专业课数字电路-

第1章数制和码制第2章逻辑代数基础门电路组合逻辑电路触发器时序逻辑电路第3章第4章第5章第6章第7章第10章半导体

器脉冲波形的产生和整形第11章数－模和模－数转换第1章数制和码制几种常用的BCD码，(格雷码)编码8421码余3码2421码5211码余3循环码012345678900000001001000110100010101100111100010010011010001010110011110001001101010111100000000010010001101001011110011011110111100000001010001010111100010011100110111110010011001110101010011001101111111101010权842124215211第2章逻辑代数基础1、XOR,NAND,NOR

的真值表ABY000011101110ABY001010100110A

BY0

00

11

01

11110XORNANDNOR2、基本逻辑运算的逻辑符号、真值表ANDORNOTNANDNORXOR3、基本公式和常用公式0—1律0·A=0

，1

·

A=A0+A=A

，1+A=1律A

·A=A,

A·A’=0A+A=A，A+A’=1交换律A·B=B·AA+B=B+A结合律A·(B·C)=(A·B)

·CA+(B+C)=(A+B)+C分配律A·

(B+C)=A·B+A·CA+B·C=(A+B)

·(A+C)反演律(摩根律)（A·B）’=A’+B’（A+B）’

=

A’·B’还原律（A’）’=A1’=0

，

0’=11、2、

A

A'

B

A

B3、AB

AB'

A4、AB

A'C

BC

AB

A'CA

AB

A常用公式：反演定理规则：Y＋•AB’01Y’•＋A’B10：①遵守原有的运算优先次序（先括号、然后乘、最后加）②长非号的处理保留不变，按规则转换直接去掉，非号里面内容不变4、三个定理对偶定理规则：Y＋•AB’01YD•＋AB’10：①遵守原有的运算优先次序（先括号、然后乘、最后加）②长非号的处理保留不变，按规则转换例2.4.2：Y

A(B

C)

CD

，求Y’，YD例2.4.3：Y

((

AB

C)

D)

C

，求Y’,YD5、逻辑函数的表示方法①逻辑真值表②逻辑函数式③逻辑图(logic

Diagram)④波形图(waveform)⑤卡诺图(karnaugh

map)各种表示方法间的相互转换1、真值表2、逻辑图逻辑函数式逻辑函数式3、真值表

波形图如何从逻辑图画出时序图6、不同函数形式的变换Y

AB

A'CY

AB

A'CY

AB'

A'C'Y

A'

B

A

CY

(

A'

B)

A

C

与或式与非－与非式与或非式或非－或非式或与式摩根律例：7、卡诺图化简方法①卡诺图表示逻辑函数m0m1m2m30

1A01两变量卡诺图BC00

0111

10A01m0m1m3m2m4m5m7m6三变量卡诺图CD00AB0001m0m1m3m2m4m5m7m6m12m13m15m14m8m9m11m10格雷码排序01

11

101110四变量卡诺图②化简规则合并2n个相邻项2个－消去1一个因子4个－消去2个因子2n个－消去n个因子圈尽量大圈尽量少最小项可重复圈AB例：F(A,B,C,D)=(0,2,3,5,6,8,9,10,11,12,13,14,15)CD00

01

11

101

0

1

10

1

0

11

1

1

11

1

1

100011110ACD'B'CB'

D'BC'

DF

A

CD'

B'C

B'

D'

BC'

D带无关项的卡诺图化简Y

A'

B'

A'

D'

A'

BC'

D

AB'C'AB

AC

0CDAB0001111000

01

11

101

1

1

11

1

1× ×

×

×1

1

×

×C

'D'B'Y

B'

C'

D'Y

(

A,

B,

C,

D)

m(2,

4,

6,8)

d

(10,11,12,13,14,15)CD00

01

11

10AB000111101111×

×× ×

×

×CD'BD'AD'Y

BD'

AD'

CD'第3章门电路1、三态门、OC门、OD门以及TG门的逻辑符号和逻辑功能。第4章组合逻辑电路一、MSI的介绍（重点掌握译和MUX的应用，其他几个掌握功能）编 、译 、MUX、加法器、比较器二、组合电路的分析组合电路

函数式真值表逻辑功能三、组合电路的设计逻辑功能

真值表函数式逻辑电路一、MSI的介绍——（一）编输

入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y01000000000001000000001001000000100001000001100001000100000001001010000001011000000001111以74HC148为例—8线－3线优先编输入信号1、逻辑框图输出信号选通输入端选通输出端扩展端2、功能表输入输出S’I

'I

'I

'I

'I

'I

'I

'I

'Y

'Y

'Y

'Y

'Y

'01234567210SEX1××××××××11111011111111111010×××××××0000100××××××01001100×××××011010100××××0111011100×××01111100100××011111101100×011111111010001111111111103、功能总结：71）优先权：I

'60I

'

I

''

S

'

0,工作S

1,不工作3）选通输出端：Y'(I

'I

'I

'I

'I

'I

'I

'I

'S)'s

0

1

2

3

4

5

6

7s当Y'

0，表示电路工作，但无编码信号EX当Y'

0，表示电路工作，且有编码信号'S2）选通输入端EX

s4）扩展端：Y'例设计一个电路：它有4

个输入A、B、C、D，要求能判断哪个有输入。输入A、B、C、D

的规则是：

A

最先，B

次之，D

最后。即：当ABCD

同时为1时，认为A

输入；若A=0,B=1,C=1，D＝1，则B

输入，其余类推。要求电路尽可能简单。（二）译－以74HC138（3线-8线译 ）为例1、逻辑框图2、真值表输入输

出A2A1A0Y7

Y6

Y5

Y4

Y3

Y2

Y

Y0100000000001001000000100100000010001100001000100000100001010010000011001000000111100000003、函数式2Y

A'

A

A'

m2

2

1

0...Y

A'

A'

A

m1

2

1

0

10Y

A'

A'

A'

m0

2

1

0Y7

A2

A1

A0

m7称为最小项译4、74HC138——逻辑符号输入信号输出信号片选输入端5、74HC138——功能表输入输

出S1S'

S'2

3A2A1A0Y

'

Y

'

Y

'

Y

'

Y

'

Y

'

Y

'

Y

'7

6

5

4

3

2

1

00X11111111X11111111110000111111101000111111101100101111101110011111101111010011101111101011101111110110101111111011101111111（三）、MUXD3D2D1D0A1A0SYMUX四选一数据选择器2A1A0S1S2S3Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A

74HC138数据选择器数据分配器74HC153——双4选1MUXS

'1A1A0Y11XX0000D10001D11010D12011D13Y

S

[D

(

A'

A'

)

D

(

A'

A

)1

1

0

1

0

1

1

0

D

(

A

A'

)

D

(

A

A

)]2

1

0

3

1

074HC151——8选1MUXA2A1A0

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7SY

W74HC151Y

(

A'

A'

A'

)D

(

A'

A'

A

)D2

1

0

0

2

1

0

1(

A'

A

A'

)D

(

A'

A

A

)D2

1

0

2

2

1

0

3(

A

A'

A'

)D

(

A

A'

A

)D2

1

0

4

2

1

0

5(

A

A

A'

)D

(

A

A

A

)D2

1

0

6

2

1

0

7SABCY0XXX0D0D1D2D3D4D5D6D710001001101010111100110111101111（四）、加法器输入输出ABCISCO0000000110010100110110010101011100111111加法器输入输出ABBISBO0000000111010110110110010101001100011111减法器74LS283-四位加法器（五）、数据比较器1、1位数值比较器①真值表ABY（A>B）Y（A<B）Y（A=B）00001010101010011001②函数式(

A

B

)(

A

B

)(

A

B

)Y

AB'Y

A'

BY

(

A

B)'扩展端比较数小于等于4位时：I(

A

B

)

0I(

A

B

)

1I(

A

B

)

02、74LS85二、组合电路的分析1、SSI的分析分析 组合逻辑电路，给出最简函数式，说明电路功能；并画出由ROM实现该电路的点阵图。2、MSI的分析根据下图所示4选1数据选择器实现的组合电路，写出输出E表达式并化成最简“与或”表达式。三、组合电路的设计步骤：①逻辑抽象分析事物的因果关系确定输入变量和输出变量★引起事件的原因——输入变量★事件的结果——输出变量定义逻辑状态的含义（0、1）根据给定的逻辑关系列出逻辑真值表②写出函数式并化简③选定器件的类型：可选用：A、小规模集成门电路（SSI）B、中规模集成的常用组合逻辑器件（MSI）C、ROM④化简或变换逻辑函数式，画出逻辑电路的连接图。例：SSI用与非门等设计全加法器。A,B,C,D,E进行投票，多数服从少数，输出是F（也就是如果A,B,C,D,E中1的个数比0多，那么F输出为1，否则F为0），用与非门实现，输入数目没有限制。例：MSI用一个二选一MUX和一个inv实现异或。利用4选1实现F(x,y,z)=xz+yz'。（3）P213题4.24第5章触发器（Flip-Flop）1、边沿DFF的逻辑符号下降沿触发边沿触发上升沿触发2、FF的状态图和波形图①RS触发器A、特性表B、特性方程Q

S

R'QSR

0—(约束条件)SDRDQ*00Q101010111*表两个状态状态转换条件状态转换方向S=1,R=0S=0,R=0C、状态转换表②JK触发器A、特性表B、特性方程JKQ*00Q10101011Q’Q

JQ'

K

'QC、状态转换表③D触发器A、特性表B、特性方程C、状态转换表DQQ*000010101111置0置1Q

D④T触发器Q

TQ’

T’Q

T

QTQ*0Q1Q’—具有保持和翻转功能的触发器当J＝K＝T时，JK触发器就构成T触发器；当T＝1（即T接至固定的高电平）时，则'——T’触发器例：P253

题5.13、5.15、5.22第6章时序逻辑电路一、一些概念区别二、时序电路的分析三、N进制计数器的设计四、时序电路的设计1、同步和异步电路的区别同步时序电路

—所有触发器在同一CLK操作下同时发生异步时序电路

—触发器变化不同时2、Moore和Mealy型电路的区别Mealy型—Y=F[X，Q]Moore型

—Y=F[Q]没有输入信号一、一些概念区别3、同步复位和异步复位的区别CLKR'DLD'EPET工作状态×0×××置0置数保持保持(但C=0)计数10×××1101×11×01111同步复位：复位信号在CLK有效信号到来时才复位异步复位：复位信号一到来就复位异步复位二、时序电路的分析逻辑功能(Y,Q*)三个方程状态转换表状态图或时序图分析目的：分析步骤：①驱动方程②状态方程③输出方程时序电路

?例6.2.1

同步、Moore型=1①驱动方程31312

1

2'

)';J

()'

,

K

1;J

Q

,

K

(J3

2

,

K3

Q2

;②状态方程1331

1

11*'22

211*''2'3

331Q*

J

Q'

K

'Q

J

Q

KQ

J

Q

K

3③输出方程3Y

④状态转换表1

1

1

0

0

0

10000010001010001001100111000100101010111001100001YQ3

Q2

Q13Q*2Q*1Q*无效状态CLK

Q3

Q2

Q1

Y0123456700001110001100100

01

00

01

00

01

00

10

00

1

1

1

11

0

0

0

0对CLK计数，七进制计数器进位输出⑤状态转换图斜线—状态转换的X、Y箭头—状态转换的方向圆圈—电路的状态一定要标出无关项逻辑功能：7进制加法计数器⑥时序图（波形图）01010100011001000011100000010000进位在下降沿1

2

3

4

5

67三、N进制计数器的设计例：设计4进制计数器方法：1、用MSI设计2、用触发器设计1、用MSI设计—①用计数器设计思路：在N进制计数循环中设法跳越N－M个状态方法：

①置0法②置数法同步置0异步置0异步置同步置数A、MSI－74161（置数、保持、计数、置0）数据输入端数据输出端同步置数端异步置0端工作状态控制端进位输出74161功能CLKR'DLD'EPET工作状态×0×××异步置010××同步置数×1101保持×11×0保持(但C=0)1111计数优先权最高B、MSI—74160CLKR'DLD'EPET工作状态×0×××置010××置数×1101保持×11×0保持(但C=0)1111计数74160与74161功能相同，但74160是十进制，逢十进一，C＝Q3Q0。Ｃ、MSI—74LS2901

2

345

678910J=0J=1J=0J=1J=0＝＋异步置9端异步置0端五进制Ｃ、MSI—74LS290—二－五－十异步计数器二进制CLK十进制并行数据输入端并行数据输出端右移输入端左移输入端异步置0端工作状态控制端② 向移位寄存器设计—74LS194A74LS194A的逻辑功能RDS1S0工作状态0××置零100保持101右移110左移111并行输入A、环形计数器n=N=4B、扭环形计数器n=2N=8用寄存器设计环形N＝n非门—扭环形N＝2n与非门—扭环形N＝2n－1n—触发器Q的个数01&001*6.3.3

顺序脉冲发生器计数器＋译*6.3.4

序列信号发生器发生的序列：00010111计数器＋MUX四、时序电路的设计——用触发器设计方程式状态图或状态表逻辑图时序电路设计目的：设计步骤：①状态方程②驱动方程③输出方程?逻辑功能(Y,Q*)状态图或时序图状态转换表三个方程设计的方法：例6.4.1：设计一个带有进位输出的13进制计数器。①逻辑抽象A、无输入信号；B、有进位输出信号；C=1—有进位，

C＝0—没有进位。C、13进制有13个状态S0

、S1、…、S12表示13个状态已经最简②状态分配A、确定触发器的数目n；2n1

13

2nn=4B、取0000到1100表示S0、…、S12③三个方程多余状态次态卡诺图*20YA、状态方程220选择JK触发器2

3'

Q33根据

Q*

JQ'

K

'Q3

2

0总结：画圈原则必须包含初态的互反变量A、状态方程202'

'3

2

31

130Q

)'

Q'0

)Q

Q

Q

(Q'

(Q

Q

)'

)Q3

1

0

2Q'

Q'

QB、驱动方程211

0

1

0J3

J

2J

Q

,

K

QJC、输出方程2C

21

0

1

0④逻辑图J

JJ

Q

,

K

QJ2C

⑤检查自启动能自启动例6.4.2：设计一个‘111’序列检测器。当连续输入3个或3个以上的‘1‘时输出为1，否则为0。①逻辑抽象A、输入信号X；B、有输出信号Y；C、状态：S0—表示没有输入1以前的状态，

S1

—表示输入1个1以后的状态，S2

—表示连续输入2个1以后的状态，S3

—表示连续输入3个或3个以上1以后的状态。①逻辑抽象—状态表S

S0S1S2S3X01S0/0S1/0S0/0S2/0S0/0S3/1S0/0S3/1S

/

Y初态次态①逻辑抽象—状态图状态等价—同输入同输出同次态S1S2S3S0

S1

S2隐含表判断法XXXXX√②状态化简③状态分配A、确定触发器的数目n；2n1

3

2nn=2B、取00、01和10表示S0、

S1

、S2*0Y④三个方程0Q0*

XY

XQ1B、驱动方程C、输出方程*QA、状态方程Q1

0'0

1

0J1

XQ0

,

K1

XJ

XQ'

,

K

1C

XQ1⑤逻辑图'0

10J1

XQ0

,

K1

X

1J

XQ'

,

KC

XQ1⑥检查自启动能自启动第7章 半导体

器1、ROM的数据表2、ROM的点阵图1、ROM的数据表地

址内

容A1A0d3d2d1d0000101011011100100111110单元容量表示：

字线×位线2、点阵图一个ROM的数据表地

址内

容A1A0D3D2D1D0000101011011100100111110也是一个多输出组合逻辑电路的真值表变量输入函数输出函数取值例：试用ROM产生如下一组多输出逻辑函数1'

'2'

'

'

'Y

A'

BC

A'

B'CY

AB'CD'

BCD

A

BCDY

ABCD

A

BC

D

3Y

A'

B'CD'

ABCD

4①化成最小项之和形式Y1

m2

m3

m6

m72

610

14215Y

m

m

m

m7Y3

m4

m14Y

m

m

4②选择24×4的ROMABCD—作为4个地址端、Y1Y2Y3Y4—作为数据输出端Y函数值—作为 单元取值③画图打点表示1第10章脉冲波形的产生和整形一、555定时器的电路结构与功能二、用555定时器接成的施密特触发器三、用555定时器接成的单稳态触发器四、用555定时器接成的多谐振荡器外接固定电压VCOVOD阈值端TH触发端TR’1、CB555的图形符号VCC

置0端输出端VO接地端一、555定时器的电路结构与功能2、CB555的电路结构比较器

SR锁存器缓冲输出放电三极管TD异步置0分压电路外接固定电压阈值端触发端输入输出RDvI1vI2voTD状态0××低导通12

V3

CC1

V3

CC低导通1

2

V3

CC1

V3

CC不变不变1

2

V3

CC

1

V3

CC高截止12

V3

CC

1

V3

CC高截止3、CB555的功能表3CC2

V3CC1

V二、用555定时器接成的施密特触发器VIVCCV

①将VI1、VI2扭在一起O1、方法②在5端口加0.01

F增加参考电压的稳定性2、工作原理VCCVO0OH时，V

＝VV0＝VOL0VI2V3

CC3ICC①当

V

1

V1

2

VI②当

VCC

VI

VCC

时，3

3V0＝VOH，保持不变

V0时，3I③当

VCC2

V2、工作原理VIVCCVOV0＝VOL，保持不变V0＝VOH3CC时，V0＝VOL2

VI①当V3

3CC

I

CC②当1

V

V

2

V

时，时，3ICC③当

V

1

V0VIV01

V

2

V3

CC

3

CC3CCVT

2

V3CCT

V

1

V3TCCV

1

V当由VCO提供时，则：C2COT

1VT

V

V2TCOV

1

V0VIV0CCV3

3CC1

V

23、参数三、用555定时器接成的单稳态触发器1、方法①将VI接在VI2端，②VOD上接R到VCC，并接入VI1，③VOD对地接C。2、工作原理2

V①稳态

VI＝1，V0＝0；②暂稳态

VI＝0，V0＝1；

C充电③自动翻转C充电到3

CC

,V0=0；④恢复过程C放电C放电到0电压。负脉冲触发单稳态3WCCCCVCC

0t

RC

ln

RC

ln

3