《电工电子技术》课件 项目八 四路抢答器的分析与调试

四路抢答器的分析与调试目八项数字电子技术基础组合逻辑电路和时序逻辑电路任务1任务2目录CONTENTS认识电路基本元件任务3安全用电任务4任务1数字电子技术基础一、数制与编码1

.几个基本概念（1）数码数码是能表示物理量大小的数字符号。例如，日常生活中十进制数使用的是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个不同数码。（2）数制计数制的简称，表示多位数码中每一位的构成方法，以及从低位到高位的进制规则。常用的有十进制、二进制、八进制和十六进制等。（3）权每种数制中，数码位于不同位置，它所代表的位置的含义是不同的。各数位上数码表示的数量等于该数码与相应数位的权之乘积。例如：十进制数123中，“1”表示1×102，“2”表示2×101，“3”表示3×100。2.十进制、二进制、八进制、十六进制数的表示方法（1）十进制数十进制数是人们在日常生活中最熟悉的一种数制，它由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数码构成，按“逢十进一”、“借一当十”的原则计数，10是它的基数。任一个十进制数都可以用加权系数展开式来表示，n位整数十进制数用加权系数展开式表示，可写为（2）二进制数二进制数中只有0和1两个数码，按“逢二进一”、“借一当二”的原则计数，2是它的基数，二进制数的各数位的权为2的幂。（3）八进制数八进制数由0、1、2、3、4、5、6、7八个数码构成，按“逢八进一”、“借一当八”的原则计数，8是它的基数，各数位的权为8的幂。（4）十六进制数十六进制数由0～9、A、B、C、D、E、F十六个数码构成，分别对应十进制的0～15，按“逢十六进一”、“借一当十六”的原则计数，16是它的基数，各数位的权为16的幂。（1）非十进制数转换为十进制数非十进制数转换为十进制数，就是把非十进制数转换为等值的十进制数。只需将非十进制数按权展开，然后各项相加，就得到相应的十进制数。3.

数制转换（2）十进制数转换为非十进制数把十进制数转换为非十进制数，需要把十进制数的整数部分和小数部分分别进行转换，然后再将整数部分和小数部分的转换结果合并起来。（3）二进制数与八进制、十六进制数之间的转换二进制数转换成八进制数，只需要把二进制数从低位到高位，每3位分成一组，高位不足3位时补0，写出相应的八进制数，就可以得到与二进制数对应的八进制转换值。反之，将八进制数中每一位都写成相应3位二进制数，所得到的就是与八进制对应的二进制转换值。4.编码编码，就是用数字或某种文字和符号来表示某一对象或信号的过程，十进制编码或某种文字和符号的编码难于用电路来实现，在数字电路中一般采用二进制数。用二进制表示十进制的编码有二—十进制编码，又称BCD码。常见BCD码有8421码、5421码、2421码等编码方式。十进制编码8421码十进制编码8421码00000501011000160110200107011130011810004010091001二、逻辑代数及应用1.基本逻辑门电路逻辑门是数字电路的基本单元。一个逻辑门有一个输出端和一个或多个输入端。输出端只有1或0两种状态，或者说只有高电平和低电平两种状态，这取决于输入的信号和逻辑门的功能。逻辑门可进行与、或、非等逻辑运算，对应的也就有与门、或门、非门等基本逻辑门和组合逻辑电路。（1）与逻辑和与门电路ABF=A•B000010100111（2）或逻辑和或门电路ABF=A+B000011101111（3）非逻辑和非门电路AF=

01102.复合逻辑门电路（1）与非门AB001011101110（2）或非门AB001010100110（3）异或门AB000011101110（4）同或门AB0010101001113.布尔代数与逻辑函数化简（1）布尔代数的基本公式基本运算交换律分配律结合律重叠率吸收率还原率冗余率摩根定理（2）逻辑函数的代数法化简并项法吸收法消去法配项法（3）卡诺图化简逻辑函数的卡诺图表示相邻最小项：有逻辑相邻和几何相邻。逻辑相邻：若两个最小项只有一个变量为互反变量，其余变量均相同，则这样的两个最小项为逻辑相邻，例如，最小项和就是相邻最小项。几何相邻：几何相邻的情况如下，相接——紧挨着；相对——任意一行或一列的两头（即循环相邻性，也称滚转相邻性）。用卡诺图表示逻辑函数由于卡诺图与真值表一一对应，即真值表的某一行对应着卡诺图的某一小方格。因此如果真值表中的某一行函数值为“1”，卡诺图中对应的小方格填“1”；如果真值表中的某一行函数值为“0”，卡诺图中对应的小方格填“0”。即可以得到逻辑函数的卡诺图。ABCL00000010010001111000101111011111逻辑函数的卡诺图化简法卡诺图化简逻辑函数的原理是具有相邻性的最小项可以合并，并消去不同的因子，合并的结果为这些项的公因子。用卡诺图化简逻辑函数的步骤如下：①把给定的逻辑函数表达式填到卡诺图中。②找出可以合并的最小项（画圈，一个圈代表一个乘积项）。③写出合并后的乘积项，并写成“与—或”表达式。画圈的原则如下：①圈的个数尽可能减少（因一个圈代表一个乘积项）。②圈尽可能大（因圈越大可消去的变量越多，相应的乘积就越简）。③每画一个圈至少包括一个新的“1”格，否则是多余的，所有的“1”都要被圈到。任务2组合逻辑电路和时序逻辑电路一、组合逻辑电路1.组合逻辑电路的分析对于数字逻辑电路，当其任意时刻的稳定输出仅仅取决于该时刻的输入变量的取值，而与过去的输出状态无关，则称该电路为组合逻辑电路，简称组合电路。（1）由已知的逻辑图写出输出端逻辑表达式；（2）变换和化简逻辑表达式；（3）列真值表；（4）根据真值表和逻辑表达式，确定其逻辑功能。由真值表可知，当3个输入变量A、B、C表示的二进制数小于或等于2时，F1=1；当这个二进制数在4和6之间时，F2=1；而当这个二进制数等于3或等于7时F1和F2都为1。因此，这个逻辑电路可以用来判别输入的3位二进制数数值的范围。2.组合逻辑电路的设计根据设计要求，设计出符合需要的组合逻辑电路，并画出组合逻辑电路图，这个过程称为组合逻辑电路的设计。使用与非门设计一个3输入、3输出的组合逻辑电路。输出F1、F2、F3为3个工作台，由3个输入信号A、B、C控制，每个工作台必须接收到两个信号才能工作：当A、B有信号时F1工作，B、C有信号时F2工作，C、A有信号时F3工作。3.常用组合逻辑电路（1）编码器二进制编码器二—十进制编码器（2）译码器3位二进制译码器二—十进制译码器（BCD译码器）显示译码器二、时序逻辑电路时序逻辑电路简称时序电路，它由逻辑门电路和触发器组成，是一种具有记忆功能的逻辑电路。其输出状态不仅与