第一章开关理论基础

第一章开关理论基础

梁华国计算机与信息学院

计算机系统结构研究室http://www1.hfut.edu.cn/department/jisuanji/

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第一章开关理论基础数制与编码逻辑函数布尔代数卡诺图集成门电路的外特性

1.1 数制与编码1.1.1 进位计数制就是一种按进位方式实现计数的制度，简称进位制。

a. 十进计数制数字符号： 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ；“ .” 进位规则：“逢十进一”例如： 234.6 百位 2 代表 200 ，十位 3 代表 30 ，个位 4 代表 4 ，小数点后为十分位 6 代表 6/10

234.6=2×102+3×101+4×100 +6×10-

1

位置记数法 /并列表示法

多项式表示法 /按权展开式

1.1.1 进位计数制任何一个十进制数 N 的两种表示方法： 1. 位置记数法： (N)10 = (kn-1kn-2…k1k0.k-1k-2…k-m)10

n - 表示整数位数 m - 表示小数位数 Ki {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 } 0 Ki 9

2. 多项式记数法 :(N)10=kn-110n-1+…+k0100 +k-110-1+…+k-m10–m

= ki10i n -1

i =-m 权值

1.1.1 进位计数制b. 任意的 R 进制位置记数法： (N)R = (kn-1kn-2…k1k0.k-1k-2…k-m)R

多项式记数法 :

= ki10i n -1

i= -m R - 基数 0 ki R-1

(N)R =kn-110n-1+…+k0100 +k-110-1+…+k-m10–m

注意： 1. 下标基数 R 一律规定为十进制数，计数规则“逢 R 进一” 2. 对于 R 进制数在 R 进制形式下表示应写成“ 10” ，读“么”，“零”

1.1.1 进位计数制例如：基数 R =(2)10 =(10)2 R =(16)10 =(10)16

(14)10=(1110)2=(112)3=(32)4=(E)16

R=10 R=2 R=3 R=4 R=8 R=160 0 0 0 0 01 1 1 1 1 12 10 2 2 2 23 11 10 3 3 34 100 11 10 4 4

5 101 12 11 5 5

6 110 20 12 6 6

7 111 21 13 7 7

8 1000 22 20 10 8

9 1001 100 21 11 9

10 1010 101 22 12 A

11 1011 102 23 13 B

12 1100 110 30 14 C

13 1101 111 31 15 D

14 1110 112 32 16 E

15 1111 120 33 17 F

16 10000 121 100 20 10

17 10001 122 101 21 11

1.1.2 数制转换一个数从一种进位计数制表示法转换成另一种

进位计数制表示法，即

(N)(N)

多项式替代法

基数乘除法多项式替代法：将被转换进制数以多项形式展开，把其所有数字符号和 10 基数都一一用进制对应的符号替代，然后在进制下计算结果。例 1 ：(101010.1)2=(1105+0104+1103+0102+1101+0100+110-1)

2

= (125+024+123+022+121+020+12-1)10

=(32+8+2+0.5)10=42.5

1.1.2 数制转换例 2 (121.2)3 转换为二进制数(1)3 (1)2 (2)3 (10)2 基数 (10)3=(11)2

(121.2)3=(1102+2101+1100+210-1)3

=(1112+10111+1110+1011-1)2

=(1001+110+1+0.101010…)2

=(10000.101010…)2

注：此种转换方法一般要求进制的运算要熟悉

1.1.2 数制转换基数乘除法： (N)(N)

与多项式替代法不同点：

• 转换计算是在进制中进行，与多项式替代法正好相反的过程

• 整数转换与小数转换的方法不同整数：基数除法

小数：基数乘法

将被转换的进制数，在进制运算规则下除以进制的基数( 以进制表示 ) ，得到的余数用进制的数字符号代替，即得转换后的最低位，然后再将商以同样方法求得次低位，以此类推直到商为零为止。

1. 整数转换（基数除法）

1.1.2 数制转换例１ (2803)10=(?)16

16 280316

0

余数

31510

转成 16 进制

3FA

结果： (2803)10=(AF3)16

17516 10

1.1.2 数制转换例２ (35)10=(?)2

2 35

4

余数

11

结果： (35)10=(100011)2

178

222

22120

0001

转成 2 进制

110001

1.1.2 数制转换1. 小数转换（基数乘法）

(101010.1)2=(42.5)10

(121.2)3=(10000.101010…)2

前面的例子：

小数与整数转换的差别：有时不能精确转换

例如：　 (0.1)3=(0.33333…)10

(N)(N) 小数位数的确定：

j log10()log10()

klog10()log10()

k +1k - 进制小数位

j - 进制小数位

1.1.2 数制转换转换方法：将被转换的进制数，在进制运算规则下乘以进制的基数( 以进制表示 ) ，取出结果的整数位用进制的数字符号代替，即得转换后的最高位，然后再对取过整数位的小数部分，以同样方法求得次高位，以此类推直到满足转换位数要求止。

(N)(N)

例１ (0.4321)10=(?)16 ( 取四位小数 )

16(0.4321)=6.9136整数

616(0.9136)=14.6176 1416(0.6176)=9.8816 916(0.8816)=14.1056 14

转成 16 进制6E

9

E

结果 : (0.4321)10(0.6E9E)16

1.1.2 数制转换例２　 (0.1285)10=(?)4 ( 取五位小数 )

0.1285 4

0.5140 42.0560

40.2240

40.8960

43.5840

整数0

2

0

0

3

转成 10 整数0

2

0

0

3

结果： (0.1285)10

(0.02003)4

1.1.2 数制转换任意两种进位制之间的转换

(N)(N)

. 进制的运算规则熟悉，用多项式替代法

. 进制的运算规则熟悉，用基数乘除法

.两种进制的运算规都不熟悉，引入十进制为桥梁，同时采用以上两种方法

即：(N)(N) (N)1

0

多项式替代法基数乘除法

1.1.2 数制转换例如： (1023.23)4=(?)5

N =143+042+241+340+24-1+34-2+14-3

=64+8+3+0.5+0.1875+0.015625=75.703125

5 755 155 3

0

003

0.703125 53.515625 52.578125 52.890625 54.453125

(1023.23)4=(75.703125)

10 =(300.3224)5

1.1.2 数制转换基数为２ k 进制之间的转换

设：　 (N)2=an-12n-1+…+a323 +a222+a121+a020

(N)8=bm-18m-1+…+b181+b080 (N)2=

(N)8

两边同除以８，商和余数分别相等余数相等： a222+a121+a020 ＝ b0

商相等：　 an-12n- ４ +…+a ６ 23 +a ５ 22+a ４ 21+a ３ 20

　　　　　＝ bm-18m- ２ +…+b ２ 81+b １ 80 　

a ５ 22+a ４ 21+a ３ 20 ＝ b １...

由此可得二进制的三位对应八进制一位

1.1.2 数制转换一般有２ k 进制一位对应二进制 k 位

例如： (AF.16C)16=(?)8

10101111.000101101100

FA . 1 6 C

752 0 5 5 4

0

.

(AF.16C)16=(257.0554)8

1.1.3 二进制编码给一个信息或符号指定一个具体的二进制码去代表它，这一过程称为二进制编码

通常编码

数字编码

字符编码

有符号数

无符号数

原码反码补码二进制码

二 - 十进制码其它

ASCII编码

汉字编码

1.1.3 二进制编码1. 二进制码

- 自然二进制码 ( 有权码，各位权植 2i)- 循环二进制码 (2m-10 仅一位之差 )

1.1.3 二进制编码二进制码与循环二进制码转换规则： Ci=BiBi+1Ci-循环二进制码第 i 位 Bi 、 Bi+1- 二进制码第 i 位和第 i+1 位- 模 2 和规则：0 0=0 0 1=1

1 0=1 1 1=0例如： (14)10= 1 1 1 0 - 二进制码

1

0

0

1

0

- 循环二进制码

1.1.3 二进制编码2. 二 - 十进制码 (BCD码 )

四位二进制数表示十进制数的方案数：

A1610 =

16!

(16-10)!2.91010

加权码 -“8421” 码设 a3a2a1a0 -“8421” 码各位权： 23、 22、 21、 20

即： 8、 4、 2、 1代表数值： 8a3+4a2+2a1+1a0

例如： (1000)8421= 8•1+4•0+2•0+1•0=8 - 十进制符号“ 8”

00000001001000110100010101100111

10001001101010111100110111101111

0:1:2:3:4:5:6:7:

8: 9:10:11:12:13:14:15:

1.1.3 二进制编码编码方案：

“8421” 码和十进制数的转换直接按位(或组 ) 转换

例如： (43)10=(01000011)8421

(1000011001010001)8421=(8651)10

选择四位二进制码的前十个数表示十进制数十个数字符号，其中二进制码：1010-1111 禁止在“ 8421” 码中出现

1.1.3 二进制编码加权码 -“2421” 码

设 a3a2a1a0 -“2421” 码各位权： 2、 4、 2、 1

代表数值： 2a3+4a2+2a1+1a0

编码方案：

例如 : (1011)2421=2•1+4•0+2•1+1•1 =5 - 十进制符号“ 5”

选择四位二进制码的前 5 个数和后 5个数表示十进制数十个数字符号，其中二进制码： 0101-1010 禁止在“ 2421” 码中出现

1.1.3 二进制编码“2421” 码是一种对 9 的自补码，即自身按位取反就得到该数对 9 之补的“ 2421”码例如： 3 对 9 之补是 9-3=63=(0011)24216=(1100 )2421 0011 1100

按位取反

非加权码 - 余 3 码：把原“ 8421” 码加上 0011 得到的代码叫余 3 码

例如： 4=(0100)8421=(0111) 余 3 码 0100+0011=0111

非加权码 -格雷码：编码规则：任何两个相邻的代码只有一位二进制位不同

1.1.3 二进制编码常用的 BCD码


1.2 逻辑函数1.2.1 逻辑函数的基本概念

逻辑函数 - 布尔函数 - 开关函数逻辑函数：设 A1, A2, …, An 是 n 个变量，每个变量取值0 或者取值 1 ，令 f(A1, A2, …, An) 是 A1, A2, …, An 的一个开关函数， f 的取值 0 或 1 由 A1, A2, …, An 的取值决定。

记为 : F = f(A1, A2, …, An )

1.2.1 逻辑函数的基本概念

一个开关函数的 F(A1, A2, …, An)

A1, A2, …, An

F(A1, A2, …, An )

1.2.1 逻辑函数的表示方法常用的表示方法：

布尔代数方法真值表法

逻辑图法

卡诺图法波形图法点阵图法硬件描述语言表法

立方体

1.2.3 基本逻辑运算与运算 “ 与”运算又叫“逻辑乘” (Logic multiplicatio

n) 其结果叫“逻辑积” (Logic product)

F=A•B

1•1=11•0=0

0•1=0

0•0=0

开关电路表示：

•

•

• • • •A B

220 V

F

1.2.3 基本逻辑运算“•”-“ 与”运算符，常将“•”省去，写成 F=AB

111

001

010

000

FBA

真值表t

t

t

A

B

F

F

A B

••

••

•

A

B

F

+5V

0V

5V

0V

5V

R

1.2.3 基本逻辑运算或运算 “或”运算又叫“逻辑加” (Logic addition) 其

结果叫“逻辑和” (Logic sum) 开关电路表示：

•

•

B

220 V

F

• •

• •

A

F=A+B

1+1=11+0=1

0+1=1

0+0=0

1.2.3 基本逻辑运算“+”-“或”运算符，布尔代数式写成 F

=A+B

111

101

110

000

FBA

真值表

••A

B

F0V

5V

0V

5V••

R

F

t

t

t

A

B

F

A B

1.2.3 基本逻辑运算非运算 “非”运算 (NOT)又叫“反相”运算 (Inversio

n), 也叫“逻辑否定” (Logic negation) 布尔代数式写

成 F=A开关电路表示：

•

•220 V

F

••A F=A

0=1

1=0

1.2.3 基本逻辑运算

“非”的电路一级放大器

F

t

t

A

F

A

•

•+5V

A•

F

RR1

R2

•

1.2.3 基本逻辑运算异或运算

布尔代数式：F=AB=AB+AB

011

101

110

000

FBA

真值表

同或运算：F=AB=AB+AB=A B.

F=AB=A1=AF=AB=A0=A

被称为世上最经典的25句话！[



a

1.2.4 正逻辑、负逻辑的概念在电路中，用电压的高低来表示逻辑值

高有效信号（正逻辑）低有效信号（负逻辑）


1.3 布尔代数1.3.1 布尔代数基本规律

如何判断两个逻辑函数相等：设有两个函数 F1=f1(A1, A2, …An)

F2=f2(A1, A2, …An)

如果对应于 A1, A2, …An 的任何一组取值(2n) ， F1 和 F2 的值都相等，则称 F1= F2 ，或者 F1 和 F2 有相同的真值表

1.3.1 布尔代数基本规律逻辑函数运算的优先级规定：

“非” “括号” “与” “或”高低

F1= F2

例如：证明F1=ABC+AC 与 F2=C(A+B) 相等

A B C F1 F2

0 0 0 0 00 0 1 1 10 1 0 0 00 1 1 1 11 0 0 0 0 1 0 1 0 01 1 0 0 01 1 1 1 1

真值表

1.3.1 布尔代数基本规律

A•(A+B) = A•B

1.3.1 布尔代数基本规律包含律： AB+AC+BC=AB+AC (A+B)(A+C)(B+C)=(A+B)(A+C)

推广： AB+AC+BCFE…XY=AB+AC

证明： AB+AC+BC= AB+AC+(A+A)BC= AB+AC+ABC+ABC= AB+AC

1.3.2 布尔代数运算的基本规则

1. 代入规则任何一个含有变量 A 的等式，如果将所有出现 A 的

位置，都代之以一个逻辑函数 F ，此等式仍然成立。

例如：吸收律： A+AB=A B代入 XYW A+AXYW=AABC+AC=C(A+B) 将函数 F=A+B代入 C

AB(A+B)+A(A+B)=(A+B)(A+B)

AB+AB=B+0B•1=BB=B

1.3.2 布尔代数运算的基本规则2. 反演规则

注意：运算符号的优先顺序

F=AB+CD F=A+B•C+D

已知 F F“•”“+”“0”“1”变量变量

“•”“+”

“0”

“1”

取反

求

F=(A+B)•(C+D)


例如 : F=B[(A+CD)+E] F=B+A(C+D)E

证明： F=B[(A+CD)+E]

=B+(A+CD)E

=B+ACDE=B+A(C+D)E

=B+A(C+D)E

=B+(A+CD)+E

1.3.2 布尔代数运算的基本规则2 对偶规则a. 对偶式

已知 F F’“•”“+”“0”“1”变量变量

“•”“+”

“0”

“1”

不变

求

b. 规则如果两个逻辑函数 F 和 G相等，那么它们各自的对偶式 F’和 G’也相等。

例如： ABC+AC=C(A+B)

(A+B+C)(A+C)=C+AB?

左式 =C+(A+B)A=C+AB

“ 与 -或”式及“或 - 与”式例如： f(A,B,C)=ABC+BC+ABC “ 与 -或”式 : 与项的逻辑或构成的逻辑

函数


例如： f(A,B,C)=(A+B+C)(B+C)(A+B+C)“或 - 与”式 : 或项的逻辑与构成的逻辑函数

这两种形式是逻辑函数最常用形式

1.3.3 利用布尔代数化简逻辑函数目的：减少实现指定逻辑函数的成本成本的度量和其它考虑

门的数量电路级的数量 ( 时延 ) 门的扇入和扇出互连结构的复杂性避免冒险引线数最少

1.3.3 利用布尔代数化简逻辑函数两级实现最简形式 : (1) 项数最少 (2) 在项数最少的条件下，项内变量数最少

1 . “ 与 -或”式的化简

要求： 1. 画出逻辑图 2.化简函数表达式

例 1 ：逻辑函数为： F=AB+C+AC+B

1.3.3 利用布尔代数化简逻辑函数化简步骤： F=AB+C+AC+B

=(A+B)C+AC+B

=AC+BC+AC+B

=AC+C+AC+B

=C+AC+B

=A+B+C

1.3.3 利用布尔代数化简逻辑函数

例 2 ： F=AB+AC+BC+CB+BD+DB+ADE(F+G)

=A+BC+CB+BD+DB+ADE(F+G)

=A+BC(D+D)+CB+BD+DB(C+C)

=A+BCD+BCD+CB+BD+DBC+DBC

=A+BD+CD+CB

=ABC+BC+CB+BD+DB+ADE(F+G)

=A+BC+CB+BD+DB

2. “或 - 与”式的化简


a. 利用公式

b. 利用对偶规则或反演规则，将“或 - 与”式转化为“与 -或”式进行化简

=A+C

(F’)’ =F=AC

例如： F=A(A+B)(A+C)F’=A+AB+AC

=A+AC


布尔代数化简的局限性：化简方法技巧性太强

难以判断最后结果是否最简

卡诺图法可以较简便地得到最简结果


1.4 卡诺图1. 逻辑函数的最小项表达式

a. 最小项

对于 n 个变量的逻辑函数，它的“与”项如果包含 n 个文字，即每个变量以原变量或反变量的形式出现一次且仅出现一次，那么这个与项就称为该函数的最小项。

逻辑函数的最小项表达式如果函数的“与 -或”式全由最小项组

成，这个“与 -或”式就叫规范的“与 -或”式，或叫最小项表达式。例如：

逻辑函数的最小项表达式例如：将函数 F(A,B,C)=AB+AC 写成最小项表达形式

F=AB+AC

=AB(C+C)+AC(B+B)

=ABC+ABC+ABC+ABC

=m(1,3,6,7)注意：最小项中的变量顺序

3

真值表与最小项表达式的关系

行数输入输出反函数输出

1

1

逻辑函数的最大项表达式

对于 n 个变量的逻辑函数，它的“或”项如果包含 n个文字，即每个变量以原变量或反变量的形式出现一次且仅出现一次，那么这个或项就称为该函数的最大项。

最大项：

如果函数的“或 - 与”式全由最大项组成，这个“或 - 与”式就叫规范的“或 -与”式，或叫最大项表达式。

逻辑函数的最大项表达式

例如：

000 001 100 101

真值表与最大项表达式的关系 f (A, B, C)

行数输入输出

1.4 卡诺图2. 卡诺图的结构

0 2

1 3B

BA A

0 1

0

1

A

B

m0m1

m2m3

二变量卡诺图

0 2 6 4

1 3 7 5C C

AA AB

Cm0m1

m2m3

m7

m6

m4m5

00 01 11 10

0

1

B B三变量卡诺图

1.4 卡诺图0 4 12 8

1 5 13 9

3 7 15 11

2 6 14 10

ABCD 00 01 11 10

00

01

11

10

A

B

C

D

四变量卡诺图

五变量卡诺图

1.4 卡诺图

六变量卡诺图

卡诺图是真值表的二维形式。

1.4 卡诺图3 卡诺图的构成特点：

每个最小项对应一个小方块，其下标对应的方块，或从变量所属区域直接寻找。具有对称性：每个变量以原变量和反变量形式将卡诺图各分一半。归属性：最小项对应的方块，一定属于各自组成的变量区域

每个最大项对应 2n-1 个小方块，即除去最大项下标对应的小方块以外的区域。

1.4 卡诺图

逻辑运算对应卡诺图的关系

“ 与” - 对应各自函数的公共区域（例如：最小项）

“或” - 对应各自函数区域的总和

“非” - 对应函数覆盖之外的区域

“异或” - 除两个函数相交部分，剩余各自和

1.4 卡诺图4 怎样用卡诺图表示逻辑函数：

“ 与 -或”式化函数为规范的“与 -或”式，再利用下标直接填入卡诺图直接填写法

例如： F=m(2,3,5,7,15)4

0 4 12 8

1 5 13 9

3 7 15 11

2 6 14 10

ABCD 00 01 11 10

00

01

11

10 1

111 1

A

B

C

D

1

1

11

F(A,B,C,D)=AB+AC+D

1

1

1

1

1 1 1

1

1.4 卡诺图“或 - 与”式同理可得以上两种对偶方法

5 卡诺图的一些重要性质

小方块的相邻 ( 可以是大块相邻 )

相邻 – 有共同的边界

相对 – 同行 (或列 ) 两端

相重 – 两个相邻图中位置相同的小方块以上相邻的小方块只有一个变量不同的最小项，称

为逻辑相邻。对于 n 个变量函数，每个小方块有 n个相邻的小方块。

卡诺图的一些重要性质块的合并：两个同一级别的相邻块 (三种情况 ) ，可以合并成一个较大块。

为了反映合并后块的不同级别，引入“维”的概念：

n维块包含小方块数相邻块数 n维“与”项

“ 与”项中变量数

0维块1维块2维块

.

.

n维块

20

21

22

.

.

2n

n-0

n-1

n-2.

.

0

0维与项1维与项2维与项

.

.

n维与项

n-0

n-1

n-2.

.

0注：这里 n 为逻辑函数的变量数

卡诺图的一些重要性质卡诺图上的极大块

定义：不能再合并的维块称为极大块，也就是说此维块不被其它维块包含，在卡诺图上用圈圈起来。

ABC

DE 000 001 011 010 100 101 111 110

00

01

11

10

1 1 1

1

1

1 1 1 1

1

1

1

卡诺图的一些重要性质卡诺图的最小覆盖：用最少的极大块覆盖全部填 1 的块

寻找最小覆盖的原则：• 产生所有的极大块

• 挑选出唯一包含 0维块的所有极大块

• 其次尽量选择维块高的极大块

• 如果选择的极大块已被前面所选极大块覆盖，此块应丢掉

AB

用卡诺图化简逻辑函数例如：下列函数为最简“与 -或”式F=5

m(0,2,4,7,1012,13,18,23,26,28,29)ABC

DE1 1 1

1

1

1 1 1 1

1

1

1

CC

D

E

F=ABDE+BCD+BCDE+CDE

B

例如：下列函数为最简“与 -或”式和最简的“或 - 与”式F(A,B,C,D)=ABC+BCD+BCD+CD+ABD

用卡诺图化简逻辑函数

A

B

C

D

11

1 1

1 1 11

1

F=AB+CD+AD+BC

F=AC+BD

运用反演规则 F=(A+C)(B+D)

用多维体表示逻辑函数

0 2 6 4

1 3 7 5

AB

C00 01 11 10

0

1

11 1 1 1

1

00x 11x

xx1

••

•

c3

c2

c1

000100

c1c2c3

010 110

111011

001 101

xx1

00x

11x••

•


1.5 集成门电路的外特性标称逻辑电平表示逻辑值 1 和 0 的理想电平值，称为标称逻辑电平。记为 U (1)=5V和 U (0)=0V 开门电平 (UOH) 与关门电平 (UOL) 逻辑值 1 的最小高电平称为开门电平逻辑值 0 的最大低电平称为关门电平

1.5 集成门电路的外特性输入高电平电流 (IIH) 与输入低电平电流 (IIL) IIH -拉出前级门电路输出端的电流

IIL -灌入前级输出端的电流

输出高电平电流 (IOH) 与输出低电平电流 (IOL)

IOH -输出高电平时流出该输出端的电流

IOL -输出低电平时灌入该输出端的电流

1.5 集成门电路的外特性扇入系数 (Nr): 门电路允许的输入端数目扇出系数 (Nc): 门的输出端所能连接的下

一级门输入端的个数平均传输延迟时间 (ty)

ty= (t1+t2)/2

Ui Uo

50%

t1 t2

Ui

Uo

t

t0

1.5 集成门电路的外特性空载功耗 Pon- 空载导通功耗 Poff- 空载截止功耗 P=(Pon+Poff)/2 平均功耗标准小规模集成门的封装与管脚

74LS00

74LS30

74LS86

几种逻辑系列的功耗和传播延迟 1 ns = 10-9 s ；（ 1纳秒）

TTL与非门的内部结构+5V

F

R4R2R13k

T2R5

R3

T3T4T1

T5

b1 c1ABC

CBAF

任一输入为低电平（ 0.3V）时

“0”

1V

不足以让T2 、 T5导通

三个 PN结

导通需 2.1V

+5V

F

R4R2R13k

T2R5

R3

T3T4T1

T5

b1 c1ABC

+5V

F

R4R2R13k

R5

T3T4T1

b1 c1ABC

任一输入为低电平（ 0.3V）时

“0”

1V

uouo=5-uR2-ube3-ube43.4V高电平！

输入全为高电平（ 3.4V）时

“1”

全导通

电位被钳在 2.1V

全反偏 1V 截止

+5V

F

R4R2R13k

T2R5

R3

T3T4T1

T5

b1 c1ABC

输入全为高电平（ 3.4V）时+5V

F

R2R13k

T2

R3

T1

T5

b1 c1ABC

全反偏

“1”

饱和

uF=0.3V

ABCF

集电极开路的与非门（ OC门）

集电极悬空

无 T3,T4

+5V

F

R2R13k

T2

R3

T1

T5

b1c1A

BC

T3T4

&

符号

！

集电极开路的与非门（ OC门）

应用时输出端要接一上拉负载电阻 RL

RL

UCC+5V

F

R2R13k

T2

R3

T1T5

b1 c1ABC

OC门可以实现“线与”功能

&

&

&

UCC

F1

F2

F3

F

F=F1F2F3

RL

输出级

UCC

RL

T5

T5

T

5

F

F=F1F2F3?

任一导通

F=0

UCC

RL

F1

F2

F3

F


全部截止

F=1

F=F1F2F3?

所以： F=F1F2F3

UCC

RL

F1

F2

F3

F


负载电阻 RL 和电源 UCC 可以根据情况选择

&

J

+30V

220V

J

如 RL 用继电器线圈（ J）替代，可以实现对其它电路的控制。

三态门

E---控制端

+5V

F

R4R2R1

T2R5

R3

T3T4T1

T5

AB

DE E

0 1截止

ABF

+5V

F

R4R2R1

T2R5

R3

T3T4T1

T5

AB

DE E

三态门

三态门1 0

导通截止

截止

高阻态

+5V

F

R4R2R1

T2R5

R3

T3T4T1

T5

AB

DE E

A F

E

符号

输出高阻

0E

1E

AF

功能表

低电平起作用

三态门

E

符号

输出高阻

1E

0E

AF

功能表

高电平起作用

三态门

A F

０

１

０

三态门主要作为 TTL电路与总线间的接口电路

E1、 E2、 E3轮流接入高电平，将不同数据（ A、B、 C）分时送至总线。

E1

E2

E3

公用总线

A

B

C

P26 习题 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 7 ， 8 ， 9 ， 10 ， 11 ， 13 ， 15 ， 17

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第一章 开关理论基础

第一章开关理论基础