数字电子技术基础教案

第1讲

第 2 讲

教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1.熟练掌握基本逻辑运算和几种常用复合导出逻辑运算；

2. 熟练运用真值表、逻辑式、逻辑图来表示逻辑函数。

教学重点及难点：

1.三种基本逻辑运算和几种导出逻辑运算；

2.真值表、逻辑式、逻辑图之间的相互转换；

3.将真值表转换为逻辑式。

教学基本内容教学方法、教学手段及时间设计

第2章逻辑代数基础

2.1 概述

布尔：英国数学家，1941年提出变量“0”和“1”代表不同状态。

本章主要介绍逻辑代数的基本运算、基本定律和基本运算规则，然后介绍逻辑函数的表示方法及逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法。逻辑代数有其自身独立的规律和运算法则，而不同于普通代数。

2.2逻辑函数及其表示法

2 . 2 . 1 基本逻辑函数及运算

1、与运算———所有条例都具备事件才发生

开关：“1” 闭合，“0” 断开

灯：“1” 亮，“0” 灭

多媒体教学（5分钟）

板书讲授与多媒体教学相结合（15分钟）

板书讲解与多媒体教学相结合（10分钟）

板书讲解、推导与多媒体教学相结合, 例题讲解及引导学生做题（35分钟）

板书讲解、推导与多媒体教学相结合，例题讲解（10分钟

多媒体教学（10分钟）

教学互动（5分钟）

真值表：把输入所有可能的组合与输出取值对应列成表。逻辑表达式： L=K1*K2 (逻辑乘)

逻辑符号：原有符号：

讨论与逻辑运算的逻辑口诀

逻辑功能口决：有“0”出“0”，全“1”出“1”。

2、或运算———至少有一个条件具备，事件就会发生。

逻辑表达式：L=K1+K2 （逻辑加）

逻辑符号：

讨论或逻辑运算的逻辑口诀

逻辑功能口决：有“1”出“1”全“0”出“0”

3、非运算：—结果与条件相反

逻辑表达式：

逻辑符号：讨论非逻辑运算的逻辑口诀

2.2.2 几种导出的逻辑运算

一、与非运算、或非运算、与或非运算

二、异或运算和同或运算

逻辑表达式：相同为“1”，不同为

“0”

2.2.3 逻辑函数及其表示法

一、逻辑函数的建立

举例子说明建立（抽象）逻辑函数的方法，加深对逻辑函数概念的理解。例2.2.1 两个单刀双掷开关 A

和B分别安装在楼上和楼下。上楼之前，在楼下开灯，上楼后关灯；反之下楼之前，在楼上开灯，下楼后关灯。试建立其逻辑式。

表2.2.6 ［例2.2.1］真值表

例2.2.2 比较A、B两个数的大小

二、逻辑函数的表示方法

1．真值表

2．逻辑函数式

写标准与-或逻辑式的方法是：

（l）把任意一组变量取值中的1代以原变量，0代以反变量，由此得到一组变量的与组合，如 A、B、C

三个变量的取值为 110时，则代换后得到的变量与组合为A B 。

（2）把逻辑函数值为1所对应的各变量的与组合相加，便得到标准的与-或逻辑式。

3．逻辑图

逻辑图是用基本逻辑门和复合逻辑门的逻辑符号组成的对应于某一逻辑功能的电路图。2.3 逻辑代数的基本定律和规则

2.3.1 逻辑代数的基本公式

一、逻辑常量运算公式

表2.3.1 逻辑常量运算公式

变量A的取值只能为0或为1，分别代入验证。

讨论：与、或、非；与非、或非、同或、异或逻辑的运算

第 3 讲

若两函数相等，其对偶式也相等。（可用于变换推导公式）。

讨论三个规则的正确性。

2.5 逻辑函数及其表达方法逻辑函数：当输入变量取值确定之后，输出变量取值便随之而定。因此，输出变量和输入变量之间是一种函数关系。

逻辑函数的表示方法：逻辑真值表、逻辑函数式、逻辑图、波形图、卡诺图和硬件描述语言。

2.5.1逻辑函数的表示方法

（1）逻辑真值表：由输出变量取值与对应的输入变量取值所构成的表格。

列写方法是：

a) 找出输入、输出变量，并用相应的字母表示；

b)逻辑赋值。

c)列真值表。

（2）逻辑函数式

逻辑函数式：是将逻辑函数中输出变量与输入变量之间的逻

辑关系用与、或、非等逻辑运算符号连接起来的式子，又

第 4 讲

第 5 讲

“1”；当开关S闭合时，输出电压v o＝0，为低电平“0”；若开关由三极管构成，则控制三级管工作在截止和饱和状态，就相当开关S的断开和闭合。

3.2 半导体二极管门电路

3.2.1半导体二极管的开关特

1. 稳态开关特性

2.二极管动态特性

当电路处于动态状态，即二极管两端电压突然反向时，半导体二极管所呈现的开关特性称为动态开关特性（简称动态特性）。这是由于在输入电压转换状态的瞬间，二极管由反向截止到正向导通时，内电场的建立需要一定的时间，所以二极管电流的上升是缓慢的；当二极管由正向导通到反向截止时，二极管的电流迅速衰减并趋向饱和电流也需要一定的时间。由于时间很短，在示波器是无法看到的。

3.2.2二极管与门

当A、B中有一个是低电平0V时，至少有一个二极管导通，使得输出Y的电压为0.7V，为低电平；只有A、B中都加高电平3V时，两个二极管同时导通，使得输出Y为3.7V，为高电平。

3.2.3二极管或门

二极管或门电路如图3.2.5 ，当A、B中有一个是高电平3V时，至少有一个二极管导通，使得输出Y的电压为