計(jì)算機(jī)原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(已修改)
2025-09-12 05:31 本頁(yè)面
【正文】 計(jì)算機(jī)原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 第三講 主講教師：趙 宏偉 學(xué)時(shí)： 64 第 2章 數(shù)字電路基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)中的邏輯部件 本章主要內(nèi)容 數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ) 基本邏輯門(mén)和布爾代數(shù)知識(shí)基礎(chǔ) 組合邏輯電路及其應(yīng)用 時(shí)序邏輯電路及其應(yīng)用 現(xiàn)場(chǎng)可編程器件及其應(yīng)用 晶體二極管及其單方向?qū)щ娞匦? 通常情況下，可把一些物體劃分成 導(dǎo)體 （雙向?qū)щ姡┖? 絕緣體 （不導(dǎo)電）兩大類(lèi)。在這兩類(lèi)物體的兩端有電壓存在時(shí)，會(huì)出現(xiàn)有電流流過(guò)或無(wú)電流流過(guò)物體的兩種不同情形。人們也可以制作出另外一類(lèi)物體，使其同時(shí)具備導(dǎo)體和絕緣體兩種特性，其特性取決于在物體兩端所施加電壓的方向，當(dāng)在一個(gè)方向上有正的電壓（例如 ）存在時(shí)，可以允許電流流過(guò)（如圖所示），此時(shí)該物體表現(xiàn)出導(dǎo)體的特性； 而在相反的方向上施加一定大小的電壓 時(shí)，該物體中不會(huì)產(chǎn)生電流，表現(xiàn)出絕緣體 的特性，即該物體只能在單個(gè)方向上導(dǎo)電， 這樣的物體被稱(chēng)為半導(dǎo)體。制作出的器件被稱(chēng)為二極管。 電流 i + P13 晶體三極管和反相器電路 在半導(dǎo)體的基體上，經(jīng)過(guò)人工加工，可以生產(chǎn)出三極管，它類(lèi)似于 2 個(gè)背向相連接的二極管，有 3 個(gè)接線(xiàn)端，分別被稱(chēng)為集電極、基極和發(fā)射極，其特性是： 基極 發(fā)射極 集電極 +Vcc (+5V) 接地 輸入電平 = V, 三級(jí)管導(dǎo)通， 使輸出電平為 0 V ； 輸入電平 = 0 V , 三級(jí)管截止 ， 使輸出電平 4 V ； 這已經(jīng)構(gòu)成了反相器線(xiàn)路，完成邏輯取反功能。 輸出 輸入 電阻 電源 +Vcc P15 本章主要內(nèi)容 數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ) 基本邏輯門(mén)和布爾代數(shù)知識(shí)基礎(chǔ) 組合邏輯電路及其應(yīng)用 時(shí)序邏輯電路及其應(yīng)用 現(xiàn)場(chǎng)可編程器件及其應(yīng)用 與非門(mén) 和 或非門(mén) +Vcc (+5V) 接地 輸出 輸入 1 電源 輸入 2 輸入 2 輸入 1 +Vcc (+5V) 輸出 電源 與非門(mén) ： 2 路輸入都高，輸出才為低； 或非門(mén) ：任何一路輸入為高，輸出都為低 （原 1個(gè)三極管變成串接的 2個(gè)三極管） （原 1個(gè)三極管變成并行的 2個(gè)三極管） 接地 當(dāng)然，也可以制作并使用不帶反相功能的 與門(mén) 和 或門(mén) 電路。 P17 邏輯運(yùn)算 與 數(shù)字邏輯電路 數(shù)字邏輯電路是實(shí)現(xiàn)數(shù)字計(jì)算機(jī)的物質(zhì)基礎(chǔ)。最基本的邏輯電路：與門(mén)，或門(mén)，非門(mén)；用它們可以組合出實(shí)現(xiàn)任何復(fù)雜的邏輯運(yùn)算功能的電路。 最基本的邏輯運(yùn)算有：與運(yùn)算， 或運(yùn)算 ， 非運(yùn)算 ，正好可以選用與門(mén)、 或門(mén) 、 非門(mén) 來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。 邏輯關(guān)系是可以采用數(shù)學(xué)公式來(lái)表示和運(yùn)算的，此數(shù)學(xué)工具就是布爾代數(shù)，又稱(chēng)邏輯代數(shù)。 例如， A = B * C + E * /F； A為輸出（運(yùn)算結(jié)果）， B 、 C、 E、 F為輸入， * 、 +、 / 分別代表與、或、非運(yùn)算符；運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)：非運(yùn)算最高，與運(yùn)算次之，或運(yùn)算最低。 這一邏輯運(yùn)算功能，顯然可以用 與門(mén)、或門(mén)、非門(mén) 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 邏輯功能的表示和等效電路 邏輯功能可以選用 布爾代數(shù)式 表示， 卡諾圖表示， 真值表 表示，或者用線(xiàn)路邏輯圖表示。下圖是非門(mén)、與門(mén)、或門(mén)等的圖形符號(hào)： 非門(mén) 與門(mén) 與非門(mén) 或門(mén) 或非門(mén) A X B A
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