《数字电路与数字逻辑》第三章课件

《数字电路与数字逻辑》第三章课件数字逻辑基础逻辑门电路组合逻辑电路时序逻辑电路可编程逻辑器件目录CONTENTS01数字逻辑基础123逻辑变量是用来表示二值逻辑的变量，通常用字母表示，取值为0或1。逻辑变量逻辑运算包括与、或、非等基本运算，以及异或、同或等复合运算。逻辑运算逻辑函数是指由逻辑变量经过逻辑运算得到的表达式或函数关系。逻辑函数逻辑代数的基本概念交换律结合律分配律重叠律逻辑代数的基本定律和规则01020304交换律是指逻辑运算的顺序可以任意交换，例如A+B=B+A。结合律是指逻辑运算的结合顺序可以任意组合，例如(A+B)+C=A+(B+C)。分配律是指逻辑乘法分配于加法，例如A(B+C)=AB+AC。重叠律是指逻辑乘法可以重叠，例如AB=AA。03卡诺图卡诺图是一种表示逻辑函数的方法，它使用方格图来表示函数的输入和输出关系。01真值表真值表是一种表示逻辑函数的方法，它列出所有输入变量的取值组合和对应的输出值。02表达式表达式是一种表示逻辑函数的方法，它使用逻辑运算符和逻辑变量来表示函数的输出值。逻辑函数的表示方法02逻辑门电路是实现逻辑运算的电子元件，其输出信号仅与输入信号的逻辑关系有关。逻辑门电路逻辑关系真值表指输入信号之间的真假关系，逻辑门电路根据输入信号的逻辑关系决定输出信号的状态。描述逻辑门电路输入输出之间真假关系的表格。030201逻辑门电路的基本概念或非门实现逻辑或非运算，先对输入信号进行或运算，再进行非运算。与非门实现逻辑与非运算，先对输入信号进行与运算，再进行非运算。非门实现逻辑非运算，对输入信号进行取反操作。与门实现逻辑与运算，当所有输入信号都为真时，输出信号为真。或门实现逻辑或运算，当至少一个输入信号为真时，输出信号为真。常用逻辑门电路及其功能描述逻辑门电路在各种输入条件下的输出行为。特性描述逻辑门电路在工作过程中消耗的能量，包括静态功耗和动态功耗。功耗描述逻辑门电路性能的数值，如电压传输特性、电流传输特性、功耗等。参数描述逻辑门电路输入电压与输出电压之间关系的曲线。电压传输特性描述逻辑门电路输入电流与输出电流之间关系的曲线。电流传输特性0201030405逻辑门电路的特性与参数03组合逻辑电路组合逻辑电路的特点无记忆功能，输出仅与当前输入有关。组合逻辑电路的表示方法逻辑函数表达式、真值表、逻辑图等。组合逻辑电路的定义由门电路组成的数字电路，其输出仅与当前输入有关，不涉及存储元素。组合逻辑电路的基本概念数据选择器根据输入选择信号从多路数据中选择一路输出。编码器将输入的无规律二进制码转换为有一定规律的二进制码。译码器将输入的二进制码转换为对应的输出信号。加法器实现二进制加法运算。减法器实现二进制减法运算。常用组合逻辑电路及其功能组合逻辑电路的设计步骤根据实际需求，确定输入和输出变量，列出真值表，化简逻辑表达式，设计逻辑门电路等。组合逻辑电路的设计方法根据实际需求选择合适的组合逻辑电路，如加法器、比较器、多路选择器等，并利用基本门电路进行设计。组合逻辑电路的分析步骤根据给定的逻辑图或逻辑函数表达式，分析电路的逻辑功能，确定输入和输出变量，列出真值表，化简逻辑表达式等。组合逻辑电路的分析与设计04时序逻辑电路组成时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储元件（如触发器）组成。工作原理时序逻辑电路在时钟信号的驱动下，按照一定的时序进行状态转移和输出变化。概述时序逻辑电路是一种具有记忆功能的电路，其输出不仅取决于当前的输入，还与之前的输入状态有关。时序逻辑电路的基本概念用于存储二进制数据，具有数据输入、输出和时钟控制端。寄存器用于实现数字计数功能，具有预定的计数值和进位输出。计数器用于实现二进制数据的位移操作，具有数据输入、输出和移位控制端。移位器用于产生一定时序的脉冲信号，用于控制电路的工作流程。顺序脉冲发生器常用时序逻辑电路及其功能通过分析电路的输入、输出关系，以及状态转移图和状态表，理解电路的工作原理和功能。分析方法根据实际需求，选择合适的触发器和组合逻辑电路，设计满足要求的时序逻辑电路。设计步骤利用同步和异步控制方式，合理安排时钟信号和控制信号，实现电路的稳定可靠工作。设计技巧时序逻辑电路的分析与设计05可编程逻辑器件可编程逻辑器件（PLD）是一种集成电路，其逻辑功能可以根据需要进行编程配置。PLD通常由逻辑门、触发器和存储器等基本逻辑单元组成，可以通过编程实现各种复杂的逻辑功能。PLD的编程语言通常包括硬件描述语言（如VHDL和Verilog）和特定厂商的专用语言。可编程逻辑器件的基本概念现场可编程逻辑门阵列（FPGA）01FPGA是一种常见的可编程逻辑器件，由可配置的逻辑块和可编程的互连资源组成。其编程方法通常包括硬件描述语言和图形化工具。复杂可编程逻辑器件（CPLD）02CPLD是一种可编程逻辑器件，由多个宏单元和可编程互连组成。其编程方法通常包括硬件描述语言和特定厂商的专用软件。现场可编程逻辑阵列（FPLA）03FPLA是一种可编程逻辑器件，由可配置的逻辑块和可编程的互连资源组成。其编程方法通常包括硬件描述语言和特定厂商的专用软件。常用可编程逻辑器件及其编程方法可编程逻辑器件可以用于实现数字信号处