第4章門電路與組合邏輯電路4.2數制與編制4.3基本邏輯門電路及其應用4.4組合邏輯電路的分析與設計4.5常用集成組合邏輯電路4.1數字電路概述4.1數字電路概述電子技術中的工作信號是模擬信號和數字信號。模擬信號：隨時間連續(xù)的信號。鋸齒波信號tutu正弦波信號返回能力知識點1數字信號的波形與參數數字信號：不隨時間連續(xù)變化，是躍變的。尖頂波信號tutu方波信號數字電子電路：工作信號為數字信號的電路。數字信號也稱為脈沖信號。返回1.分析門電路與組合邏輯電路的輸入、輸出之間的邏輯關系。2.分析觸發(fā)器與時序邏輯電路的輸入、輸出之間的邏輯關系。數字電路研究的問題：數字電路的分析方法：主要是邏輯代數、卡諾圖、邏輯狀態(tài)表和波形圖。返回能力知識點1數字信號的波形和參數實際脈沖信號的波形與參數：返回正脈沖0-5V+5V負脈沖+5V0-5V00脈沖的邏輯狀態(tài)高電平低電平返回由于數字電路的工作信號不是高電平就是低電平，所以數字電路具有結構簡單、容易集成、分析方便等主要特點。能力知識點2

數字電路的特點與應用由于數字電路具有上述特點，所以在計算機、自動控制、測量、通訊、雷達、廣播電視、儀器儀表等科技領域以及生產、生活的各個方面得到愈來愈廣泛的應用。返回數字電路的應用舉例鋼爐料位的自動測量系統(tǒng)：料返回測量原理分析:測桿向下運動時,門電路打開,傳遞信號記錄脈沖的個數，脈沖的個數就反映了料位的高度.顯示器580門電路計數器譯碼器返回多位數碼中每一位的構成方法和進位規(guī)則稱為數制，也就是計數的方法。在數字電路中通常采用二進制數和十六進制數。返回能力知識點1數制4.2

數制與碼制十進制數采用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9十個不同的數碼來表示任何一位數，十進制的基數是10，進位規(guī)律是“逢十進一”，各數碼處在不同數位時，所代表的數值是不同的。1．二進制數與十六進制數⑴十進制數返回⑵二進制數二進制數是數字電路中最基本的數制，只有0和1兩個數碼，基數是2，進位規(guī)律是“逢二進一”，每個數位的權是2的冪。⑶十六進制數十六進制數采用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)這十六個數碼表示的數，基數是16，進位規(guī)律是“逢十六進一”，每個數位的權是16的冪。返回將十進制數轉換為等值的二進制數，方法為“除2取余數”法，一直除到商為0為止，然后把所得余數倒序排列，就是說轉換的二進制數。如例4.1所示。2．不同進制數之間的相互轉換⑴十進制數轉換為二進制數返回例4.1

請把十進制數29轉換成二進制數。解：轉換過程如圖所示所以（29）10=（11101）2返回將二進制數轉換為等值的十進制數，方法為“按權展開”法，然后再求和。如例4.2所示?！纠?.2】請把二進制數1010110轉換成十進制數。⑵二進制數轉換為十進制數解：（1010110）2=1×26+0×25+1×24+0×23+1×22+1×21+0×20=64+0+16+0+4+2+0=（86）10返回十六進制中有0-F共計16個數碼，它的每一位數碼正好和4位二進制數相對應，因此把二進制數轉換為十六進制數的方法是“從右往左每4位二進制數一組進行轉換”，如例4.3所示。例4.3

請把二進制數（10101001011011）2轉換成十六進制數。⑶二進制數轉換為十六進制數返回十進制數二進制數十六進制數000000100011200102300113401004501015601106701117810008910019101010A111011B121100C131101D141110E151111F返回1010100101101110例4.3

請把二進制數（10101001011011）2轉換成十六進制數。10110101101000B5A2所以（10101001011011）2=（2A5B）16返回把十六進制數轉換為二進制數的方法為“從右往左把每一位十六進制數轉換為4位二進制數”。⑷十六進制數轉換為二進制數例4.4

請把十六進制數（3C5D）16轉換成二進制數。0011110101011100D5C3所以（3C5D）16=（0011110001011101）2返回把十進制數轉換為十六進制數的方法為“先把十進制數轉換為二進制數，再把二進制數轉換為十六進制數”。如例4.5所示。⑸十進制數轉換為十六進制數返回把十六進制數轉換為十進制數的方法為“先把十六進制數轉換為二進制數，再把二進制數轉換為十進制數”。如例4.6所示。⑹十六進制數轉換為十進制數返回4.3基本邏輯門電路及其應用在數字電路中，門電路是最基本的邏輯元件，是組成數字電路的基本單元?！伴T”是一種開關，門電路ABY+5V門電路ABY0V能力知識點1基本邏輯門電路起傳送信號的作用。門開，信號送出。門關閉，信號被封鎖。輸入信號與輸出信號有一定的邏輯關系。返回門電路ABY輸入變量A和B滿足什么邏輯關系“門電路”才能傳送信號。研究的問題：在數字電路中，用“1”和“0”表示兩種相反的工作狀態(tài)：0+3V低電平高電平1低電平0晶體管飽和1晶體管截止0高電平返回基本邏輯門電路1.與門電路(b)圖中，當A,B,C都是高電平時,F才是高電平，否則F就是低電平。與邏輯：(a)圖中，當開關A、B都閉合時，燈F

才亮，否則燈F不亮。返回邏輯功能分析：當A、B、C中有一個是低電平時,F就是低電平;當A、B、C都是高電平時,F才是高電平。當A=B=+3V,C=0V時由于二極管DC的陰極電位比二極管DA和DB低，所以DC導通,忽略二極管的正向壓降,輸出端F的電位VF=0V,輸出為低電平。當A=B=C=+3V時二極管DADBDC都導通,忽略二極管的正向壓降,輸出端F的電位VF=+3V,輸出為高電平。返回邏輯表達式：當A、B、C中有一個是低電平時,F就是低電平;當A、B、C都是高電平時,F才是高電平。有0出0，全1出1。AFBC00001000010011000010101001101111返回2.或門電路(b)圖中，當A,B,C中只有一個是高電平時,F就是高電平；當A,B,C全為低電平時，F才是低電平。(a)圖中，當開關A、B只有一個閉合時，燈F就亮；當開關全部打開時，燈F才不亮?；蜻壿嫞悍祷剡壿嫻δ芊治觯寒擜、B、C中有一個是高電平時,F就是高電平;當A、B、C都是低電平時,F才是低電平。當A=+3V,B=C=0V時由于二極管DA的陽極電位比二極管DB和DC高，所以DA導通,忽略二極管的正向壓降,輸出端F的電位VF=+3V,輸出為高電平。當A=B=C=0時二極管DADBDC都導通,忽略二極管的正向壓降,輸出端F的電位VF=0V,輸出為低電平。返回邏輯表達式：當A、B、C中有一個是高電平時,F就是高電平;當A、B、C都是低電平時,F才是低電平。有1出1，全0出0。AFBC00001001010111010011101101111111返回3.非門電路(b)圖中，當A是高電平時,F就是低電平；當A是低電平時，F才是高電平。(a)圖中，當開關A閉合時，燈F不亮；當開關A打開時，燈F才亮。非邏輯：返回邏輯功能分析：當A是高電平時,F就是低電平;當A是低電平時,F就是高電平。當A=+3V時晶體管T飽和導通。忽略晶體管的管壓降,輸出端F的電位VF=0V,輸出為低電平。當A=0時晶體管T截止,由于二極管的鉗位作用，輸出端F的電位VF=＋3V,輸出為高電平。返回邏輯表達式：當A是高電平時,F就是低電平;當A是低電平時,F就是高電平。輸入、輸出反相位。AF0110返回其他常用門電路1.與非門電路與非邏輯：(a)圖中，與門和非門串聯，即先與后非。邏輯表達式：返回常用的與非門74LS00的管腳圖與外型圖返回2.或非門電路或非邏輯：(a)圖中，或門和非門串聯，即先或后非。邏輯表達式：返回有0出0，全1出1。有1出1，全0出0。輸入與輸出反相?；鹃T電路小結返回有0出1，全1出0。有1出0，全0出1。返回【例4.7】兩路故障報警控制電路。返回工作原理分析：工作指示燈110011001系統(tǒng)正常工作時，A=B=1。工作指示燈亮；繼電器線圈通電，控制對象工作。返回110101010系統(tǒng)B路出現故障，即B=0。B路工作指示燈不亮；揚聲器響，繼電器斷電，控制對象停止工作。返回S1、S2為搶答開關，L1、L2是兩組的指示燈。蜂鳴器響，表示搶答有效！【例4.8】兩路搶答器。返回工作原理分析：指示燈不亮，蜂鳴器不響。未搶答之前，S1、S2都接低電平。1001000返回搶答開始，S1先接高電平。10011000011蜂鳴器響1指示燈亮，蜂鳴器響，表示搶答有效！返回S2后接高電平：10011000011蜂鳴器響1L2指示燈不亮，表示搶答無效！10返回4.4組合邏輯電路的分析與設計組合邏輯電路：由基本邏輯門電路組成。分析方法：邏輯代數能力知識點1邏輯代數的基礎知識在邏輯代數中，邏輯函數的變量只能取兩個值，即0和1。這里的0和1只是表示兩個對立的邏輯狀態(tài)，如電位的高低，開關的閉合與斷開，晶體管的導通與截止，有信號和無信號等。返回1.基本邏輯運算邏輯（與）：邏輯乘法（邏輯與）邏輯（或）：邏輯加法（邏輯或）邏輯（非）：邏輯非（邏輯反）返回運算規(guī)則：邏輯乘邏輯加邏輯非返回2.基本運算法則返回A+AB=A返回反演率的證明返回3.邏輯函數的化簡【例4.9】被吸收返回【例4.10】反演率被吸收返回【例4.11】被吸收返回能力知識點2組合邏輯電路的分析與設計舉例1.組合邏輯電路的分析分析步驟：（1）已知邏輯圖（2）寫出邏輯表達式（3）化簡邏輯表達式（4）列出狀態(tài)表（5）分析邏輯功能返回分析下圖的邏輯功能。

【例4.12】解返回真值表相同為“0”不同為“1”異或門=1返回&&&ABF11分析下圖的邏輯功能。

【例4.13】解返回真值表相同為“1”不同為“0”同或門=1返回2.組合邏輯電路的設計分析步驟：（1）已知任務要求（2）列出狀態(tài)表（3）寫出邏輯表達式（4）化簡邏輯表達式（5）畫出邏輯電路返回要求：三人用A、B、C表示。每人一個按鍵，如果同意按鍵，反對不按鍵。表決結果F用指示燈表示，多數同意指示燈亮，否則指示燈不亮。（1）

三人A、B、C表決情況為輸入量，按鍵時為1，不按鍵時為0。表決結果F為輸出量，多數贊成時為1，否則為0。（2）根據題意列出邏輯狀態(tài)表設計三人表決電路。

【例4.14】解返回邏輯狀態(tài)表（3）寫出邏輯表達式返回填項5.根據邏輯表達式畫出邏輯圖。用三個與門和一個或門實現（4）化簡邏輯表達式&1&&ABBCF返回若用與非門實現返回【例4.15】某學校舉辦師生聯歡晚會，教師持紅票入場，學生持黃票入場，持綠票者師生均可入場。試設計邏輯電路。解設輸入變量為A，B，C。A=1教師A=0學生B=1紅票B=0黃票C=1有綠票C=0無綠票F=1可入場F=0不準入場返回（1）列邏輯狀態(tài)表A=1教師A=0B=1紅票B=0黃票C=1有綠票C=0無綠票F=1可入場F=0不準入場學生11010111返回（2）寫出邏輯表達式并化簡11010111返回=1AB1C&F（4）根據邏輯表達式畫出邏輯圖。返回能完成二進制數加法的組合邏輯電路稱為加法器，它分為半加器和全加器兩種。4.5常用組合邏輯電路能力知識點1

加法器返回在數字電路中，加法運算是二進制加法運算，加法器是數字電路中最基本的運算單元。二進制返回不考慮從低位送來的進位信號只求本位的和。半加器真值表A加數B被加數S本位和C進位返回真值表半加器的邏輯表達式半加器可以由異或門組成。返回半加器也可以由與非門組成。半加器的邏輯符號半加器的功能：完成一位二進制加法運算。返回全加器全加器的功能：完成多位二進制加法運算。Ai

加數；Bi

被加數；Ci-1

低位的進位；Si

本位和；Ci

進位。邏輯符號AiBiCi-1SiCi返回邏輯狀態(tài)表返回【例4.16】四位二進制加法運算。A=1101,B=1011,A+B=?1101101100011111A+B=11000返回

1．普通編碼器普通編碼器的特點是任何時刻只允許對一個輸入信息進行編碼，即任何時刻輸入信息中只能有一個為邏輯1，若同時有兩個邏輯1輸入，編碼就會出錯。最常用的是4線-2線編碼器和8線-3線編碼器。能力知識點2編碼器編碼就是將文字、數字、符號等信息用二進制代碼表示的過程。能實現編碼的電路稱為編碼器，編碼器有普通編碼器和優(yōu)先編碼器兩種。m個輸出端最多能對2m個輸入信號編碼。返回

4線-2線編碼器指的是輸入為4個信號，輸出為2位的二進制代碼，用I表示輸入，用Y表示輸出，真值表如表所示。⑴4線-2線編碼器返回

8線-3線編碼器指的是輸入為8個信號，輸出為3位的二進制代碼，用I表示輸入，用Y表示輸出，真值表如表所示。⑵8線-3線編碼器返回優(yōu)先編碼器的特點是允許兩個以上邏輯1同時輸入，但輸入的信號有優(yōu)先順序，電路只對其中優(yōu)先級別最高的輸入信號進行編碼。2.優(yōu)先編碼器返回常用的8線-3線優(yōu)先編碼器的集成電路為74LS148，其管腳圖和功能表如下圖所示。返回輸入端，I7的優(yōu)先級最高使能控制端，低電平有效輸出端，低電平有效選通輸出端，低電平有效擴展輸出端，低電平有效返回能力知識點3譯碼器和顯示器譯碼就是將二進制代碼翻譯成十進制數和對應的信號。譯碼器的輸入：一組二進制代碼譯碼器的輸出：一組高低電平信號二進制譯碼器將n種輸入的組合翻譯成2n種電路狀態(tài)。也叫n—2n線譯碼器。返回兩位二進制譯碼器的工作原理分析：輸入：兩位二進制代碼輸出：四個相應的信號2線－4線譯碼器返回功能表工作原理分析：每一組二進制代碼，對應一個輸出信號。0011100000返回集成二進制譯碼器CT4139（74LS139）集成二進制譯碼器介紹：控制端，低電平有效。輸入端輸出端，低電平有效。返回CT4139的功能表工作原理分析：1011111000110100返回74LS139管腳圖一片139中含兩個2-4譯碼器返回【例4.17】用5片CT4139擴展成4線－16線譯碼器。4個輸入端16個輸出端(1)～(4)片的控制端(5)片的功能是片選(1)~(4)片的功能是譯碼返回0000001111111111111111100110110返回001111111011111111111返回二－十進制譯碼器4個輸入端10個輸出端4線－10線譯碼器返回工作原理分析：返回000010100000