清华大学：《计算机组成原理》第三讲 逻辑电路设计基础

计算机组成原理 第三讲 逻辑电路设计基础 2021年2月21日 计算机组成原理

计算机组成原理 1 计 算 机 组 成 原 理 第三讲 2021年2月21日 逻辑电路设计基础

本饼安排 1、组合逻辑电路基础 布尔代数基本公式,逻辑门,卡诺图 2、计算机中常用的组合逻辑电路 位加法器,译码器,编码器,多路选择器等 3、时序逻辑电路 D锁存器,D触发器,寄存器 4、时序逻辑电路设计 有限状态机,七段显示十进制数双向计数器设计 5、可编程序逻辑阵列(器件)简介 PLA, PLD 计算机组成原理

计算机组成原理 2 1、组合逻辑电路基础 布尔代数基本公式，逻辑门，卡诺图 2、计算机中常用的组合逻辑电路 一位加法器，译码器，编码器，多路选择器等 3、时序逻辑电路 D锁存器，D触发器，寄存器 4、时序逻辑电路设计 有限状态机，七段显示十进制数双向计数器设计 5、可编程序逻辑阵列（器件）简介 PLA，PLD 本讲安排

本讲将解决的生要问题 组合逻辑、时序逻辑的设计基础 组合逻辑、时序逻辑的简单应用 计算机组成原理

计算机组成原理 3 本讲将解决的主要问题 组合逻辑、时序逻辑的简单应用 组合逻辑、时序逻辑的设计基础

逻辑代数 逻辑变量和基本的逻辑运算 逻辑变量 逻辑代数的变量,并用大写字母A、B、C、表示 算术运算和逻辑运算 逻辑代数中的三种基本运算 逻辑与(逻辑乘):只有决定事物结果的全部条件同时 具备时,结果才发生。 逻辑或(逻辑加):在决定事物结果的诸条件中只要有 任何一个满足,结果就会发生 逻辑非(逻辑反):只要条件具备了,结果便不会发生 而此条件不具备时,结果一定发生 计算机组成原理

计算机组成原理 4 逻辑代数 逻辑变量和基本的逻辑运算 逻辑变量 逻辑代数的变量，并用大写字母A、B、C、表示 算术运算和逻辑运算 逻辑代数中的三种基本运算 逻辑与（逻辑乘）：只有决定事物结果的全部条件同时 具备时，结果才发生。 逻辑或（逻辑加）：在决定事物结果的诸条件中只要有 任何一个满足，结果就会发生。 逻辑非（逻辑反）：只要条件具备了，结果便不会发生。 而此条件不具备时，结果一定发生

A A B B Y Y Y 与逻辑 或逻辑 非逻辑 A B A Y A 0 000 0 0 010 Y000 01 01 0 Y=A●B Y=A+B A 计算机组成原理

计算机组成原理 5 与逻辑 或逻辑 非逻辑 + _ A B Y Y=A•B Y=A+B Y= A A B + _ Y A + Y _ A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 A Y 0 1 1 0

(a)常用符号(b)美、日常用符号(c)国标符号 A 1 A 或门 Y B AB Y A A A 与门 Y Y B B 非门A 计算机组成原理 6

计算机组成原理 6 A B Y A B Y A B Y 1 或门 A B Y A B Y A B Y & 与门 A Y A Y A Y 1 非门 (a)常用符号 (b)美、日常用符号 (c)国标符号

(a)常用符号(b)美、日常用符号(c)国标符号 A A A 或非门 Y Y B 与非门 A A BAB B 异或门A⊕Y A A B B B 异或#门 Ob-Y A Y A Y B B B 计算机组成原理

计算机组成原理 7 (a)常用符号 (b)美、日常用符号 (c)国标符号 A B Y A B Y A B Y & 与非门 A B Y A B Y A B Y 1 或非门 异或门 A B Y A B Y A B Y =1 异或非门 A B Y A B Y A B Y =

逻辑代数 常见的门电路 与非门 Y=A●B 或非门 Y=A+B 与或非门Y=A·B+C·D 异或门 Y=AB=A●B+A●B 异或非门Y=AB+A·B=A⊙B & ABCD ≥1Y与或非门的国标符号 计算机组成原理

计算机组成原理 8 逻辑代数 常见的门电路 与非门 或非门 与或非门 异或门 异或非门 Y = A• B Y = A+ B Y = A• B +C• D Y = A B = A • B + A• B Y = A•B+ A•B A B & C D 1 Y 与或非门的国标符号 =A B

与或非门真值表 A C DAB CD|AB+CDA.B+C·D 00000000 B0000 00 000 00 00 0101010101010101 0000000000001111 000100010001000 001000 01 0000 00 00000 计算机组成原理

计算机组成原理 9 与或非门真值表 A B C D AB CD AB＋CD A B＋C  D 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0

正逻辑与负逻辑 正逻辑:“1”逻辑代表真,“0”逻辑代表假 AB Y 0 Y=A●B 001 000 0 负逻辑:“0”逻辑代表真,“1”逻辑代表假 Y=A+B 正逻辑与门 负逻辑或门 正逻辑或门 负逻辑与门 计算机组成原理 10

计算机组成原理 10 正逻辑或门 正逻辑与门 负逻辑与门 负逻辑或门 正逻辑与负逻辑 正逻辑:“1”逻辑代表真， “0”逻辑代表假 负逻辑:“0”逻辑代表真， “1”逻辑代表假 A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Y = A•B Y = A + B