第3章逻辑门电路.doc

第3章 逻辑门电路
课题
第3章 逻辑门电路
理论课时
4
实验课时
2
教学目的
1．要求掌握基本逻辑门电路——与门、或门和非门的逻辑符号、真值表、逻辑表达式和逻辑功能；
2．掌握复合逻辑门电路的逻辑符号、真值表、逻辑表达式和逻辑功能。
重点与
难点
重点：基本门电路的逻辑符号、真值表、逻辑表达式和逻辑功能； ；
难点：复合门电路的真值表、逻辑表达式和逻辑功能。
教学方法
讲授法、演示法：多媒体课件讲授、配合板书。
教学内容
1．基本门电路；
2．复合门电路。
课后作业
习题三
一、二、三、四．
3.1基本门电路
在数字电路中，门电路就是实现输入信号与输出信号之间逻辑关系的电路。最基本的逻辑关系只有与、或非三种，其它任何复杂的逻辑关系都可以用这三种逻辑关系来表示。所以，最基本的逻辑门是与门、或门和非门。
3.1.1 与门
实现与逻辑关系的电路称为与门。由二极管构成的双输入与门电路及其符号如图3-1所示。图中A、B为输入信号，Y为输出信号。输入信号为5V或0V。

图3-1 二极管构成的双输入与门电路及其符号
表3-1 双输入与门电路直值表

输入
输出
　　　　B

0 0
0 1
1 0
1　　　　1
0
　　　　　　 0　　　　　
0
1

由表3-1可知，Y与A、B之间的关系是：只有当A、B都是1时，Y才为1。否
则Y为0，满足与逻辑关系，可用逻辑表达式表示为：Y＝A·B。
3.1.2 或门

图3-2 二极管构成的双输入与门信号及其符号
实现或逻辑关系的电路称为或门。由二极管构成的双输入或门电路及其符号如图
3-2所示。图中图中A、B为输入信号，Y为输出信号。输入信号为5V或0V。
表3-2　双输入或门的逻辑真值表
输入
输出

0　　　　　0
0 1
1　　　　　0
1　　　　　1
0
1　　　　　
1
1

由表3-2可知，Y与A、B之间的关系是： A、B中只要有一个或一个以上是1
时， Y就为1，只有当A、B全为0时Y才为0，满足或逻辑关系，可用逻辑表达式表示为：
Y＝A＋B
3.1.3 非门
双极型三极管非门的原理电路如图3-3（a）所示，逻辑符号如图3-3(b)所示，真
值表如表1－6所示。

图3-3 双极型三极管非门的原理电路和逻辑符号
由表3-3可知，Y与A之间的关系是： A时， Y＝1；A时， Y，满足非逻辑关系，可用逻辑表达式表示为：Y＝。
输入
输出
　　　 A　

0　　　　　
1
1
0　　　
表3-3 非门逻辑真值表

3.2 复合门电路

图3-4 DTL与非门的电路和逻辑符号
与门、或门、非门是三种基本逻辑门，二极管与门和或门电路简单，缺点是存在电平偏移、带负载能力差、工作速度低、可靠性差。非门的优点恰好是没有电平偏移、带负载能力强、工作速度高。因此常将二极管与门、或门和三极管非门连接起来，构成二极管、三极管复合逻辑门电路。这种门电路称为与非门和或非门，简称DTL电路。
3.2.1 与非门
图3-4为DTL与非门的电路和逻辑符号。电路由两部分组成，虚线左边是二极管与门，右边是三极管非门。因此，输入和输出之间是与非关系，其真值表如表3-4所示。逻辑表达式为：。
3.2.2 或非门
图3-5为或非门的电路和逻辑符号。电路由两部分组成，虚线左边是二极管或门，
右边是三极管非门。因此，输入和输出之间是或非关系，其真值表如表3-5所示。逻辑表达式为：。　　　　　　　　　　　　

0　　　　　0
1
0　　　　　1
1
1　　　　　0
1
1　　　　　1
0

表1－10
表3-4　双输入与非门的真值表

表3-5　双输入或非门的真值表

0　　　　　0
1
0　　　　　1
0
1　　　　　0
0
1　　　　　1
0

图3-5 DTL或非门的电路和逻辑符号
3.2.3　三态门
三态门简称，它是在普通门的基础上，加上使能控制信号和控制电路构成的。图3-6(a)所示为三态门的逻辑符号,其中为控制信号端，又称为使能端，为信号输入端，为输出端。
当时，电路处于高阻状态。当时， 为高电平；为低电平，实现与非功能。可见电路的输出有高阻态、高电平和低电平3种状态，所以称此门电路为高电平有效三态门。由于门处于高阻状态时电路不工作，所以高阻态又叫做悬浮状态或禁止状态。
还有一种三态输出与非门电路，将控制信号经一非门后相后再送到与非门的控制输入端。显然，当时，电路也实现与非功能，并有两种可能的状态；而当时，电路处于高阻输出状态，即禁止状态，这种三态门称为低电平有效三禁止状态，这种三态门称为低电平有效三态门。，其逻辑符号如图3-6（b）所示。
三态门应用广泛，常用作计算机系统中各部件的控制级。这时多个门输出端共同连接在同一总线上，可以轮流传送几组不同的数据或控制信号。如图3-7所示，当…轮流接低电平时，…组数据按与非关系顺序传送到总线上，而当各门控制端…为高电平时，门为禁止状态。数据不被传送。

图3-6 三态门逻辑符号

图3-7 三态门应用之一 单向总线
3.2.4 异或门和同或门
异或门和同或门都是具有两个输入端，一个输出端的逻辑电路。逻辑符号如图1－38所示，其逻辑功能见表3-6和表3-7真值表。

图3-8　异或门和同或门逻辑符号

表3-7　同或门真值表

0　　0
　1
0　　1
0
1　　0
　0
1　　1
　1

表3-6　异或门真值表

0　　0
　0
0　　1
1
1　　0
　1
1　　1
　0

从异或门真值表中可知，当输入取值相同时，输出为低电平；而当输入取值相反（异）时，输出才为高电平。这种逻辑称为异或逻辑，异或门的输出逻辑表达式为：，式中符号表示异或运算。
从同或门真值表中可知，当两输入取值相同时，输出为高电平；而当两输入取值不同时，输出才为低电平。这种逻辑称为同或逻辑，同或门的输出逻辑表达式为：⊙，式中⊙符号表示同或运算。
显而易见，异或、同或两者之间具有互为反相的关系，即：
或
同或门又称异或非门。