第第1313章章 门电路和组合逻辑电路门电路和组合逻辑电路 13.1 13.1 基本门电路及其组合基本门电路及其组合13.213.2 TTLTTL门电路门电路13.4 13.4 组合逻辑电路的分析和设计组合逻辑电路的分析和设计13.513.5 加法器加法器13.6 13.6 编码器编码器13.7 13.7 译码译码器器( (13.913.9 应用举例应用举例) )1. 电子电路中的信号分为两大类：一类称为模拟信号，它是指时 间上和数值上的变化都是连续 平滑的信号，如图（a）(a)一类信号称为数字信号，它 是指时间上和数值上的变化 都是不连续的，如图（b）(b)13.113.1基本门电路及其组合基本门电路及其组合13.1.113.1.1逻辑电路的基本概念逻辑电路的基本概念trtfUm0.9Um0.5Um0.1Um 脉宽 tw周期 T实际的矩形波数字电路所研究的问题和模拟电路相比有以下几个主要不同点：（1）数字电路中的信号在时间上是离散的脉冲信号，而模拟电路中的信号是随时间连续变化的信号。（2）数字电路所研究的是电路的输入输出之间的逻辑关系，而模拟电路则是研究电路的输入输出之间的大 小、相位等问题。（3）在两种电路中，晶体管的工作状态不同。数字电路中晶体管工作在开关状态，也就是交替地工作在饱和与截止两种状态，而在模拟电路中晶体管多工作在放大状态。饱和区放大区截止区2 、三种基本逻辑关系及门电路当决定事件的各个条件全部具备之后 ，事件 才会发生。开关 A，B 串联 控制 灯泡 Y：功能表1)与逻辑关系 ： 二极管与门Y=AB真值表当决定事件的各个条件中有一 个或一个以上具备之后，事件就会发生。开关 A，B 并联 控制 灯泡 Y:+ +功能表2 )或逻辑关系：二极管或门Y=A+B真值表决定事件的条件只有一个，当 条件具备时，事件不会发生，条件不存在时， 事件发生。开关A 控制灯 泡Y:功能表真值表3 ) 非逻辑关系：三极管非门 真值表1. 与非门 Y=ABCY=A+B+CAB C1Y当 A111根据给定的逻辑要求，设计出逻辑电路图。设计步骤：（1）根据逻辑要求，定义输入输出逻辑变量并定义状态含义，列出真值表 ； （2）由真值表写出逻辑函数表达式；（3）化简逻辑函数表达式；（4）画出逻辑图。13.4.313.4.3 组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计三 人 表 决 电 路例：用两输入设计三人表决电路10A+5VBCRYABCY 00000001101110001111010010111011真值表每行相与， 各行相或三人表决电路10A+5VBCRY&Y=AB+AC+BC=AB+AC+BC=AB AC BC例：设计一个数据分配器，通过控制端 E 来选 择输入 A送至输出端 F1还是F2。E=0时，A送 至F1, E=1时，A送至F2。电 路EAF1F2&1数据分配器电路图13.5 13.5 加加 法法 器器两个二进制数相加，称为“半加”，实现半加操作的电路叫做半加器。S=AB+AB=A+BC=AB真值表 A B C 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 S 01 0 11 01.半加器=1&A BSCS=AB+AB=A+BC=AB半加器逻辑图COSCAB半加器逻辑符号2.全加器输入信号：加数 被加数从低位来的进位输出信号：本位的和向高位的进位数真值表逻辑表达式F=真值为1各行的乘积项的逻辑和1COCO逻辑符号例：求两个四位二进制数的和：全加器逻辑图为：0 0 0 1 1 1 0 1001010110例：试用74LS248构成一个四位二进制数相加的电路S0S1S2C3A2 B2A1 B12Ci 2S 1Ci 1S2A 2B 2Ci-1 1A 1B 1Ci -174LS1832Ci 2S 1Ci 1S2A 2B 2Ci-1 1A 1B 1Ci -174LS183S3A0 B0A3 B374LS183是加法器集成电路组件，含有两个 独立的全加器。全加器、编码器、译码器、数据选择器等 常用数字集成组合逻辑电路常用数字集成组合逻辑电路13.613.6 编编 码码 器器编码：用数字或符号来表示某一对象或信号的过程。n位二进制代码可以表示2n个信号自然二进制码：按权值计算所对应十进制数的二进制的 代码8421编码：将十进制的十个数0、1、29编成4位二进制 的8421代码编码器& +5VR10Y30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0111Y2Y1Y08421码编码表13.6 13.6 编编 码码 器器数字集成优先编码器74LS147I1I9：信号输入端 低电平有效Y0Y3：信号输出端 以反码形式 输出译码是编码的反过程，将二进制代码按编码时的 原意翻译成有特定意义的输出量。13.713.7 译码译码器器1. 变量译码器若输入变量的数目为n，则输出端的数目N=2n例如：2线4线译码器、 3线8线译码器、4线16线译码器等。 现以3线8线译码器74LS138为例说明VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y61 2 3 4 5 6 7 8A0 A 1 A2 SB SC SA Y7 地 74LS13816 15 14 13 12 11 10 91 2 3 4 5 6 7 874LS138管脚图A2 A0是译码器输入端 ；Y0 Y7是译码器输出端 ， 且低电平有效；SC SB SA为三个使能输入 端，只有当它们分别为0 、0、1，译码器才正常 译码； 否则不论A2 A0为何值 ，Y0 Y7都输出高电平 。Y0=A2A1A0 Y1A2A1A0 =Y2= A2A1A0 Y7=A2A1A0 1 A0 A2 A2 A2 A1 11A1 A1 A0 A0 &.&当SA=1、SB= SC =0时，才正常译码。1SASBSCG1任何一个三输入变量的逻辑函数都可以用74LS138 和一个与非门来实现。 例：用74LS138实现Y=AB+BC Y=AB（C+C）+BC（A+A） =ABC+ABC+ABC=ABC+ABC+ABC=ABC ABC ABC=Y3Y6Y774LS138A0 A2 A1 A B CSASB SC1Y3Y6 Y7&Y应用举例工作正常时，输入均为1，电机转动，蜂鸣器不响，指示灯亮。异常时，某个（几个）输入为0，电机停转，蜂鸣器响，相应指 示灯熄灭。作业：P398405页A选择题：13.1.113.4.9B基本题：13.1.4、13.1.5、 13.4.12(1)(3)(5)、13.4.13（3）（ 4）、13.4.16、13.4.20、13.4.25