8门电路和组合逻辑电路 ppt课件
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门电路和组合逻辑电路
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解
8.1逻辑代数基础知识
二进制整数转换为十六进制数的方法是：将二进制整数从最低 位开始，每四位一组，将每组都转换为一位的十六进制数。 例8-3 写出二进制数10011101010的十六进制表示。 解 因为 0100 1110 1010 ↓ ↓ ↓ 4 E A 所以，（10011101010）2=（4EA）16 ②十六进制整数转换为二进制数 十六进制整数转换为二进制数的方法是：将十六进制整数的每 解 因为 3 B 9 ↓ ↓ ↓
8.1逻辑代数基础知识
第三步：根据题义及上述规定列出函数的真值表如表8-8所示。 一般地说，若输入逻辑变量A、B、C„的取值确定以后，输出 逻辑变量L的值也唯一地确定了，就称L是A、B、C的逻辑函 数，写作： L=f（A，B，C„） 逻辑函数与普通代数中的函数相比较，有两个突出的特点： （1）逻辑变量和逻辑函数只能取两个值0和1。 （2）函数和变量之间的关系是由“与”、“或”、“非”三 种基本运算决定的。 2．逻辑函数的表示方法 逻辑函数的表示方法主要有三种，它们是真值表、函数表达 式和逻辑图。
8.1.1概述
逻辑代数是一种描述客观事物间逻辑关系的数学方法，它是英 国数学家乔治•布尔创立的，所以又称布尔代数，该函数表达 式中逻辑变量的取值和逻辑函数值都只有两个值，即0和1。这 两个值不具有数量大小的意义，仅表示客观事物的两种相反的 状态，如开关的闭合与断开；晶体管的饱和导通与截止；电位 的高与低；真与假等。数字电路在早期又称为开关电路，因为
第八章 门电路和组合逻辑电路
8.1逻辑代数基础知识 8.2基本逻辑门电路 8.3组合逻辑电路的分析与设计 8.4常用组合逻辑器件
8.1逻辑代数基础知识
数字电路是电子电路中的一类，它与模拟电路不同，数字电路 处理的信号是离散变化的脉冲信号，而模拟电路处理的是连续 变化的模拟信号。因为逻辑代数是分析和研究数字逻辑电路的 基本工具，而逻辑门电路是构成数字电路的基本单元，故本章 在介绍了逻辑代数的基础知识后，讲述了逻辑门电路及其构成， 最后介绍了组合逻辑电路的分析和设计方法以及常用的中小规 模组合逻辑器件。
解
8.1逻辑代数基础知识
二进制整数转换为十六进制数的方法是：将二进制整数从最低 位开始，每四位一组，将每组都转换为一位的十六进制数。 例8-3 写出二进制数10011101010的十六进制表示。 解 因为 0100 1110 1010 ↓ ↓ ↓ 4 E A 所以，（10011101010）2=（4EA）16 ②十六进制整数转换为二进制数 十六进制整数转换为二进制数的方法是：将十六进制整数的每 解 因为 3 B 9 ↓ ↓ ↓
8.1逻辑代数基础知识
第三步：根据题义及上述规定列出函数的真值表如表8-8所示。 一般地说，若输入逻辑变量A、B、C„的取值确定以后，输出 逻辑变量L的值也唯一地确定了，就称L是A、B、C的逻辑函 数，写作： L=f（A，B，C„） 逻辑函数与普通代数中的函数相比较，有两个突出的特点： （1）逻辑变量和逻辑函数只能取两个值0和1。 （2）函数和变量之间的关系是由“与”、“或”、“非”三 种基本运算决定的。 2．逻辑函数的表示方法 逻辑函数的表示方法主要有三种，它们是真值表、函数表达 式和逻辑图。
8.1.1概述
逻辑代数是一种描述客观事物间逻辑关系的数学方法，它是英 国数学家乔治•布尔创立的，所以又称布尔代数，该函数表达 式中逻辑变量的取值和逻辑函数值都只有两个值，即0和1。这 两个值不具有数量大小的意义，仅表示客观事物的两种相反的 状态，如开关的闭合与断开；晶体管的饱和导通与截止；电位 的高与低；真与假等。数字电路在早期又称为开关电路，因为
第八章 门电路和组合逻辑电路
8.1逻辑代数基础知识 8.2基本逻辑门电路 8.3组合逻辑电路的分析与设计 8.4常用组合逻辑器件
8.1逻辑代数基础知识
数字电路是电子电路中的一类，它与模拟电路不同，数字电路 处理的信号是离散变化的脉冲信号，而模拟电路处理的是连续 变化的模拟信号。因为逻辑代数是分析和研究数字逻辑电路的 基本工具，而逻辑门电路是构成数字电路的基本单元，故本章 在介绍了逻辑代数的基础知识后，讲述了逻辑门电路及其构成， 最后介绍了组合逻辑电路的分析和设计方法以及常用的中小规 模组合逻辑器件。
门电路及组合逻辑电路ppt课件.ppt
二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进 制数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421码。
2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011 得到；格雷码是一种循环码，其特点是任何相邻的两个码字， 仅有一位代码不同，其它位相同。
即：(5555)10＝5×103 ＋5×102＋5×101＋5×100 又如：(209.04)10＝ 2×102 ＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4 ×10－2
（1）数制：二进制
数码为：0、1；基数是2。 运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。 二进制数的权展开式： 如：(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2－2
A
&
B
≥1 &
C
&
D
(a) 与或非门的构成
A
FB C
& ≥1 F
D
(b) 与或非门的符号
F AB CD
4、异或
异或是一种二变量逻辑运算，当两个变量取值相同时， 逻辑函数值为0；当两个变量取值不同时，逻辑函数值为1。
异或的逻辑表达式为： L A B
“异或”真值
表 输入
输出
A
B
L
A
=1
0
0
0
0
常用 BCD 码
十进制数 8421 码 余 3 码 格雷码 2421 码
0
0000 0011 0000 0000
1
0001 0100 0001 0001
2
0010 0101 0011 0010
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421码。
2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011 得到；格雷码是一种循环码，其特点是任何相邻的两个码字， 仅有一位代码不同，其它位相同。
即：(5555)10＝5×103 ＋5×102＋5×101＋5×100 又如：(209.04)10＝ 2×102 ＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4 ×10－2
（1）数制：二进制
数码为：0、1；基数是2。 运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。 二进制数的权展开式： 如：(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2－2
A
&
B
≥1 &
C
&
D
(a) 与或非门的构成
A
FB C
& ≥1 F
D
(b) 与或非门的符号
F AB CD
4、异或
异或是一种二变量逻辑运算，当两个变量取值相同时， 逻辑函数值为0；当两个变量取值不同时，逻辑函数值为1。
异或的逻辑表达式为： L A B
“异或”真值
表 输入
输出
A
B
L
A
=1
0
0
0
0
常用 BCD 码
十进制数 8421 码 余 3 码 格雷码 2421 码
0
0000 0011 0000 0000
1
0001 0100 0001 0001
2
0010 0101 0011 0010
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。
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。
逻辑门电路及组合逻辑电路
一、组合电路的分析 组合电路的分析是根据给出的逻辑电路，从输入端开始逐
级推导出输出端的逻辑函数表达式，并依据该表达式，列出真 值表，从而确定该组合电路的逻辑功能。其分析步骤如下：
① 由逻辑图写出各门电路输出端的逻辑表达式；
②化简和变换各逻辑表达式； ③列写逻辑真值表； ④根据真值表和逻辑表达式，确定该电路的功能。
A ≥1
F B
或门
A
或门的波形为：
B
F
第3页/共39页
F 0 有1出1
全0出0
1
1
1
第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路 8.1 逻辑代数及逻辑门电路
3.非运算、非逻辑、非门
真值表
A
F
有0出1
0
1 有1出0
逻辑关系：决定事件的条件满足，事 件不会发生；条件不满足时，事件才 发生。这就是非逻辑。
10
非逻辑的逻辑表达式为：F=A
真值表（除与或非运算外）
互为非 逻辑关系
逻辑变量 与非逻辑 或非逻辑 异或逻辑 同或逻辑
AB 00 01 10 11
逻辑门符号：
AB
A+B
A B A• B
1
1
0
1
1
Hale Waihona Puke 0101
0
1
0
0
0
0
1
A
=1
F
B
第5页/共39页
第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路 8.1 逻辑代数及逻辑门电路
异或的逻辑式
Y=AB+AB 两个变量取相同值时，输出为0；取不同值时，输出为1
逻辑关系：决定事件的 全部条件都满足时，事 件才发生。这就是与逻 辑。
级推导出输出端的逻辑函数表达式，并依据该表达式，列出真 值表，从而确定该组合电路的逻辑功能。其分析步骤如下：
① 由逻辑图写出各门电路输出端的逻辑表达式；
②化简和变换各逻辑表达式； ③列写逻辑真值表； ④根据真值表和逻辑表达式，确定该电路的功能。
A ≥1
F B
或门
A
或门的波形为：
B
F
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F 0 有1出1
全0出0
1
1
1
第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路 8.1 逻辑代数及逻辑门电路
3.非运算、非逻辑、非门
真值表
A
F
有0出1
0
1 有1出0
逻辑关系：决定事件的条件满足，事 件不会发生；条件不满足时，事件才 发生。这就是非逻辑。
10
非逻辑的逻辑表达式为：F=A
真值表（除与或非运算外）
互为非 逻辑关系
逻辑变量 与非逻辑 或非逻辑 异或逻辑 同或逻辑
AB 00 01 10 11
逻辑门符号：
AB
A+B
A B A• B
1
1
0
1
1
Hale Waihona Puke 0101
0
1
0
0
0
0
1
A
=1
F
B
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第八章 逻辑门电路及组合逻辑电路 8.1 逻辑代数及逻辑门电路
异或的逻辑式
Y=AB+AB 两个变量取相同值时，输出为0；取不同值时，输出为1
逻辑关系：决定事件的 全部条件都满足时，事 件才发生。这就是与逻 辑。
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。
门电路的组合逻辑电路
真值表
A3 A 2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 Y9 Y8 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 0 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 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
D1 D2 导通 导通
F=AB
A
导通 截止 截止 导通 截止 截止
&
B
F
与门的逻辑功能可概括为：输入有0，输出为0； 与门的逻辑功能可概括为：输入有0 输出为0 输入全1 输出为1 输入全1，输出为1。
F=AB
逻辑与（逻辑乘）的运算规则为：
0⋅0 = 0
0 ⋅1 = 0
1⋅ 0 = 0
1⋅1 = 1
F=A+B
逻辑或（逻辑加）的运算规则为：
0+0=0
0 +1= 0
1+ 0 = 0
1+1=1
或门的输入端也可以有多个。下图为一个三输入或门电 路的输入信号A、B、C和输出信号F的波形图。
A B C F
8.1.3非门 8.1.3非门
决定某事件的条件只有一个，当条件出现时事件不发生，而 条件不出现时，事件发生，这种因果关系叫做非逻辑。 实现非逻辑关系的电路称为非门，也称反相器。 +3V
对数字信号进行传输、 处理的电子线路称为 数字电路。
8.1 逻辑门电路
逻辑门电路：用以实现基本和常用逻辑 运算的电子电路。简称门电路。 基本和常用门电路有与门、或门、非门 （反相器）、与非门、或非门、与或非门和 异或门等。 逻辑0和1： 电子电路中用高、低电平来 表示。 获得高、低电平的基本方法：利用半导 体开关元件的导通、截止（即开、关）两种 工作状态。
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。
《组合逻辑电路设计》课件
《组合逻辑电路设计》ppt 课件
目录
• 组合逻辑电路概述 • 组合逻辑电路设计方法 • 常用组合逻辑电路设计 • 组合逻辑电路的分析 • 组合逻辑电路的实现
01 组合逻辑电路概 述
组合逻辑电路的定义
01
02
03
组合逻辑电路
由门电路组成的数字电路 ，其输出仅与当前的输入 有关，而与之前的输入无 关。
04 组合逻辑电路的 分析
组合逻辑电路的分析步骤
确定输入和输出变量
首先需要确定组合逻辑电路的输入和 输出变量，以便了解电路的功能需求 。
பைடு நூலகம்
列出真值表
根据输入和输出变量的取值，列出组 合逻辑电路的真值表，以便了解电路 在不同输入下的输出情况。
化简逻辑表达式
根据真值表，化简输出函数的逻辑表 达式，以便了解电路的逻辑关系。
分析电路的完备性
检查电路是否实现了所需的功能，并 确定是否存在冗余的元件或不必要的 电路结构。
组合逻辑电路的分析实例
实例一
2-2=1的组合逻辑电路：该电路有两个输入 变量A和B，一个输出变量Y，满足条件A和 B不同时为1时Y为0，其他情况下Y为1。通 过分析可以得出输出函数的逻辑表达式为 Y=A'B'+AB。
THANKS
感谢观看
特点
无记忆功能，仅根据当前 的输入确定输出。
应用
如编码器、译码器、多路 选择器等。
组合逻辑电路的基本组成
门电路
是构成组合逻辑电路的基本单元，如AND门、OR 门、NOT门等。
输入和输出
组合逻辑电路有多个输入和输出，输入用于接收 外部信号，输出用于传递处理后的信号。
连线
连接门电路，将输入与输出连接起来，实现信号 的传递和处理。
目录
• 组合逻辑电路概述 • 组合逻辑电路设计方法 • 常用组合逻辑电路设计 • 组合逻辑电路的分析 • 组合逻辑电路的实现
01 组合逻辑电路概 述
组合逻辑电路的定义
01
02
03
组合逻辑电路
由门电路组成的数字电路 ，其输出仅与当前的输入 有关，而与之前的输入无 关。
04 组合逻辑电路的 分析
组合逻辑电路的分析步骤
确定输入和输出变量
首先需要确定组合逻辑电路的输入和 输出变量，以便了解电路的功能需求 。
பைடு நூலகம்
列出真值表
根据输入和输出变量的取值，列出组 合逻辑电路的真值表，以便了解电路 在不同输入下的输出情况。
化简逻辑表达式
根据真值表，化简输出函数的逻辑表 达式，以便了解电路的逻辑关系。
分析电路的完备性
检查电路是否实现了所需的功能，并 确定是否存在冗余的元件或不必要的 电路结构。
组合逻辑电路的分析实例
实例一
2-2=1的组合逻辑电路：该电路有两个输入 变量A和B，一个输出变量Y，满足条件A和 B不同时为1时Y为0，其他情况下Y为1。通 过分析可以得出输出函数的逻辑表达式为 Y=A'B'+AB。
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特点
无记忆功能，仅根据当前 的输入确定输出。
应用
如编码器、译码器、多路 选择器等。
组合逻辑电路的基本组成
门电路
是构成组合逻辑电路的基本单元，如AND门、OR 门、NOT门等。
输入和输出
组合逻辑电路有多个输入和输出，输入用于接收 外部信号，输出用于传递处理后的信号。
连线
连接门电路，将输入与输出连接起来，实现信号 的传递和处理。
数字电子技术-逻辑门电路PPT课件
在电路中的应用。
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表， 解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规 则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功 能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门 电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪 对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电 路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频 率、幅度等），重复步骤3， 观察并记录输出信号的变化情
THANKS
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低功耗设计有助于提高电路效率和延长设 备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提 高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多 信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可 以驱动的同类型门电路的输入 端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动 能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动 能力和带负载能力，对于复杂数字 系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用， 如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其 对应的真值表，解释不同输入下
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表， 解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规 则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功 能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门 电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪 对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电 路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频 率、幅度等），重复步骤3， 观察并记录输出信号的变化情
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低功耗设计有助于提高电路效率和延长设 备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提 高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多 信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可 以驱动的同类型门电路的输入 端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动 能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动 能力和带负载能力，对于复杂数字 系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用， 如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其 对应的真值表，解释不同输入下
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8.2.4.1与非门电路
A B
&
C
1
F
“与”门
“非门
A B C
&
F
“与非”门
逻辑表达式: F=A B C
“与非” 门逻辑状态表
A B CF
0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10
逻辑功能:有“0”出“1”，全“1”出
“0” 2020/12/27
00 11 01 11 01 11 01 11
2020/12/27
18
8.2.3. 逻辑非
+R
220V
A
Y
-
状态表
A
Y
0
1
1
0
逻辑表达式：Y = A
“非”逻辑关系是否定或相反的意思。
2020/12/27
19
非门电路
EC
EQ
RC DQ
逻辑符号
A R1
T
R2
F
A
1
F
-EBB
2020/12/27
20
8.2.4 复合运算
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”。
2020/12/27
17
逻辑表达式： Y=A+B+C
(3) 逻辑关系：“或”逻辑
即：有“1”出“1”， 全“0”出“0”
逻辑符号：
A
>1
B C
Y
“或” 门逻辑状态表
A B CY
00 00 01 01 10 10 11 11
正逻辑和负逻辑:
电平的高低一般用“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。若无特殊说明，均采用正逻辑。
2020/12/27
11
8.2 基本门电路
门电路的基本概念:
逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。
所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控 制信号的通过或不通过。
2通020常/12/2工7 作在放大区。
5
2. 脉冲信号 是一种跃变信号，并且持续时间短暂。如:
尖顶波
矩形波
t
t
处理数字信号的电路称为数字电路，它注重研 究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。
在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和饱 和区，起开关的作用。
2020/12/27
6
脉冲信号 正脉冲：脉冲跃变后的值比初始值高 负脉冲：脉冲跃变后的值比初始值低
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
8.1 引言
1. 模拟信号 电子电路中的信号
模拟信号 数字信号
模拟信号：随时间连续变化的信号,如:
正弦波 信号
三角波
t 信号
t
处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流电
路、放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间
的大小及相位关系。在模拟电路中，晶体管三极管
00 10 00 11
“与”逻辑关系是指当决定某事件的条件全 部具备时，该事件才发生。 设：开关断开、灯不亮用逻辑 “0”表示，开关 闭合、灯亮用 逻辑“1”表示。
2020/12/27
13
二极管与门电路
“与” 门逻辑状态表
(1) 电路
03V A
+U 12V
R
DA
Y
DB
03V
03V B
03V C
DC
11
“或”逻辑关系是指当决定某事件的条件之 一具备时，该事件就发生。
2020/12/27
16
二极管“或” 门电路
(1) 电路
03VV A
DA
03VV B
DB
033VV C
DC
(2) 工作原理
Y 03V R
-U 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
8 门电路和组合逻辑电路
8.1 引言 8.2 基本门电路
8.4 逻辑函数及其化简 8.5 组合逻辑电路
8.6 组合逻辑电路应用
2020/12/27
1
8 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。
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
5. 电路的工作原理和功能。
5. 学会数字集成电路的使用方法。
2020/12/27
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
+3V
如：
0
+3V 0
0 -3V
0 -3V
正脉冲 负脉冲
2020/12/27
7
脉冲信号的部分参数：
0.9A
0.5A
0.1A
tp
tr
A tf
T 实际的矩形波
脉冲幅度 A
脉冲宽度 tp
脉冲上升沿 tr
脉冲周期 T
2020/12/27 脉冲下降沿 tf
8
1. 二极管的开关特性
导截通止
D
3V
0V
3V
R
0V
2020/12/27
相当于
S
开关闭合
R
相当于
S
开关断开
R
9
2. 三极管的开关特性
3V
0V
RB ui
+UCC
RC
3VHale Waihona Puke uO T截饱止和 0V
2020/12/27
相当于 开关断开
+UCC
RC
uO uO 0
C
E
相当于
开关闭合
+UCC RC
uO
C
uO UCC
E
10
数字电路的特点
(1)信号是随时间不连续变化的两个离散量。 (2)稳态时三极管一般都是工作在开、关状态。 (3)研究的主要问题是电路的逻辑功能。 (4)使用的主要方法是逻辑分析和逻辑设计，主 要工具是逻辑代数。
门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系 (因果关系)，所以门电路又称为逻辑门电路。
基本逻辑关系为“与”、“或”、“非” 三种。 门电路主要有：与门、或门、非门、与非门、
2020/12/27 或非门、异或门等。
12
8.2.1 逻辑与
A
B
+
状态表 ABY
220V
Y
0
0
-
1
逻辑表达式：Y = A • B 1
即：有“0”出“0”， 0 0 0 0
全“1”出“1”
0 0 10 0 1 00
逻辑符号：
0 1 10 1 0 00
A B C
&
1 0 10
1 1 00
Y
1 1 11
2020/12/27
15
8.2.2. 逻辑或
+ 220V
A B
Y
真值表 ABY
0 00 0 11
-
1 01
1
逻辑表达式： Y = A + B
(2) 工作原理
AB
00 00 01 01 10 10 11 11
CY
00 10 00 10 00 10 00 11
输入A、B、C不全为“1”，输出 Y 为“0”。
输入A、B、C全为高电平“1”，输出 Y 为“1”。
2020/12/27
14
逻辑表达式： Y=A B C
(3) 逻辑关系：“与”逻辑
“与” 门逻辑状态表 A B CY