邏輯門電路和觸發(fā)器

1、2.1邏輯門電路和觸發(fā)器數(shù)字電路可以分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩類：組合邏輯電路的特點(diǎn)是任何時(shí)刻的輸出信號(hào)僅僅取決于輸入信號(hào)，而與信號(hào)作用前的電路原有狀態(tài)無關(guān)。在電路結(jié)構(gòu)上單純由邏輯門構(gòu)成，沒有反饋電路，也不含有存儲(chǔ)元件。時(shí)序邏輯電路在任何時(shí)刻的穩(wěn)定輸出，不僅取決于當(dāng)前的輸入狀態(tài)，而且還與電路的前一個(gè)輸出狀態(tài)有關(guān)。時(shí)序邏輯電路主要由觸發(fā)器構(gòu)成，而觸發(fā)器的基本元件是邏輯門電路，因此，不論是簡單還是復(fù)雜的數(shù)字電路系統(tǒng)都是由基本邏輯門電路

2、構(gòu)成的。2.1.1邏輯門電路數(shù)字系統(tǒng)的所有邏輯關(guān)系都是由與、或、非三種基本邏輯關(guān)系的不同組合構(gòu)成。能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯關(guān)系的電路稱為邏輯門電路，常用的門電路有與門、或門、非門、與非門、或非門、三態(tài)門和異或門等。邏輯電路的輸入和輸出信號(hào)只有高電平和低電平兩種狀態(tài)：用1表示高電平、用0表示低電平的情況稱為正邏輯；反之，用0表示高電平、用1表示低電平的情況稱為負(fù)邏輯（本書采用正邏輯）。在數(shù)字電路中，只要能明確區(qū)分高電平和低電平兩種狀態(tài)就可以了，高電平

3、和低電平都允許有一定范圍的誤差，因此數(shù)字電路對(duì)元器件參數(shù)的精度要求比模擬電路要低一些，其抗干擾能力要比模擬電路強(qiáng)。1與門當(dāng)決定某個(gè)事件的全部條件都具備時(shí)，該事件才會(huì)發(fā)生，這種因果關(guān)系稱為與邏輯關(guān)系。實(shí)現(xiàn)與邏輯關(guān)系的電路稱為與門。與門可以有兩個(gè)或兩個(gè)以上的輸入端口以及一個(gè)輸出端口，輸入和輸出按照與邏輯關(guān)系可以表示為：當(dāng)任何一個(gè)或一個(gè)以上的輸入端口為0時(shí)，輸出為0；只有所有的輸入端口均為1時(shí)，輸出才為1。組合邏輯電路的輸入和輸出關(guān)系可以用邏

4、輯函數(shù)來表示，通常有真值表、邏輯表達(dá)式、邏輯圖和波形圖四種表示方式。下面就以兩輸入端與門為例加以說明：（1）真值表是根據(jù)給定的邏輯關(guān)系，把輸入邏輯變量各種可能取值的組合與對(duì)應(yīng)的輸出函數(shù)值排列成表格。它表示了邏輯函數(shù)與邏輯變量各種取值之間的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，邏輯函數(shù)的真值表具有唯一性，若兩個(gè)邏輯函數(shù)具有相同的真值表，則兩個(gè)邏輯函數(shù)必然相等。當(dāng)邏輯函數(shù)有n個(gè)變量時(shí)，共有2n個(gè)不同的變量取值組合。用真值表表示邏輯函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是直觀、明了，可直接看

5、出邏輯函數(shù)值和變量取值之間的關(guān)系。以真值表表示的兩輸入端與門如表21所示。表21兩輸入端與門的真值表ABY000010100111（2）邏輯表達(dá)式是利用與、或、非等邏輯運(yùn)算符號(hào)組合表示邏輯函數(shù)。與關(guān)系相當(dāng)于邏輯乘法，可以用乘號(hào)表示，兩輸入端與門的邏輯表達(dá)式如式21所示?；蚝唽懗墒剑?1）BAY??ABY?（3）邏輯圖是用邏輯符號(hào)來表示邏輯函數(shù)。與實(shí)際器件有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，比較接近工程實(shí)際，根據(jù)邏輯圖可以方便地選取器件制作數(shù)字電路系統(tǒng)。A

6、ltera公司的EDA開發(fā)軟圖23兩輸入端或門邏輯符號(hào)（4）波形圖：兩輸入端或門的波形圖如圖24所示。圖24兩輸入端或門波形圖3非門決定某事件的條件不具備時(shí)，該事件卻發(fā)生；條件具備時(shí)，事件卻不發(fā)生。這種互相否定的因果關(guān)系稱為非邏輯，實(shí)現(xiàn)非邏輯關(guān)系的電路稱為非門。非門只有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，輸出端的值與輸入端的值相反，可以用反相器電路實(shí)現(xiàn)，因此非門又稱為“反相器”。（1）真值表：以真值表表示的非門如表23所示。表23非門的真值表AY0

7、110（2）邏輯表達(dá)式：非關(guān)系相當(dāng)于邏輯取反，可以在變量的上方加個(gè)“—”表示非，非門的邏輯表達(dá)式如式23所示。式（23）AY?（3）邏輯符號(hào)：MAXplusⅡ提供的非門，用符號(hào)NOT表示。非門的邏輯符號(hào)如圖25所示。圖25非門邏輯符號(hào)（4）波形圖：非門的波形圖如圖26所示。圖26非門波形圖4與非門與非門有兩個(gè)或兩個(gè)以上的輸入端和一個(gè)輸出端。當(dāng)任何一個(gè)或一個(gè)以上的輸入端為0時(shí)，則輸出為1；當(dāng)所有的輸入端均為1時(shí)，則輸出為0。下面以兩輸入端