南京邮电大学2017数电A复习

1、 【试卷情况试卷情况及及复习方法复习方法】 第第1章章第第8章章 大部分知识点大部分知识点 复习建议复习建议： 选择题或填空题选择题或填空题： 大题及其题型大题及其题型 涉及题型：涉及题型：选择填空题。选择填空题。 基本要求：基本要求： 1.1.数制、码制的基本概念数制、码制的基本概念; ; 2.2.常用数制常用数制( (二、八、十、十六进制二、八、十、十六进制) )的表述及的表述及相互转相互转 换换的方法的方法; ; 3.3.常用二进制码常用二进制码( (自然二进制码、格雷循环码、奇偶自然二进制码、格雷循环码、奇偶 校验码校验码) )和和二二- -十进制十进制BCDBCD码码(8421BCD

2、(8421BCD、5421BCD5421BCD、余、余 3BCD 3BCD、格雷、格雷BCDBCD码码) )的表述以及的表述以及相互转换相互转换； 4.4.小数的精度及转换位数的确定；小数的精度及转换位数的确定； 5.8421BCD5.8421BCD的加减法运算的加减法运算。 常见题型：常见题型：数制的转换数制的转换( (位数及精度位数及精度) )、码制的转换、码制的转换 1. 数码与数制（数码与数制（5%） 2-n 0.1， 解：设二进制数小数点后有解：设二进制数小数点后有n位小数，位小数， 则其精度为则其精度为 2-n。 例：例：(0.39)10 = ( ? )2 ，要求精度达到，要求精度

3、达到 0.1。 解得解得 n 10。 所以所以 (0.39)10 = (0.0110001111)2 。 由题意知：由题意知： 例例: : (0.4526)10= ( ? )2 , 要求转换后精度不低于原精度。要求转换后精度不低于原精度。 解：原精度为解：原精度为10-4 ，设转换后为，设转换后为 n 位小数，位小数， 则则 10-4 2-n，解得：，解得：n (4lg10)/lg2 =13.3，取整，取整n=14 (0.4526)10= ( 0.01110011111111 )2 1. 数码与数制数码与数制 * *有权码有权码：代码中的每一位都有固定权值代码中的每一位都有固定权值 8421B

4、CD、5421BCD、2421BCD、631-1BCD * *无权码无权码：无固定位权无固定位权 余余3码码8421奇校码奇校码、格雷码格雷码 ( (注意：注意：格雷循环码、格雷格雷循环码、格雷BCD码码) ) 二进制码二进制码: B = B3B2B1B0 循环码循环码: G = G3G2G1G0 则则 Gi = Bi+1 Bi 例如例如: (1011)B (1110)G ；(1010)B (1111)G 1. 数码与数制数码与数制 Bi-1 = Gi-1 Bi , 最高位最高位Bn-1 = Gn-1 2.2.BCDBCD码码：用用4位二进制数表示位二进制数表示 09 共共10个十进制数。个十

5、进制数。 1.1.二进制码二进制码：n位二进制数表示位二进制数表示2n个码。个码。 例：试用例：试用8421BCD码完成下列十进制数的运算。码完成下列十进制数的运算。 843843 348 348 =(1000 0100 0011)=(1000 0100 0011)8421BCD 8421BCD (0011 0100 1000) (0011 0100 1000)8421BCD 8421BCD = 0100 1111 1011 = 0100 1111 1011 0110 0110 01100110 =(0100 1001 0101)=(0100 1001 0101)8421BCD 8421BCD

6、 = 495 = 495 例：用例：用8421BCD、余、余3码代码表示码代码表示(123)10，(1011.01)2 ： (123)(123)10 10 = = (0001 0010 0011) (0001 0010 0011)8421BCD 8421BCD (1011.01)(1011.01)2 2 = = (11.25) (11.25)10 10 = = (0001 0001.0010 0101) (0001 0001.0010 0101)8421BCD 8421BCD (123)(123)10 10 = = (0100 0101 0110) (0100 0101 0110)余 余3BC

7、D3BCD (11.25)(11.25)10 10 =(1011.01) =(1011.01)2 2 = = (0100 0100.0101 1000) (0100 0100.0101 1000)余 余3BCD3BCD 1. 数码与数制数码与数制 按位按位 修正修正 2. 逻辑代数理论及电路实现（逻辑代数理论及电路实现（15%） 涉及题型：涉及题型：选择填空题、分析计算题。选择填空题、分析计算题。 基本要求：基本要求： 1.1.逻辑代数的基本概念、基本公式、基本规则；逻辑代数的基本概念、基本公式、基本规则； 2.2.逻辑函数的逻辑函数的描述方式描述方式( (最小项、真值表、表达式、最小项、真值

8、表、表达式、 卡诺图、电路图卡诺图、电路图) )及其及其相互转换相互转换方法；方法； 3.3.逻辑函数逻辑函数最简与或式最简与或式的的公式公式/ /卡诺图化简卡诺图化简； 4.4.非完全描述非完全描述逻辑函数的概念、逻辑函数的概念、运算规则及化简运算规则及化简； 5.CMOS5.CMOS与非门、或非门、三态门、与非门、或非门、三态门、ODOD门的逻辑分析。门的逻辑分析。 常见题型：常见题型： 1.1.完全完全/ /非完全描述逻辑非完全描述逻辑( (公式法公式法/4/4变量以下变量以下K K图图) )化简；化简； 2.MOS2.MOS电路逻辑功能分析、表达式。电路逻辑功能分析、表达式。 A B

9、= A B A B = A B 含义含义 2. 逻辑代数理论及电路实现逻辑代数理论及电路实现 ABF BAF AF 2. 逻辑代数理论及电路实现逻辑代数理论及电路实现 1 A B VDD TG F 1 A B F VDD 解：当解：当 B=0 时，时， 当当 B=1 时，时， F= A； F为高阻态。为高阻态。 解：当解：当 B=0 时，时， 当当 B=1 时，时，F为高阻态。为高阻态。 F = A； 2. 逻辑代数理论及电路实现逻辑代数理论及电路实现 负负 载载 传传 输输 门门 1.1.合并相邻项公式合并相邻项公式 AB + AB = A 2.2.消项公式消项公式 A + AB = A 3

10、.3.消去互补因子公式消去互补因子公式 A + AB = A + B 4.4.多余项（生成项）公式多余项（生成项）公式 AB + AC + BC = AB +AC 反变量吸收反变量吸收 混合变量吸收混合变量吸收 合并合并 原变量吸收原变量吸收 5.5.代入规则代入规则 6.6.反演规则反演规则 7.7.对偶规则对偶规则 例：若例：若 EDCBAF EDCBAF EDCBAF 例：例：A+BCD = (A+B)(A+C)(A+D) 2. 逻辑代数理论及电路实现逻辑代数理论及电路实现 CDAB )(FEDABCDAB例：例： CABCDECABAB 例：例： 则则 ikmFmF n ki )(,1

11、22则则）若若（ ki mFmF则则若若）（,1 例：例： ),(),(643mCBAF )?(),(mCBAF )7 , 5 , 2 , 1 , 0(),(mCBAF )7 , 6 , 5 , 2 , 0(),(mCBAF 求求 )4 , 2 , 1(),(mCBAF )7 , 6 , 5 , 3 , 0(),(mCBAF得得 例：例： 得得 以外的所有正整数）以外的所有正整数）中除了中除了为为（ik n )-(120 2. 逻辑代数理论及电路实现逻辑代数理论及电路实现 两个基本定理：两个基本定理： 约束条件约束条件 0AB CACBAF 例：例： CABCACBA CACBAF 表达式化简

12、：表达式化简： 分析：分析：AB = ABC + ABC = 0 含义：含义：AB = 0 表示表示A与与B不能同时为不能同时为 1 , 则则AB = 11 所对应的最小项应视为所对应的最小项应视为无关项无关项。 2. 逻辑代数理论及电路实现逻辑代数理论及电路实现 14 0=DCB+AD+ABCD+ABC DCB+ADCD+ABCBACD+BA DCBABCDADCBAY 给定约束条件为：给定约束条件为： 例：例： 2. 逻辑代数理论及电路实现逻辑代数理论及电路实现 例：例：判断一位十进制数是否为偶数？写出逻辑式。判断一位十进制数是否为偶数？写出逻辑式。 假设：偶数时输出假设：偶数时输出Y为为

13、1， 奇数时输出奇数时输出Y为为0。 ),( ),( ),( 151413121110 86420 m DCBAF 2. 逻辑代数理论及电路实现逻辑代数理论及电路实现 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 3. 组合逻辑电路组合逻辑电路 （20%） 涉及题型：涉及题型：选择填空题、分析计算题。选择填空题、分析计算题。 基本要求：基本要求： 1.1.完全状态或非完全描述，完全状态或非完全描述，SSISSI组合逻辑电路的分析与组合逻辑电路的分析与 双轨输入时双轨输入时逻辑电路的设计；逻辑电路的设计； 2.2.常见常见MSIMSI组合电路组合电路( (译码器、数据选择器、数据比较器、译码器

14、、数据选择器、数据比较器、 加法器加法器) )及其应用；及其应用； 3.MSI3.MSI电路（电路（7413874138、7415174151）实现组合逻辑；）实现组合逻辑； 4.4.组合电路中的竞争冒险现象，以及消除冒险的方法。组合电路中的竞争冒险现象，以及消除冒险的方法。 常见题型：常见题型： 1.1.功能描述功能描述 真值表真值表 设计设计SSISSI组合逻辑电路组合逻辑电路 2.MSI2.MSI组合电路组合电路（74138/7415174138/74151）实现组合逻辑）实现组合逻辑 2.MSI2.MSI组合电路组合电路（74138/74151/74283/748574138/7415

15、1/74283/7485）电路分析）电路分析 例：例：有三个班学生上自习，大教室能容纳两个班学生，有三个班学生上自习，大教室能容纳两个班学生， 小教室能容纳一个班学生。设计两个教室是否开灯的小教室能容纳一个班学生。设计两个教室是否开灯的 逻辑控制电路，要求如下：逻辑控制电路，要求如下： (1)(1)一个班学生上自习，开小教室的灯。一个班学生上自习，开小教室的灯。 (2)(2)两个班上自习，开大教室的灯。两个班上自习，开大教室的灯。 (3)(3)三个班上自习，两教室均开灯。三个班上自习，两教室均开灯。 A B C Y G 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1

16、 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 解：设输入变量解：设输入变量A、B、C分别表示分别表示 三个班学生是否上自习三个班学生是否上自习, 1表示上自表示上自 习习, 0表示不上自习表示不上自习; 输出变量输出变量Y、G 分别表示大教室、小教室的灯是否分别表示大教室、小教室的灯是否 亮亮, 1表示亮表示亮, 0表示灭。表示灭。 3. 组合逻辑电路组合逻辑电路 ABACBCY ABCCBACBACBAG ) CBACBA()( CBA FF 固定固定 编程编程 例例. .用用ROMROM设计一个码转换器设计一个码转换器, , 用于实现用于实现4 4位

17、位二进制码二进制码到到4 4位位 循环码循环码的转换。的转换。 A3 A2 A1 A0B3 B2 B1 B0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0

18、 1 1 0 0 0 B3=m( (8,9,10,11,12,13,14,15) ) B2=m( (4,5,6,7,8,9,10,11) ) B1=m( (2,3,4,5,10,11,12,13) B0=m( (1,2,5,6,9,10,13,14) ) 码码 转转 换换 器器 A3 A2 A1 A0 A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 B3 B2 B1 B0 6. 可编程逻辑器件可编程逻辑器件 6. 可编程逻辑器件可编程逻辑器件 ROM实现组合逻辑实现组合逻辑 与与 阵阵 列列 固固 定定 或或 阵阵 列列 编编 程程 例：设例：设ABC为三位二进制数，若该数大于等于为三位二进制

19、数，若该数大于等于5，则，则 输出输出F1为为l，否则为，否则为0；若该数小于；若该数小于3或大于或大于6，则输出，则输出 F2为为1，否则为，否则为0；试用；试用ROM实现该电路实现该电路，列出真值，列出真值 表，并正确标出与阵列和或阵列连接图。表，并正确标出与阵列和或阵列连接图。 6. 可编程逻辑器件可编程逻辑器件 根据真値表直接写出两个逻辑函数化成最小项和。根据真値表直接写出两个逻辑函数化成最小项和。 例：例：PLA实现逻辑电路如图所示。试分析电路功能。实现逻辑电路如图所示。试分析电路功能。 6. 可编程逻辑器件可编程逻辑器件 结论：结论： (1) (1) 若能被若能被3整除，则输出整除

20、，则输出 F1l。 (2) (2) 若大于若大于12，则输出，则输出 F2=1。 ABCF CABBCACBAF PLA 2 1 程程与阵列、或阵列均可编与阵列、或阵列均可编 可可 编编 程程 可可 编编 程程 （片）（片）4 8 16 8 16 K K N 地址线数地址线数: : A A = 14= 14根根 例：例：8K 8位位16K 16位位 数据线数数据线数: : D D = 16= 16根根 6. 可编程逻辑器件可编程逻辑器件 AT28C64 E2PROM8K8 A0-A12, D0-D7 7. 数字系统设计基础（数字系统设计基础（12%） 涉及题型：涉及题型：选择填空题、分析计算题

21、。选择填空题、分析计算题。 基本要求：基本要求： 1.1.数字系统基本模型和设计过程；数字系统基本模型和设计过程； 2.2.数字系统的数字系统的4 4种描述工具；种描述工具； 3.3.根据文字描述设计根据文字描述设计ASMASM图；图； 4.4.基于基于ASMASM图或状态图，以图形方式设计控制器图或状态图，以图形方式设计控制器( (采用采用 SSISSI、MSIMSI、每态一触发法每态一触发法) )； 5.5.使用使用ASMASM图设计数字系统的方法。图设计数字系统的方法。 常见题型：常见题型：( (习题习题7.1;7.2;7.3;7.4;7.7) ) 1.1.根据问题描述，画出控制系统的根

22、据问题描述，画出控制系统的ASMASM图；图； 2.2.根据根据ASMASM图，画出控制器的状态转移图，并功能分析；图，画出控制器的状态转移图，并功能分析； 3.3.根据根据ASMASM图，用每态一触发法实现控制器。图，用每态一触发法实现控制器。 63 每个每个ASM块中的所有操作均在块中的所有操作均在 一个时钟周期内完成。一个时钟周期内完成。 每个每个ASM块块中所规定的各种寄存器操作，以及状态的转中所规定的各种寄存器操作，以及状态的转 换均发生在换均发生在下个时钟下个时钟的同一个有效边沿。的同一个有效边沿。 7. 数字系统设计基础数字系统设计基础 例：一个数字系统在例：一个数字系统在T0状

23、态下状态下, 若启动信号若启动信号S=0, 则保持则保持T0状态不状态不 变变; 若若S=1, 则完成条件操作：则完成条件操作： AN1, BN2, 且且T0T1。 在在T1状态下状态下, 下一个下一个CLK到到, 完成无条件操作完成无条件操作BB 1; 若若M=0, 完成条件操作完成条件操作: P右移右移, 且且T1T2; 若若M=1, 状态由状态由T1T3T0。 要求：要求： 1.1.画出该数字系统的画出该数字系统的ASMASM图。图。 2.2.写出用每态一触发器写出用每态一触发器(DFF)(DFF)的的 方法实现该数字系统控制方法实现该数字系统控制 器时器时 的各激励方程。的各激励方程。

24、M TD MTD STD TSTD 13 12 01 300 解解： 7. 数字系统设计基础数字系统设计基础 65 例例: 图为某数字系统的图为某数字系统的ASM图图, START和和A100 分别为处理器分别为处理器 发出的状态信号发出的状态信号S1和和S2。试画。试画 出该系统控制器的状态转移图出该系统控制器的状态转移图, 并标注为并标注为: S1S2 / CLR SHIFT OUT 7. 数字系统设计基础数字系统设计基础 22 1 10 STOUT TSHIFT STCLR 12 21101 22100 TD STSTD STSTD 实现二进制数实现二进制数AX 2， 当当A 101时，

25、结果输出时，结果输出 练习：练习： 图示为系统图示为系统ASM图，图，READY 和和CNT=N分别为数字系统处理分别为数字系统处理 器发出的状态信号器发出的状态信号V1和和V2 , X为为 外部串行数据输入信号。外部串行数据输入信号。 1.选用选用DFF, 用每态一触发器的用每态一触发器的 方法实现控制器时的输出方程方法实现控制器时的输出方程 和激励方程。和激励方程。 2.画系统控制器的状态转移图画系统控制器的状态转移图 V1V2 / CLR ADD OUT 3.若输出信号若输出信号 Z 取自寄存器取自寄存器Y， 描述该系统实现的功能。描述该系统实现的功能。 7. 数字系统设计基础数字系统设

26、计基础 67 2 1 10 TOUT TADD STCLR 212 21101 2100 STD STSTD TSTD (1)(1) 输出方程输出方程和和激励方程激励方程如下：如下： (3)(3) N+1个串行二进制数相加。个串行二进制数相加。 7. 数字系统设计基础数字系统设计基础 (2)(2)控制器状态转移图如下控制器状态转移图如下： V1V2 / CLR ADD OUT 8. D/A和和A/D转换（转换（5%） 涉及题型：涉及题型：选择填空题。选择填空题。 基本要求：基本要求： 1.DAC1.DAC和和ADCADC的主要技术指标的主要技术指标( (分辨率、精度、量化误分辨率、精度、量化误

27、 差、转换时间等差、转换时间等) )； 2.D/A2.D/A、A/D A/D 转换的一般原理和过程；转换的一般原理和过程； 3.(3.(倒倒T T型型R-2RR-2R电阻网络电阻网络)D/A)D/A和和( (逐次逼近型、并行比逐次逼近型、并行比 较型较型)A/D)A/D转换电路的工作原理。转换电路的工作原理。 常见题型：常见题型： 1.DAC1.DAC、ADCADC的的分辨率、位数、量程分辨率、位数、量程的分析计算；的分析计算； 2.ADC 2.ADC 的量化电平、量化误差。的量化电平、量化误差。 REF O 2n U uD 满量程满量程( (Full Scale Range) )电压值：电压

28、值： OmREF 21 2 n n UU 通常，取通常，取 Rf =R，则，则 1 REFf OREF 0 2 2 n i i n i UR uDKDU R 例例: 已知已知 4 位倒位倒 T 型型DAC，输入数字量为，输入数字量为1101， uREF = 8V，Rf =R，则输出模拟量，则输出模拟量 u0= ? REF O 4 8 (84 1)6.5V 22 n U uD 8. D/A和和A/D转换转换 DACDAC倒倒T T型型R-2RR-2R电阻网络电阻网络 例：例：倒倒T型网络型网络DAC的的U0m=10V, 试问需多少位代码试问需多少位代码, 才能使分辨率才能使分辨率 R 达到达到

29、2mV。( (令令Rf =R) ) 解解: :由题意知：由题意知： 3 102 R 3 102 12 10 n 13n则 DACDAC的分辨率的分辨率： 8. D/A和和A/D转换转换 OmREF O =1 = 221 nnD UU Ru DAC所能分辨的最小输出电压与满刻度输出电压所能分辨的最小输出电压与满刻度输出电压 之比之比最小输出电压是指输入数字量只有最低最小输出电压是指输入数字量只有最低 有效位为有效位为1时的输出电压；最大输出电压是指输时的输出电压；最大输出电压是指输 入数字量各位全为入数字量各位全为1时的输出电压。时的输出电压。 例：若例：若DAC的最大输出电压为的最大输出电压为

30、10V，要想使转换误差，要想使转换误差 在在10mV以内，应选多少位以内，应选多少位DAC？ 解：要想转换误差在解：要想转换误差在 10mV 以内，就必须能分辨出以内，就必须能分辨出 10mV 电压。就是说分辨率必须小于电压。就是说分辨率必须小于 根据分辨率可以表示根据分辨率可以表示DAC的精度这一结论，至少的精度这一结论，至少 需要需要10位位DAC。 若考虑其它因素，需选若考虑其它因素，需选12位位DAC。 8. D/A和和A/D转换转换 1000 1 10 10 12 om V mVU R n 1 例：例：DAC0808为为8位单片并行位单片并行DAC，结构为，结构为T型型R-2R 电阻网络。电阻网络。D/A转换器时需要外接运算放大器。转换器时需要外接运算放大器。 当当VREF= 5V时，时， 当输入数字量在全当输入数字量在全0和全和全1 之间变化时，输出模拟电压之间变化时，输出模拟电压 的变化范围为的变化范围为 0 4.98V。 8. D/A和和A/D转换转换 A/DA/D转换的一般过程转换的一般过程( (四步四步) ) 采样采样保持保持量化量化编码编码uI 量化电平量化电