数电最后复习课件

数字电子技术基础期末总结第一章数制与码制2，10，8，16进制互换。原码，反码，补码。常用编码：1）十进制：8421码、余3码。2）格雷码含义第二章、逻辑代数基础基本运算及其符号：与，或，非。复合逻辑运算符号：与非，或非，异或，同或。基本公式和常用公式：表2.3.1、表2.3.3基本定理：代入、反演、对偶。逻辑函数的表示方法：真值表、函数表达式、逻辑图、波形图，之间能任意地相互转换。逻辑函数的标准形式：最小项之和、最大项。逻辑函数化简：公式化简、卡诺图及其化简、有无关项的卡诺图化简。第三章门电路简单的门电路图:二极管与门、或门和CMOS与门、或、非门。数字集成电路有两大类:由MOSFET构成，简称CMOS集成电路；由三极管组成，简称TTL集成电路。

TTL：输入悬空为1。3.TTL门电路符号及特点:OC门、三态门。P沟道N沟道1.与非门2.或非门漏极开路(OD)输出的与非门图3.3.31CMOS传输门（TG）C’C‘三态输出的CMOS门电路用途：（1）作为TTL电路与总线间的接口电路。（2）实现数据的双向传输。三极管反相器TTL反相器1．组合逻辑电路的特点：电路任一时刻的输出状态只决定于该时刻各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。组合电路是由门电路组合而成，电路中没有记忆单元，没有反馈通路。2．组合逻辑电路的分析步骤为：写出各输出端的逻辑表达式→化简和变换逻辑表达式→列出真值表→确定功能。3．组合逻辑电路的设计步骤为：根据设计要求列出真值表→写出逻辑表达式(或填写卡诺图)→逻辑化简和变换→画出逻辑图第四章组合逻辑电路逻辑电路图逻辑表达式

1

1最简与或表达式化简

2

2从输入到输出逐级写出4.2.1组合逻辑电路的分析方法给定逻辑电路图通过分析找出电路的逻辑功能退出下一页上一页2最简与或表达式

3真值表

3

4电路的逻辑功能当输入A、B、C中有2个或3个为1时，输出Y为1，否则输出Y为0。所以这个电路实际上是一种3人表决用的组合电路：只要有2票或3票同意，表决就通过。

4退出下一页上一页真值表电路功能描述

1逻辑抽象

1输入变量:

红（R）、黄（A）、绿（G） 规定灯亮为1，不亮为0。输出变量：故障信号（Z）正常为0，故障为1。输入变量输出RAGZ000100100100011110001011110111114.2.2组合逻辑电路的设计方法退出下一页上一页写出函数式

2

2选定器件类型为小规模门电路

3化简逻辑函数式

4

4

5化出逻辑电路图

5由与门和或门组成4．常用的中规模组合逻辑器件：编码器、译码器74LS138、数据选择器74LS153

、加法器等。5．应用中规模组合逻辑器件进行组合逻辑电路设计的一般原则：使用芯片的个数和品种型号最少，芯片之间的连线最少。6．用中规模组合逻辑芯片设计组合逻辑电路最简单和最常用的方法：用数据选择器设计多输入、单输出的逻辑函数；用二进制译码器设计多输入、多输出的逻辑函数。1、二进制译码器（3-8线译码器）74LS138图43.63位二进制（3线－8线）译码器的框图输入：3位二进制代码输出：8个互斥的信号真值表输入输出A2A1A0Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y00000000000100100000010010000001000110000100010000010000101001000001100100000011110000000利用附加控制端进行扩展例4.3.2：用两片74HC138（3线—8线译码器）

4线（D3D2D1D0）—16线译码器Z’0~Z’15译码输入D3-D0：0000-0111第一片工作Z’0~Z’7第二片工作Z’8~Z’15D3-D0：1000-1111D3=1D3=0步骤：根据要求设计出实际逻辑电路确定输入、输出列出真值表写出表达式并简化画逻辑电路图形式变换根据设计所用芯片要求用译码器设计组合逻辑电路1.基本原理

3位二进制译码器给出3变量的全部最小项;

。。。

n位二进制译码器给出n变量的全部最小项;任意函数： 利用附加的门电路将n位二进制译码输出的最小项组合起来，可获得任何形式的输入变量≦n的组合函数例：利用74HC138设计一个多输出的组合逻辑电路，输出逻辑函数式为：写出函数的最小项之和形式，并变换为与非-与非形式。二、用数据选择器设计组合电路1.基本原理

具有n位地址输入的数据选择器，可产生任何形式的输入变量不大于n+1的组合函数基本原理： 将要产生的函数变换成输入变量与输入变量相加或输入变量与常量相加。例4.3.7：将BCD的8421码转换为余3码三、用加法器设计组合逻辑电路8421码+0011=余3码触发器和门电路是构成数字系统的基本逻辑单元。前者具有记忆功能，用于构成时序逻辑电路；后者没有记忆功能，用于构成组合逻辑电路。触发器有两个基本特性：①有两个稳定状态；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。一个触发器可存储1位二进制码，存储n位二进制码则需用n个触发器。第五章触发器触发器分类：本章重点：触发器外部逻辑功能、触发方式。结构分类功能分类脉冲触发电平触发边沿触发。SR触发器JK触发器T触发器D触发器触发器的逻辑功能：触发器的次态与现态及输入信号之间的逻辑关系。其描述方法：主要有特性表、特性方程、状态转换图和波形图(又称时序图)等。★触发器根据逻辑功能不同分为：

D

触发器T

触发器SR

锁存器JK

触发器T′触发器10Q*10DQ*

=

DQ’QQ*10T不定01

QQ*00011011R’S’Q*

=S

+

R’QSR

=

0(约束条件)Q’10

QQ*11011000KJQ*

=JQ’+

K’Q只有CP输入端，无数据输入端。来一个CP翻转一次Q*

=

Q’电平触发器边沿触发器脉冲触发器★根据触发方式不同分为：

例如Q’Q1JJC1CP1KKQ’Q1JJC1CP1KKQ’Q1JJC1CP1KK注意(1)

弄清时钟触发沿是上升沿还是下降沿？(2)弄清有无异步输入端？异步置0端和异步置1端是低电平有效还是高电平有效？(4)

边沿触发器的逻辑功能和特性方程与同步触发器的相同，但由于触发方式不一样，因此，它们的逻辑功能和特性方程成立的时间不同。边沿触发器的逻辑功能和特性方程只在时钟的上升沿(或下降沿)成立。(3)

异步端不受时钟CP控制，将直接实现置0或置1。触发器工作时，应保证异步端接非有效电平。不同类型触发器之间的转换转换步骤：（1）写出已有触发器和待求触发器的特性方程。（2）变换待求触发器的特性方程，使之形式与已有触发器的特性方程一致。（3）比较已有和待求触发器的特性方程，根据两个方程相等的原则求出转换逻辑。（4）根据转换逻辑画出逻辑电路图。转换方法：利用令已有触发器和待求触发器的特性方程相等的原则，求出转换逻辑。JK触发器→D触发器写出D锁存器的特性方程，并进行变换，使之形式与JK触发器的特性方程一致：与JK触发器的特性方程比较，得：电路图第六章时序电路

时序电路通常由记忆电路及组合电路两部分组成，具有记忆作用。时序电路可分类：同步时序电路的分析同步时序电路的设计

同步时序电路：按功能分：同步及异步时序电路。按输出信号特点：米利型和穆尓型4．时序逻辑电路的设计步骤一般为：设计要求→最简状态表→编码表→次态卡诺图→驱动方程、输出方程→逻辑图。2．描述时序逻辑电路逻辑功能的方法：状态转换真值表、状态转换图和时序图等。3．时序逻辑电路的分析步骤一般为：逻辑图→时钟方程（异步）、驱动方程、输出方程→状态方程→状态转换真值表→状态转换图和时序图→逻辑功能。1．时序逻辑电路的特点：任一时刻输出状态不仅取决于当时的输入信号，还与电路的原状态有关。因此时序电路中必须含有存储器件。6.2时序电路分析方法写出各触发器的驱动方程写触发器的特性方程根据逻辑图得出输出方程把驱动方程代入特性方程写触发器的状态方程得到电路的逻辑功能同步时序电路的分析方法输入端的表达式，如T、J、K、D得出状态转换真值表。输出端Q的表达式【例6.2.1】试分析图6.2.1时序逻辑电路的逻辑功能，写出它的驱动方程、状态方程和输出方程。FF1、FF2和FF3，是三个主从结构的TTL触发器，下降沿动作，输入端悬空时和逻辑1状态等效。图6.2.1时序逻辑电路J1J2J3K1K2K3组合电路存储电路解：①写出驱动方程：（6.2.1）J1J2J3K1K2K3（6.2.2）（6.2.3）6．计数器是一种简单而又最常用的时序逻辑器件。计数器不仅能用于统计输入脉冲的个数，还常用于分频、定时、产生节拍脉冲等。5．寄存器分为数码寄存器和移位寄存器两种。7．用已有的M进制集成计数器产品可以构成N(任意)进制的计数器N进制计数器1、用同步清零端或置数端归零构成N进置计数器2、用异步清零端或置数端归零构成N进置计数器（1）写出状态SN-1的二进制代码。（2）求归零逻辑，即求同步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式。（3）画连线图。（1）写出状态SN的二进制代码。（2）求归零逻辑，即求异步清零端或置数控制端信号的逻辑表达式。（3）画连线图。利用集成计数器的清零端和置数端实现归零，从而构成按自然态序进行计数的N进制计数器的方法。清零、置数均采用同步方式的有74LS163；均采用异步方式的有74LS193、74LS197

、74LS192；清零采用异步方式、置数采用同步方式的有74LS161、74LS160；有的只具有异步清零功能，如CC4520、74LS190、74LS191；74LS90则具有异步清零和异步置9功能。例：用74LS161来构成一个十二进制计数器。SN＝S12＝1100D0～D3可随意处理D0～D3必须都接0SN-1＝S11＝1011图6.4.1同步时序逻辑电路的设计过程1234第十章脉冲波形的产生和整形施密特触发器特点及其应用单稳态触发器特点及其应用多谐振荡器特点及其应用555定时器及其应用施密特触发器和单稳态触发器是两种常用的整形电路，可将输入的周期信号整形成符合要求的同周期矩形脉冲。施密特触发器具有回差特性，它有两个稳态状态，有两个不同的触发电平。施密特触发器可将任意波形变换成矩形脉冲，输出脉冲宽度取决于输入信号的波形和

回差电压的大小。施密特触发器还可用来进