如何读懂逻辑图中的符号

在实际数字电路中，线路上的信号可分为数据型和控制型两种，这两种信号所要求的处理方式是不同的。组合电路只用于对控制型信号的组合、变换处理。为了使逻辑电路图便于阅读，设计者在图中常用一些有所变化的逻辑符号直观地表示电路对信号的要求。目前，这种方法还没有统一规定，但在实际中会经常遇到，所以有必要介绍这方面的实际使用常识及其表示方法。

1.直观示意

（1）信号有效状态的表示方式。由于数字线路上的信号只有高、低电平两种状态，为了在电路图中直观地表示出电路对信号有效状态的要求，在输入信号线的终端、输出信号线的起始端加标一个小圆圈（非逻辑）来表示该线信号是低电平有效（通常还用给表示信号的字母符号加反号的方法表示该信号是低电平有效），如图4-35所示。无小圆圈的信号线和无反号的信号名称表示高电平有效。

图4-35 线路信号有效电平的表示方式举例

（2）信号的相位变换。非门（非逻辑）又称为取反，就是对信号进行倒相变换。当一个电路输出信号的有效电平与下一个电路输入端要求的有效电平不同时，就需要加个非门进行转换。实际电路中常用标准非门符号表示有效电平为“高入低出”的关系，而用图4-35a所示的符号表示有效电平为“低入高出”的关系。

（3）信号的组合。逻辑一般划分为正逻辑（高电平表示1、低电平表示0）和负逻辑（高电平表示0、低电平表示1），而实际数字集成电路产品的逻辑门都按正逻辑命名。所以，在识别实际电路图时没必要区分正、负逻辑，关键是要弄清电路对信号有效电平的要求和输入信号按怎样的逻辑组合关系形成输出信号。表4-14列出了几种实用逻辑符号。

表4-14 几种实用逻辑符号

在图4-36所示电路中被圈起来的逻辑门就是为直观表示电路对信号有效状态和组合方式的要求而使用便于阅读的逻辑符号。

2.逻辑门变换功能使用

（1）与非门（或非门）作为非门使用。数字电路中的与非门（或非门）产品，都是在一个芯片内封装多个逻辑门，为充分利用资源、降低成本，可将剩余与非门的输入端连在一起，作一个输入端使用，与非门就变成非门，如图4-37a所示。图4-37b为一个实例电路。

（2）逻辑门作为控制门使用。把逻辑门的一个输入信号作为控制信号，另一个作为被控制信号的使用方式在组合电路中是常见的。

图4-36 便于阅读的逻辑符号实用三例

a）一般电路 b）集成电路内部结构图示1 c）集成电路内部结构图示2

1）与门：由与逻辑的运算法则

A·0=0

A·1=A可以看出，一个输入端为0可以屏蔽其他输入端信号。即与门的一个输入端为0可以禁止另一个输入端为1的信号通过，而这个输入端为1可以对另一输入端为1的信号进行采样或选通控制（采样或选通后的信号若需倒相，可用与非门）。与门的选通/禁止和采样功能如图4-38所示。

图4-37 与非门作为非门使用及实例

a）与非门作为非门使用 b）与非门作为非门使用实例

图4-38 与门作为控制门使用

2）或门：由或逻辑的运算法则

A+1=1

A+0=A说明或门的一个输入端为1可以屏蔽其他输入端信号，为0可以使门打开。即或门的一个输入端为1可以禁止另输入端为0的信号通过，而这个输入端为0可以对另一输入端为0的信号给以采样或选通控制（采样或选通后的信号若需倒相，可用或非门）。或门的选通/禁止和采样功能如图4-39所示。

图4-39 或门作为控制门使用(www.xing528.com)

图4-40为控制汽车灯的组合逻辑电路，是与、或两种逻辑门的使用实例。

图4-40 控制汽车灯控制组合逻辑电路

电路中有7个输入信号，其中F₁信号的频率为1Hz，使灯成闪动状态；F₂信号的频率为30Hz，用于降低车灯亮度。

左、右两路灯的控制原理相同，现只对一路进行分析，而且不必强调左右。

或门1是转向开关信号和紧急开关信号的混合门，两个信号只要有一个有效，或门1就输出1。与门1是闪动控制信号F₁混入门，F₁信号线平时保持高电平1，使或门1的输出信号顺利通过。需要灯光闪动时，启动频率为1Hz的F₁信号，与门1也就输出可使灯光闪动的1Hz控制信号。与门1输出的信号直接控制仪表灯，同时还送到或门2、3，实现对前灯、尾灯的控制。所以，前灯、尾灯和仪表灯在转向开关信号、紧急开关信号、F₁信号的控制下做相同的动作。

与门2是制动信号的控制门，制动时左、右尾灯要同时亮，所以制动开关信号受到左、右转向开关信号有效状态的封闭。与门2的输出信号送入或门3，实现对尾灯的启动。

降低车灯亮度的F₂信号通过与门3受PARK（停车灯开关）信号控制，0为禁止、1为通过。与门3的输出信号同时送入或门2、3，实现对前灯、尾灯的控制。

汽车的转向、制动、停车三种动作不会同时发生，所以，或门2的两个输入端和或门3的三个输入端都不会同时出现有效控制信号。

六个输出信号的逻辑关系是：

设

图4-41为或门作控制门的使用实例。

图4-41为ADC1210与8031的接口电路，ADC1210是12位A-D转换电路，用一个半74LS244组成包含12位数据和1位信号的13位传输缓冲器。图中虚线圈内是74LS32的三个做控制门使用的或门。

图4-41 或门作控制门使用实例

单片机8031的读操作信号，ADC1210的片选信号和74LS244的允许信号、都是低电平有效，是被控制的信号。操作方式见表4-15。

表4-15 8031与ADC1210和74LS244操作说明

8031的读信号由P2.2、P2.1、P2.0三个信号控制分配。

图4-42所示电路中虚线圆的部分为三个作控制门的或非门电路。

图4-42所示电路为AD7522与8031的接口电路，图中单片机8031省略未画，AD7522是D-A转换集成电路（这里8031只能给它提供8位二进制码，重复使用高两位凑成10位）。8031的写（WR）信号无效时为高电平，封锁74LS02的3个或非门，都输出低电平。当8031的WR信号有效（输出低电平）时，3个或非门打开，AD7522受8031的控制：A5=0、LBS=1（低字节选通）；A6=0、HBS=1（高字节选通）；A7=0、LDAC=1（DAC寄存器加载，进行D/A转换），模拟电压由μA741输出。

3）异或门 按照异或逻辑的运算法则

A⊕0=A

图4-42 或非门作控制门使用实例

信号1使异或门变为倒相门、信号0使异或门变为同相门。图4-43为异或门换相波形和74LS86N应用实例。

74LS86N的A、B两个异或门用一个输入端接地，使异或门转换为同相传输门，传输亮度信号（INTENSITY）和视频信号（VIDEO）；C、D两个异或门用一个输入端经隔离电阻接电源（还有电容滤除干扰），使异或门转换为反相传输门，传输并倒相水平同步信号（HORIZOTAL）和垂直同步信号（VERTICAL）。