(第二讲)改第2章 基本逻辑运算和逻辑门(1).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 逻辑门,内容提要：,（1）数字电路的基本逻辑单元,门电路，及其对应的逻辑运算与图形描述符号,。,（2）三态逻辑门和集电极开路输出门,。,（3）,TTL,集成门的电路简介、逻辑功能、外特性和性能参数,。,（,4,）,CMOS,集成门的逻辑功能、外特性和性能参数。,1,主要内容：,与、或、非三种基本逻辑运算,与、或、非三种基本逻辑门的逻辑功能,逻辑门真值表的列法,画各种逻辑门电路的输出波形,2.1,基本逻辑门,重点：,基本逻辑运算,基本逻辑门的逻辑功能,2,在逻辑代数中，最基本的逻辑运算有,与,、,或,非,三种,。,最基本的逻辑关系有三种：,与,逻辑关系、,或,逻辑关系、,非,逻辑关系。,实现基本逻辑运算和常用复合逻辑运算的单元电路称为,逻辑门电路,。,3,2.1.1,与门,实现“,与,”运算的电路称为,与逻辑门,，简称,与门,。,逻辑,与,运算可用开关电路中两个开关相,串联,的例子来说明,。,4,“与”运算的逻辑表达式为：,F=AB,“,与”运算真值表,:,“,与”逻辑的运算规律为：,5,与门的逻辑符号,:,国内符号 国际符号,例,2-2:,向,2,输入与门输入图示的波形，求其输出波形,F,。,解：,6,2.1.2,或门,实现“,或,”运算的电路称为,或逻辑门,，简称,或门,。,逻辑,或,运算可用开关电路中两个开关相,并联,的例子来说明,7,“或”运算的逻辑表达式为：,F=A+B,“,或”运算真值表,:,“,或”逻辑的运算规律为：,8,或门的逻辑符号,:,例,2-4:,向,2,输入或门输入图示的波形，求其输出波形,F,。,解：,9,2.1.2,非门,实现“,非,”运算的电路称为,非逻辑门,，简称,非门,。,逻辑“非”运算可用图（,a,）中的开关电路来说明。在图（,b,）中，若令,A,表示开关处于常开位置，则,A,非表示开关处于常闭位置。,10,“非”运算的逻辑表达式为：,“,非”运算真值表,:,“,非”逻辑的运算规律为：,11,非门的逻辑符号,:,例,2-5:,向非门输入图示的波形，求其输出波形,F,。,解：,12,2.1.3,集成非门简介,一、,TTL,反相器,TTL,反相器的工作原理,A,为高电平：,T,1,倒置运用，,V,B1,2.1V,，,T2,、,T,5,饱和，,V,C2,0.9V,，,T,4,截止，,L,为低电平。即,A,1,，,L,0,。,b)A,为低电平：,T,1,深饱和运用，,V,B1,0.9V,，,T2,、,T,5,截止，,T,4,导通（放大状态），,L,为高电平。即,A,0,，,L,1,。,13,二、,CMOS,非门电路,由,NMOS,和,PMOS,两种场效应管组成的逻辑电路称为互补,MOS,，即,CMOS,电路。,CMOS,反相器电路,（P285,，图,11-21,）,注意：图中,FET,均为增强型,CMOS,反相器的开关模型,14,14,2.2,复合逻辑门,与非、或非、异或、同或的复合逻辑运算,与非门、或非门的逻辑功能,异或门、同或门的逻辑功能,各种复合逻辑门的真值表描述及输出波形,主要内容：,15,基本逻辑运算的复合叫做,复合逻辑运算,。而实现复合逻辑运算的电路叫,复合逻辑门,。最常用的复合逻辑门有,与非门,、,或非门,、,与或非门,和,异或门,等。,16,2.2.1,与非门,“与”运算后再进行“非”运算的复合运算称为,“与非”运算,，实现“与非”运算的逻辑电路称为,与非门,。,与非门,的逻辑关系表达式为：,与非门的逻辑符号：,“与非”门真值表：,17,2.2.2,或非门,“或”运算后再进行“非”运算的复合运算称为,“或非”运算,，实现“或非”运算的逻辑电路称为,或非门,。,或非门,的逻辑关系表达式为：,或非门的逻辑符号：,“或非”门真值表：,18,2.2.3,异或门,实现,“异或”,逻辑运算的逻辑电路称为,异或门,。,异或门,的逻辑关系表达式为：,异或门的逻辑符号：,“异或”门真值表：,19,2.2.3,同或门,“异或”运算之后再进行“非”运算，则称为“同或”运算。实现,“同或”,逻辑运算的逻辑电路称为,同或门,。,同或门,的逻辑关系表达式为：,同或门的逻辑符号：,“同或”门真值表：,20,21,2.2.4集成复合门电路,P273,一、,TTL,与非门电路,多发射极管,T,1,的二极管等效电路,TTL,与非门集成电路主要有：,74LS00,，,74LS10,，,74LS20,和,74LS30,等,。,典型的,TTL,与非门电路图,21,TTL,与非门电路的低电平输出工作状态,22,22,TTL,与非门电路的高电平输出工作状态,23,23,TTL,门电路的灌电流工作状态,TTL,与非门灌电流负载能力受限于低电平扇出系数,24,24,TTL,门电路的拉电流工作状态,拉电流负载能力受限于高电平扇出系数,25,25,二、,TTL,或非门电路,TTL,或非门集成电路有,74LS02,、,74LS27,等26,26,三、,TTL,与或非门电路,TTL,与或非门集成电路有,74LS54,、,74LS55,等。,27,27,四、肖特基,TTL,与非门电路,肖特基箝位晶体管，简称,肖特基晶体管,。,肖特基,TTL,门电路,28,28,五、,CMOS,门电路,场效应管的,开关模型,：场效应管像一个开关，它有无穷大的“断开”电阻和有限的“导通”电阻,Ron,NMOS,管符号,PMOS,管符号,29,29,（一）,CMOS,与非门电路,CMOS,电路特点：,互补,CMOS,结构的上拉和下拉网络互为对偶网络，这意味着在上拉网络中并联的,PMOS,管相应于在下拉网络中,NMOS,管的串联。,30,30,（二）,CMOS,或非门电路,CMOS,或非门电路：,31,31,（三）,CMOS,门电路的构成规则,一个,CMOS,门是由上拉网络和下拉网络的组合而成的。,当逻辑门的输出为逻辑,1,时，它将提供一条在输出和,V,DD,之间的通路。,当逻辑门的输出为逻辑,0,时，在输出和地之间提供一条通路。,上拉网络和下拉网络是以相互排斥的方式构成的,下拉网络由,NMOS,管构成，而上拉网络由,PMOS,管构成。,32,32,由上拉网络和下拉网络组成的互补逻辑门：,一个互补,CMOS,结构的上拉和下拉网络互为对偶网络，这意味着在上拉网络中,并联,的,PMOS,管相应于在下拉网络中,NMOS,管的,串联,，反之亦然。,33,33,34,34,例,11-3,：,利用互补,CMOS,逻辑合成一个,CMOS,复合门电路，其功能为：,解：,下拉网络,识别子电路,35,35,设计完整的门电路如下：,36,36,课外作业,P.46,2.10,2.11,2.12,2.14,37,