4.9逻辑门电路 4.9.1三类基本逻辑门电路 逻维是指一定的因果关系。当某一事件的出现导致分一事件的发生时，该“某一事 件”与“另一事件”之间试建立了某种因果关系，也就是人们常说的逻州关系。在数字 电路中，实现某逻辑关系是通过·定的电了电路来实现的，该类电路习惯称为逻辑电 路。遂纸电路的基本单元是门电路 在各类复合逻辑门电路中，“与”门、“或”门、“非”门是组成各种数字电路的基 础。故“与”门、“或”门、“非”门又称为基本逻辑门。 1.与门 与门的逻辑关系是：只有当每个输 入端都有规定的信号输入时，输出端才 9+Uc(5v) 有规定的信号输出。 图437是由二极管组成的与门电路 VDA 及其逻辑符号。A、B,C是它的三个输 o Y VDa 入编，Y是拍出端.VDa,VDa.VDe B0 c□ 是三个二极管，经限流电阻R接至电湖 VDc +Ucc.当输入端全为高电平3V)时，则 )电路图 b》逻料符号 输出端也是高电平(3V),若输入端中任 意一端或几端为低电平0V时，输出端必 图4.37二极管与门电路及其逐钾符号 为低电平(0V)。其对应的逻辑状态如表 表4.16 与门國状者表 1.16所示。该表习惧上称为逻状念表。 与逻辑又称为逻辑乘。其表达式为： Y=A·B·C 当与门电路的输入端多个时，其逆辑 关系可总结为：“见0得0，全1得1”。 2.或门 或门的逻辑关系是：只受几个输入 VDA 端巾有一个输入嘴有规定的信号输入 A 时，拾出端就有规定的信号输出 B 图438是由二极管组成的或门电路 C -0Y 及其述纸符号。 由图438，当A、B、C端全为 R 低电平0V时，输出端Y也是低电平： 6 Ucc(-5V) b》逻符号 当输入端中任意端或几端是高电平(3V) a》电路图 时，Y端变为高电平。或门逻辑状态如 图438二段肾或门电路及其辑符号 表417所示. 或逻辑又称为逻辑加，其表达式为： 160
160 4.9 逻辑门电路 4.9.1 三类基本逻辑门电路 逻辑是指一定的因果关系。当某一事件的出现导致另一事件的发生时，该“某一事 件”与“另一事件”之间就建立了某种因果关系，也就是人们常说的逻辑关系。在数字 电路中，实现某一逻辑关系是通过一定的电子电路来实现的，该类电路习惯称为逻辑电 路。逻辑电路的基本单元是门电路。 在各类复合逻辑门电路中， “与”门、 “或”门、 “非”门是组成各种数字电路的基 础。故“与”门、 “或”门、 “非”门又称为基本逻辑门。 1．与门 与门的逻辑关系是：只有当每个输 入端都有规定的信号输入时，输出端才 有规定的信号输出。 图4.37是由二极管组成的与门电路 及其逻辑符号。A、B、C 是它的三个输 入端，Y 是输出端。VDA、VDB、VDc 是三个二极管，经限流电阻 R 接至电源 +Ucc。当输入端全为高电平(3V)时，则 输出端也是高电平(3V)，若输入端中任 意一端或几端为低电平(0V)时，则输出端必 为低电平(0V)。其对应的逻辑状态如表 4.16 所示。该表习惯上称为逻辑状态表。 与逻辑又称为逻辑乘，其表达式为： Y＝A·B·C 当与门电路的输入端多个时，其逻辑 关系可总结为： “见 0 得 0，全 1 得 1” 。 2．或门 或门的逻辑关系是：只要几个输入 端中有一个输入端有规定的信号输入 时，输出端就有规定的信号输出。 图4.38是由二极管组成的或门电路 及其逻辑符号。 由图 4.38 知，当 A、B、C 端全为 低电平(0V)时，输出端 Y 也是低电平； 当输入端中任意端或几端是高电平(3V) 时，Y 端变为高电平。或门逻辑状态如 表 4.17 所示。 或逻辑又称为逻辑加，其表达式为： 表 4.16 与门逻辑状态表 图 4.37 二极管与门电路及其逻辑符号 图 4.38 二极管或门电路及其逻辑符号
Y-A+B+C 或逻辑的关系可总结为：“见1得， 表4.17 延门湿辑状态表 全0得0"。 A 3.非门 非逻辑是一种单我输入，单端输 出的逻辑电路。非门逻辑关系是：输入 低电学时，输出高电平：输入高电平时， 输出低电平。非门电路也称为反向器 图49是品体管组成的非门电路及其逻辑符号， 分析电路：当输入端A为低电平0V时，晶体管截止，输出端Y接近©，为高 电平：当A瑞接近5V的高电平时，品体管饱和，Y瑞接近V的低电平，具体逻辑状 态如表4.18所小示 非门逻辑也叫逻辑非，其表达式 Uor:(5V) 为： Y-A 非门逻料的关系可总结为：“0 A0 得1,1非得0”。 4.92复合逻辑门电路 6》更辑符号 与、或、非等基本逻辑门，功能 角》地路因 简单，在实际应用中常将它组合起来。 图439丰门电路及其逐轩符号 构成各种复杂的复合门电路，以实现各种复杂的逻 表48 非门更慢状态赛 知功能。下面列举几例以示说明。 A Y 1,与非门 1 与门的输出端接个非门，使与门的输出反相， 0 1 就是与非门。与非门的逻辑状态见表419所示。 与非门的逻纸电路及逻辑符号如图4.0所示， 注：符号后面的“0”表示非的含义。 与非门的逻知表达式为： 表4.9 与非门逻辑状态表 Y=ABC 与非门的逻辑关系总结为：“见0得1， 全1得0"。 2.或非门 或门的输出常接一个非门，使或门的 输出信号反相，就是或非门。或非门逻辑 状态见表420所示。 或非门的逻辑电路及逻辑符号如图441所示， 161
161 Y＝A+B+C 或逻辑的关系可总结为： “见 1 得 l， 全 0 得 0” 。 3．非门 非门逻辑是一种单端输入、单端输 出的逻辑电路。非门逻辑关系是：输入 低电平时， 输出高电平； 输入高电平时， 输出低电平。非门电路也称为反向器。 图 4.39 是晶体管组成的非门电路及其逻辑符号。 分析电路知：当输入端 A 为低电平(0V)时，晶体管截止，输出端 Y 接近 Ucc，为高 电平；当 A 端接近 5V 的高电平时，晶体管饱和，Y 端接近 0V 的低电平。具体逻辑状 态如表 4.18 所示。 非门逻辑也叫逻辑非，其表达式 为： Y＝ A 非门逻辑的关系可总结为： “0 非 得 l，1 非得 0” 。 4.9.2 复合逻辑门电路 与、或、非等基本逻辑门，功能 简单，在实际应用中常将它们组合起来， 构成各种复杂的复合门电路，以实现各种复杂的逻 辑功能。下面列举几例以示说明。 1．与非门 与门的输出端接一个非门， 使与门的输出反相， 就是与非门。与非门的逻辑状态见表 4.19 所示。 与非门的逻辑电路及逻辑符号如图 4.40 所示。 注：符号后面的“0”表示非的含义。 与非门的逻辑表达式为： Y = A∙B∙C 与非门的逻辑关系总结为： “见0得1， 全 1 得 0” 。 2．或非门 或门的输出端接一个非门，使或门的 输出信号反相，就是或非门。或非门逻辑 状态见表 4.20 所示。 或非门的逻辑电路及逻辑符号如图 4.41 所示。 表 4.18 表 4.17 表 4.19 图 4.39 非门电路及其逻辑符号
)更辑结构图 b)更辑符号 测4.40与非门电路及其逐符号 或非门的逻辑表达式为： Y=A+B+C 或非门的逻辑关系可总结为：“见1 表420 或非门的更熊状迹粤 得0，全0得1” 3.异或门 逻蜡电路是由四个与非门组合而成的 异或门，A、B为其输入编，Y是其输出 端。按输入瑞的四种输入变化，得出只有 B 》湿飘结构图 b)亚飘符号 图441或非门电略及其证料行号 当A,B两个输入清相异时，输出滑才是高电平“1”：而当两输入城状态相同时，输出 端为低电平“0”。异或门逻辑关系可总结为：“相异得1，相同得0”。这种逻辑关系称 为岸或逻辑，其逻辑表达式为： AB+AB=AB 4.同或门 同或逻辑电路山五个与非门组成。A,B为具输入瑞，Y是具输出瑞。按输入端 的四种输入变化，得出只有当输入瑞状态相同时才输出高电平“1”，故称为同成逻辑。 逻辑关系可总结为：“相同得1，相异得0”。同咸逻辑的关系表达式为： Y=A⊕B 4.93集成逻辑门电路简介 前面为了便于说明基本逻辑门的工作原理，多深用分离元件，实际上，由于集成电 路具有工作可掌、开关速度快、便于微型化等优点，故集成电路已被广泛应用，而分离 元件门电路已遂渐被海汰。目前各种数字电路器件已普测深用集成电路。 集成电路按集成度可分为四个等级：一个芯片上集成不足10个逻辑们是小规模集 162
162 或非门的逻辑表达式为： Y = A + B + C 或非门的逻辑关系可总结为： “见 1 得 0，全 0 得 1” 。 3．异或门 逻辑电路是由四个与非门组合而成的 异或门。A、B 为其输入端，Y 是其输出 端。按输入端的四种输入变化，得出只有 当 A、B 两个输入端相异时，输出端才是高电平“1” ；而当两输入端状态相同时，输出 端为低电平“0” 。 异或门逻辑关系可总结为： “相异得 1，相同得 0” 。这种逻辑关系称 为异或逻辑，其逻辑表达式为： AB + AB = A⊕B 4．同或门 同或门逻辑电路由五个与非门组成。A、B 为其输入端，Y 是其输出端。按输入端 的四种输入变化，得出只有当输入端状态相同时才输出高电平“1” ，故称为同或逻辑。 其逻辑关系可总结为： “相同得 1，相异得 0” 。 同或逻辑的关系表达式为： 4.9.3 集成逻辑门电路简介 前面为了便于说明基本逻辑门的工作原理，多采用分离元件，实际上，由于集成电 路具有工作可靠、开关速度快、便于微型化等优点，故集成电路已被广泛应用，而分离 元件门电路已逐渐被淘汰。目前各种数字电路器件已普遍采用集成电路。 集成电路按集成度可分为四个等级：一个芯片上集成不足 10 个逻辑门是小规模集 表 4.20 图 4.40 与非门电路及其逻辑符号 图 4.41 或非门电路及其逻辑符号
成电路(SSD:集成10一100个逻辑1的是中规模集成电路(MS:集成100-一100个逻 舞门的是大规模集成电路(LS:集成1000个逻知门以上的是超大规模集成电路(VLS)。 常用的中、小规快的爱字集成电路主夏是T电路和CMOS电路。TTL电路发展 早，工艺成熟，品种全，产量大，价格低。COS电路集成度高，体积更小，功耗低， 电源电爪范围宽(3一]8V),抗千扰能力强，因此，各种中、小规模集成电路大多采用CMOS 电路。 163
163 成电路(SSI)；集成 10～100 个逻辑门的是中规模集成电路(MSI)；集成 100～1000 个逻 辑门的是大规模集成电路(LSI)；集成 1000 个逻辑门以上的是超大规模集成电路(VLSI)。 常用的中、小规模的数字集成电路主要是 TTL 电路和 CMOS 电路。TTL 电路发展 早，工艺成熟，品种全，产量大，价格低。COMS 电路集成度高，体积更小，功耗低， 电源电压范围宽(3～18V)， 抗干扰能力强， 因此， 各种中、 小规模集成电路大多采用 CMOS 电路