第2章 逻辑门2010修改

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2.3.1 集电极开路逻辑门的概念
集电极开路与非门内部结构与输出端特点
T3饱和导通 时输出低电 平； T3截止时输 出端悬空
普通与非门内部电路结构
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仿真演示：功能演示、普通门与OC门对比演示
OC与非门真值表 A 0 B 0 F Z
0
1
1
0
Z
Z
1
1
0
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集电极开路门，简称OC门。其特点是门电路内部 输出三极管的集电极开路。 使用时，必须外接“上拉电阻RP” ，才能实现正常 逻辑功能。（仿真演示） 上拉电阻RP的作用：把OC门的输出“悬空状态” 对外变成“高电平”，OC门本身的特性并未改变。 OC与非门的逻辑符号 ：
(6) 54LS/ 74LS：低功耗肖特基系列(Low-power Schottky TTL) ；
(7) 54ALS/ 74ALS：高级低功耗肖特基系列 (Advanced Low-power Schottky TTL) ；
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“74LS32”表示的含义：
74/54后的不同字母表示不同的系列，即性能参数值 不同； 字母后的数字表示该系列中的不同型号，即具有 不同的逻辑功能。 如：7400、74S00、74L00、74LS00表示不同的系 列，但具有相同的逻辑功能即都是集成与非门。 又如： 74LS00和74LS08表示同一系列中的不同型 号，即具有不同的逻辑功能，前者为集成与非门，后 者为集成与门。
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2.1.1 与门
实现“与”运算的电路称为与逻辑门，简称与门 。 逻辑与运算可用开关电路中两个开关相串联的例 子来说明
开关 A
开关 B 断开 闭合 断开 闭合
灯F 灭 灭 灭 亮
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功 能 表
断开 断开 闭合 闭合
“与”运算的逻辑表达式为： A B AB F ＝ “与”运算的真值表 :
“非”运算的逻辑表达式为：F “非”运算真值表 : “非”逻辑的运算规律为：
A
一般形式
00 1 0
A A A A 1 A A 0
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非门的逻辑符号:
74LS04（六非门）
例2-5 : 向非门输入图示的波形，求其输出波形F。 解：
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2.2 复合逻辑门
主要内容：
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2.4 集成电路逻辑门
主要内各种TTL系列的特性 CMOS集成逻辑门的概念 集成电路逻辑门的性能参数 计算具体逻辑器件的扇出系数 TTL与CMOS两种集成电路在混合应用时的接口
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2.4.1 概述
把若干个有源器件和无源器件及其连线，按照一 定的功能要求，制作在一块半导体基片上，这样 的产品叫集成电路。 最简单的数字集成电路是集成逻辑门。 集成电路的优点：如体积小、耗电省、重量轻、 可靠性高 数字集成电路的规模一般是根据门的数目来划分 的 ：有SSI ，MSI ，LSI ，VLSI 等。 集成电路逻辑门应用最广的两类： TTL门、 CMOS门。
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例2-2 : 向2输入与门输入图示的波形，求其 输出波形F。 解：
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2.1.2 或门
实现“或”运算的电路称为或逻辑门，简称或门 。 逻辑或运算可用开关电路中两个开关相并联的例 子来说明
真 值 表
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
F A B
0 1 1 1
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“或”运算的逻辑表达式为： F = A+B “或”运算真值表 : “或”逻辑的运算规律为：
第二章
内容提要：
（1）基本逻辑门。
逻辑门
（2）集电极开路门和三态逻辑门。 （3）TTL集成门逻辑功能、外特性和性能参数 。 （4）CMOS集成门的逻辑功能、外特性和性能参数。 （5） TTL 与CMOS集成门的接口方法
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第3次课
一、教学目的
（1） 理解逻辑门的概念
（2）理解基本逻辑运算及复合逻辑运算 （3）掌握基本逻辑门及复合逻辑门的逻辑符号、逻辑表达 式、真值表。 二、教学重点、难点 重点：（1）真值表的含义及写法； （2）各种逻辑门的功能。 难点：逻辑运算的理解。
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74系列3.3V CMOS门电路的基本子系列如下： 74LVC：低压CMOS（Lower-voltage CMOS）。 74ALVC：先进低压CMOS（Advanced Lower-voltage CMOS）。 74HC系列和74C系列的功能和管脚布局与TTL系列相 同。它们可在＋5V电源电压下工作，这使得工作在同一印刷 电路板上的CMOS和TTL集成电路可以共用一组电源，但两 者不能直接连接。 74HCT系列为74HC系列的改进产品，它有和TTL器件 相同的高低电平、逻辑功能和管脚布局，即完全兼容TTL集 成电路，同时又有比TTL集成电路小得多的功耗这一优点。
上述逻辑门的实际产品型号： 74LS02（四-2输入或非门） 74LS27（三-3输入或非门）
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“或非”门真值表 ：
表2-8 “或非”门真值表
A B
F A B
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
0
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2.2.3 异或门
实现“异或”逻辑运算的逻辑电路称为异或门。 异或门的逻辑关系表达式为：
F A B AB AB
），
7400、74LS00、 74LS04、7404
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2.4.3 CMOS集成电路逻辑门
CMOS集成门电路由MOS场效应管构成，它的特点是集成 度高、功耗低，但速度较慢、抗静电能力差。 同TTL门电路一样，CMOS门电路也有74和54两大系列。 74系列5V CMOS门电路的基本子系列如下： 74C：CMOS。 74HC和74HCT：高速CMOS（High-speed CMOS），T 表示和TTL直接兼容。 74AC和74ACT：先进CMOS（Advanced CMOS），它 们提供了比TTL系列更高的速度和更低的功耗。 74AHC和AHCT：先进高速CMOS（Advanced Highspeed CMOS）。
表2-2 “与”运算真值表 A 0 0 B 0 1
F A B
0 0
1
1
0
1
0
1
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“与”逻辑的运算规律为：
一般形式
00 0 0 1 1 0 0 1 1 1
A0 0 A 1 A A A A
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与门的逻辑符号:
与门的实际产品型号：
74LS08（四-2输入与门）、 74LS11 （三-3输入与 门） 、 74LS21 （二-4输入与门）
与非、或非、异或、同或的复合逻辑运算 与非门、或非门的逻辑功能 异或门、同或门的逻辑功能 各种复合逻辑门的真值表及输出波形
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基本逻辑运算的复合叫做复合逻辑运算。而实现 复合逻辑运算的电路叫复合逻辑门。 最常用的复合逻辑门有与非门、或非门、与或非 门和异或门等。
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2.2.1 与非门
一般形式
000 0 1 1 0 1 11 1
A0 A A 1 1 A A A
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或门的逻辑符号:
74LS32（四-2 输入或门）
例2-4 : 向2输入或门输入图示的波形，求其输出波形F。 解：
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2.1.2 非门
实现“非”运算的电路称为非逻辑门，简称非门 。
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第4次课
一、教学目的
（1） 理解集电极开路逻辑门的概念
（2）理解三态逻辑门的概念 （3）掌握集电极开路逻辑门及三态逻辑门的功能与应用 （4）了解集成逻辑门的型号、性能参数 二、教学重点、难点
重点：（1）集电极开路逻辑门的内部构成特点及外部功能
（2）三态逻辑门的功能及应用 难点：OC逻辑门线与功能的理解。 三、教学方法：对两种逻辑门进行功能仿真演示。
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TTL系列速度及功耗的比较:
速度 最快 TTL 系列 功耗 最小 TTL 系列
最慢
74AS 74S 74ALS 74LS 74 74L
最大
74L 74ALS 74LS 74AS 74 74S
54系列与74系列的比较：
系列 54 74 电源电压（V） 4.5 ~ 5.5 4.75 ~ 5.25 环境温度（℃） －55 ~ +125 0 ~ 70
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“与非”门真值表 ：
表2-7 “与非”门真值表 A B F AB 0 0 0 1 1 1
1 1
0 1
1 0
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2.2.2 或非门
“或”运算后再进行“非”运算的复合运算称为 “或非”运算，实现“或非”运算的逻辑电路称 为或非门。 F A B 或非门的逻辑关系表达式为： 或非门的逻辑符号 ：
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同或门真值表 ：
表2-10 A 2变量“同或”门真值表 B
F A B
1 0 0 1
0 0 1 1
0 1 0 1
N个变量的“同或” ：
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2.3 其它逻辑门
主要内容：
集电极开路逻辑门的概念 集电极开路逻辑门的使用方法 集电极开路逻辑门的应用 三态逻辑门的概念及逻辑功能 三态逻辑门电路的应用
异或门的逻辑符号 ：
异或逻辑门的实际产品型号： 74LS86
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“异或”门真值表 ：
表2-9 2输入“异或”门真值表
A 0 0 1 B 0 1 0
F A B
0 1 1
1
1
0
N个变量的“异或” ：
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2.2.3 同或门
“异或”运算之后再进行“非”运算，则称为 “同或”运算。实现“同或”逻辑运算的逻辑电 路称为同或门。 同或门的逻辑关系表达式为： F = A⊙B A B AB AB 同或门的逻辑符号 ：