计算机的逻辑部件课件.ppt

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1、1、晶体三极管与反相电路2、逻辑运算与数字逻辑电路3、通过逻辑功能设计逻辑电路3.1、实际问题--真值表3.2、真值表--逻辑表达式3.3、逻辑表达式--化简得：最简表达式3.4、最简表达式--逻辑电路图4、三态门电路Review:计算机的逻辑部件预备知识逻辑电路逻辑表达式最简表达式真值表逻辑功能化简输入信号与输出信号之间的关系。电路为什么能实现逻辑功能呢？计算机的逻辑部件1、组合逻辑电路（没有记忆功能）1.1、加法器1.2、算术逻辑单元1.3、编码器、译码器1.4、数据选择器2、时序逻辑电路（具

2、有记忆功能）2.1、触发器2.2、寄存器2.3、计数器3、阵列逻辑电路（集成电路）电路怎么能算题呢？组合逻辑电路的输出状态只取决于当前输入信号的状态，与过去输入信号的状态无关，即电路没有记忆功能。例如：加法器、ALU、编码器、译码器、数据选择器等电路。计算机的逻辑部件组合逻辑电路计算机中常用的逻辑部件包括两大类：时序逻辑电路的输出状态不仅和当时输入信号的状态有关，还与以前输入信号的状态有关，即电路具有记忆功能。最基本的记忆电路是触发器。（电平触发器，边沿触发器等）由基本的触发器可以构成寄存器，计数

3、器等部件。时序逻辑电路从逻辑部件的集成度和功能情况区分，组合和时序电路又分为：低集成度电路：晶体管数量比较少，只提供专用功能的器件；高集成度电路：晶体管数量比较多，功能更强、现场可编程。重点计算机的逻辑部件1、组合逻辑电路（没有记忆功能）1.1、加法器1.2、算术逻辑单元1.3、编码器、译码器1.4、数据选择器2、时序逻辑电路（具有记忆功能）2.1、触发器2.2、寄存器2.3、计数器3、阵列逻辑电路（集成电路）组合逻辑电路:任一时刻的输出状态只取决于该时刻各输入状态的组合，而与过去的输入状态无关。

4、它由基本门电路组合而成，电路中没有记忆单元，没有反馈电路。每一个输出变量是全部或部分输入变量的函数：L1=f1（A1、A2、…、Ai）L2=f2（A1、A2、…、Ai）……Lj=fj（A1、A2、…、Ai）……组合逻辑电路A1A2AiL1L2Lj计算机的逻辑部件组合逻辑电路计算机的逻辑部件1、组合逻辑电路（没有记忆功能）1.1、加法器1.2、算术逻辑单元1.3、编码器、译码器1.4、数据选择器2、时序逻辑电路（具有记忆功能）2.1、触发器2.2、寄存器2.3、计数器3、阵列逻辑电路（集成电路）加法

5、器是计算机中最常用、最基本的组合逻辑电路。功能：主要完成两个补码数据的相加运算。减法：计算机中没有专门用于减法的减法器，因为减法运算也是使用加法器电路实现。例如：A减B等于A加B的反乘除法：也可以通过多次的循环迭代，利用加法器完成。或者使用专门的电路实现。1.1、加法器12—7512+315128—4088128+60188以10为模以100为模半加器不考虑进位输入时，两个数Xn，Yn相加称为半加。1.1、加法器逻辑表达式：Hn=XnYn+XnYn=Xn⊕Yn半加器可用反相门及与或非门来实现，也可

6、用异或门来实现。011010001+1001000111两输入一输出半加器的功能表及逻辑图1.1、加法器一位全加器：三个输入：本位两个二进制数Xn，Yn+低一位送上的进位信号Cn-1；两个输出：本位和Fn，往高一位的进位信号Cn。进位信号111011010001+100100011011.1、加法器Fn=XnYnCn-1+XnYnCn-1+XnYnCn-1+XnYnCn-1Cn=XnYnCn-1+XnYnCn-1+XnYnCn-1+XnYnCn-1Fn=Xn⊕Yn⊕Cn-1全加器的功能表及逻辑图一

7、位全加器三输入两输出重点1.1、加法器将n个一位全加器相连可得n位加法器，完成对多位数的相加运算。各数据位之间的进位信号是串行传送的，被称为串行进位。本位全加和Fi必须等低位进位Ci-1来到后才能进行；因此，当加法器的位数较多时，会使加法运算的速度大大降低。1.1、加法器超前进位加法器（当前计算机中使用的）从加快进位信号的传送速度考虑，可以实现多位的并行进位。即各位之间几乎同时产生送到高位的进位输出信号。采用“超前进位产生电路”来同时形成各位进位，从而实现快速加法。只要同时输入X1～X4,Y1～Y

8、4和C0，几乎同时输出C1～Ｃ4和F1～F4。重点超前进位产生电路只要满足下述两条件中任一个，就可形成进位C1：1）X1=1Y1=12）（X1=1或Y1=1）且C0=1C1=X1Y1+(X1+Y1)C0只要满足下述条件中任一个即可形成进位C2：1）X2=1Y2=12）（X2=1或Y2=1）且（X1=1Y1=1）3）（X2=1或Y2=1）且（X1=1或Y1=1）C0=1。C2=X2Y2+(X2+Y2)X1Y1+(X2+Y2)(X1+Y1)C0C3=X3Y3+(X3+Y3)X2Y2+(