基本逻辑门电路的逻辑功能测试.

情境任务目录
任务一 基本逻辑门电路的逻辑功能测试
任务目标与要求
1．理解数制、代码、逻辑代数功能描述方法。 2．知道基本逻辑门电路的符号、逻辑功能。 3．用仪器仪表测试基本逻辑门电路的逻辑功能。 4．用仪器仪表测试基本逻辑门电路的应用电路。 5．分析和仿真基本逻辑门电路及其应用电路。 6．编写文档记录基本逻辑门电路的学习过程和测试结果。 （一组交一份） 7．相互交流和学习。
任务基础知识三——逻辑代数基础
逻辑代数是按一定的逻辑关系进行运算的代数，是分析和设计 数字电路的数学工具。在逻辑代数中，只有０和１两种逻辑值，有 与、或、非三种基本逻辑运算，还有与或、与非、与或非、异或几 种导出逻辑运算。 逻辑是指事物的因果关系，或者说是条件和结果的关系，这些 因果关系可以用逻辑运算来表示，也就是用逻辑代数来描述。 事物往往存在两种对立的状态，在逻辑代数中可以抽象地表示 为 0 和 1 ，称为逻辑0状态和逻辑1状态。 逻辑代数中的变量称为逻辑变量，用大写字母表示。逻辑变量 的取值只有两种，即逻辑0和逻辑1，0 和 1 称为逻辑常量，并不表 示数量的大小，而是表示两种对立的逻辑状态。
A
B E 电路图
Y
L=AB
A
A
B E
Y
B E
Y
A、B都断开，灯不亮。
A
A断开、B接通，灯亮。
A
B E
Y
B E
Y
A接通、B断开，灯亮。
பைடு நூலகம்
A、B都接通，灯亮。
两个开关只要有一个接通， 灯就会亮。逻辑表达式为：
Y=A+B
功能表
开关 A 断开 断开 闭合 闭合 开关 B 断开 闭合 断开 闭合 灯Y 灭 亮 亮 亮
真值表
A 0 0 1 1
A B
B 0 1 0 1
≥1
Y 0 1 1 1
实现或逻辑的电路 称为或门。或门的 逻辑符号：
Y= A + B Y
逻辑符号
3. 非逻辑（非运算）
非逻辑指的是逻辑的否定。当决定事件（Y）发生的条件（A） 满足时，事件不发生；条件不满足，事件反而发生。表达式为： Y=A 开关A控制灯泡Y
2．数字电路的分类
（1）按集成度的不同：数字电路可分为小规模（ SSI，每片100个 以内器件）、中规模（MSI，每片数百个器件）、大规模（LSI， 每片数千个器件）和超大规模（VLSI，每片器件数目大于1万）数 字集成电路。 （2）按所用器件制作工艺的不同：数字电路可分为双极型（ TTL 型）和单极型（MOS型）两类。 （3）按照电路的结构和工作原理的不同：数字电路可分为组合逻 辑电路（输出信号只与当时的输入信号有关，而与电路以前的状 态无关）和时序逻辑电路（输出信号不仅和当时的输入信号有关， 而且与电路以前的状态有关）两类。
（2）八进制数转换为二进制数：将每位八进制数用 3位二进制数 表示。 (374.26)8 = 011 111 100 . 010 110
2. 二进制数与十六进制数的相互转换
二进制数与十六进制数的相互转换，按照每4位二进制数对应 于一位十六进制数进行转换。
0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 . 0 1 1 0 = (1E8.6)16
二、不同数制间的转换
将N进制数(非十进制数)按权展开，即可以转换为十进制数。 1. 二进制数与八进制数的相互转换
（1）二进制数转换为八进制数： 将二进制数由小数点开始，整数 部分向左，小数部分向右，每3位分成一组，不够3位补零，则每 组二进制数便是一位八进制数。 0 0
1
1
0
1
0
1
0 . 0 1
0 = (152.2)8
数码为：0～7；基数是8。 运算规律：逢八进一，即：7 + 1 = 10。 八进制数的权展开式： 如：(207.04)8 = 2×82 + 0×81 + 7×80 + 0×8－1 + 4 ×8－2 = (135.0625)10
各数位的权是8的幂
4. 十六进制
数码为：0～9、A～F；基数是16。 运算规律：逢十六进一，即：F＋1＝10。 十六进制数的权展开式： 如：(D8.A)2＝ 13×161 + 8×160 + 10 ×16－1 = (216.625)10
各数位的权是16的幂
5. 结论
①一般地，N进制需要N个数码，基数是N；运算规律为逢N进一。
②如果一个N进制数M包含ｎ位整数和ｍ位小数，即 (an-1 an-2 … a1 a0 ·a－1 a－2 … a－m)N 则该数的权展开式为： (M)2 ＝ an-1×Nn-1 + an-2 ×Nn-2 + … + a1×N1 + a0 ×N0 + a－1 ×N-1
几种常用的 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 3 0011 0110 0010 0011 4 0100 0111 0110 0100 5 0101 1000 0111 1011 6 0110 1001 0101 1100 7 0111 1010 0100 1101 8 1000 1011 1100 1110 9 1001 1100 1101 1111 8421 2421 权 5421 码 0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100 5421
t
对模拟信号进行传输、加 工和处理的电子线路称为 模拟电路。
对数字信号进行传输、加 工和处理的电子线路称为 数字电路。
二、数字电路的特点与分类
1．数字电路的特点
（1）工作信号是二进制的数字信号，在时间上和幅值上是离散 的（不连续），反映在电路上就是低电平和高电平两种状态（即
0和1两个逻辑值）。
（2）在数字电路中，研究的主要问题是电路的逻辑功能，即输 入信号的状态和输出信号的状态之间的关系。 （3）对组成数字电路的元器件的精度要求不高，只要在工作时 能够可靠地区分0和1两种状态即可。
任务基础知识二——数制及其码制
一、数制
（1）数 制：就是计数的方法，它是进位计数制的简称。在表示数 时，仅用一位数码往往不够用，必须用进位计数的方法组成多位数 码。多位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则称为进位 计数制。常用的数制有十进制、二进制、八进制、十六进制等。 （2）基 数：某种数制的基数，就是在该数制中可能用到的数码 的个数。 （3）位 权（位的权数）：在某一种数制的数中，每一位的大小都 对应着该位上的数码乘上一个固定的数，这个固定的数就是这一位 的权数。权数是一个幂。
2 44 余数 低位 2 22 ……… 0=K0 2 11 ……… 0=K1 2 2 2 5 ……… 1=K2 2 ……… 1=K3 1 ……… 0=K4 0 ……… 1=K5 高位
小数部分采用基数连乘法，先 得到的整数为高位，后得到的 整数为低位。
0.375 × 2 整数 0.750 ……… 0=K－1 0.750 × 2 1.500 ……… 1=K－2 0.500 × 2 1.000 ……… 1=K－3 高位
一、 基本逻辑运算
1. 与逻辑（与运算）
与逻辑的定义：仅当决定事件（Y）发生的所有条件（A，B， C，…）均满足时，事件（Y）才能发生。表达式为： Ｙ＝ＡＢＣ… 开关A，B串联控制灯泡Y
A E 电路图 B Y
L=AB
A E
B Y
E
A
B Y
A、B都断开，灯不亮。
A E B Y
A断开、B接通，灯不亮。
1.十进制
数码为：0～9；基数是10。 运算规律：逢十进一，即：9 + 1 = 10。 十进制数的权展开式： 5×103 = 5 0 0 0 5×102 = 5 0 0 5×101 = 5 0 5×100 = 5 + 5 5 5 5 =5 5 5 5 同样的数码在不同的数位 上代表的数值不同。
103、102、101、100称为十 进制的权。各数位的权是 10的幂。
各数位的权是２的幂
二进制数只有0和1两个数码，它的每一位都可以用电子元件来实 现，且运算规则简单，相应的运算电路也容易实现。
运算 规则
加法规则：0 + 0 = 0，0 + 1 = 1，1 + 0 = 1，1 + 1 = 10 乘法规则：0×0 = 0，0×1 = 0，1×0 = 0，1×1 = 1
3. 八进制
任意一个十进制数都可以 表示为各个数位上的数码 与其对应的权的乘积之和， 称权展开式。
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
2. 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 ＝ (5.25)10
任务一目录
任务基础知识
任务技能训练
任务基础知识
学习要点：
数制及其相互之间的转换 常用编码 逻辑代数的公式、定理和规则 逻辑函数公式法化简和卡诺图化简
任务基础知识一——概述
一、数字信号与数字电路
模拟信号：在时间上和幅 值上连续的信号。
u
数字信号：在时间上和幅值上 不连续的（即断续的）信号。
u
t
模拟信号波形 数字信号波形
R E 电路图 A
Y
R E A
A断开，灯亮。
Y
R E A
A接通，灯灭。