资源简介

模块九 逻辑门电路
教学目标
教学目的：让学员了解逻辑电路的基本概念，讲述了基本逻辑运算、逻辑代数中的基本公式和常用定律及逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法，最后介绍了常用的逻辑门电路和TTL集成门电路，使学生对逻辑代数和逻辑门有了全面的了解。
教学要求：要求教师应对逻辑电路的基本知识进行入门导学，可结合具体实例进行分析，向学生强调基本概念，课堂上可适当增加体验环节。
教学重点及难点
教学重点：逻辑电路的基本组成及功能；基本逻辑运算、逻辑代数中的基本公式和常用定律。
教学难点：逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法。
解决办法：课堂教学结合实物、现场演示、课堂体验综合讲解。
教学板书
课程引入：课程的专业地位，课程的知识结构，课程的服务对象。
学习单元1 数字电路基础
一、电路的组成及功能
1.数字信号与数字电路
1）数字信号的概念
在数字电子技术中，被传递、加工和处理的信号是数字信号，这类信号的特点是在时间上和幅值上都是继续变化的离散信号。
2. 数字电路的概念
用于传递、加工和处理数字信号的电子电路，称作数字电路。
3. 数字电路的分类
分立元件电路和集成电路
小规模、中规模、大规模和超大规模集成电路
双极型电路和单极型电路
4. 数字电路的特点
二、数制与代码
1.数制
（1）十进制数
十进制数是人们最常用的计数体制，它采用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个基本数码，其计数规律是“逢十进一”。
（2）二进制数
数字电路和计算机中经常采用二进制。二进制只有两个数码0和1。
（3）八进制数
八进制数的基数是8，采用8个数码：0、1、2、3、4、5、6、7。八进制数的计数规律是“逢八进一”。
（4）十六进制数
十六进制数的基数是16，采用16个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、、、、、、，其中10～15分别用～表示。十六进制数的计数规律是“逢十六进一”。
2.数制间的转换
（1）二进制、八进制、十六进制数转换为十进制数
（2）十进制数转换为二进制数、八进制、十六进制
（3）二进制数与八进制数之间的转换
（4）二进制数与十六进制数的相互转换
3.代码
（1） 二—十进制码（码）
所谓二-十进制码，指的是用4位二进制数来表示1位十进制数的编码方式，简称BCD码。
（2）格雷码
问题与思考
学习单元2 逻辑代数基础
一、逻辑电路与运算
1. 逻辑代数
逻辑函数和逻辑变量一样，都只有逻辑0和逻辑1两种取值。
2.基本逻辑运算
逻辑代数中，基本的逻辑关系有三种，即：与逻辑、或逻辑、非逻辑。相对应的基本运算有与运算、或运算、非运算。实现这三种逻辑关系的电路分别称为与门、或门、非门。
（1）与逻辑和与运算
“有0出0，全1出1”
（2）或逻辑和或运算
“有1出1，全0出0”
（3）非逻辑和非运算
“入0出1，入1出0”
3. 复合逻辑运算
（1)与非逻辑和与非运算
，可概括为：“有0出1，全1出0”
（2)或非逻辑和或非运算
，“有1出0，全0出1”。
（3）与或非逻辑和与或非运算
（4)异或逻辑和异或运算
，
（5)同或逻辑和同或运算
Y =A ⊙B
二、逻辑代数的公式化简法
1. 逻辑代数基本公式
2. 逻辑代数的公式化简法
1） 最简与或表达式
2）公式法化简举例
（1）并项法
（2）吸收法
（3）消去法
（4）配相法
三、逻辑代数的卡诺图化简法
卡诺图是真值表的一种特定的图示形式，是根据真值表按一定规则画出的一种方格图，所以又叫真值图。
1．逻辑变量卡诺图
由若干个按一定规律排列起来的最小项方格图组成的。
具有个输入变量的逻辑函数，有个最小项，其卡诺图由个小方格组成
2．逻辑函数卡诺图
在逻辑变量卡诺图上，将逻辑函数表达式中包含的最小项对应的方格内填1，没有包含的最小项对应的方格内填0或不填，就可得到逻辑函数卡诺图。
问题与思考
学习单元3 基本数字器件与功用
一、基本逻辑门电路
1. 逻辑门电路基本概念
2.基本逻辑门电路
逻辑门电路是实现基本逻辑功能运算的条件开关电路。
（1） 二极管与门
（2） 二极管或门
（3） 三极管非门
3．复合逻辑门电路
除了前节中介绍的逻辑门电路外,还有或非门、异或门、同或门等。
二、TTL集成门电路
1. TTL与非门
1）TTL反相器的电路结构和工作原理
（1） 输入级
（2）中间级
（3）输出级
与非门的逻辑表达式为：
2）电压传输特性
3）输入端噪声容限
2．集电极开路与非门
3.三态门
加一个使能控制端EN，在使能端无效时，与非门出现第三种状态，即高阻状态，不产生任何逻辑功能。
三、CMOS集成门电路
1. CMOS非门电路
CMOS反相器的静态功耗极小。这是CMOS电路最突出的一大优点。CD4069是常用的六反相器的集成芯片。
2. CMOS与非门电路
问题与思考
模块小结
模块检测
课后记

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