逻辑电路基础速成.docx

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1、数字电路基础速成南开大学信息技术科学学院/软件学院2006.2数字电路基础速成0.1数字单元电路在计算机的电子线路中，绝大部分是数字电路（又称逻辑电路），而数字电路是由基本的单元电路组成的。基本的单元电路分为两类：门电路和触发器。0.1.1门电路门电路是实现基本逻辑运算和某些复合逻辑运算的电路。1.与门与门用来实现与运算。什么是与运算？看日常生活中的一个例子。图0-1所示为开关串联电路。如果约定：开关接通为1，开关断开为0；灯亮为1，灯灭为0，则该电路的工作可描述成如表0-1所示。表0-1开关串联电路工作情况描述ABF000010100图0-1开关串联电路111可以认

2、为，灯的状态F是对开关A、B状态进行了某种运算的结果，称这种运算为与运算。“与”具有“同时”的意思（A和B同时为1时F才为1）。通常采用“·”表示与运算符，因此上述开关串联电路的工作情况可表示成：F=A·B。根据表0-1，可得出与运算的规则：0·0＝00·1＝1·0＝01·1＝1与门是实现与运算的电路，其逻辑符号见图0-2。既然与门能实现与运算，那么它的输入输出关系应符合与运算的规则。如果用高电平（H）表示1，低电平（L）表示0，则与门的输入输出关系应如表0-2所示。表0-2与门的真值表输入输出ABFL（0）L（0）L（0）L（0）H（1）L（0）H（1）L（0）L（

3、0）图0-2与门的逻辑符号H（1）H（1）H（1）表0-2列出了与门的所有输入组合以及每一种组合所对应的输出，称之为与门的真值表。从原理上讲，凡是满足这种输入输出关系的电路，都可以将其看成与门。当然，在实际构成时还有多种考虑，如体积、功耗、制造成本等。图0-3是早期与门的一种电路。当A和B只要有一个为低电平（0）时，输出F就被箝位于低电平（0）；只有当A和B都为高电平（1）图0-3一种与门电路时，输出F才为高电平（1）。第1页（共10页）数字电路基础速成南开大学信息技术科学学院/软件学院2006.2与门可以有多个输入端。对于有n输入端的与门，共有2n种不同的输入组合，

4、其中仅有一种组合即所有的输入均为1时输出才为1。2.或门或门用来实现或运算。什么是或运算？看日常生活中的一个例子。图0-4所示为开关并联电路。如果约定：开关接通为1，开关断开为0；灯亮为1，灯灭为0，则该电路的工作可描述成如表0-3所示。表0-3开关并联电路工作情况描述ABF000011101图0-4开关并联电路111同样可以认为，灯的状态F是对开关A、B状态进行某种运算的结果，称这种运算为或运算。“或”具有“或者”的意思（或者A为1，或者B为1，或者A和B都为1，F就为1）。通常采用“＋”表示或运算符，因此上述开关并联电路的工作情况可表示成：F=A＋B。根据表0-3

5、，可得出或运算的规则：0＋0＝00＋1＝1＋0＝11＋1＝1或门是实现或运算的电路，其逻辑符号见图0-5。既然或门能实现与运算，那么它的输入输出关系应符合或运算的规则。如果用高电平（H）表示1，低电平（L）表示0，则或门的输入输出关系应如表0-4所示。表0-4或门的真值表输入输出ABFL（0）L（0）L（0）L（0）H（1）H（1）H（1）L（0）H（1）图0-5或门的逻辑符号H（1）H（1）H（1）表0-4列出了或门的所有输入组合以及每一种组合所对应的输出，称之为或门的真值表。从原理上讲，凡是满足这种输入输出关系的电路，都可以将其看成或门。当然，在实际构成时还有多种

6、考虑，如体积、功耗、制造成本等。图0-6是早期或门的一种电路。当A和B只要有一个为高电平（1）时，输出F就为高电平（1）。图0-6一种或门电路同样，或门也可以有多个输入端，只要其中有一个为1，输出就为1。3.非门（反相器）非门用来实现非运算。什么是非运算？还是通过日常生活中的一个例子来说明。参见图0-7，如果对开关和灯的状态采用前面的约定，则该电路的工作可描述成如表0-5所示。同样可以认为，灯的状态F是对开关A的状态进行某种运算的结果，称这种运算为非运算。“非”具有“不是”的意思，即在状态只有0和1两种可能的情况下：不是0，必定是1；不是1，必定是第2页（共10页）数

7、字电路基础速成南开大学信息技术科学学院/软件学院2006.2_0。通常采用横杠表示非运算符，因此图0-6所示电路的工作情况可表示成：F=A。由表0-5可得__出非运算的规则：0＝1，1＝0表0-5图0-7所示电路工作情况描述AF0110图0-7一种开关电路非门是实现非运算的电路，其逻辑符号见图0-8。如果用高电平（H）表示1，低电平（L）表示0，则非门的输入输出关系应如表0-6所示。表0-6非门的真值表输入输出AF0（L）1（H）1（H）0（L）图0-8非门的逻辑符号图0-9一种非门电路图0-9表示了早期使用的一种非门电路。非门又称为反相器。4.复合