数字电子技术期末复习

数电课程总结及实验指导2011.11.301、课程特点：数字电路是一门技术基础课，是学习微机原理、接口技术等计算机课程的基础课程。它既有丰富的理论体系，又有极强的实践性。2、学习重点：在具体电路和分析设计方法之间，以分析和设计方法为主。在具体设计步骤和所涉及的概念原理之间，以概念原理为主。在集成电路的内部工作原理与外部特性之间，以外部特性为主。课程总结数字电子技术基础知识：数制和码制、逻辑代数基础门电路：二极管门电路、CMOS门电路、TTL门电路组合逻辑：分析与设计、组合逻辑器件、竞争-冒险时序逻辑：触发器、分析与设计、时序逻辑器件波形产生与整形：施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器、555定时器半导体存储器：ROM、RAM可编程逻辑器件：PAL、GAL、EPLD、CPLD、FPGAD/A、A/D转换课程总结重点：二进制、八进制、十六进制、余3码、格雷码、十进制代码及8421BCD的相互转换。难点：补码运算习题类型：不同数制间的转换；原码、反码、补码间的转换；二进制数的补码运算课程总结第一章数制和码制1.5几种常用的编码1.常用十进代码的二进制编码十进制数8421码2421码余3码00000000000111000100010100200100010010130011001101104010001000111501011011100060110110010017011111011010810001110101191001111111001.5几种常用的编码2.格雷码（GrayCode）十进制数格雷码十进制数格雷码00000811001000191101200111011113001011111040110121010501111310116010114100170100151000四位格雷码的编码表相邻格雷码仅一位数不同前四位和后四位互为镜像1.4二进制算术运算由补码实现二进制的减法运算二进制数的减法运算可以通过加上减数的补码实现。所以，二进制数的加、减运算：[X1+X2]COMP=[X1]COMP+[X2]COMP十进制数（+36）

+（－38）－2

原码

0100100+1100110

？补码

0100100+1011010

1111110[1100110

]COMP=

[1100110

]INV+1=

1011001+1

=1011010[1111110]COMP=[1111110]INV+1=1000001+1=1000010计算完成？完成？第二章逻辑代数基础重点：逻辑代数中的三种基本运算；基本公式、若干常用公式；逻辑函数及其表示方法；逻辑函数的化简方法：重点是卡诺图化简法、具有无关项的逻辑函数及其化简。难点：公式的灵活应用。卡诺图化简法，具有无关项的逻辑函数卡诺图化简法。习题类型：逻辑函数化简课程总结在卡诺图中，凡是几何位置相邻的最小项均可以合并。①任何一个合并圈(即卡诺圈)所含的方格数为2n个。②必须按照相邻规则画卡诺圈，几何位置相邻包括三种情况：一是相接，即紧挨着的方格相邻；二是相对，即一行(或一列)的两头、两边、四角相邻；三是相重，即以对称轴为中心对折起来重合的位置相邻。③2n个方格合并，消去n个变量。一、卡诺图中最小项合并规律C01111AB10001111011BCABACABC+ABC=BCABC+ABC=ACABC+ABC=AB2.6逻辑代数的化简方法3、用卡诺图化简逻辑函数第三章门电路

随着技术的发展，CMOS器件已经走上数字电路的舞台，担任起主角。因此，门电路将以前的以TTL门电路为重点发展成以CMOS器件为重点。1.重点掌握CMOS门和TTL门电路的外部特性；2.外部特性包括两个方面：难点：CMOS和TTL电路的内电路工作原理，两种器件外特性的比较

逻辑功能和外部电气特性电压传输特性输入特性输出特性动态特性课程总结第三章门电路习题类型：TTL三极管工作状态的计算(判断电路参数是否合理)；如：，题3.11集成门电路逻辑功能分析；如：题3.13OD门和OC门外接上拉电阻计算如：题3.10课程总结第四章组合逻辑电路

重点：方法的培养。组合逻辑电路的分析方法。组合逻辑电路的设计方法。常用的组合逻辑电路：编码器，译码器，数据选择器，加法器。组合逻辑电路中的竞争－冒险现象：由于在时序逻辑电路的应用中（例如计数器）竞争冒险常常造成错误的结果，因此，竞争冒险现象要知道如何判断及克服。难点：组合逻辑电路的设计步骤：变量定义、变量赋值、根据实际问题画出真值表。中规模集成电路的应用：扩展应用，实现逻辑函数。课程总结1.组合电路的分析步骤

（1）由已知的逻辑图，写出相应的逻辑函数式；（2）对函数式进行化简；（3）根据化简后的函数式列真值表，（4）描述逻辑功能。所谓组合逻辑电路的分析，就是根据给定的逻辑电路图，求出电路的逻辑功能。课程总结

设计步骤：

(1)进行逻辑抽象：分析设计要求，设置输入输出变量并逻辑赋值,列真值表；

(2)写出逻辑表达式，并化简；

(3)选定器件的类型：①门电路②组合逻辑电路

(4)根据所选定的器件将逻辑函数变成适当的形式。

(5)根据化简或变换后的逻辑函数式，画出逻辑电路图2.组合逻辑电路的设计方法

与分析过程相反，组合逻辑电路的设计是根据给定的实际逻辑问题，求出实现其逻辑功能的最简单的逻辑电路。课程总结1、组合逻辑电路的分析方法及步骤

2、组合逻辑电路的设计方法及步骤

3、什么是半加器？什么是全加器？

4、什么是竞争？什么是冒险？消除竞争冒

险有哪些方法？

5、用74HC138，75HC151,74HC154实现逻辑函数第四章考点：课程总结第五章触发器课程总结重点：JK触发器、T触发器、D触发器、SR触发器

1、学会用特性表（功能表）、特性方程式、和状态翻转图来描述上述触发器的逻辑功能；2、理解电平触发、脉冲触发和边缘触发的不同动作特点,能够根据触发器类型画出输入输出波形图；3、了解触发器的内部电路结构；

习题类型：给定触发器输入信号波形，要求画输出波形；利用触发器设计实现某一功能的逻辑电路；特性方程课程总结Qn+1JK功能Qn0101置000011010置11101111101100000保持0101Qn+1=Qn特性表(JK)状态转换图(JK)⑴逻辑符号

“∧”表示边沿触发方式,

“┐”表示主从触发方式,

非号“－”：表示低电平有效,

加小圆圈“ο”：表示低电平有效触发或下降沿有效触发,

不加小圆圈“ο”：表示高电平有效触发或上升沿有效触发。总结：触发器的两要素1．逻辑功能描述方法：逻辑符号、特性表、状态转换图、特性方程

课程总结(1)基本RS触发器直接电平触发（低电平有效/高电平有效），无CP2.触发方式(2)脉冲触发

CP的（高/低）电平期间触发，在整个电平期间接收信号RS/JK/D/T，在整个电平期间状态相应更新，所以存在空翻。(3)边沿触发只在CP的↑或↓边沿触发，只在CP的↑或↓边沿接收信号RS/JK/D/T，只在CP的↑或↓边沿状态更新，克服了空翻。课程总结第六章时序逻辑电路重点：方法的培养。同步时序逻辑电路的分析方法和设计方法：特性方程(状态方程)驱动方程，输出方程，状态表，状态图，时序图，次态卡诺图。若干常用的时序逻辑电路：寄存器和移位寄存器。难点：同步时序电路的分析：由逻辑图产生状态转换图。同步时序逻辑电路的设计：由实际问题设计出逻辑电路的步骤。课程总结1．要求一般了解、理解与掌握的内容：

(1)了解时序逻辑电路的特点及和组合逻辑电路的区别。

(2)了解寄存器和计数器的特点和分类。

(3)中规模集成电路计数器和移位寄存器的应用。2．要求深刻理解与熟练掌握的重点内容：

(1)理解常用时序电路，尤其是计数器、移位寄存器组成及工作原理。

(2)重点掌握同步时序逻辑电路的分析与设计方法。

(3)中规模集成电路74160和74161的应用。

3．难点：时序逻辑电路的设计方法及异步逻辑电路的分析方法。课程总结1.时序逻辑电路的分析方法

同步时序逻辑电路的分析是已知同步时序逻辑电路的逻辑图，找出其逻辑功能。分析步骤：

1.写驱动方程；

2.写状态方程；

3.写输出方程；

4.建立状态/输出表；

5.画状态图；

6.据状态表或状态图说明时序逻辑电路的功能。课程总结2、同步时序逻辑电路的设计方法设计的一般步骤一、逻辑抽象，求出状态转换图或状态转换表1.确定输入/输出变量、电路状态数。2.定义输入/输出逻辑状态以及每个电路状态的含意，并对电路状态进行编号。3.按设计要求列出状态转换表，或画出状态转换图。二、状态化简若两个状态在相同的输入下有相同的输出，并转换到同一个次态，则称为等价状态；等价状态可以合并。课程总结三、状态分配（编码）1.确定触发器数目。2.给每个状态规定一个代码。（通常编码的取法、排列顺序都依照一定的规律）四、选定触发器类型求出状态方程，驱动方程，输出方程。五、画出逻辑图六、检查自启动课程总结本章要点：1.只读存储器(ROM)电路结构及特点。2.随机存取存储器(RAM)的电路结构及特点。3.多片RAM的字和位同时扩展。4.存储器的存储容量、地址线、数据线的算法。习题类型：存储器容量扩展(字扩展和位扩展)；用存储器设计组合逻辑电路；第七章半导体存储器课程总结小结：位扩展方式N=目标存储器容量已有存储器容量需要片数N=8例：用1024字×1位RAM构成1024字×8位RAM.

方法：所有输入信号都并联（地址信号、片选信号和读写信号）。I/O并列。7.4存储器容量的扩展

方法：片内地址信号并联；多余地址端通过译码器接至各片的片选端；I/O同名端并联。7.4存储器容量的扩展小结、字扩展方式例：用256字×8位RAM组成1024字×8位存储器。二、举例7.5用存储器实现组合逻辑函数存储矩阵点阵图第十章脉冲波形的产生和整形重点：简单介绍介绍数字电路中使用的脉冲整形电路：施密特触发器和单稳态触发器的作用和特性，多谐振荡器的作用。

重点介绍555定时器及其应用：555定时器的电路结构与功能，用555定时器接成的施密特触发器，用555定时器接成的单稳态触发器，用555定时器接成的多谐振荡器。时间常数计算。难点：555定时器的应用脉冲发生电路的分析方法课程总结习题类型：施密特触发器的VT+、VT-计算；方法：分别找出输入电压上升或下降时，输出电压状态发生改变的点，分别计算，如题10.4。单稳态电路的分析计算(tW,VOm,tre)；方法：画出充放电等效电路，代入公式。多谐振荡器的分析计算；方法：电路状态分析555定时器的应用；方法：首先分析555工作在施、单稳还多谐振荡状态，再按前面的方法计算。课程总结第十一章数－模和模－数转换重点：D∕A转换器和A∕D转换器的工作原理和电路结构。D∕A转换器和A∕D转换器的转换精度与转换速度难点：各种转换器的转换精度与转换速度。习题类型：D/A、A/D转换的基本概念(电压定量计算)；D/A转换器应用题D/A和A/D转换器中参考电压的计算。课程总结数字电子技术

DigitalElectronicsTechnology课程实验课程实验实验一（2学时）基本逻辑门逻辑实验实验二（2学时）TTL、HC和HCT器件的参数测试实验三（2学时三态门实验实验四（2学时）全加器构成及测试实验五（2学时）触发器实验实验六（2学时）简单时序电路实验七（2学时）计数器实验八（2学时）555时基电路及其应用时间安排：12月2日至12月30日(数电上课时间或晚上)实验场所：金工坊202室（原模电实验室）每3个同学一组，请自行分组后，报给学习委员，未报组的人，统一安排分组一请同学们注意如下问题：1．请大家先在门口处签到（不签到视为缺席）2．检查座位抽屉内是否有万用表一块，及导线若干，如有缺少，请及时向老师反映；实验时，不要和其他同学抽屉里的东西混在一起。3．保持室内卫生，不要乱扔纸屑和废弃物；4．做实验时，要做到“听、看、摸、闻”。所谓“听”，即听是否有异常的声音；“看”，即看是否有冒烟、起火的