第20章门电路和组合逻辑电路1
合集下载
第20章习题1-门电路和组合逻辑电路之欧阳理创编
第20章习题 门电路和组合逻辑电路S10101B为实现图逻辑表达式的功能，请将TTL 电路多余输入端C 进行处理（只需一种处理方法），Y 1的C 端应接 ，Y 2的C 端应接 ，解：接地、悬空 S10203G在F = AB +CD 的真值表中，F =1的状态有( )。
A. 2个 B. 4个 C. 3个 D. 7个 解：D S10203N某与非门有A 、B 、C 三个输入变量，当B =1时，其输出为( )。
A. 0B. 1C. ACD. AC 解：C S10204B在数字电路中，晶体管的工作状态为( )。
A. 饱和 B. 放大 C. 饱和或放大 D. 饱和或截止 解：DS10204I逻辑电路如图所示，其逻辑函数式为A. B A B A +B. AB B A +C. B A B A +D. A AB +解：CS10204N已知F =AB +CD ，选出下列可以肯定使F = 0的情况( )。
A. A = 0，BC = 1B. B = C = 1C. C = 1，D = 0D. AB = 0，CD = 0 解：D S10110B三态门电路的三种可能的输出状态是 ， ， 。
解：逻辑1、逻辑0、高阻态 S10214B逻辑图和输入A ，B 的波形如图所示，分析当输出F 为“1”的时刻应是( )。
A. t 1B. t 2C. t 3解：AS10211I图示逻辑电路的逻辑式为( )。
A. F =A B AB +B. B A AB F =C. F =()A B AB + 解：B S10212I逻辑电路如图所示，其功能相当于一个( )。
A. 门B. 与非门C. 异或门 解：CS10216B图示逻辑电路的逻辑式为( )。
A. F =A B +A BB. F =AB AB +C. F =AB +A B 解：C S10217B逻辑图如图（a ）所示，输入A 、B 的波形如图（b ），试分析在t 1瞬间输出F 为( )。
门电路和组合逻辑电路
-U
(2) 工作原理 12V
“或” 门逻辑状态表
A B CY
00 00 01 01 10 10 11 11
00 11 01 11 01 11 01 11
输入A、B、C有一个为“1”，输出 Y 为“1”。
输入A、B、C全为低电平“0”，输出 Y 为“0”。
2021/7/17
6
2. 或门电路
逻辑表达式： Y=A+B+C
2021/7/17
2
电平的高低
UCC
一般用“1”和
“0”两种状态
区别，若规定
高电平为“1”，
低电平为“0”
则称为正逻辑。
反之则称为负 逻辑。若无特 0V
殊说明，均采
用正逻辑。
2021/7/17
高电平 1
低电平 0
3
1. 与 门电路
(1) 电路
03V A
DA
DB
03V B
03V C
DC
+U 12V R
在数字电路中，常用的组合电路有加法器、 编码器、译码器、数据分配器和多路选择器 等。下面几节分别介绍这几种典型组合逻辑 电路的使用方法。
2021/7/17
38
加法器
二进制
十进制：0~9十个数码，“逢十进一”。 在数字电路中，为了把电路的两个状态 (“1”
态和“0”态)与数码对应起来，采用二进制。 二进制：0，1两个数码，“逢二进一”。
26
12. 2. 2 组合逻辑电路的设计
根据逻辑功能要求 设计 逻辑电路
设计步骤如下： (1) 由逻辑要求，列出逻辑状态表 (2) 由逻辑状态表写出逻辑表达式 (3) 简化和变换逻辑表达式 (4) 画出逻辑图
门电路和组合逻辑电路
2. 逻辑函数的表示方法 (1) 逻辑状态表 A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 Y 0 1 0 0 0 0 0 1
(2) 逻辑式 用 “与”、 “或” 、“非” 等逻辑运算的组合式， 表示逻辑函数的输入与输出的关系的逻辑状态关系。 (1) 常采用与—或表达式的形式； A B C Y (2) 在状态表中选出使函数值为 1 0 0 0 0 的变量组合； 0 0 1 1 0 1 0 0 (3) 变量值为 1 的写成原变量，为 0 1 1 0 1 0 0 0 0 的写成反变量，得到其值 1 0 1 0 为 1 的乘积项组合。 1 1 0 0 1 1 1 1 (4) 将这些乘积项加起来(逻辑或) 得到 “与—或”逻辑函数式 。 Y A BC ABC
A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 YA 0 0 0 0 1 1 1 1 YB 0 0 1 1 0 0 0 0 YC 0 1 0 0 0 0 0 0
Y YC CBABC YA ABCBAABC C ABC ABC BA
A
1
Y
YA
9.2 TTL 门电路
9.2.1 TTL与非门电路
多发射极晶体管 T1 +5 V
R1
R2
T3 T2
R4
A B C
+5 V A B B1 R1
T4 T5
Y
R3
R5
C1
C
T1 等效电路
当输入端 A、B、C 均为高电平时，输出端 Y 为低电 平。当输入端 A、B、C 中只要有一个为低电平，输 出端Y就为高电平，正好符合与非门的逻辑关系。
电路-门电路和组合逻辑电路
03
门电路的特性
门电路具有输入和输出两个端子，输入信号通过内部逻辑运算得到输出
信号。门电路的特性包括逻辑功能、输入电阻、输出电阻和扇入扇出能
力等。
组合逻辑电路设计
组合逻辑电路
组合逻辑电路由门电路组成，用于实现一组特定的逻辑功能。常见 的组合逻辑电路有编码器、译码器、多路选择器等。
组合逻辑电路设计步骤
波形图分析法
总结词
通过观察信号波形的变化，分析电路的 输入输出关系和信号处理过程。
VS
详细描述
波形图分析法主要用于模拟电路的分析。 通过观察信号波形的形状、幅度、频率等 参数，分析电路对信号的处理过程，如放 大、滤波、调制等。同时，通过比较输入 输出信号的波形，可以理解电路的输入输 出关系和工作原理。
态图等描述电路功能的工具。
04
电路设计方法
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
门电路设计
01
门电路
门电路是数字电路的基本单元，用于实现逻辑运算。常见的门电路有与
门、或门、非门等。
02
门电路设计步骤
根据逻辑需求，选择合适的门电路类型，确定输入和输出信号，然后根
据逻辑关系连接门电路。
逻辑关系
每种类型的门电路都有特定的逻辑关系，例如与门在所有输入为 高电平时输出为高电平，否则输出为低电平。
门电路的应用
01
基本逻辑运算
门电路是实现基本逻辑运算的电 子元件，广泛应用于数字电路和 计算机中。
控制电路
02
03
信号转换
门电路可以用于控制其他电路的 工作状态，实现复杂的控制逻辑。
门电路可以将模拟信号转换为数 字信号，或者将数字信号转换为 模拟信号。
电工电子学 门电路和组合逻辑电路(zm)
0 1
Y
1 0
RK RB
T
Y “0” “1”
逻辑符号
-UBB
(2) 逻辑表达式：Y=A
A
1
Y
章目录 上一页 下一页 返回
退出
20.2.3 基本逻辑门电路的组合
1. 与非门电路
A B C A B C
“与非” 门逻辑状态表
1
&
Y
A
0 0 0 0 1 1 1 1
B
0 0 1 1 0 0 1 1
C
0 1 0 1 0 1 0 1
2 1
O
E
1 2 3 电压传输特性
典型值0.3V， Ui /V 0.4V为合格
章目录 上一页 下一页 返回
退出
定量说明门电路抗干扰能力 低电平噪声容限电 压UNL—保证输出 UO/V 高电平电压不低于 0.9UOH 4 B A 额定值90%的条件 3 下所允许叠加在输 输入 低电平 入低电平电压上的 2 电压UIL 最大噪声（或干扰） 1 电压。 D E UNL=UOFF –UIL O 1 2 3 Ui /V UOFF UOFF是保证输出为额 定高电平的90%时所对应 允许叠加干扰 的最大输入低电平电压。
Y
1 1 1 1 1 1 1 0
“与”门
“非”门 &
Y
“与非”门 逻辑表达式： Y=A
B C
有“0”出“1”，全“1”出 “0”
章目录 上一页 下一页 返回
退出
20.2.3 基本逻辑门电路的组合
2. 或非门电路 A >1 “或非” 门逻辑状态表
1
B C
Y
A
0 0 0 0 1 1 1 1
B
0 0 1 1 0 0 1 1
Y
1 0
RK RB
T
Y “0” “1”
逻辑符号
-UBB
(2) 逻辑表达式：Y=A
A
1
Y
章目录 上一页 下一页 返回
退出
20.2.3 基本逻辑门电路的组合
1. 与非门电路
A B C A B C
“与非” 门逻辑状态表
1
&
Y
A
0 0 0 0 1 1 1 1
B
0 0 1 1 0 0 1 1
C
0 1 0 1 0 1 0 1
2 1
O
E
1 2 3 电压传输特性
典型值0.3V， Ui /V 0.4V为合格
章目录 上一页 下一页 返回
退出
定量说明门电路抗干扰能力 低电平噪声容限电 压UNL—保证输出 UO/V 高电平电压不低于 0.9UOH 4 B A 额定值90%的条件 3 下所允许叠加在输 输入 低电平 入低电平电压上的 2 电压UIL 最大噪声（或干扰） 1 电压。 D E UNL=UOFF –UIL O 1 2 3 Ui /V UOFF UOFF是保证输出为额 定高电平的90%时所对应 允许叠加干扰 的最大输入低电平电压。
Y
1 1 1 1 1 1 1 0
“与”门
“非”门 &
Y
“与非”门 逻辑表达式： Y=A
B C
有“0”出“1”，全“1”出 “0”
章目录 上一页 下一页 返回
退出
20.2.3 基本逻辑门电路的组合
2. 或非门电路 A >1 “或非” 门逻辑状态表
1
B C
Y
A
0 0 0 0 1 1 1 1
B
0 0 1 1 0 0 1 1
门电路及组合逻辑电路
6
0110 1001 0101 1100
7
0111 1010 0100 1101
8
1000 1011 1100 1110
9
1001 1100 1101 1111
权 8421
2421
5421 码
0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100 5421
二、复合逻辑运算
1．与非 —— 由与运算 和 非运算组合而 成。
2．或非 —— 由或运算和 非运算组合 而成。
“与非”真值
表 输入
输出
A
B
L
A
0
0
1
0
1
1
B
1
0
1
1
1
0
& L=A·B
“或非”真值Leabharlann 表 输入输出A
B
L
A
≥1
0
0
1
0
1
0
B
1
0
0
1
1
0
L=A+B
3、与或非门 由与门、或门和非门构成与或非门。
逻辑与（逻辑乘）的运算规则为：
+VCC （ +5V）
L=AB
R
D1
3kΩ
000 010 100 111 A
L
D2
与门的输入端可以有多个。下图为一 B
个三输入与门电路的输入信号A、B、
与门电路
C和输出信号F的波形图。
A B C F
2．或运算
A
B
V
L
A
≥1
L=A+B
B
电工学(第七版)-秦曾煌-全套完整-20门电路和组合逻辑电路
(1) 由逻辑状态表写出逻辑式 取 Y = 1 ( 或Y = 0 ) 列逻辑式
Байду номын сангаас取Y= 1
A BC Y
0 00 0 0 01 1
0 10 1
一种组合中，输入变量 之间是“与”关系，
0 11 0 1 00 1
1 01 0 对应于Y = 1，若输入变量为 1 1 0 0
1 ，则取输入变量本身(如 A)； 1 1 1 1
廊的A、B、C三地各有控制开关，都能独立进行控制。
任意闭合一个开关, 灯亮；任意闭合两个开关, 灯灭；
三个开关同时闭合，灯亮。设A、B、C代表三个开关
(输入变量)；Y 代表灯(输出变量) 。
章目录 上一页 下一页 返回 退出
设：开关闭合其状态为 1 ，断开为 0
灯亮状态为 1 ，灯灭为 0
1. 列逻辑状态表
章目录 上一页 下一页 返回 退出
第20章 门电路和组合逻辑电路
本章要求：
1. 掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值 表和逻辑表达式。了解 TTL门电路、CMOS门电 路的特点;
2. 会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数; 3. 会分析和设计简单的组合逻辑电路; 4. 理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑
证明： A AB A AB AB A+AB = A
A B( A A) A B
（5）AB ( AB ) A
对偶式
（6）( A B)( A B ) A
章目录 上一页 下一页 返回 退出
20. 5. 2 逻辑函数的表示方法
逻辑状态表 表示方法 逻辑式
逻辑图 卡诺图 下面举例说明这四种表示方法。 例：有一T形走廊，在相会处有一路灯, 在进入走
门电路与组合逻辑电路
精品课程在线
电子技术基础
+V (+5V) CC Rb1 4kΩ 1V
3
Rc2 1.6kΩ
1
Rc4 130Ω
3
T4 截止 2 D 截止
2.1V A B C 3.6V
1 3
1.4V
1
T 22
饱和 0.7V
3 1
T1 倒置状态 R e2 1K
Vo 0.3V T 2 3 饱和
精品课程在线
电子技术基础
(2)输入有低电平0.3V 时. 该发射结导通,VB1=1V.所以T2,T3都截止.由于T2截止, 流过RC2的电流较小,可以忽略,所以VB4≈VCC=5V ,使T4和 D导通,则有: VO≈VCC-VBE4-VD=5-0.7-0.7=3.6(V) +V CC 实现了与非门的逻辑功能的另一方面: Rc2 R c4 输入有低电平时,输出为高电平. R 130Ω 1.6kΩ b1 3 综合上述两种情况, 4kΩ 1 5V
工作原理: (1)当A,B,C全接为高电平5V时,二极管D1～D3都截 止,而D4,D5和T导通,且T为饱和导通, VL=0.3V,即输 出低电平. (2)A,B,C中只要有一个为低电平0.3V时,则VP≈1V, 2 A B C 0.3V V ≈1V 从而使D4,D5和T都截止,VL=VCC=5V,即输出高电平. 该电路满足与非逻辑关系:
精品课程在线
电子技术基础
7.1 基本逻辑门电路
一,二极管与门和或门电路 1.与门电路 .
+VCC (+5V) R 3kΩ D1 A D2 B L
A B
& L=AB
精品课程在线
电子技术基础
2.或门电路 .
D1 A D2 B R 3kΩ L
门电路与组合逻辑电路(w)
门电路的类型
与门
当所有输入端都为高电平 时，输出端才为高电平； 否则为低电平。
或非门
当至少一个输入端为高电 平时，输出端就为低电平； 否则为高电平。
或门
当至少一个输入端为高电 平时，输出端就为高电平； 否则为低电平。
非门
与非门
当所有输入端都为高电平 时，输出端才为低电平； 否则为高电平。
输出端的电平与输入端的 电平相反。
设计组合逻辑电路的电路图
根据选择的组合逻辑电路类型和参数，设计 组合逻辑电路的电路图。
门电路与组合逻辑电路的测试与验证
搭建测试平台 根据设计的电路图搭建测 1
试平台，准备测试所需的 仪器和设备。
测试结果分析 4
对测试结果进行分析，验证 门电路和组合逻辑电路的功 能是否符合设计要求。
编写测试程序
2
根据测试需求，编写测试
组合逻辑电路在数字系统中的应用
STEP 03
控制系统
STEP 02
组合逻辑电路在控制系统中 用于实现各种控制逻辑，如 顺序控制、安全保护等。
STEP 01
通信系统
在通信系统中，组合逻辑电 路用于信号调制、解调以及 数据传输控制等方面。
数字信号处理
组合逻辑电路广泛应用于数 字信号处理中，实现信号的 编码、解码和滤波等功能。
门电路与组合逻辑电路的发展趋势
集成化
随着半导体工艺的发展， 门电路和组合逻辑电路的 集成度越来越高，功能越 来越强大。
低功耗设计
为了满足移动设备和便携 式电子产品的需求，门电 路和组合逻辑电路正朝着 低功耗设计方向发展。
可编程逻辑器件
可编程逻辑器件的兴起使 得门电路和组合逻辑电路 的设计更加灵活和便捷。
秦曾煌《电工学
20.5.3 逻辑函数的四种表示法（逻辑状态表、逻辑式、逻辑图、卡诺图）之间是如何 转换的？如何理解逻辑状态表和卡诺图是唯一的？
图 20-5 20.1.8 图 20-6 所示是由门电路组成的智力竞赛抢答电路，供两组使用，试分析其工 作原理。
图 20-6 解：初始状态如图解 20.7 所示。S1 和 S2 均为“0”，通电路逻辑分析，此时两灯均不 亮，蜂鸣器不响。
图 20-7
4 / 64
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
时；（2）A、B 端均接 3V 时，输出端的电压为几伏？
图 20-1 解：（1）A 端接 3V，B 端接 0.3V 时，DA 截止，跳导通，Y 点的电位被箝位在 0.3＋0.7 ＝1V，所以此时输出电压为 1V。 （2）A、B 端均接 3V 时，DA、DB 都导通，Y 点的电位被箝位在 3＋0.7＝3.7V，所以 此时输出电压为 3.7V。 20.1.6 在图 20-2（a）中，二极管的正向压降为 0.7V，试问：（1）A 端接 3V，B 端 接 0.3V 时；（2）A、B 端均接 0.3V 时，输出端的电压为几伏？
图 20-8
解：（a），（b），（d）和（f）能实现 Y＝ A ，（c）和（e）不能实现 Y＝ A 。
（a） （b） （c） （d） （e） （f）
20.1.10 什么是线与，试写出图 20-9 中 Y 的逻辑式。
5 / 64
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
若 S1 先抢答，G1 的输出端为“0”，EL1，灯亮，G3 输出“1”，蜂鸣器响。在以后的 时间内不管 S2 按下或未按下，G2 输出端均为“1”，EL2 灯不会亮，起到了抢答功能。若 S2 先按下，分析过程同理可得。
图 20-5 20.1.8 图 20-6 所示是由门电路组成的智力竞赛抢答电路，供两组使用，试分析其工 作原理。
图 20-6 解：初始状态如图解 20.7 所示。S1 和 S2 均为“0”，通电路逻辑分析，此时两灯均不 亮，蜂鸣器不响。
图 20-7
4 / 64
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
时；（2）A、B 端均接 3V 时，输出端的电压为几伏？
图 20-1 解：（1）A 端接 3V，B 端接 0.3V 时，DA 截止，跳导通，Y 点的电位被箝位在 0.3＋0.7 ＝1V，所以此时输出电压为 1V。 （2）A、B 端均接 3V 时，DA、DB 都导通，Y 点的电位被箝位在 3＋0.7＝3.7V，所以 此时输出电压为 3.7V。 20.1.6 在图 20-2（a）中，二极管的正向压降为 0.7V，试问：（1）A 端接 3V，B 端 接 0.3V 时；（2）A、B 端均接 0.3V 时，输出端的电压为几伏？
图 20-8
解：（a），（b），（d）和（f）能实现 Y＝ A ，（c）和（e）不能实现 Y＝ A 。
（a） （b） （c） （d） （e） （f）
20.1.10 什么是线与，试写出图 20-9 中 Y 的逻辑式。
5 / 64
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
若 S1 先抢答，G1 的输出端为“0”，EL1，灯亮，G3 输出“1”，蜂鸣器响。在以后的 时间内不管 S2 按下或未按下，G2 输出端均为“1”，EL2 灯不会亮，起到了抢答功能。若 S2 先按下，分析过程同理可得。
电工技术下教学课件第20章门电路和组合逻辑电路
CATALOGUE
相关问题与解答
常见问题解析
01
问题1
什么是门电路？
02
03
04
总结词
门电路是数字逻辑电路的基本 单元，用于实现基本的逻辑运
算。
问题2
组合逻辑电路的特点是什么？
总结词
组合逻辑电路由门电路组成， 其输出仅与输入信号的当前状
态有关，与时间无关。
疑难问题解析
问题1
如何解决门电路中的竞争冒险现象？
在电路设计中的应用。
组合逻辑电路实验
组合逻辑电路实验目的
通过实验掌握组合逻辑电路的设计方 法、工作原理和特性，了解实际应用 中的组合逻辑电路。
组合逻辑电路实验设备
组合逻辑电路实验箱、示波器、信号 发生器、万用表等。
组合逻辑电路实验步骤
设计组合逻辑电路，搭建电路，测试 输入输出信号，观察逻辑功能，验证 电路的特性。
组合逻辑电路实验结果分析
分析实验数据，总结组合逻辑电路的 工作原理和特性，理解其在电路设计 中的应用。
实验注意事项与操作技巧
安全注意事项
确保实验设备和人身安全，遵守 实验室规定，避免触电和设备损 坏。
实验操作技巧
正确使用实验设备，掌握基本测 量方法，合理设计实验步骤，提 高实验效率和准确性。
05
03
CATALOGUE
实际应用
门电路在电路中的应用
基本逻辑门
与门、或门、非门等在电路中用于实现基本的逻辑运算，如AND 、OR、NOT等。
复合逻辑门
与非门、或非门、异或门等用于实现更复杂的逻辑运算。
门电路在数字电路中的应用
数字电路中的逻辑门用于实现各种数字逻辑功能，如计数器、寄存 器、译码器等。
相关问题与解答
常见问题解析
01
问题1
什么是门电路？
02
03
04
总结词
门电路是数字逻辑电路的基本 单元，用于实现基本的逻辑运
算。
问题2
组合逻辑电路的特点是什么？
总结词
组合逻辑电路由门电路组成， 其输出仅与输入信号的当前状
态有关，与时间无关。
疑难问题解析
问题1
如何解决门电路中的竞争冒险现象？
在电路设计中的应用。
组合逻辑电路实验
组合逻辑电路实验目的
通过实验掌握组合逻辑电路的设计方 法、工作原理和特性，了解实际应用 中的组合逻辑电路。
组合逻辑电路实验设备
组合逻辑电路实验箱、示波器、信号 发生器、万用表等。
组合逻辑电路实验步骤
设计组合逻辑电路，搭建电路，测试 输入输出信号，观察逻辑功能，验证 电路的特性。
组合逻辑电路实验结果分析
分析实验数据，总结组合逻辑电路的 工作原理和特性，理解其在电路设计 中的应用。
实验注意事项与操作技巧
安全注意事项
确保实验设备和人身安全，遵守 实验室规定，避免触电和设备损 坏。
实验操作技巧
正确使用实验设备，掌握基本测 量方法，合理设计实验步骤，提 高实验效率和准确性。
05
03
CATALOGUE
实际应用
门电路在电路中的应用
基本逻辑门
与门、或门、非门等在电路中用于实现基本的逻辑运算，如AND 、OR、NOT等。
复合逻辑门
与非门、或非门、异或门等用于实现更复杂的逻辑运算。
门电路在数字电路中的应用
数字电路中的逻辑门用于实现各种数字逻辑功能，如计数器、寄存 器、译码器等。
习题1-门电路和组合逻辑电路
第20章习题 门电路和组合逻辑电路S10101B为实现图逻辑表达式的功能，请将TTL 电路多余输入端C 进行处理（只需一种处理方法），Y 1的C 端应接 ，Y 2的C 端应接 ，解：接地、悬空S10203G在F = AB +CD 的真值表中，F =1的状态有( )。
A. 2个 B. 4个 C. 3个 D. 7个 解：DS10203N某与非门有A 、B 、C 三个输入变量，当B =1时，其输出为( )。
A. 0 B. 1 C. D. AC 解：CS10204B在数字电路中，晶体管的工作状态为( )。
A. 饱和 B. 放大 C. 饱和或放大 D. 饱和或截止 解：DS10204I逻辑电路如图所示，其逻辑函数式为( )。
A. B.C. D.解：CS10204N已知F =AB +CD ，选出下列可以肯定使F = 0的情况( )。
A. A = 0，BC = 1 B. B = C = 1 C. C = 1，D = 0 D. AB = 0，CD = 0 解：DS10110B三态门电路的三种可能的输出状态是 ， ， 。
解：逻辑1、逻辑0、高阻态S10214B逻辑图和输入A ，B 的波形如图所示，分析当输出F 为“1”的时刻应是( )。
A. t 1B. t 2C. t 3解：AYS10211I图示逻辑电路的逻辑式为( )。
A. B. C. 解：BS10212I逻辑电路如图所示，其功能相当于一个( )。
A. 门B. 与非门C. 异或门 解：CS10216B图示逻辑电路的逻辑式为( )。
A. A +BB.C. AB + 解：CS10217B逻辑图如图（a ）所示，输入A 、B 的波形如图（b ），试分析在t 1瞬间输出F 为( )。
A. “1”B. “0”C. 不定 解：BS10218B图示逻辑符号的逻辑状态表为( )。
A. B. C.解：BS10219B逻辑图和输入A的波形如图所示，输出F的波形为( )。
第13讲(第20章逻辑代数)
0 m 1 m
12
只有一 项不同
φ m 1 m
13
1 0 m15 m14 1 0 m11 m10
几 何 函数取0、1均 相 可，称为无所 邻
10
8
9
谓状态。
几何相邻
输出变量Y的值
二、逻辑函数四种表示方式的相互转换 (1)、逻辑电路图↔逻辑代数式
A A
1 &
AB
B B
1
≥1
Y=A B+AB
&
AB
逻辑电路图到逻辑代数式原则： 逐级写出逻辑式，就是从输入端到输出端， 依次写出各个门的逻辑式，最后写出输出 量Y的逻辑式。 逻辑代数式到逻辑电路图原则： 逻辑乘用与门实现，逻辑加用或门实现， 求反运算用非门实现。
用卡诺图化简的规则： 对于输出为1的项
1）上、下、左、右相邻 2 （n=0,1,2,3)个项，可 组成一组。 2）先用面积最大的组合进行化简，利用吸收规则， 可吸收掉n个变量。n Nhomakorabea21
吸收掉1个变量；2 2
吸收掉2个变量...
3）每一项可重复使用，但每一次新的组合，至少包 含一个未使用过的项，直到所有为1的项都被使用后 化简工作方算完成。
逻辑代数的基本运算规则
A+B+C=(A+B)+C=A+(B+C) ABC=(AB)C=A(BC)
分配律:
A(B+C)=AB+AC A+BC=(A+B)(A+C)
分配律:
A(B+C)=AB+AC A+BC=(A+B)(A+C)
逻辑代数的基本运算规则
求证: （分配律第2条） 证明: 右边 =(A+B)(A+C)
12
只有一 项不同
φ m 1 m
13
1 0 m15 m14 1 0 m11 m10
几 何 函数取0、1均 相 可，称为无所 邻
10
8
9
谓状态。
几何相邻
输出变量Y的值
二、逻辑函数四种表示方式的相互转换 (1)、逻辑电路图↔逻辑代数式
A A
1 &
AB
B B
1
≥1
Y=A B+AB
&
AB
逻辑电路图到逻辑代数式原则： 逐级写出逻辑式，就是从输入端到输出端， 依次写出各个门的逻辑式，最后写出输出 量Y的逻辑式。 逻辑代数式到逻辑电路图原则： 逻辑乘用与门实现，逻辑加用或门实现， 求反运算用非门实现。
用卡诺图化简的规则： 对于输出为1的项
1）上、下、左、右相邻 2 （n=0,1,2,3)个项，可 组成一组。 2）先用面积最大的组合进行化简，利用吸收规则， 可吸收掉n个变量。n Nhomakorabea21
吸收掉1个变量；2 2
吸收掉2个变量...
3）每一项可重复使用，但每一次新的组合，至少包 含一个未使用过的项，直到所有为1的项都被使用后 化简工作方算完成。
逻辑代数的基本运算规则
A+B+C=(A+B)+C=A+(B+C) ABC=(AB)C=A(BC)
分配律:
A(B+C)=AB+AC A+BC=(A+B)(A+C)
分配律:
A(B+C)=AB+AC A+BC=(A+B)(A+C)
逻辑代数的基本运算规则
求证: （分配律第2条） 证明: 右边 =(A+B)(A+C)
电工学20章 题库组合逻辑电路+答案
27、属于组合逻辑电路的部件是__________。
A、编码器 B、寄存器 C、触发器 D、计数器
28、以下式子中不正确的是_________。
A、1•A＝A B、A＋A=A C、 A + B = A + B D、1＋A＝1
29、下列说法不正确的是________。
A、集电极开路的门称为 OC 门
B、三态门输出端有可能出现三种状态（高阻态、高电平、低电平）
（6）Y ( A, B,C, D) = ∑ m(2,3,7,8,11,14) + ∑ d (0,5,10,15)
2、逻辑电路如图 20-3-2 所示，请画出其对应的真值表，并写出最简与或表达式。
图 20-3-2 3、如图 20-3-3 所示，由八选一数据选择器 74LS151 实现函数 F。 （1）试写出 F 的表达式； （2）改用由 74LS138 译码器及与非门实现函数 F，并完成连线。
∑ ∑ （2） F ( A, B, C, D) = m(2, 3, 5, 6, 7,8, 9) + d (10,11,12,14,15)
（3） F = ABD + ABC + ABD + ABD （4） Y = AB + BC D + ABD + ABCD （5）Y ( A, B, C) = AB + ABC + ABC
编码输入为 I1 = I5 = I6 = 0 ，其余编码输入全为 1 时，则输出Y2 Y1Y0 应为________。
A、110
B、010
C、001
D、101
2、输出端可直接连在一起实现“线与”逻辑功能的门电路是___________。
A、集电极开路门电路（OC 门）
门电路及组合逻辑电路
课程导入
•电子线路中的信号可以分成模拟信号和数字信号两大类。在 交流放大器和直流放大器中，电信号是随时间连续变化的模 拟信号，处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。另一类电 信号是在时间和数值上都不连续的离散信号，这种信号称为 数字信号。处理数字信号的电路称为数字电路。数字电路的 输出信号与输入信号之间都有一定的逻辑关系，所以也把数 字电路称为逻辑电路。
单元十 门电路及组合逻辑电路
学习目标
•掌握基本逻辑门与、或、非以及由它们构成复合逻辑 门的逻辑功能和图形符号。 •理解逻辑代数的基本运算法则并能够对逻辑函数表达 式进行化简。 •掌握组合逻辑电路的设计步骤和设计方法。 •了解优先编码器、显示译码器和LED数字显示器的工 作原理。
门电路及组合逻辑电路
1.非逻辑关系
在电路中，只有在开关A不闭合时，灯F才会 亮。而在开关A闭合时，灯F则不会亮，即结果的 发生与条件处于相反的状态，符合这一规律的逻 辑关系称为非逻辑关系。
单元十 门电路及组合逻辑电路
2.非门逻辑电路 实现非逻辑关系的电子电路称为非门电路，简称非门。
图（b）是三极管开关电路，当输入为高电平时，输出为低电 平；当输入为低电平时，输出为高电平，所以输出与输入呈现 非逻辑关系。非门也称反相器，逻辑表达式为
（三）组合逻辑电路的设 计
（1）根据逻辑功能列出 真值表。 （2）由真值表写出 逻辑式。
（3）将逻辑式 化简。
（合逻辑电路
三、 编码器
在数字电路中，将信息变换成二进制代码的过程，称为 编码。实现编码功能的组合逻辑电路称为编码器。例如，计 算机键盘就是由编码器组成的，每按下一个键，编码器就将 该按键的含义（控制信息）转换成一个计算机能够识别的二 进制数，用它去控制机器的运行。
•电子线路中的信号可以分成模拟信号和数字信号两大类。在 交流放大器和直流放大器中，电信号是随时间连续变化的模 拟信号，处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。另一类电 信号是在时间和数值上都不连续的离散信号，这种信号称为 数字信号。处理数字信号的电路称为数字电路。数字电路的 输出信号与输入信号之间都有一定的逻辑关系，所以也把数 字电路称为逻辑电路。
单元十 门电路及组合逻辑电路
学习目标
•掌握基本逻辑门与、或、非以及由它们构成复合逻辑 门的逻辑功能和图形符号。 •理解逻辑代数的基本运算法则并能够对逻辑函数表达 式进行化简。 •掌握组合逻辑电路的设计步骤和设计方法。 •了解优先编码器、显示译码器和LED数字显示器的工 作原理。
门电路及组合逻辑电路
1.非逻辑关系
在电路中，只有在开关A不闭合时，灯F才会 亮。而在开关A闭合时，灯F则不会亮，即结果的 发生与条件处于相反的状态，符合这一规律的逻 辑关系称为非逻辑关系。
单元十 门电路及组合逻辑电路
2.非门逻辑电路 实现非逻辑关系的电子电路称为非门电路，简称非门。
图（b）是三极管开关电路，当输入为高电平时，输出为低电 平；当输入为低电平时，输出为高电平，所以输出与输入呈现 非逻辑关系。非门也称反相器，逻辑表达式为
（三）组合逻辑电路的设 计
（1）根据逻辑功能列出 真值表。 （2）由真值表写出 逻辑式。
（3）将逻辑式 化简。
（合逻辑电路
三、 编码器
在数字电路中，将信息变换成二进制代码的过程，称为 编码。实现编码功能的组合逻辑电路称为编码器。例如，计 算机键盘就是由编码器组成的，每按下一个键，编码器就将 该按键的含义（控制信息）转换成一个计算机能够识别的二 进制数，用它去控制机器的运行。
第二十章电工学-门电路和组合逻辑电路
电工与电子技术基础
tp
0.5A 0.9A 0.1A
A
tr
一、脉冲信号 的参数:
（1）脉冲幅度A: （2）脉冲前沿tr： （3）脉冲后沿tf： （4）脉冲宽度tp： （5）脉冲周期T： （6）脉冲频率f：
tf
T
脉冲信号变化的最大值。 从脉冲幅度的10%上升到90%所需的时间。 从脉冲幅度的90%下降到10%所需的时间。 从脉冲前沿幅度的50%到后沿50%所需的时间。 脉冲幅度的10%两点之间的时间间隔。 单位时间的脉冲数，f=1/T。
电工与电子技术基础
交换律 10、AB=BA 11、A+B=B+A 结合律 12、ABC=(AB)C=A(BC) 13、A+B+C=A+(B+C)=(A+B)+C 分配律 14、A(B+C)=AB+AC
15、A+BC=(A+B)(A+C) 证： (A+B)(A+C)=AA+AC+AB+BC=A+AC+AB+BC =A(1+C+B)+BC=A+BC
电工与电子技术基础
二、NMOS门电路：
1、NMOS“非”门电路（反相器） +UDD
T2
F A T1
NMOS“非”门电路
电工与电子技术基础
2、NMOS“与非”门电路
+UDD T3
F=AB
B A T2 F
T1
电工与电子技术基础
3、NMOS“或非”门电路
+UDD
T3
F=A+B T1 F B T2
A
注意：输入端管脚不能悬空！
门电路及组合逻辑电路
间歇故障
由元器件老化、温度变化等引起的时好时坏的故障。
瞬态故障
由电磁干扰、静电放电等引起的短暂性故障。
故障诊断方法和技术
直观检查法
通过直接观察电路元器 件、连接线等是否异常
来判断故障。
逻辑笔测试法
利用逻辑笔测试电路各 点的逻辑状态，通过对
比分析找出故障。
替换法
用好的元器件替换怀疑 有问题的元器件，观察
寄存器传输控制电路设计
寄存器选择电路设计
根据控制信号选择相应的寄存器进行数据传输。
数据传输控制电路设计
控制数据的输入、输出以及寄存器之间的数据 传输。
时序控制电路设计
产生时序信号，控制寄存器传输操作的时序关系。
06 故障诊断与可靠性考虑
常见故障类型及原因
永久故障
由元器件损坏、电路连接错误等引起的不可恢复的故障。
门电路及组合逻辑电路
contents
目录
• 门电路基本概念与原理 • 基本门电路分析与设计 • 组合逻辑电路分析方法 • 常见组合逻辑功能模块介绍 • 组合逻辑电路设计实例分析 • 故障诊断与可靠性考虑
01 门电路基本概念与原理
门电路定义及作用
门电路定义
门电路是数字逻辑电路的基本单元，用于实现基本的逻辑运算功能。
定期维护和检测
对电路进行定期维护和检测，及时发现并处 理潜在故障。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
通过求补码的方式实现二进制数的减法运算，同 样需要使用基本逻辑门电路。
乘法器设计
将乘法运算转换为加法和移位操作，通过组合逻 辑电路实现乘法功能。
比较器设计
等于比较器
比较两个输入信号是否相等，输出相应的电平信号。
由元器件老化、温度变化等引起的时好时坏的故障。
瞬态故障
由电磁干扰、静电放电等引起的短暂性故障。
故障诊断方法和技术
直观检查法
通过直接观察电路元器 件、连接线等是否异常
来判断故障。
逻辑笔测试法
利用逻辑笔测试电路各 点的逻辑状态，通过对
比分析找出故障。
替换法
用好的元器件替换怀疑 有问题的元器件，观察
寄存器传输控制电路设计
寄存器选择电路设计
根据控制信号选择相应的寄存器进行数据传输。
数据传输控制电路设计
控制数据的输入、输出以及寄存器之间的数据 传输。
时序控制电路设计
产生时序信号，控制寄存器传输操作的时序关系。
06 故障诊断与可靠性考虑
常见故障类型及原因
永久故障
由元器件损坏、电路连接错误等引起的不可恢复的故障。
门电路及组合逻辑电路
contents
目录
• 门电路基本概念与原理 • 基本门电路分析与设计 • 组合逻辑电路分析方法 • 常见组合逻辑功能模块介绍 • 组合逻辑电路设计实例分析 • 故障诊断与可靠性考虑
01 门电路基本概念与原理
门电路定义及作用
门电路定义
门电路是数字逻辑电路的基本单元，用于实现基本的逻辑运算功能。
定期维护和检测
对电路进行定期维护和检测，及时发现并处 理潜在故障。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
通过求补码的方式实现二进制数的减法运算，同 样需要使用基本逻辑门电路。
乘法器设计
将乘法运算转换为加法和移位操作，通过组合逻 辑电路实现乘法功能。
比较器设计
等于比较器
比较两个输入信号是否相等，输出相应的电平信号。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(2) 抗干扰能力强
(3) 允许电源电压范围宽 ( 3 ~ 18V )
输入和输出端结构都采用了半导
(1) 速度快
体晶体管，称之为:
(2) 抗干扰能力强
(3) 带负载能力强
Transistor— Transistor Logic。
1、与非门电路 逻辑符号
真值表
A B
&
F
逻辑式：
F A B
A 0 0 1 1
2.研究的内容
模拟电路主要研究：输入、输出信号间的大小、相位、失真 等方面的关系。主要采用电路分析方法，动态性能用微 变等效电路分析。 数字电路主要研究：电路输入、输出间的逻辑关系。主要的 分析工具是逻辑代数，表达电路的功能用真值表、逻辑
表达式及波形图表示。
20.1 脉冲信号
脉冲信号是一种跃变信号，并且持续时间短暂。 高电平 矩形波 上升沿 下降沿
数字信号是一种二值信号，用两个电平（高电平和低电平） 分别来表示两个逻辑值（逻辑1和逻辑0）。 正逻辑：高电位对应“1”；低电位对应“0”。
负逻辑：高电位对应“0”；低电位对应“1”。
逻辑1 逻辑1
逻辑0
逻辑0
逻辑0
一般采用正逻辑
正逻辑
高电平，对应“1” 。 低电平，对应“0” 。
Vcc V
1
V
例：正弦波信号、锯齿波信号等。 数字信号: 时间和幅度都是离散的。
例：产品数量的统计、数字表盘的读数等。
在数字电路中，信号（电压和电流）是脉 冲信号，表现为突变的电压或电流。
模拟电路与数字电路比较
1.电路的特点
在模拟电路中，晶体管一般工作在线性放大区；
在数字电路中，三极管工作在开关状态，即工作在饱和区 和截止区。通常根据脉冲信号的有无、个数、宽度和频率 来进行工作的，所以抗干扰能力较强，准确度较高。
t
低电平 尖顶波
t
脉冲信号的部分参数： 0.9A 0.5A 0.1A tr
tp tf
A
T 实际的矩形波 脉冲幅度 A 脉冲宽度（脉冲持续时间）tp 脉冲上升沿 tr 脉冲周期 T 脉冲下降沿 tf 脉冲频率 f
20.2 基本门电路及其组合
逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。
20.2.1 逻辑门电路的基本概念
3、与或非门电路
A B C D
&
F
逻辑式： F
AB CD
&
例：TTL门电路芯片
电源VCC 14 13 12
四2输入与非门(型号 74LS00)
引脚 11 10 9 8
&
&
&
&
1
2
3
4
5
6
7 地GND
返 回
上一节
下一节
上一页
下一页
例：根据输入波形画出输出波形 >1 A A & Y1 B B
输入信号是“条件”，输出信号是“结果”， 因此输入、输出之间存在一定的因果关系，称 其为逻辑关系。 它可以用：逻辑表达式 图形 状态表（真值表）来描述
下一页
与门逻辑符号：
A
&
B
开关合为“1”，断为“0” 灯亮为 F “1”
与逻辑表达式：
输入可以是任意个 状态表
F A B
波形图：
A B
有“0”出“0”
A
0 1 1
B
0
1 0 1F0 0 01 Nhomakorabea0
0 0 0 1
0 0
1 0
1 1
F
0
1
逻辑乘的运算规律：
A•0 = 0 A •1 = A A• A = A
与门除实现与逻辑关系外，也可以起控制门的作用。
信号输入端
A B
&
信号控制端
F
当 B =1 时，F = A 当 B = 0 时，F = 0
门打开 门关闭
2. 三极管的开关特性
+UCC 3V 0V RB RC uO 3V
+UCC RC
C E
uO u O 0
相当于 开关闭合
ui
T
截止 饱和 0V
+UCC RC
C E
uO
相当于 开关断开
uO UCC
门电路的主要类型（按逻辑功能分）或门、与门、非
门、与非门、或非门、异或门等。
门电路的逻辑对应关系：
Z 为高阻状态即开路状态
A B E A B E
&
EN
F E =1
E=0
FE=0
F = A• B F = Z 高阻状态 F = A•B F = Z 高阻状态
控制端
&
EN
E =1
三态门的用途 三态门主要作为TTL电路与总线间的接口电路。
E1
０
公 用 总 线
E2
１ ０
工作时，E1、E2、E3 分时接入高电平。
0V 0
在数字电路中，对电压值为多少并不重要， 只要能判断高低电平即可。
(1) 与逻辑
几个条件的事件，必需满足所有条件，事件才能发生。
+12V D1
UA 0V
F
UB 0V 3V 0V 3V
UF 0.3V 0.3V 0.3V 3.3V
A
0V 3V 3V
B
D2
( UD=0.3V )
(1) 与逻辑
几个条件的事件，必需满足所有条件，事件才能发生。
F
1 1 1
0
0 0 0 1
0 1
1 0
1
1 1
1
有“1”出“1”
逻辑加的运算规律：
A+0 = A A +1 = 1 A+ A = A
或门除实现或逻辑关系外，还可以起控制门的作用
信号输入端 A 信号控制端 B
≥1
F
当 B = 0 时，F = A 当 B = 1 时，F = 1
门打开 门关闭
(3)非门电路
F=A+B
FA
A B
A B A B
F
F
A A
1
F
F F F
A F
A
F
F AB
与非门
F AB
或非门
A B A B A B
&
F F F
A B A B
F F
F
A B
三态门 (两输入与非)
A B
&
A B
A B
&
E
E
与或非门
E
F
国家标准
AB CD
A B C D
&
&
A B C D
A B Y1 Y2
Y2
Y1：有“0”出“0”，全“1”出“1” Y2：有“1”出“1”，全“0”出“0”
例题:
与非门的输入A、B波形如图所示, 画出输出Y的
波形。 A
B
A
&
Y
Y=AB 真值表
A B Y
B 0 0 1
0
Y
P223 例20.2.1
1
0
1
1
1
1
1
0
A B
A B
&
1
F
&
0
F
20.3.2 三态与非门： 具有0、1、Z 三种输出状态
门电路的作用：
是用以实现逻辑运算的电子电路，又称逻辑门
开门状态： 满足一定条件时 门 (电子开关) 电路允许信号通过 开关接通
关门状态：
条件不满足时 电路不允许信号通过 开关断开
晶体管的开关作用
1. 二极管的开关特性 S 截止 导通 3V 0V
D 相当于 开关闭合
3V
R
R
S 0V
相当于 开关断开 R
逻辑电路：以二进制为原理的数字电路 组合逻辑电路 数字电路 时序逻辑电路 组合逻辑电路的特点
• 输出信号只是该时刻的输入信号的函数
• 与其它时刻的输入状态无关 • 无记忆功能 通过本章的学习 掌握组合逻辑电路的分析 了解组合逻辑电路的设计
电子电路中的信号: 数字信号和模拟信号 模拟信号:
时间连续的信号。
+
F
本课小结 1、数字信号、逻辑关系 2、掌握基本门及组合逻辑门 符号、功能（真值表、表达式、波形）
作业：p278 20.2.1——2.3、20.3.1
B 0 1 0 1
F 1 1 1 0
规律：有 0 出 1
全 1 则 0
控制门
当 B =1 时，F = A 当 B = 0 时，F = 1
门打开 门关闭
真值表 2、或非门电路 逻辑符号：
A B
≥1
F
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
F 1 0 0 0
逻辑式：F
A B
规律：有 1 出 0 全 0 则 1
第20章 门电路和组合逻辑电路
20.1 脉冲信号 20.2 基本门电路及其组合 20.3 TTL门电路 20.5 逻辑代数 20.6 组合逻辑电路的分析与综合 20.7 加法器 20.8 编码器 20.9 译码器和数字显示 20.10 数据分配器和数据选择器 20.11 应用举例
第20章 门电路和组合逻辑电路
E3
p232例20.3.3
各种逻辑门的相互转换
例：与非门可以转换成其他各种逻辑门。
1、与非门转换为非门
2、与非门转换为与门
A
&
F A B A B
F A & B A & A &B