《门电路与组合电路》PPT课件

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下一页总目录章目录返回上一页第 14章门电路和组合逻辑电路 14.1 脉冲信号 14.2 基本门电路及其组合 14.5 逻辑代数 14.4 MOS门电路 14.3 TTL门电路 14.6 组合逻辑电路的分析与综合 14.7 加法器 14.8 编码器 14.9 译码器和数字显示 14.10 数据分配器和数据选择器 14.11 应用举例下一页总目录章目录返回上一页 1. 掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值表和逻辑表达式。了解 TTL门电路、 CMOS门电路的特点。 3. 会分析和设计简单的组合逻辑电路。 4. 理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑电路的工作原理和功能。 5. 学会数字集成电路的使用方法。本章要求： 2. 会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数。第 14章门电路和组合逻辑电路下一页总目录章目录返回上一页模拟信号：随时间连续变化的信号 14.1 脉冲信号模拟信号数字信号电子电路中的信号 1. 模拟信号正弦波信号 t 三角波信号 t 下一页总目录章目录返回上一页处理模拟信号的电路称为模拟电路。如整流电路、放大电路等，注重研究的是输入和输出信号间的大小及相位关系。在模拟电路中，晶体管三极管通常工作在放大区。 2. 脉冲信号是一种跃变信号，并且持续时间短暂。尖顶波 t 矩形波 t 下一页总目录章目录返回上一页处理数字信号的电路称为数字电路，它注重研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。在数字电路中，晶体管一般工作在截止区和饱和区，起开关的作用。脉冲信号正脉冲：脉冲跃变后的值比初始值高负脉冲：脉冲跃变后的值比初始值低如： 0 +3V 0 -3V 正脉冲 0 +3V 0 -3V 负脉冲下一页总目录章目录返回上一页脉冲幅度 A 脉冲上升沿 tr 脉冲周期 T 脉冲下降沿 tf 脉冲宽度 tp 脉冲信号的部分参数： A 0.9A 0.5A 0.1A tp tr tf T 实际的矩形波下一页总目录章目录返回上一页 R 14.2 基本门电路及其组合（ 1）二极管的开关特性导通截止相当于开关断开相当于开关闭合 S 3V 0V S R R D 3V 0V 复习下一页总目录章目录返回上一页（ 2）三极管的开关特性饱和截止 3V 0V uO 0 相当于开关断开相当于开关闭合 uO UCC +UCC ui RB RC uO T uO +UCC RC E C uO +UCC RC E C 3V 0V 下一页总目录章目录返回上一页 14.2.1 门电路的基本概念逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件。所谓门就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或不通过。门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系 (因果关系 )，所以门电路又称为逻辑门电路。基本逻辑关系为 “与”、“或”、“非” 三种。下面通过例子说明逻辑电路的概念及 “与”、 “或”、“非” 的意义。下一页总目录章目录返回上一页 220V + - 设：开关断开、灯不亮用逻辑 “ 0表示，开关闭合、灯亮用逻辑“ 1表示。逻辑表达式： Y = A B （ 1） “与”逻辑关系与” 逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备时，该事件才发生。 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 A B Y B Y A 真值表下一页总目录章目录返回上一页 B Y 220V A + - （ 2） “或”逻辑关系或” 逻辑关系是指当决定某事件的条件之一具备时，该事件就发生。逻辑表达式： Y = A + B 真值表 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 A B Y 下一页总目录章目录返回上一页（ 3） “ 非 ” 逻辑关系非” 逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑表达式： Y = A 真值表 1 0 1 A Y 0 Y 220V A + - R 下一页总目录章目录返回上一页 1. 二极管“与” 门电路 (1) 电路 (2) 工作原理输入 A、 B、 C全为高电平“ 1，输出 Y 为“ 1。输入 A、 B、 C不全为“ 1，输出 Y 为“ 0。 0V 0V 0V 3V +U +5V R DA DC A B Y DB C 3V 3V 0V 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 A B Y C 与” 门真值表 3V 14.2.2 分立元件基本逻辑门电路下一页总目录章目录返回上一页 1. 二极管“与” 门电路 (3) 逻辑关系：与” 逻辑即：有 “ 0出 “ 0，全 “ 1出 “ 1 逻辑表达式： Y=A B C 逻辑符号： 00 12 选通芯片,SA 。20,1 22 选通芯片 SA 若 A2A1A0=010, 输出选中 1D2路的数据信号。 CT74LS153 (双 4选 1) 2D3 2D2 2D1 2D0 2W A0 2S UCC 15 14 13 12 11 10 9 16 1S A1 1D3 1D2 1D1 1D0 1W 地 1 3 2 4 5 6 7 8 A0 A1 A2 1 下一页总目录章目录返回上一页 16选 1数据选择器 (1) 1 A2 A 1 A 0 A0 A1 A2 (2) 1 Y D7 D6 D1 D0 D15 D14 D9 D8 . D15 D14 . D9 D8 . D0 D1 . D6 D7 S S A B C S Y1 Y3 用 2片 CT74LS151型 8选 1数据选择器构成具有 16选 1功能的数据选择器第二片工作。时第一片工作时 ,1 ;,011 SS 下一页总目录章目录返回上一页 CT74LS151功能表选通选择输出 S A0 A2 Y 1 0 0 0 0 0 D3 D2 D1 D0 A2 0 D4 0 D5 0 D6 0 D7 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 下一页总目录章目录返回上一页例 : 用 CT74LS151型 8选 1数据选择器实现逻辑函数式 Y=AB+BC+CA 解：将逻辑函数式用最小项表示 A B CCABCBABCA BBCAAABCCCBAY )()()( 将输入变量 A、 B、 C分别对应地接到数据选择器的选择端 A2 、 A1 、 A0。由状态表可知 ,将数据输入端 D3 、 D5 、 D6 、 D7 接 1，其余输入端接 0，即可实现输出 Y，如图所示。下一页总目录章目录返回上一页将输入变量 A、 B、 C分别对应地接到数据选择器的选择端 A2 、 A1 、 A0。由状态表可知 , 将数据输入端 D3 、 D5 、 D6 、 D7 接 1,其余输入端接 0,即可实现输出 Y, 如图所示。。 CT74LS151功能表选通选择输出 S A0 A2 Y 1 0 0 0 0 0 D3 D2 D1 D0 A2 0 D4 0 D5 0 D6 0 D7 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 CT74LS151 A B C Y S D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 下一页总目录章目录返回上一页 14.10.2 数据分配器将一个数据分时分送到多个输出端输出。数据输入控制信号使能端 D Y0 Y1 Y2 Y3 S A1 A0 数据输出端确定芯片是否工作确定将信号送到哪个输出端下一页总目录章目录返回上一页数据分配器的功能表 Y3 Y2 Y1 Y0 使能控制输出 S A0 A1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 D 0 0 0 0 0 D 0 0 0 0 0 D 0 0 0 0 0 D 下一页总目录章目录返回上一页 14.11 应用举例 14.11.1 交通信号灯故障检测电路交通信号灯在正常情况下，红灯 (R)亮停车，黄灯 (Y)亮准备，绿灯 (G)亮通行。正常时，只有一个灯亮。如果灯全不亮或全亮或两个灯同时亮，都是故障。解：灯亮 “1” 表示，灯灭 “0” 表示，故障 “1” 表示，正常 “0” 表示，输入信号三个，输出信号一个动画下一页总目录章目录返回上一页 (1) 列逻辑状态表 (2) 写出逻辑表达式 R YGGRY GYRYGRGYRF (3) 化简可得 : RYGRYGGYRF 为减少所用门数 ,将上式变换为 : YGG)R ( YGYR RGG)R ( YGYRF 0 0 0 1 R Y G F 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 下一页总目录章目录返回上一页 (4) 画逻辑图 F G Y R & 1 1 & 1 1 KA KA 发生故障时， F=1，晶体管导通 , 继电器 KA 通电，其触点闭合 , 故障指示灯亮。

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