4逻辑门电路

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基本逻辑门电路

基本逻辑门电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第一节基本逻辑门电路1.1 门电路的概念：实现基本和常用逻辑运算的电子电路，叫逻辑门电路。

实现与运算的叫与门，实现或运算的叫或门，实现非运算的叫非门，也叫做反相器，等等（用逻辑1表示高电平；用逻辑0表示低电平）11.2 与门：逻辑表达式F＝A B即只有当输入端A和B均为1时,输出端Y才为1,不然Y为0.与门的常用芯片型号有:74LS08,74LS09等.11.3 或门：逻辑表达式F＝A+ B即当输入端A和B有一个为1时,输出端Y即为1,所以输入端A和B均为0时,Y才会为O.或门的常用芯片型号有:74LS32等.11.4．非门逻辑表达式F=A即输出端总是与输入端相反.非门的常用芯片型号有:74LS04,74LS05,74LS06,74LS14等.11.5．与非门逻辑表达式 F=AB即只有当所有输入端A 和B 均为1时,输出端Y 才为0,不然Y 为1.与非门的常用芯片型号有:74LS00,74LS03,74S31,74LS132等.11.6．或非门：逻辑表达式 F=A+B即只要输入端A 和B 中有一个为1时,输出端Y 即为0.所以输入端A 和B 均为0时,Y 才会为1.或非门常见的芯片型号有:74LS02等.11.7．同或门: 逻辑表达式F=A B+A BA F B11.8.异或门：逻辑表达式F=A B+A B=AF B11.9.与或非门：逻辑表逻辑表达式F=AB+CD AB C F D11.10.RS 触发器：电路结构把两个与非门G1、G2的输入、输出端交叉连接，即可构成基本RS 触发器，其逻辑电路如图7.2.1.(a)所示。

它有两个输入端R 、S 和两个输出端Q 、Q 。

工作原理 :基本RS 触发器的逻辑方程为：根据上述两个式子得到它的四种输入与输出的关系:1.当R=1、S=0时，则Q=0,Q=1,触发器置1。

第4章组合逻辑电路

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4.3 编码器
主要内容：
编码器的概念由门电路构成的三位二进制编码器由门电路构成的二-十进制编码器优先编码器的概念典型的编码器集成电路74LS148及74LS147
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4.3.1 编码器的概念
在数字电路中，通常将具有特定含义的信息（数字或符号）编成相应的若干位二进制代码的过程，称为编码。实现编码功能的电路称为编码器。编码器功能框图如下图所示。
A B C D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
F 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1
30
根据上述各表达式可直接画出3位二进制编码器的逻辑电路图如图所示。
31
2．优先编码器
优先编码器事先对输入端进行优先级别排序，在任何时刻仅对优先级别高的输入端信号响应，优先级别低的输入端信号则不响应。如图所示是8-3线优先编码器74LS148的逻辑符号和引脚图。功能表见表4－10（P86）。
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4.2.2组合逻辑电路的设计举例
1．用与非门设计组合逻辑电路例4-4 用与非门设计一个三变量“多数表决电路”。解：（1）进行逻辑抽象，建立真值表：用A、B、C表示参加表决的输入变量，“1”代表赞成，“0”代表反对，用F表示表决结果，“1”代表多数赞成，“0”代表多数反对。根据题意，列真值表。
15
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2．用或非门设计组合逻辑电路
例4-6 用或非门设计例4-5(见课本)的逻辑电路。 F(A,B,C,D)=∑m(3,7,11,13,15)

逻辑门电路

逻辑门电路1.1 晶体管的开关特性及应用在数字电路中，晶体管大多工作在开关状态，所以是一种无触点的电子开关。

通常的电子开关按其用途，可分为模拟开关和数字开关（又称逻辑开关）两大类。

对它们的要求也有所不同：模拟开关应具备断开和接通时，流过的电流或两端的电压为零，两种状态转换的时间为零；而对数字开关则要求器件有两种可以区分的工作状态，同时输出能明确地用逻辑0或1来表示。

1.1.1 晶体二极管的开关特性及应用1. 晶体二极管的开关特性图1－1是硅二极管的符号和伏安特性曲线。

由伏安特性可知：(1) 二极管端电压小于0.5V作为二极管的截止条件。

一旦截止，即可近似认为电流等于0，相当于开关断开，这就是二极管截止时的特点。

(2）二极管正向电压大于0.5V作为二极管的导通条件。

一旦导通，即可将二极管认为是具有0.7V压降的闭合开关，这就是二极管导通时的特点。

2. 二极管开关特性的应用利用二极管开关特性可以构成限幅器和钳位器。

(1) 二极管限幅器。

限幅器是一种波形变换或整形电路。

当输入信号在一定范围内变化时，输出电压跟随输入电压相应变化，完成信号的传输；而当输入电压超过这一范围时，其超过的部分被削去，输出电压保持不变，实现限幅作用，由于限幅器能将一定范围以外的输入波形削去，所以限幅器又称削波器。

(2) 二极管钳位器。

二极管钳位器是利用二极管的开关特性，将输入波形的顶部或底部钳定在某一选定的电平上的电路。

这种错位作用又称为波形钳位，在脉冲技术中经常用到。

1.1.2 晶体三级管的开关特性及应用 1. 晶体三极管的开关特性如图1－6所示为NPN 型三极管的电路和特性曲线。

图中直流负载线和三极管输出特性曲线的交点称为静态工作点，用Q 表示。

工作点的位置由基极电流iB 决定。

由于工作点的位置不同，三极管有3种不同的工作状态，或称为3个工作区域。

（1）0,0≈≈i i C B 的区域称为截止区，如图中的Q1点。

在截止区，三极管的集电极C 和发射极e 之间近似为开路，相当于开关断开一样，故有u u CCCE≈。

四输入与门的工作原理

四输入与门的工作原理
四输入与门是一种逻辑门电路，用于实现布尔代数中的与运算。

该门接受四个输入信号，只有当这四个输入信号同时为高电平时，输出信号才为高电平，否则输出信号为低电平。

其工作原理如下：
1. 外部输入信号通过输入端进入四输入与门电路。

2. 输入端的电压经过输入缓冲器进行放大和提供稳定的输入电平。

3. 输入信号经过逻辑门内部的四个与门电路。

4. 四个与门电路将四个输入信号进行逻辑与运算。

5. 若四个输入信号同时为高电平，那么输出端的电压为高电平；若四个输入信号中有任何一个为低电平，那么输出端的电压为低电平。

6. 输出信号经过输出缓冲器放大，并输出给后续电路或装置。

四输入与门的真值表可以表示为：
A B C D Y
0 0 0 0 0
0 0 0 1 0
0 0 1 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 0 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 0
0 1 1 1 0
1 0 0 0 0
1 0 0 1 0
1 0 1 0 0
1 0 1 1 0
1 1 0 0 0
1 1 0 1 0
1 1 1 0 0
1 1 1 1 1
其中，A、B、C、D分别为四个输入信号，Y为输出信号。

只有当所有输入信号为1时，输出信号才为1；否则输出信号为0。

实验4基本逻辑门电路参数测试

实验4基本逻辑门电路参数测试（学生用指导书）实验项目名称：基本逻辑门电路参数测试实验学时：2实验要求：必做实验类型：操作型要求：通过对74LS20芯片的低电平输出电源电流I CCL、高电平输出电源电流I CCH、低电平输入电流I iL、高电平输入电流I iH等电参数的测量，掌握主要参数的测试方法；掌握TTL 器件的使用规则；熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法。

重点：逻辑门电路参数测试方法。

难点：直流数字电压表、直流毫安表等工具的使用；元件参数测量。

一、实验目的1、掌握TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法；2、掌握TTL器件的使用规则；3、进一步熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法。

二、实验原理本实验采用四输入双与非门74LS20，即在一块集成块内含有两个互相独立的与非门，每个与非门有四个输入端。

其逻辑框图、符号及引脚排列如图4.1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列图 (a)、(b)、(c)所示。

(b)74LS20逻辑符号（a）74LS20逻辑框图(c) 74LS20引脚排列图4.1 74LS20逻辑框图、逻辑符号及引脚排列图1、与非门的逻辑功能与非门的逻辑功能是：当输入端中有一个或一个以上是低电平时，输出端为高电平；只有当输入端全部为高电平时，输出端才是低电平（即有“0”得“1”，全“1”得“0”。

）其逻辑表达式为:2、TTL与非门的主要参数(1)低电平输出电源电流I CCL和高电平输出电源电流I CCH与非门处于不同的工作状态，电源提供的电流是不同的。

I CCL是指所有输入端悬空，输出端空载时，电源提供器件的电流。

I CCH是指输出端空截，每个门各有一个以上的输入端接地，其余输入端悬空，电源提供给器件的电流。

通常I CCL＞I CCH，它们的大小标志着器件静态功耗的大小。

器件的最大功耗为P CCL＝V CC*I CCL。

手册中提供的电源电流和功耗值是指整个器件总的电源电流和总的功耗。

深入详解逻辑门电路

输入端悬空时，VCC通过R1加在 T1集电结、T2、T5发射结上，使T2、T5 导通，输出低电平。故相当于输入端接高电平。 ★
R1 4kΩ
VCC VB1=2.1V
T1
be2
be5
28
二、输出特性（输出电压随负载电流的变化情况）
1.高电平输出特性输出高电平时，T4导通，T5截止,
R2
VCC R4
b1 c1 T1

T3
T2
R5

T4

+5V F
F ABC

R3
输入级倒相级
T5
输出级15
R1 3k b1
R2 750
c2
V3
V1 c1
V2
A B C
e1 e2 e3
R3
R4 3k
360
UCC＝＋5 V R5 100
V4 F
V5 UO
UCC
R1 b
e1e2e3 c ABC
UCC
A e1 VD1 B e2 VD2 C e3 VD3
2.1.4 半导体三极管的开关特性
1. 三极管开关电路
VCC
RB + vI iB -
Rc iC +
vO
-
③vI继续增加，RC上的压降也随之增大，vCE下降，当vCE↓≈0时，三极管处于深度饱和状态， vO≈0，为低电平。
注：当VCE=VBE时，三极管为临界饱和导通；
集电极临界饱和导通电流 ICS≈VCC/RC 基极临界饱和导通电流 IBS=ICS/β=VCC/ (β RC)
★
负号表示输入电流流出门.
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2.vI=VIH=3.6V时
VIH=3.6V IIH=?

逻辑门电路工作原理

逻辑门电路工作原理
逻辑门电路是数字电子电路中的基本元件，用于进行逻辑运算和控制。

逻辑门电路主要由晶体管和其他电子元件组成，在输入端和输出端之间传输电信号进行逻辑计算。

逻辑门电路根据其功能可以分为与门、或门、非门、与非门、或非门等。

与门的原理是当所有输入端同时为高电平（1）时，输出端才
为高电平；否则输出端为低电平（0）。

或门的原理是当任意一个输入端为高电平时，输出端就为高电平；只有当所有输入端都为低电平时，输出端才为低电平。

与非门的原理是与门的输出端的电平进行取反操作，即当所有输入端同时为高电平时，输出端为低电平；否则输出端为高电平。

或非门的原理是或门的输出端的电平进行取反操作，即当任意一个输入端为高电平时，输出端为低电平；只有当所有输入端都为低电平时，输出端才为低电平。

逻辑门电路通过输入信号的组合来进行逻辑计算，并将计算结果通过输出端输出。

逻辑门电路可以根据需要进行组合和级联，实现更复杂的逻辑功能，如加法器、计数器等。

总之，逻辑门电路通过控制和组合输入信号，实现逻辑计算和控制的功能，是数字电子电路中重要的基本元件。

数字电路第四章组合逻辑电路

(3)逻辑表达式：
Y A B C A B C A B C ABC A B CB C A B CB C ABC R AB BC AC AB BC AC

（4）画出电路（见仿真）
2、下图所示是具有两个输入X、Y和三个输出Z1、Z2、 Z3的组合电路。写出当X>Y时Z1 ＝1；X=Y时 Z2 ＝1；当X<Y时Z3 ＝1，写出电路的真值表，求出输出方程。解：A、列真值表： B、写出函数表达式：
可在K图中直接圈1化简得最简与或式。再对最简与或式两次求反进行变换。 A C A B C B C
n 1 n n n n n n
B n Cn A n Cn A n B n B n C n A n Cn A n B n
C、画出逻辑电路：
4、设计一组合电路，当接收的4位二进制数能被4整除时，使输出为1。 A 、列真值表：数N＝8A+4B+2C+D 注：0可被任何数整除 B、写逻辑函数式：画出F的K图
3、优先编码器
优先编码器常用于优先中断系统和键盘编码。与普通编码器不同，优先编码器允许多个输入信号同时有效，但它只按其中优先级别最高的有效输入信号编码，对级别较低的输入信号不予理睬。
常用的MSI优先编码器有10线—4线(如74LS147)、
8线—3线(如74LS148)。
Cn 1 Cn 1 Bn Cn A n Cn A n Bn
2)、用异或门实现Dn：
An Bn C n An Bn C n An Bn C n
3)、用与非门实现 Cn+1：
Dn An Bn C n An Bn C n An BnC n An BnC n

第4章 (第四讲) 逻辑门电路(1)机械

2.2.4 TTL与非门电路 TTL与非门电路（1）电路
（2）工作原理
(a)ABC全为高电平： (a)ABC全为高电平： T1的多个发射极并联作集电极用，即T1倒置运用。 νB1＝2.1V，T2、T3饱和，νC2＝0.9V，T4截止，L 为低电平。即当A＝B＝C＝1时，L＝0。 (b) ABC至少有一个低电平： ABC至少有一个低电平： T1至少有一个发射极正向导通，νB1＝0.9V，T1因ｉC1＝ICBO2而处于深饱和运用状态，T2、T3截止， T4导通(放大状态)，L为高电平。即当ABC至少有一个0时，L＝1。
说明： (1)截止区（AB段）：νI很小时，T1处于深饱和运用状态，VCES1 (1)截止区（AB段）：＝0.1V。T2、T5截止，T4导通(放大状态)，Vo＝5－1.4＝3.6（V）。 (2)线性区（BC段）：当νI增加到νB2＝0.6V时，T2开始导通。但T2 (2)线性区（BC段）：的导通必须要求ｉC1反向，即ｉC1必须经过0点，也即VCE1＝0V这一点。这也就是说T2开始导通时，νI＝0.6V。此时，T5仍然截止， T4继续保持放大状态。电路表现出线性特征。νI继续增加，到 νB1>1.3V时，T1进入发射结和集电结都处于正偏置而同时导通的特殊运用状态。随着νI的增加，｜ｉC1｜将增大，ｉe1将减小。 (3)转折区（CD段）：当νI增加到νB2＝1.3V（即νI＝1.3V）时，T5 (3)转折区（CD段）：开始导通，同时ｉe1继续减小。T1进入临界倒置运用状态。随着νI 的增加，ｉe1急剧减小，ｉb2急剧增大，Vo急剧下降，电路在此区间有很大的放大倍数。 (4)饱和区（DE段）：当νI增加到大于1.4V后，T1进入倒置运用状 (4)饱和区（DE段）：态，νB1＝2.1V，T2、T5饱和，νC2＝0.9V，T4截止。Vo＝VCES3＝ 0.2V。

四选一逻辑门电路

四选一逻辑门电路引言：在现代科技时代，逻辑门电路是一种基本的数字电路，用于处理和操控二进制信号。

其中，四选一逻辑门电路是一种常见的逻辑门电路，它具有多个输入信号和一个输出信号，根据输入信号的不同组合，输出信号将选择其中的一个进行传递。

本文将详细介绍四选一逻辑门电路的原理、应用以及发展前景。

一、四选一逻辑门电路的原理四选一逻辑门电路是由多个逻辑门组合而成的，常见的组合包括与门、或门和非门。

通过逻辑门的输入和输出信号的组合，实现对输入信号的筛选和选择。

具体原理如下：1.1 输入信号四选一逻辑门电路通常具有4个输入信号，分别记为A、B、C和D。

这些输入信号可以是二进制信号0或1，分别表示逻辑上的假和真。

1.2 逻辑门的组合四选一逻辑门电路通常采用与门、或门和非门的组合。

通过这些逻辑门的输入和输出信号的组合，实现对输入信号的筛选和选择。

1.3 输出信号四选一逻辑门电路的输出信号根据输入信号的不同组合而确定。

具体而言，如果输入信号中只有一个为真(1)，则输出信号为真(1)；如果输入信号中多于一个为真(1)，则输出信号为假(0)。

二、四选一逻辑门电路的应用四选一逻辑门电路在数字电路中有着广泛的应用，其中包括以下几个方面：2.1 数据选择器四选一逻辑门电路可以用作数据选择器，根据不同的输入信号，选择其中一个数据进行传递。

在计算机中，数据选择器常用于多路复用器和解码器等电路中，实现数据的选择和传输。

2.2 优先级编码器四选一逻辑门电路还可以用作优先级编码器，根据输入信号的优先级，选择其中一个信号进行传递。

在优先级编码器中，输入信号的优先级从高到低，分别对应不同的输入端口。

2.3 电子开关四选一逻辑门电路还可以用作电子开关，根据输入信号的不同组合，控制输出信号的通断。

在电路中，电子开关常用于控制电流的通断，实现电路的开关功能。

2.4 信号路由器四选一逻辑门电路还可以用作信号路由器，根据输入信号的不同组合，选择其中一个信号进行路由。

数字电路实验四组合逻辑电路（2）

实验四组合逻辑电路（2）组合逻辑电路（一、实验目的1、掌握组合逻辑电路的分析和设计方法。

2、掌握常用中规模集成电路（MSI）的逻辑功能和使用方法。

二、实验设备与器件1、SAC-DG2实验台（SS01L模块）。

2、芯片74LS20、74LS00、74LS04、74LS153、74LS283、74LS853、万用表三、实验原理、内容、步骤(一)数据选择器数据选择器又叫“多路开关”。

数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。

数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图所示，图中有四路数据D0～D3，通过选择控制信号 A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Q。

数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有2选1、4选1、8选1、16选1等类别。

数据选择器的电路结构一般由与或门阵列组成，也有用传输门开关和门电路混合而成的。

1、八选一数据选择器74LS15174LS151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图，功能如表。

选择控制端（地址端）为A2～A0，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择一个需要的数据送到输出端Q，S为使能端，低电平有效。

1）使能端G＝1时，不论A2～A0状态如何，均无输出（Q＝0，Q＝1），多路开关被禁止。

2）使能端G＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A2、A1、A0的状态选择D0～D7中某一个通道的数据输送到输出端Q。

如：A 2A 1A 0＝000，则选择D 0数据到输出端，即Q＝D 0。

如：2A 1A 0＝001，则选择D 1数据到输出端,即Q＝D 1，其余类推。

2、双四选一数据选择器 74LS153所谓双4选1数据选择器就是在一块集成芯片上有两个4选1数据选择器。

引脚排列如图，功能如表。

G 1、G 2为两个独立的使能端；A 1、A 0为公用的地址输入端；1D 0～1D 3和2D 0～2D 3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Q 1、Q 2为两个输出端。

4 组合逻辑电路

一、普通编码器
特点：特点：任何时刻只允许输入一个编码信号。输入一个编码信号。例：3位二进制普通编位码器
输 I0 I1 I2 I3 I4 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
电工理论与应用电子系
Digital Electronics Technology
2010-10-6
4.2 组合逻辑电路的分析与设计方法
一火灾报警系统，设有烟感、例：一火灾报警系统，设有烟感、温感和紫外光感三种类型的火灾探测器。为了防止误报警，类型的火灾探测器。为了防止误报警，只有当其中有两种或两种以上类型的探测器发出火灾检测信号时，或两种以上类型的探测器发出火灾检测信号时，报警系统产生报警控制信号。设计一个产生报警控制信号的电路。产生报警控制信号。设计一个产生报警控制信号的电路。分析设计要求，解：(1)分析设计要求，设输入输出变量并逻辑赋值；分析设计要求设输入输出变量并逻辑赋值；输入变量：烟感温感B，紫外线光感C；输入变量：烟感A 、温感，紫外线光感；输出变量：报警控制信号。输出变量：报警控制信号Y。逻辑赋值：表示肯定，表示否定。逻辑赋值：用1表示肯定，用0表示否定。表示肯定表示否定
A+ A'B = A+ B
0 '0 '
0 ' 0' ' 0
Y2 = I 7 + I 6 + I 5 + I 4
电工理论与应用电子系 Digital Electronics Technology
实例：实例： 74HC148

一个4与门电路的例子来说明LUT实现逻辑功能的原理

一个4与门电路的例子来说明LUT实现逻辑功能的原理为了说明LUT如何实现逻辑功能，我们可以考虑一个简单的4与门电路的例子。

在这个例子中，我们将通过使用一个LUT来实现4个输入变量A、B、C和D的与门逻辑功能。

在传统的硬件设计中，实现与门的最简单方法是使用四个与门构成的级联电路。

这意味着我们输入的四个变量的所有组合都将被判断，并将逻辑高输出。

例如，如果我们的输入为A=1、B=1、C=0和D=1，那么输出应该为1，因为所有的输入都是高电平。

与门电路之所以有效，是因为它们利用传输门电路，该电路将输入的电平直接传递到输出上。

LUT实际上是一种选择性的传输门电路，它允许我们根据输入变量的真值来选择输出。

LUT是一个存储了逻辑功能实现的查找表。

它的每一个输入变量构成了一个地址位置，并在这个地址位置中存储了逻辑函数的输出值。

在这个例子中，我们有4个输入变量A、B、C和D，所以我们有一个4位的地址位置。

现在我们将分别考虑每个输入的每个可能值，并将其对应的输出值写入LUT的相应地址位置。

例如，当A=0、B=0、C=0和D=0时，输出应该为0，我们将其写在LUT的地址0位置。

同理，当A=0、B=0、C=0和D=1时，输出应该为0，我们将其写在LUT的地址1位置。

经过这样一系列操作，我们将得到一个存储了逻辑功能的LUT。

值得注意的是，LUT是一个可编程的查找表，这意味着我们可以根据需要直接修改其中的值。

在使用LUT实现逻辑功能时，我们将输入变量转换为对应的地址，并从LUT的相应地址位置中获取输出值。

对于我们的4个输入变量的与门电路，我们将根据输入变量A、B、C和D的真值将其转换为4位的地址，然后在LUT中查找该地址对应的输出值。

例如，如果我们的输入为A=1、B=1、C=0和D=1，我们将将其转换为1111的4位二进制数，然后在LUT的地址为1111的位置查找对应的输出值。

根据我们的LUT设计，该地址位置应该对应的输出值是1综上所述，LUT是一种基于查找表的实现逻辑功能的方法。

什么是逻辑门电路

什么是逻辑门电路逻辑门电路是指由逻辑门组成的电路，用于对逻辑信号进行运算和控制。

逻辑门是一种基本的数电器件，可以实现逻辑运算，如与、或、非等，常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。

逻辑门电路可以简单的理解为一个逻辑功能的实现器，根据输入信号的不同，输出不同的逻辑结果。

逻辑门使用布尔代数进行描述，通过将输入信号与逻辑运算规则相结合，得到输出信号。

目前，常见的逻辑门电路有数字式和模拟式两种。

数字式逻辑门电路主要用于数字计算机、数字电路和通讯等领域，其中包括与门、或门、与非门等。

模拟式逻辑门电路主要用于模拟计算机、模拟电路和通讯等领域，其中包括模拟与门、模拟或门等。

在数字电路中，逻辑门电路广泛应用于计算机的计算和控制系统中。

例如，在计算机的中央处理器（CPU）中，逻辑门电路用于处理和运算指令，控制计算机的各项操作。

此外，逻辑门电路还可以用于编码器、解码器、计数器、存储器等的设计与实现。

逻辑门电路的设计和实现需要经过多个步骤。

首先，需要确定所需的逻辑运算规则和功能；然后，选择合适的逻辑门类型和数量；接着，按照逻辑门的真值表，确定逻辑门的输入输出关系；最后，将逻辑门按照设计要求进行连接和布局。

在逻辑门电路的实现中，一般使用逻辑门芯片。

逻辑门芯片是将多个逻辑门组合在一个集成电路芯片中，使得电路更加简洁、稳定和可靠。

逻辑门芯片具有功能强大、体积小巧等特点，能够满足不同规模和需求的电路设计。

逻辑门电路的应用不仅仅局限于计算机领域，还广泛应用于电子、通信、自动控制、仪器仪表等领域。

逻辑门电路在现代技术中扮演着重要的角色，推动了数字化、自动化和智能化的发展。

总之，逻辑门电路是一种基本的数电器件，用于对逻辑信号进行运算和控制。

逻辑门电路广泛应用于计算机、电子、通信等领域，是现代技术发展的重要组成部分。

随着科技的进步，逻辑门电路的应用将会更加广泛，对推动技术的发展和应用有着重要的作用。

基本逻辑门电路

思维导图
任务二
逻辑门电路的逻辑符号逻辑门电路的逻辑功能
逻辑门电路的真值表
情境导入
任务描述
1．掌握逻辑门电路的逻辑符号。 2．掌握逻辑门电路的逻辑功能。 3．掌握逻辑门电路的真值表。
知识准备
（一）基本逻辑门电路数字电路的基本部分是各种开关电路。这些电路能按照给定的条件决定是否让信号通过，好像门一样依一定的条件“开”或 “关”，所以又称为“门”电路。门电路一般有多个输入端，一个输出端。其输入的条件与输出的结果之间符合一定的规律性。事物的条件与结果之间的规律性称为逻辑。所以门电路又称“逻辑”门电路。基本的逻辑关系有与逻辑、或逻辑、非逻辑，对应的门电路有与门电路、或门电路、非门电路，简称与门、或门、非门。
任务处理
1．与逻辑及与门电路（1）与逻辑当决定某一事件的所有条件都具备时该事件才会发生，这种
因果关系称为与逻辑关系。（2）与门电路图7．4为二极管组成的与门电路及逻辑符号。图中A、B表
示输入逻辑变量，Y表示输出逻辑变量。分析时把二极管看成理想二极管，即正向导通时的管压降看成0 V。分析可知，只有当两个输入端都是高电位(也称为高电平)时，输出才是高电位，只要有一个输入端为低电位(也称为低电平)时，输出就是低电位。
2与门电路的逻辑功能是
；或门电路的逻辑功
能是
；非门电路的逻辑功能是
。
3．与非门电路的逻辑功能是
，函数表达式
是
；
或非门电路的逻辑功能是
，函数表达式
是
；
二、单项选择题：
1. 逻辑加运算规则1+1应该等于( )
A．0
B．2
C．10
D．1
同步训练
2．符合下列真值表的是门电路。 ( ) A．与 B．与非 C．或非 D．或

数字逻辑第四章组合逻辑电路

1
1
设楼上开关为A，楼下开关为B，灯泡为Y。并设A、B闭合时为1，断开时为0；灯亮时Y为1，灯灭时Y为0。根据逻辑要求列出真值表。
A B 0 1 0 1 Y 0 1 1 0
真值表
0 0 1 1
第四章组合逻辑电路
2
2
逻辑表达式或卡诺图
化简 3
Y A B AB
用与非门实现
A
已为最简与或表达式
例2
逻辑图
第四章组合逻辑电路
A B C 1
≥1
Y1 ≥1 Y3 1 Y
≥1 Y2
Y A B C 1
逻辑表 Y A B 2 达式
Y Y Y Y2 B A B C A B B 3 1
Y Y1 2 B Y 3
最简与或表达式
Y ABC AB B AB B A B
例 5 设计一个组合逻辑电路，用于判别以余3码表示的1 位十进制数是否为合数。解设输入变量为ABCD，输出函数为 F，当ABCD表示的十进制数为合数(4、6、8、9)时，输出F为1，否则F为0。
因为按照余3码的编码规则，ABCD的取值组合不允许为 0000、0001、0010、1101、1110、1111，故该问题为包含无关条件的逻辑问题，与上述6种取值组合对应的最小项为无关项，即在这些取值组合下输出函数F的值可以随意指定为1或者为0，通常记为“d”。
Y A B AB
& & & &
Y
最简与或表达式
4
B
逻辑变换
5
用异或门实现
A
Y A B
=1
Y
逻辑电路图
B
第四章组合逻辑电路

逻辑门电路

电路中D 3、D 4的作用是提高开关速度，当U o 由1跳到0时，经D 3、D 4提供放电回路，加速U o 的下降速度。

R 4电阻由接地改为接在U o 上的目的是降低静态功耗，R 1电阻取值改为20k Ω也是为了降低电路的功耗。

该电路的电阻值比TTL 门电路相应的电阻值大，主要目的是降低电路的功耗。

实现的是与非的逻辑功能。

电路中二极管采用肖特基二极管，其正向导通压降为，而肖特基三极管的发射极的正偏电压为，集电极的正偏电压为。

因此，电路的阈值电压将变为：D BE5BE2T U U U U -+==+输出的高低电平值：U OH = U OL =。

输入端的短路电流I IL =0.23mA 200.45=- 习题习题图TTL 与非门电路所示的电路中，若在某一输入端与地之间接一电阻R ，其余输入端悬空，试问：⑴ 保证与非门可靠关闭时的最大电阻即关门电阻R OFF 为多大值？ ⑵ 保证与非门可靠开通时的最小电阻即开门电阻R ON 为多大值？解：若在输入端A 与地之间接一电阻R i ，则R i 与地之间的电压U i 为：（1）i ii R R R U U U ⨯+-=1be1cc ≤OFF U即i R ⨯+-R 30.75≤ R i ≤ R OFF 700(2) i ii R R R U U U ⨯+-=1be1cc ≥on U 即i R ⨯+-R30.75≥ 由此可得：R i ≥ , 一般选R ON =2k1.4V T 1be1cc ==⨯+-U R R R U U i i工程计算：得 R ON =R OFF习题习题图所示电路由TTL 与非门组成。

设G 1～G 4门的平均传输延迟时间相同为30ns ，现测得输出端F 的振荡频率为，试求G 5的平均传输延迟时间t pd5。

解：根据F 的频率求出F 的振荡周期，T =，由于五个与非门输出为原信号的非，所以延迟时间应为T /2≈156ns ，则第五个与非门的延迟时间为36ns 。

山东交通学院实验四门电路逻辑功能及测试

实验四门电路逻辑功能及测试一、实验目的1、熟悉门电路逻辑功能。

2、熟悉数字电路箱及示波器使用方法。

二、实验原理门电路是开关电路的一种，它具有一个或多个输入端，只有一个输出端，当一个或多个输入端有信号时其输出才有信号。

门电路在满足一定条件时，按一定规律输出信号，起着开关作用。

基本门电路采用与门、或门、非门三种，也可将其组合而构成其它门，如与非门、或非门等。

图4-1为与非门电路原理图，其基本功能是：在输入信号全为高电平时输出才为低电平。

输出与输入的逻辑关系为：Y=ABCD平均传输延迟时间tpd是衡量门电路开关速度的参数。

它是指输出波形边沿的0.5Vm点相对于输入波形对应边沿的0.5Vm点的时间延迟。

如图4-2所示，门电路的导通延迟时间为tpdL，截止延迟时间为tpdH，则平均传输延迟时间为：1。

tpd=(tpdL+tpdH)2图4-3为异或门电路原理图，其基本功能是:当两个输入端相异(即一个为‘0’，另一个为‘1’)时，输出为‘1’；当两个输入端相同时，输出为‘0’。

即: 。

Y=A B=AB+AB图4-1与非门电路原理图 4-2门电路导通延迟时间与截止延迟时间图4-3异或门电路原理图三、实验仪器及材料1、双踪示波器2、器件74LS00 二输入端四与非门 2片74LS20 四输入端双与非门 1片74LS86 二输入端四异或门 1片74LS04 六反相器 1片四、预习要求1、复习门电路工作原理及相应逻辑表达式。

2、熟悉所用集成电路的引脚位置及各引脚用途。

3、了解双踪示波器使用方法。

五、实验内容及步骤实验前按实验箱的使用说明先检查实验箱电源是否正常。

然后选择实验用的集成电路。

按自已设计的实验接线图连线，特别注意Vcc及地线不能接错。

线接好后经实验指导教师检查无误后方可通电实验。

实验中改动接线须先断开电源，接好线后再通电实验。

1、测试门电路逻辑功能（1）选用双四输入与非门74LS20一只，插入实验板上的IC插座，按图4-1接线，输入端A、B、C、D分别接K1～K4（电平开关输出插口），输出端接电平显示发光二极管（L1～L16任意一个）。

4逻辑门电路

基本逻辑门电路

第4章 组合逻辑电路

逻辑门电路

四输入与门的工作原理

实验4基本逻辑门电路参数测试

深入详解逻辑门电路

逻辑门电路工作原理

数字电路第四章组合逻辑电路

第4章 (第四讲) 逻辑门电路(1)机械

四选一逻辑门电路

数字电路实验四组合逻辑电路（2）

4 组合逻辑电路

一个4与门电路的例子来说明LUT实现逻辑功能的原理

什么是逻辑门电路

基本逻辑门电路

数字逻辑 第四章 组合逻辑电路

逻辑门电路

山东交通学院实验四 门电路逻辑功能及测试

第4章组合逻辑电路

数字逻辑第四章组合逻辑电路

山东交通学院实验四门电路逻辑功能及测试