数字电子技术教学

、数字电子技术、教材阎石：数字电子技术(第四版)、第一章、第五章、第四章、第三章、第二章、第八章、第七章、第六章、第九章、 第一章：逻辑代数的基础1.1概要1.2逻辑代数中的3种基本运算1.3逻辑代数的基本式和常用式1.4逻辑代数的基本定理1.5逻辑函数及其表现方式1.6逻辑函数的公式化简法1.7逻辑函数的卡诺图表化简法1.8有无关项逻辑函数及其简化简法，1.1概况、1.1.1数字量和模拟量特点：具有连续性。 表示模拟的信号称为模拟信号。 在模拟信号下操作的电子电路称为模拟电路。 数字量：时间、振幅不连续的物理量。 特点：参差不齐。 表示数字量的信号称为数字信号。 另外，在数字信号下动作的电子电路称为数字电路。1.1.2数和码制、一、数、通式：1、十进制(Decimal )、有十数字： 0、1、222222222220可展开成以逢十进制一(基数为十)10为底的多项式。 例如： (48.63)=、2、二进制(Binary )、有两个数字： 0、1； 逢二一(基数为2 )可以展开为以2为底的多项式。 例如：公式中：同样可以用同样的方法分析十六进制数。 这里不说明。 以下说明十进制与二进制的对应关系：二进制变换、二进制变换、十二进制变换、整数部分：二除法、19、9181、10011、(19)D=()B、小数部分：二乘法，例如(0.625)D=()B、0.625、*2、1.250、0.101、1.0、0.101、 方法：从小数点左右四位一组，以二、十进制对应关系直接书写即可，例如： (110110010.11011)B=，=(1B2.D8)H，b，2，1，d，8，2，代码体系，内容如下表所示。 例如，以四位二进制表示1位的十进制09十的数字时，该代码被称为二进制十进制代码，简称为BCD代码。 用不同的数字表示不同的东西的方法叫做代码。 为了便于记忆和处理，编码时必须遵循一定的规则，这些规则被称为编码控制。 BCD代码有多种不同的代码方式： 8421BCD代码、2421BCD代码、馀3代码等：十进制、代码种类：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9、权利、8421代码、0000，0001，001 使用三个基本运算0110、0111、1000 1001、8421、1.2逻辑代数(逻辑代数)来解决数字逻辑电路的分析和设计问题。 与逻辑运算相关联的变量被称为逻辑变量，用文字a、b表示。 每个变量的值采用1而不是0。 逻辑变量的运算结果用逻辑函数表示，其值也是0和1。 在、0、1的意思、逻辑代数和逻辑电路中，0和1不再具有值的概念。 只是借用了表示物体的两种状态和电路的两种逻辑状态。 有、2、逻辑真值表、3、逻辑函数式、4、逻辑符号、5、逻辑运算、AB、y、00、01、10、11、0、0、1、逻辑运算、1、逻辑定义、某事件是否发生等几个条件。 事件只有在满足所有条件时才会发生。 只要不满足一个或多个条件，就不会发生事件这一决定事件的因果关系是“逻辑关系”。二或逻辑运算、AB、01、10、11、y、0、1、1、2或逻辑真值表、3或逻辑函数式、4或逻辑符号、Y=A B、0=0； 0 1=1； 1 0=1； 1=1，5，或逻辑运算，1，或逻辑定义，00，某个事件是否发生，有几个条件。 如果满足一个或一个以上条件，则事件仅在不满足可能发生的所有条件的情况下才不发生。 这样决定事件的因果关系“逻辑关系”。三、非演算、条件完备的，不发生事件的条件不完备的，必定发生事件。 这类事件的因果关系称为“非逻辑关系”。5、非逻辑运算、4、非逻辑符号、3、非逻辑函数表达式、2、非逻辑真值表、a、y、0、1、1、0、1、非逻辑定义、4、一些最常见的复合逻辑运算、1、非、2、非、3、同或、4、异或、1.3逻辑代数的基本表达式和常用表达式、9、实验证明： A AB=A，1 ) 列真值表证明2 )利用基本公式证明，将A BC、A BC、二、推广示例、AB、A AB、a、0、0、1、A AB=A(1 B)=A1=A、常用公式证明和推广示例、1.4、逻辑代数基本定理、1.4.1代入定理和逻辑代数中公式两侧的相同变量替换为另一逻辑函数1.4.2反转定理，逻辑函数中的“”为“*”，而“*”为“； “0”为“1”、“1”为“0”的原变量成为逆变量，逆变量成为原变量，得到的新式是原函数的逆函数。 将，逻辑函数中的“”表示为“*”，将*”表示为“； “0”为“1”、“1”为“0”的变量不变，得到的新式是元函数的对偶式。 1.4.3对偶定理，1.5逻辑功能的记述方法，1.5.2真值表，1.5.1逻辑函数式，0、0、0、1、1，上述逻辑函数的真值表如右表所示。 逻辑函数以公式的形式使逻辑功能反应。 真值表以表的形式对逻辑功能作出反应。1.5.3逻辑图以逻辑符号的形式对逻辑功能进行反应。 对应于上述逻辑函数的逻辑电路如下所述，在逻辑功能中有其他的描述方法。1.5.4各种逻辑功能描述方法之间的转换关系可包括：首先从逻辑图写入逻辑函数表达式，并且将该逻辑函数表达式设置为and或表达式以列出真值表.00，01，10，11，0，0，1，1.6逻辑函数的公式化简法，1.6.1简化的意义，首先看一个例子。先在人后学专业。和式、和非式、和非式、和非式、和式、和式、1.6.2简化原则、1、式的积项最少(使用的门最少)。 2、积项中系数最少(门的输入端子数最少)。 3、使成为要求的表现形式(容易在不同的门实现)。 1.6.3公式化简法，例1 :例2 :例3 :人的核心竞争力是“学习”，1.7逻辑函数的卡诺图化简法，公式化简法是基于基本公式和常用公式构建的，简单快捷，但它取决于人们的公式熟练程度、经验和技巧，有时简化的结果是否最简单无数1.7.1逻辑函数的标准形式，逻辑函数有两种标准表现形式，即最小项和最大项表现形式，在此主要介绍最小项表现形式。 另一方面，最小项、定义：假定某逻辑函数中有n个变量，m是n个变量的积项，若m中的各变量以原变量或逆变量的形式仅出现一次，则m被称为该逻辑函数的最小项。例如，Y(A，b，c，d)=abcdabcdabcabc，1，最小项的性质，n个变量，只有2n最小项，约束：原变量用“1”表示，反变量用“0”表示。 注：用编号表示最小项时，变量数不同，对应同一编号的最小项名也不同。、所有最小项之和始终等于1、1、最小项的性质，必须有、n个变量，只有2n最小项，约定：原变量用“1”表示，逆变量用“0”表示。 注：用编号表示最小项时，变量数不同，对应同一编号的最小项名也不同。，所有最小项之和始终为1，由于这一性质，逻辑函数通常不包括它所属的所有最小项。 在2、最小项的求法、注：真值表中，逻辑函数中包含的最小项是逻辑函数与值“1”对应的项，逻辑函数的最小项表现形式是唯一的。 另外，最大项自学，1.7.2逻辑函数的卡诺图表现法，一、逻辑邻接项，定义：逻辑函数的两个最小项中，除了只有一个变量互补不同以外，其馀变量完全相同。 此外，显然，在真值表中，例如：和.几何上相邻的两个最小项在逻辑上不一定相邻。那么，能否重新排列真值表的最小项目，使几何邻接在逻辑上邻接呢？答案是“是的，那就是真值表！ABC、a、m0、m4、m3、m1、m7、m6、BC、0、1、00、01、11、10、m5、a、BC、二变量：珍惜环境是珍惜生命的。四变量：希望学生们考虑它的邻接关系。 二、相邻项的合并规则，两个相邻项的合并可以删除一个变量。 例如：四个相邻项的合并可以删除两个变量。 例如：8个相邻项的合并可以删除3个变量。 例如：相同：16个相邻项的合并可以存储4个变量，依此类推。1.7.3逻辑函数的卡诺图简化法，简化原则：被圈的最小项目数必须等于2n个，卡诺圈为矩形，大小可以不大也可以不小，最小项目必须重复也不能忽略，每周至少包含一个新的最小项目。 此外，例子1 :y=m (0，1，3，5，7 )，1，1，1，1，1，1，例子2 :y=m (0，4，5，7，15 )，1，1，在该例子中，逻辑函数化的结果指示最简单的程度是唯一的，而逻辑函数化的结果不总是唯一的。例3 :1，1，1，1，Y=，BD，ABC，1，1，1，例3 :y=m 1.8.1约束条件和约束条件将不能出现在8421BCD码中的从m 10到m 15的六个最小项称为约束项(无关项，任意项)。 m (10，11，12，13，14，15 )=0被称为约束。 另外，1.8.2约束逻辑函数的简化示例： a、b、c、d是1比特8421BCD码，如果c、d两个变量取相反的值，则函数值为1，否则，值为0，尝试写入逻辑函数的最简单的表达式。 解：首先，这个逻辑问题的真理表：这个例子表示卡诺图不仅简化了逻辑函数，还可以变换表现形式。0，1，0，0，0，0，0，1，1，1，1，1，第二章：栅极电路，2.1的概要，2.2，晶体管的开关特性，2.3的最简单的and，or，not电路，2.4TTL栅极电路，2.5CMOS栅极电路，2.2，晶体管的开关特性2.2.1二极管的开关特性，用于实现2.1的概要基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路，统称为栅极电路、一、栅极电路、二、正、负逻辑、2.2.2晶体管的开关特性、截止区域、放大区域、饱和区域、截止区域：Ib=Ic=0，Vce=Vcc 饱和区域：Ic=Vcc/(Rc)=Ics，Vcc=0V，2.3最简单的and，or， 称为非门电路2.3.1二极管andandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandan dandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandand andandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandandand，=-2V，和由于VBE=0.7V，I1-I2=Ib=0.43mA，另外IbIBS，因此t饱和导通，vo=0V，2.4TTL栅极，2.4.1TTL反相器，1，电路结构和工作原理，1，输入A=0.2V(VIL )，T1导通，VB1=0.9V，VIL=0.2V 、VO=3.4V、2、输入A=3.4V(VOH )、T1集电接通、T2、T4饱和、VB1=2.1V、1.1、VIH=3.4V、T1放射结反偏压、T1深度饱和、0.7V、0.9V、ve2=VB1- VB c1- vbe s2=2.1v-0.7 v-0.7 v=0. 77 v 由于VCES2=0.7V 0.2V=0.9V，因此VO=0.2V、2、电压传输特性Vo=f(VI )、VTH、vth-被称为阈值电压或者阈值电压，约为1.4V。并且根据电压传输特性曲线，分别为：三、输入噪声容限，一般为：VIL(max)=0.8V； VIH(min)=2.0V。 VOL(max)=0.4V。 VOH(min)=2.4V； VIH(min )。、VOH(min )、VIL(max )、VOL(max )、VOH(min )、VIH(min )、VIL(max )、VOL(max )、VOL(max )、定义：vnl vnh=voh (min )-VIH (min )=2.4v-2.0v=0.4v，噪声容限反映了栅极电路的抗噪声性。2.4.2TTL逆变器的输入、输出特性，一般称为输入特性iI=f(vI )、IIS输入短路电流，称为IIH高电平输入电流。 另外，输出特性vO=f(iL )、1、高电平输出特性、74系列栅极电路输出高电平的iL不得超过0.4mA。 2、低电平输出特性、3、扇出系数NO、IOH、iL、高电平输出时的NO:NOH=IOH(max)/IIH=0.4/0.04=10。NOL=IOL(max)/IIS=16/1=16。vOH，输出为低电平时的NOL:IIS，vOL，iL，春天，三，输入侧负载特性vI=f(RI )，VI=(VCC-vbe1) ri/(ri1)=(5-0.7) ri/(ri4)=4.3ri/(ri4)， 2.4.4其他类型的TTL电路2.4.3TTL逆变器的动态特性自学，2，OC(OpenCollectorGate )门和TS(Three-StateOutput )门，问题的提出：VOL，VOH，过电流，1，OC门，典型的TTL门称为、RL、上拉电阻。 此外，在输出VOH、VOH、VOH、等式中：IOH和晶体管被关断时的漏电流的ILM、输出晶体管允许的最大电流m、负载门的数目、以及负载门