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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 ） 中的正弦信号，处理模拟信号的电路叫做模拟电路。

(a). (b). 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 ） 中的正弦信号，处理模拟信号的电路叫做模拟电路。. 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 ） 中 的信号，处理数字信号的电 路称为数字电路。. 低电平 高电平. 脉冲信号是跃变信号，　持续时间很短. 数字电路和模拟电路的区别：. （ 1 ）信号不同：. 电路中： 低电平 高电平. 基本数字：逻辑 0 逻辑 1. （ 2 ）研究的问题不同。.

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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 ） 中的正弦信号，处理模拟信号的电路叫做模拟电路。

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Presentation Transcript

  1. (a) (b) 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）中的正弦信号，处理模拟信号的电路叫做模拟电路。 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）中 的信号，处理数字信号的电 路称为数字电路。 低电平 高电平 脉冲信号是跃变信号，　持续时间很短

  2. 数字电路和模拟电路的区别： （1）信号不同： 电路中： 低电平 高电平 基本数字：逻辑0 逻辑1 （2）研究的问题不同。 模拟电路：输入输出之间的大小、相位等问题。 数字电路：输入输出之间的逻辑关系。

  3. 工具 （3）分析方法不同。 模拟电路：微变等效电路、图解法 数字电路：逻辑分析与设计，逻辑代数 （4）电路组成相同，但元件工作状态不同。 模拟电路：晶体管多工作在放大状态 数字电路 ：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。

  4. 第13章 门电路和组合逻辑电路 13.1 基本门电路及其组合 13.2 TTL门电路 *13.4组合逻辑电路的分析和设计 *13.5加法器 *13.6编码器 13.7译码器和数字显示

  5. 13.1 基本门电路及其组合 13.1.1逻辑代数的基本概念 • 数字电路输入输出是逻辑关系 • 逻辑是指事物的因果关系，或者说条件 和结果的关系

  6. 逻辑变量与逻辑函数 逻辑函数：如果对应于输入逻辑变量A、B、C、…的每一组确定值，输出逻辑变量Y就有唯一确定的值，则称Y是A、B、C、…的逻辑函数。记为 注意：1.逻辑变量的取值只有两种，即逻辑0和逻辑1。 2.变量取值须经定义才有意义。 • 研究工具 逻辑代数（布尔代数）

  7. Ｙ＝ＡＢ 13.1.1 、三种基本逻辑运算 1、与逻辑（与运算） 开关A，B 串联,控制 灯泡Y： 真值表

  8. 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：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＝Ａ Ｂ Ｃ… 与逻辑（与运算） 逻辑符号

  9. 2、或逻辑（或运算） 开关 A，B 并联 控制 灯泡 Y: Ｙ＝Ａ+Ｂ 真值表

  10. 逻辑符号 或逻辑（或运算） 或逻辑的定义：当决定事件（Y）发生的各种条件（A，B，C，…)中，只要有一个或多个条件具备，事件（Y）就发生。表达式为： Ｙ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋…

  11. Ｙ＝Ａ 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： 开关A控制灯泡Y: 逻辑符号 真值表

  12. （2）或非运算：逻辑表达式为： 常用的逻辑运算 （1）与非运算：逻辑表达式为：

  13. （3）异或运算：逻辑表达式为： （4）同或运算：逻辑表达式为：

  14. （5） 与或非运算：逻辑表达式为： 上述逻辑运算的实现依赖于门电路

  15. 门电路是实现一定逻辑关系的电路，是组成数字电路的门电路是实现一定逻辑关系的电路，是组成数字电路的 基本单元 高电平 “1” 正逻辑: “0” 低电平 逻辑电平：高电平、低电平 一定电压范围（不是某固定值） 如：TTL电路：高电平额定值：3V（2—5V） 低电平额定值：0.3V（0—0.8V）

  16. 13.1.2 分立元件门电路简介 1、二极管与门 Y=AB

  17. 2、二极管或门 Y=A+B

  18. 3、三极管非门 Y A

  19. +5v R1 B1 A C1 B 13.2 TTL集成门电路 13.2. 1TTL与非门的基本原理 +5V R2 R4 R1 T1 B1 T3 C1 A B T2 Y T4 R3

  20. +5V R4 B1= 0 R2 R1 T3 拉电流 B1 T1 A B T2 AB 任= 0 Uo Y= 1 +5v T4 R3 R1 RL B1 A C1 B 设 uA= 0.3V Uo= 5– Ube3– UD– UR2（小） = 5– 0.7– 0.7=3.6V VB1= 0.3+0.7= 1V T2 、T4 截 止 T3导 通

  21. +Vcc R1 T1 +5V R2 R1 R4 VB1=2.1V VC2=1V T3 uo=0.3V T1 A B T2 Uo Y=0 AB全=1 T4 R3 设 UA=UB=3.6V R5 灌电流 VB1升高，足以使T2 ,T4导通 VC2=VCE2+VBE4=0.3+0.7=1V，使T3截止。

  22. 二极管D截止，Y=AB 13. 2. 2三态输出门电路 +5V R4 R2 R1 VB2=1V VB1=1V D T3 EN T2 A B T1 Y EN=1时， T4 R3 EN=0时 VB1=1V， T2 、T4截止； 二极管D导通，使VB2=1V,T3截止，输出端开路（高阻状态）

  23. 功能表 符号 A & F B 功能表 符号 & A F B 三态门的符号及功能表 使能端高电平 起作用 使能端低电平 起作用

  24. A2B2 EN1 ０ EN2 １ EN3 ０ 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。 公用总线 工作时，EN1、EN2、EN3轮流接入高电平。将不同数据分时送入总线。 A2 B2

  25. & & & & 14 13 12 11 10 9 8 +VC 74LS00 地 1 2 3 4 5 6 7 13. 2. 3 TTL与非门组件 TTL与非门组件就是将若干个与非门电路，经过集成电路工艺制作在同一芯片上。 74LS00组件含有 两个输入端的与 非门四个。

  26. 逻辑门电路使用中的几个问题 （1）对于各种集成电路，使用时一定要在推荐的工作条件范围内，否则将导致性能下降或损坏器件。 （2）输入端悬空 TTL电路多余的输入端悬空表示输入为高电平； CMOS电路多余的输入端不允许悬空，否则电路将不能正常工作。

  27. V CC & & A A B B （b） （a） A ≥1 ≥1 A B B （b） （a） 三、多余输入端的处理 （1）对于与非门及与门，多余输入端应接高电平，比如直接接电源正端，也可以与有用的输入端并联使用 （2）对于或非门及或门，多余输入端应接低电平，比如直接接地；也可以与有用的输入端并联使用。

  28. 作业： A选择题：13.1.1~13.4.9（不用交） B基本题：13.1.4、13.1.5、

  29. 13.3逻辑代数 13.3.1 逻辑代数的基本定律 一、基本运算规则 A+0=A A+1=1 A · 1=A A · 0 =0

  30. A+BC=(A+B)(A+C) 二、基本代数规律 A+B=B+A 交换律 A• B=B • A A+(B+C)=(A+B)+C=(A+C)+B 结合律 A• (B • C)=(A • B) • C 分配律： A(B+C)=AB+AC

  31. 反演规则：逻辑表达式Y，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”，反演规则：逻辑表达式Y，如果将表达式中的所有“·”换成“＋”，“＋”换成“·”， “0”换成“1”，“1”换成“0”， 原变量换成反变量，反变量换成原变量， 所得表达式为Y A+AB=A+B A · B ·C ···· =A+B+C+···· A+B+C+···· = A · B · C···· 吸收律： A+AB=A A（A+B）=A 反演律：

  32. Y=BC+A A Y 1 B & C > 1 13.3.2 逻辑函数的表示方法与转换 1. 逻辑代数式 2.逻辑图 3.真值表 4.卡诺图

  33. 真值表 设A、B、C为输入变量，Y为输出变量。 逻辑代数式

  34. 13.3.3 逻辑函数的化简 一、逻辑函数化简的意义：逻辑表达式越简单，实现它的 电路越简单，电路工作越稳定可靠。 二、逻辑函数化简的目的：通常是得到最简与或表达式。 三、最简“与或式”标准：与项个数最少，各与项中变量数 最少。

  35. 利用公式Ａ＋Ａ＝1，将两项合并为一项，并消去一个变量。利用公式Ａ＋Ａ＝1，将两项合并为一项，并消去一个变量。 例：证明A+AB+BC=A+B A+AB+BC 1.利用逻辑代数公式化简 1、并项法 2、吸收法 =A+B+BC =A+B(1+C) =A+B

  36. 4、加项法 利用公式Ａ＋Ａ＝Ａ 3、配项法 例 ：证明AB+AC+BC=AB+AC AB+AC+BC=AB+AC+(A+A)BC =AB+AC+ABC+ABC =AB+ABC+AC+ABC =AB(1+C)+AC(1+B) =AB+AC

  37. 例：证明：若 Y=AB+AB 则 Y=AB+A B Y=(A+B)•(A+B) =AA+AB+A B+BB =AB+A B 5.运用反演规则

  38. 2 逻辑函数的卡诺图化简法 (1)最小项:在n个变量逻辑函数中，若m为包含n个因子的乘积项，而且这n个变量均以原变量或反变量的形式在m中出现一次，则称m为该组变量的最小项。 n个变量,有2n个最小项 逻辑相邻的最小项：两个最小项只有一个因子互为反变量 （2）最小项常用符号mi表示

  39. 例1:Y=ABC+BC=ABC+BC（A+A） =ABC+ABC+ABC (3)最小项表达式 任何一个逻辑函数都可以表示成若干个最小项的 和，即最小项表达式，它是一个标准“与—或”表达式， 而且这种形式是唯一的。 =m6+ m7+m3 最小项表达式 =（ m3 , m6, m7)

  40. B 0 1 A 0 1 卡诺图 ：一种函数表示法，按一定规律画的方块图。 定义：将n变量的全部最小项各用一个小方块表示，并使具有逻辑相邻性的最小项在几何位置上也相邻。 0 0 1 1

  41. 相邻项举例： 3项的相邻项有：1，2，7 （2）三变量卡诺图： C 3

  42. （3）四变量卡诺图： 0项的相邻项有：1，2，4，8 0 卡诺图构成的重要原则：几何相邻性：即两个几何位置 相邻的单元其输入变量的取值只能有一位不同。

  43. 用卡诺图表示逻辑函数 将函数所含全部最小项用1填入，其余填0。 1、函数是以真值表给出 例

  44. BC =A(B+B)+B(A+A) A 00 01 11 10 0 1 B 1 0 Y=ABC+ABC+ABC A 0 1 2、以最小项表达式给出： 3、以一般形式给出： Y=A+B 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 B 1 1 两个相邻单元取值同为1，可以将这两个最小项合并成一项，并消去一个变量。

  45. 四. 用卡诺图化简 BC 10 11 00 01 A 0 1 两个相邻单元取值同为1，可以将这两个最小项合并成一项，并消去一个变量。

  46. BC BC Y=ABC+ABC+ABC+ABC A A 00 01 11 10 00 01 11 10 =AC(B+B)+AC(B+B) 0 1 0 1 =AC+AC Y=ABC+ABC+ABC+ABC Y=A 如果是四个几何相邻单元取值同为1， 则可以合并，并消去两个变量。 1 1 1 1 =C 1 1 1 1

  47. BC A 00 01 11 10 0 1 CD AB 00 01 11 10 00 01 11 10 Y= D 如果是八个相邻单元取值同为1， 则可以合并，并消去三个变量。 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Y= 1

  48. CD CD AB AB 00 01 11 10 00 01 11 10 00 01 11 10 00 01 11 10 Y= BD 1 1 1 1 1 1 1 1

  49. CD CD BCD AB 00 01 11 10 00 01 11 10 BD BC Y=A+CD+BC+BD+BCD 例 ：某逻辑函数的表达式是： Y=(AB.C.D) =（ m0 , m2 , m3 , m5 , m6 , m8 , m9 , m10 , m11 , m12 , m13 , m14 , m15) 试化简 =(0.2.3.5.6.8.9.10.11. 12.13.14.15) 1 0 1 1 0 1 0 1 A 1 1 1 1 1 1 1 1

  50. 用卡诺图化简遵循的原则： （1）相临最小项的个数是2N个，并组成矩形,可以合并。 （ 2）每个矩形组应包含尽可能多的最小项； （3）矩形组的数目应尽可能少； （4）各最小项可以重复使用，即同一个单元可以被圈在不同的矩形组内； （5）所有等于1的单元都必须被圈过； （6）每一矩形组至少有一个未被圈过的最小项

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