符号，代表变量的状态。如电灯的亮和灭；信号的有和无；电位或电平的高和低等。用“1”表示高电平，“0”表示低电平，称为正逻辑；反之，用“1”表示低电平，用“0”表示高电平，则称为负逻辑。本书均采用正逻辑。下一页返回7.2分立元件门电路及基本逻辑关系7.2.1与门电路及与逻辑关系图7-1中，只有当开关S1与S2同时闭合，灯才亮。即“只有某事情的所有条件都具备时，该事情才会发生”。这种逻辑关系称为与逻辑关系。将逻辑电路所有可能的输入

5、变量和输出变量之间的逻辑关系列成表格，称为逻辑电路的真值表。与门电路的真值表如表7-2所示。用0和1分别表示低电平和高电平，由表可知：当A、B中任何一个输入变量为0时，输出变量Y就为0；只有当输入变量A、B全为1时，输出变量Y才为1。与门的逻辑功能为：有0出0，全1出1。上一页下一页返回7.2分立元件门电路及基本逻辑关系与门的逻辑表达式为：Y=AB。7.2.2或门电路及或逻辑关系图7-2(a)中，只要开关S1或S2有一个闭合，灯就亮。即“只要某事情至少有一个条件具备时，该事情就会发生”。这种逻辑关系称为或逻辑关系。实现或逻辑关系的电路称为或门电路，简称或门。图7-2(a)就是一个

6、符合或逻辑关系的电路。图中A、B是输入端，Y是输出端。由图7-2(b)可以看出，当输入A、B中只要有一个输入高电平3V时，相应的一个一极管导通，Y输出就为高电平3V；只有当A、B输入都为低电平0V时，两个一极管才同时导通，Y输出为低电平0V。可见，它符合或逻辑关系。其真值表如表7-3所示。上一页下一页返回7.2分立元件门电路及基本逻辑关系由表可知：只要输入变量A、B中有一个或一个以上为1时，输出变量Y就为1；只有输入变量A、B全为0时，输出变量Y才为0。或门的逻辑功能为：有1出1，全0出0。或门的逻辑表达式为:Y=A+B。7.2.3非门电路及非逻辑关系图7-3(a)中，灯亮的条件

7、是开关S断开，S闭合灯就不亮。即“某事情的发生取决于某个条件的否定。”这种逻辑关系称为非逻辑关系。实现非逻辑关系的电路称为非门电路，简称非门。其电路图及逻辑符号见图7-3。上一页下一页返回7.2分立元件门电路及基本逻辑关系非门的真值表如表7-4所示。由表7-4可知：输入A为0时，输出Y为1；输入A为1时，输出Y为0。非门的逻辑功能为：入0出1，入1出0。非门的逻辑表达式为：上一页返回7.3逻辑代数7.3.1逻辑代数基础1.基本定律和恒等式根据逻辑加、乘、非二种基本运算法则，可推导