数字电子技术部分期末考试复习课件

电子技术总复习崔春艳电工电子教学部3-319二零零七年十二月第一章逻辑代数基础一、数制和码制1.数制：计数方法或计数体制（由基数和位权组成）种类基数位权应用备注十进制0910i日常二进制0，12i数字 电路 模拟电路李宁答案12数字电路仿真实验电路与电子学第1章单片机复位电路图组合逻辑电路课后答案 2=21八进制078i计算机程序8=23十六进制09，AF16i计算机程序16=24各种数制之间的相互转换，特别是十进制→二进制的转换，要求熟练掌握。2.码制：常用的BCD码有8421码、2421码、5421码、余3码等，其中以8421码使用最广泛。二、常用逻辑关系及运算1.三种基本逻辑运算：与、或、非2.四种复合逻辑运算：与非、或非、与或非、异或三、逻辑代数的公式和定理是推演、变换和化简逻辑函数的依据，有些与普通代数相同，有些则完全不同，要认真加以区别。这些定理中，摩根定理最为常用。真值表函数式逻辑符号四、逻辑函数的化简法化简的目的是为了获得最简逻辑函数式，从而使逻辑电路简单、成本低、可靠性高。化简的方法主要有公式化简法和图形化简法两种。1.公式化简法：可化简任何复杂的逻辑函数，但要求能熟练和灵活运用逻辑代数的各种公式和定理，并要求具有一定的运算技巧和经验。2.图形化简法：简单、直观，不易出错，有一定的步骤和方法可循。但是，当函数的变量个数多于六个时，就失去了优点，没有实用价值。约束项：（无关项）可以取0，也可以取1，它的取值对逻辑函数值没有影响，应充分利用这一特点化简逻辑函数，以得到更为满意的化简结果。五、逻辑函数常用的表示方法：真值表、卡诺图、函数式、逻辑图和波形图。它们各有特点，但本质相同，可以相互转换。尤其是由真值表→逻辑图和逻辑图→真值表，在逻辑电路的分析和 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 中经常用到，必须熟练掌握。第二章门电路一、半导体二极管、三极管和MOS管是数字电路中的基本开关元件，一般都工作在开关状态。1.半导体二极管：是不可控的，利用其开关特性可构成二极管与门和或门。2.半导体三极管：是一种用电流控制且具有放大特性的开关元件，利用三极管的饱和导通与截止特性可构成非门和其它TTL集成门电路。3.MOS管：是一种具有放大特性的由电压控制的开关元件，利用N沟道MOS管和P沟道MOS管可构成CMOS反相器和其它CMOS集成门电路。二、分立元件门电路主要介绍了由半导体二极管、三极管和MOS管构成的与门、或门和非门。虽然，分立元件门电路不是本章的重点，但是通过对这些电路的分析，可以体会到与、或、非三种最基本的逻辑运算，是如何用半导体电子电路实现的，这将有助于后面集成门电路的学习。[练习]写出图中所示各个门电路输出端的逻辑表达式。TTLCMOS&A100100k=1&A100100k=1=1≥1A100100k≥1A100100k=0[练习]写出图中所示各个门电路输出端的逻辑表达式。TTLCMOS=1A100100k=1A100100k&A悬空&A悬空不允许第三章组合逻辑电路一、组合逻辑电路的特点组合逻辑电路是由各种门电路组成的没有记忆功能的电路。它的特点是任一时刻的输出信号只取决于该时刻的输入信号，而与电路原来所处的状态无关。逻辑图逻辑表达式化简真值表说明功能二、组合逻辑电路的分析方法三、组合逻辑电路的设计方法逻辑抽象列真值表写表达式化简或变换画逻辑图五、用中规模集成电路实现组合逻辑函数1.数据选择器：为多输入单输出的组合逻辑电路，在输入数据都为1时，它的输出表达式为地址变量的全部最小项之和，适用于实现单输出组合逻辑函数。2.二进制译码器：输出端提供了输入变量的全部最小项，而且每一个输出端对应一个最小项，因此，二进制译码器辅以门电路（与非门）后，适合用于实现单输出或多输出的组合逻辑函数。[例]写出图中所示电路的逻辑表达式，说明其功能ABY≥1≥1≥1≥1[解]1.逐级写出输出逻辑表达式2.化简3.列真值表0001101110014.功能输入信号相同时输出为1，否则为0—同或。例：分析题。分析电路，写出逻辑代数式，列真值表，列出真值表，画出输入输出波形。≥1Y=1＆ABC20KΩ思考：这样命题是否正确？（1）设定变量：[例3]设计一个表决电路，要求输出信号的电平与三个输入信号中的多数电平一致。[解]输入A、B、C，输出Y（2）状态赋值：A、B、C=0表示输入信号为低电平Y=0表示输入信号中多数为低电平1.逻辑抽象A、B、C=1表示输入信号为高电平Y=1表示输入信号中多数为高电平例：设计题。用74LS151设计一个三变量判奇电路：当变量A，B，C取值有奇数个1时，输出Y为1；否则输出Y为0。（1）列真值表ABCY00000101001110010111011101101001(2)比较8选1（4）画连线图ZABCY74LS151D7D6D5D4D3D2D1D0A2A1A0S10[例]用集成译码器74LS138实现函数(1)函数的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 与非-与非式[解](3)画连线图(2)确认变量和输入关系令则74LS138Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A0A1A2STBSTCSTA&Z3ABC1在输出端需增加一个与非门第四章触发器一、触发器和门电路一样，也是组成数字电路的基本逻辑单元。它有两个基本特性：1.有两个稳定的状态（0状态和1状态）。2.在外信号作用下，两个稳定状态可相互转换；没有外信号作用时，保持原状态不变。因此，触发器具有记忆功能，常用来保存二进制信息。二、触发器的逻辑功能指触发器输出的次态Qn+1与输出的现态Qn及输入信号之间的逻辑关系。触发器逻辑功能的描述方法主要有特性表、卡诺图、特性方程、状态转换图和波形图（时序图）。二、触发器的分类1.根据电路结构不同，触发器可分为（1）基本触发器：输入信号电平直接控制。特性方程（2）同步触发器：时钟电平直接控制。特性方程同步RS触发器CP=1（或0）时有效同步D触发器（约束条件）二、触发器的分类1.根据电路结构不同，触发器可分为（3）主从触发器：主从控制脉冲触发。CP下降沿（或上升沿）到来时有效特性方程主从RS触发器主从JK触发器（4）边沿触发器：时钟边沿控制。CP上升沿（或下降沿）时刻有效特性方程边沿D触发器边沿JK触发器2.根据逻辑功能不同，时钟触发器可分为二、触发器的分类（1）RS触发器（约束条件）（3）D触发器（4）T触发器（5）T’触发器利用特性方程可实现不同功能触发器间逻辑功能的相互转换。（2）JK触发器例：写出电路的特性方程，列出状态表，并根据输入波形画出对应的输出波形。（设触发器初始状态为0）CIQIKIJ1≥1ABCPCIQIKIJ1&ABCPCIQIKIJ1≥1ABCPCIQ1K1J≥1ABCP1＆CIQ1K1J=1ABCP1＆CIQ1K1J&ABCP1＆五、计数器1.按计数进制分：二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器2.按计数增减分：加法计数器、减法计数器和可逆（加/减）计数器3.按触发器翻转是否同步分：同步计数器和异步计数器记录输入脉冲CP个数的电路，是极具典型性和代表性的时序逻辑电路。六、中规模集成计数器功能完善、使用方便灵活，能很方便地构成N进制（任意）计数器。主要方法有两种：1.用同步置0端或置数端归零获得N进制计数器根据N-1对应的二进制代码写反馈归零函数。2.用异步置0端或置数端归零获得N进制计数器根据N对应的二进制代码写反馈归零函数。当需要扩大计数器的容量时，可将多片集成计数器进行级联。如两片16进制集成计数器16╳16进制计数器两片10进制集成计数器10╳10进制计数器[例]用4位二进制计数器74163构成十二进制计数器。解：1.=10112.归零表达式：3.连线图74163Q0Q1Q2Q3CTTLDCOCPCTPD0D1D2D3CR1&同步清零同步置零第六章波形产生和整形电路一、555定时器是一种多用途的集成电路。只需外接少量阻容元件便可构成各种脉冲产生、整形电路，如施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等。55512348765双极型(TTL)电源:4.516V单极型(CMOS)电源:318V带负载能力强62784153555R1C+R2C1+VCCuO二、多谐振荡器是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生出矩形脉冲。多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。暂稳态间的相互转换完全靠电路本身电容的充电和放电自动完成。改变R、C定时元件数值的大小，可调节振荡频率。在振荡频率稳定度要求很高的情况下，可采用石英晶体振荡器。三、施密特触发器是一种脉冲整形电路，虽然不能自动产生矩形脉冲，却可将输入的周期性信号整形成所要求的同周期的矩形脉冲输出，还可用来进行幅度鉴别、构成单稳态触发器和多谐振荡器等。62784153555+VCCuO2uIUCOuO1+VDDR施密特触发器有两个稳定状态，有两个不同的触发电平，因此具有回差特性。它的两个稳定状态是靠两个不同的电平来维持的，输出脉冲的宽度由输入信号的波形决定。此外，调节回差电压的大小，也可改变输出脉冲的宽度。外接电压调节回差施密特触发器可由555定时器构成，也可用专门的集成电路实现。四、单稳态触发器也属于脉冲整形电路，可将输入的触发脉冲变换为宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲，还常用于脉冲的定时、整形、展宽（延时）等。62784153555RC+C1+VCCuO0.01FuI单稳态触发器有一个稳定状态和一个暂稳态。其输出脉冲的宽度只取决于电路本身R、C定时元件的数值，与输入信号无关。输入信号只起到触发电路进入暂稳态的作用。改变R、C定时元件的数值可调节输出脉冲的宽度。单稳态触发器可由555定时器构成，也可用集成的单稳态触发器实现。