数字电子技术基础(第五版)复习ppt课件

1、,数字电子技术基础,向 腊,怀化学院,电话QQ： 2322534,总复习,1,第1章 逻辑代数基础,1.1 数制和码制,考点： 数制码制（二进制、十进制和十六 进制相互转换、8421码、余3码编码）。 十二进制转换 分整数和小数两部分： 整数部分除以2取余，小数部分乘以2取整。 ！注意： 由高位指向低位整数部分箭头向上,小数部分箭头向下。 ( S ) 10 = k n 2 n + k n 1 2 n 1 + k n 2 2 n 2 L + k 1 2 1 + k 0 2 0 = 2 ( k n 2 n 1 + k n 1 2 n 2 + L + k 1 ) + k 0

2、 数字电子技术基础,2,2 )2( ) ( 2 2 23110 1 2 + + += mkS k k k L 同理,2( 2 2 2 ) ( 2 2 )12 32312 + + + = + + mmk k k k k kLL ,数字电子技术基础,小数部分的转换：乘2取整法。, m +1,(S )10 = k1 21 + k 2 22 + L + k m 2 m 左右同乘2：,m+1 m+2,同理，若将十进制数转换成任意 R进制数,(N)R，则整数部分转换采用除 R取余法；小,数 部 分 转 换 采 用 乘 R取 整 法 。,3,数字电子技术基础,二十六进制转换,四位二进制数对应一位十六进制数。

3、,2-16进制：从 小数点 开始分别向左、向右 将 二 进 制 数 按 每 四 位 一 组 分 组 (不 足 四位补 0)，然后写出每一组等值的十六进制数。,16-2进制 :采用与二十六进制转换相反 的步骤，即只要按原来顺序将每一位十六 进制数用相应的四位二进制数代替即可。,4,数字电子技术基础,八进制与二进制转换,八进制转换为二进制时将每位八进制数展开成,三位二进制数，排列顺序不变即可。,八进制的基数 8=23 ，可将三位二进制数表示,一位八进制数，即 000 111 表示 0 7。二进制转 换为八进制时，由小数点开始，整数部分自右向 左，小数部分自左向右，三位一组，不够三位的添 零补齐，则

4、每三位二进制数表示一位八进制数。,例 ： (10110.011)B = (26.3)O,例： (752.1)O= (111 101 010.001)B,5,数字电子技术基础,1、原码,在数字电路和计算机系统中，二进 制数的正、负用0、1表示，称为原 码或机器码。,2、补码,正数的原码、反码、补码一样！,6,BCD代码 ：用4位二进制数码表示1位十进制数时所 采用的代码。 所谓的 8421码，就是指各位的权重是 8, 4, 2, 1，其中 10101111等六种状态是不用,的，称为禁用码。 不能省略！ （1985）10 =（0001 1001 1000 0101）8421BCD,格雷码：任意两个

5、相邻的数所对应的代码之 间只有一位不同，其余位都相同。 数字电子技术基础,7,1.2,逻辑代数基础,考点： 1.逻辑运算（与、或、非、同或、异或 运算及符号），会看运算符号是后面的基础。 必须掌握 2. 逻辑函数表示及化简（基本定理、表示方 法、公式化简法、卡诺图化简）必须掌握 分清对偶定理与反演定理 记住常用公式 卡诺图化简尤其注意无关项的化简。 数字电子技术基础,8,A A A A = ,01定律 ： 0 A=0, 1 A=A 0 + A=A, 1 + A=1 重叠律 ： A A=A, A + A=A,互补律 ： A A = 0,A + A = 1,交换律 ： A+B=B+A， A B=B

6、 A 结合律 ： A+(B+C)=(A+B)+C， A (B C)=(A B) C 分配律 ： A(B+C)=A B+A C， A+B C=(A+B) (A+C),反演律 ：A B = A + B， A+B= A B 还原律 ： A = A,DeMorgan s Theorem,A B = AB + A B,A B = AB + A B,0 A,(A的个数为偶数) (A 数字电子技术基础,的个 为奇 ),9,(5) A( A + B) = A (6) A A B = AB , A A B = A 数字电子技术基础,(4) AB + A C + BC = AB + A C,(2) A + A B

7、 = A + B (3) AB + AB = A,(1) A + AB = A,吸收法,消因子法 并项法,消项法,10,数字电子技术基础,反演定理与对偶定理相同：,0 1 ， 1 0 ， + ， + ,反演定理与对偶定理区别：,反演定理还需将 A A, A A,得到的结果是原函数的非,若两逻辑式相等,则它们的对偶式也相等。,11,数字电子技术基础,逻辑函数的卡诺图化简法 构成卡诺图的原则是： N变量的卡诺图有2 N 个小方块（最小项）； 最小项排列规则：几何相邻的必须逻辑相邻。,BC A,00,01,11 10,0 1,AB,CD,00 01 11,10,00,01 11 10,三变量卡诺图,

8、四变量卡诺图,12,数字电子技术基础,圈组技巧(防止多圈组的方法), 先圈孤立的1；, 再圈只有一种圈法的1； 最后圈大圈；, 检查：每个圈中至少有一个1未被,其它圈圈过。,13,例,用卡诺图化简逻辑函数,Y(A、B、C、D)=m(0,1,2,3,4,5,6,7,8,10,11) 解： A BC BD Y = A + BC + B D 数字电子技术基础,14,数字电子技术基础,无关项在化简中的应用,采用卡诺图化简函数时，可以利用无关项 来扩大卡诺圈：如果加后矩形框增大，则 视为1；否则为0。,15,AB,01,CD 00 00 01 11 10,AB,CD 00 00 01 11 10,A B

9、 C D F 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0,0 0 0 0 0 0 1,0 0 1 1 1 1 0,1 1 0 0 1 1 0,0 1 0 1 0 1 0,0 0 0 1 1 1 1,1,0,0,1,1,1 1 1 1 1 1,0 0 1 1 1 1,1 1 0 0 1 1,0 1 0 1 0 1,X X X X X X,F = ABC + ABD + ABC,例：用 8421BCD码表示一位十进制数X, 当x5时，输出F = 1，否则输出F =0， 求 F 的最简与或式。,01 11 10 ABC ABD ABC,解 ： 依 题 意 列 真 值 表 。 由真值表写出 F 表达式：

10、F = m (5 9) + d (10 15) 不考虑无关项的化简 考虑无关项的化简,11 10 A BD BC,F = A + BD + BC 数字电子技术基础,16,第2章,门电路,考点： 1.三极管的开关特性、截止工作状态和 饱 和 状 态 （ 状 态 判 定 、 开 启 电 压0.7 、深 度 饱 和 时 集 电 极 和 发 射 极 间 电 压0.1 0.3） 2. TTL门电路（工作原理、根据电路图分析 逻 辑 函 数 及 功 能 、OC 门 与TS 门 原 理 及 应用） 3. COMS门电路（同TTL） 数字电子技术基础,17,第3章,组合逻辑电路,考点： 1.组合逻辑电路设计方

11、法（判断输入（输 出）、真值表、函数式（化简）、电路图）解题的 时候一步一步求解，还不明白解题步骤的同学请参 考课件。 2中规模集成电路（编码器、译码器、数据选择 器、加法器、比较器）明确上述集成电路的功能 （输入、输出、实现的功能、常用片子的管脚功 能）给出一个片子会进行连线设计 3竞争冒险现象（检查方法） 关于前四章，考题的难度不会大于期中考试的难度 数字电子技术基础,18,数字电子技术基础,设计电路,分析电路,数字电路逻辑图逻辑函数式 真值表分析逻辑功能。,实际问题真值表逻辑函数式 逻辑图设计完成数字电路。,注意：需要对求得的逻辑函数式进行化简,19,数字电子技术基础,编码器 n位二进制

12、代码可以表示 2n个对象或信号。 普通编码器：任何时刻只允许输入一个编码信号 优先编码器：允许多个输入信号同时有效，但它 只按其中优先级别最高的有效输入信 号编码 3-8译码器：表达式,Y0=A2A1A0,Y1=A2A1A0,Y7=A2A1A0,Y0Y7是 A、 B、 C全部最小项的译码输出,，亦称 最小项译码器。,20,数字电子技术基础,A0,A 1 A2 S3,S2,S1,Y7,地,VCC Y0,Y1 Y2,Y3 Y4 Y5,Y6,74HC138,16,15,14,13,12,11,10,9,5,6,7,8,1,2,3,4,A2 A0是译码器输入端， Y0 Y7是译码器输出端。 且 低 电

13、 平 有 效 。 S2 S3 S1为 三 个 片 选 输 入 端 ， 只 有当它们分别为 0、 0、 1，译码器才正常译码；否则不论 A2 A0为何值， Y0 Y7都输出高电平。,低电平有,效输出,三位二进,制代码,21,数字电子技术基础,实现方法：,（1）把函数式化为最小项之和的形式。,（2）设定函数变量与译码器输入端的对应关系。 （3）把函数式变换为与译码器输出相吻合的形式。 （3）附加必要的门（或门或与非门),画出逻辑图。,依据： 当控制端为有效电平时，若译码器输入端接,逻辑变量，在译码器的输出端则可得到输入 变量的全部最小项。,n位二进制译码器的输出给出了 n变量的全部 最小项。通过附

14、加必要的门，可获得任意形 式 数 量 不 大 于 n的 组 合 逻 辑 函 数 。,用译码器设计组合逻辑电路,22,0,+ m 4 + m 7,Y1 =, m(0,4,7) = m,= m0 + m4 + m7 = m0 m4 m7 = Y0 Y4 Y7, m(0,1,2,3),Y2 =,= Y0 Y1 Y2 Y3 数字电子技术基础,原理: (1) 任何一个逻辑函数可以写成表达式Y= m i ； (2) 二进制译码器可产生n个变量的所有2 n 个m i 。 所以，译码器加或门（译码器输出低电平时用与非门）可实现。 例 1 试用 38译码器实现函数： Y1 = m(0,4,7) Y2 = m(0

15、,1,2,3),23,Y2 = Y0 Y1 Y2 Y3,数字电子技术基础,S 1 S 2 S 3 1,A2 A1 A0 A B C Y1 = Y0 Y4 Y7,Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 74LS138,&,Y 1,&,Y2,24,四 选 一,D0 输 D1 入 D2 D3,Y,输 出,A0 A1 选择控制（地址控制） 数字电子技术基础,Y,选择控制,（ 多路开关 ） 有2n个数据输入端，一个输出 端，用Ai控制，把其中的某个 输入信号送到输出端。,D0 D1 D2 D3,Ai,数据选择器 从一组数据中选择出某一数据 1. 数据选择器工作原理,25,数字电子技术基础,4选1

16、数据选择器表达式：,Y=(D0A1A0+D1A1A0+D2A1A0 +D3A1A0)S,8选1数据选择器表达式：,Y = D0(A2A1A0） +D1 (A2A1A0） + +D7 (A2A1A0）,26,Y=AB=AB+AB。,数字电子技术基础,A,D0 D1 D2 D3 S,Y,A0 A1 Y,例：用四选一数据选择器实现逻辑函数,B Y=A1A0D0 + A1A0D1+A1A0 D2 +A1A0D3 1 若AA1，BA0， 则D0D30，D1D21,用数据选择器设计组合逻辑电路 组合逻辑函数：Y m i 若S1，A i 作为输入变量， Y m i D i ，所以可以方便的实现n个变量的组合

17、电路。,27,数字电子技术基础,用具有n位地址的选择器，可以产生输入变,量数不大于n+1的组合逻辑函数。,实现方法 ： （1）把函数式变换为与选择器表达式完全对,应的形式。,（2）两式相对照，找出变量对应关系。,（3）画逻辑图。,28,数字电子技术基础,若用八选一数据选择器CC4512实现上述三变量逻辑函数,Y=D0A2A1A0+ D1A2A1A0 + D2A2A1A0 + D3A2A1A0+ D4A2A1A0 + D5A2A1A0 + D6A2A1A0 + D7A2A1A0,1,0,CC4512输出Y的逻辑函数式为,Z,D5,D0 A2 A1 A0,A B C,D6 D7 DIS INH,Y

18、,控制端,D1 D2 D3 D4 CC4512,高电平,Z = A BC+ AC+ABC,D0=D3=D5=D7=1 D1=D2=D4=D6=0,29,第4章,触发器,考点： 1. 触发器的功能和特点（2个稳态、具 有存储功能） 2.SR锁存器、电平SR触发器、主从JK触发器 工作原理和工作特性表（即动作特点）会画波 形图 做题的时候请仔细留意题目给出的是什么触发 器，会根据图形符号识别触发器，能够掌握书 上P229例5.4.3就表示掌握本章了。 数字电子技术基础,30,数字电子技术基础,考点： 3.对于边沿触发器其特点是输出结果仅由有,效的边沿信号到来时刻的输入信号的状态决定，因 此可以仅根

19、据有效时间沿输入信号进行判断就可以 了。,4 触发器逻辑功能分类、特性方程（SR触发器 JK触 发器 D触发器 T触发器 T/触发器）必须掌握，尤其 是特性方程,注意按逻辑功能分类的触发器必须是时钟控制的触 发器。,31,数字电子技术基础,触发器逻辑符号比较,CP CP,主从型，上升沿触发 边缘型，下降沿触发,CP 同步型，正电位触发 CP 边缘型，上升沿触发,32,数字电子技术基础, 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 “ ”： 表 示 低 电 平 有 效 触 发 或 下 降,沿有效触发,不 加 小 圆 圈 “ ”： 表

20、示 高 电 平 有 效 触 发 或 上,升沿有效触发 。,触发器的两要素,1逻辑功能,描述方法：逻辑符号、特性表、特性方程,33,数字电子技术基础, 特性表,34,数字电子技术基础,(3) 特性方程,35,数字电子技术基础,(1) 基本SR触发器,直 接 电 平 触 发 （ 低 电 平 有 效/ 高 电 平 有 效 ） ， 无,CLK,(2) 同步触发,CLK 的（高/低）电平期间触发，,在整个电平期间接收信号SR/JK/D/T，,在整个电平期间状态相应更新，所以存在空翻。,2. 触发方式,(3) 边沿触发,只在 CLK 的或边沿触发，,只在 CLK 的或边沿接收信号SR/JK/D/T， 只在

21、 CLK 的或边沿状态更新，克服了空翻。,36,数字电子技术基础,(4) 主从触发,有主、从两个触发器，在 CP 的高/低电平期间交,替工作、封锁，,只 在 CP 的 高 电 平 期 间 （ 或 低 电 平 期 间 ） 接 收 信号SR/JK/D/T，,只在 CP 的或边沿总的输出状态更新。,集成触发器中常见的直接置0和置1端,R D ：直接（异步）置0端 S D ：直接（异步）置1端，,非号：低电平有效，,直接（异步）：不受CP的影响。,37,= J Q + KQ,数字电子技术基础,JK触发器 ：逻辑功能最完善 D触发器 ：单端输入，使用最方便,1. JK RS触发器,n,n,Q,n +1,

22、n,Q,= S + RQ,n +1,令 ： J = S， K = R,38,= J Q + KQ,= D = DQ + DQ,= T Q + TQ,数字电子技术基础,2. JK D触发器,Q,n +1,n,n,Q,n +1,n,n,3. JK T触发器,n,n,Q,n +1,Q n +1 = J Q n + KQ n,令 ： J = K T,令 ： J = D， K D,39,4. JK T触发器,Q n +1 = J Q n + KQ n Q n +1 = Q n,5. D T触发器,Q n +1 = D Q n +1 = Q n 数字电子技术基础,令 ： J = K 1,令： D = Q

23、n,40,【例】 边沿触发器组成的电路如图所示，已知其输入波形， 试分别画出Q1、Q2端的波形。 设电路初态均为0。,1,2,3,4,5,CP,Q1,Q2,C,C1 1D,A,Q1,CP &,Q2,1J RD C1 1K,A B,C,=1 =1,CP,1,A B Q1n +1 = D = AQ1,J = A B , K = A B Q n + 1 = J Q 2 + K Q 2 = ( A B ) Q 2 + ( A B数字电子技术基础,2 Q = A B) 2,41,数字电子技术基础,第5章 时序逻辑电路,考点： 1.时序逻辑电路的分析（电路输出方程、驱,动方程、状态方程、状态转换图/表、会

24、分析逻辑功 能、时序图）必须掌握,2.常用时序逻辑电路（寄存器（移位）、计数器） 明确上述逻辑电路的功能（寄存、计数），对于 常用161、160片子须知道是什么片子（161为4位二 进制加法同步计数器、160同步十进制加法计数 器），记住管脚分别代表的功能，会连线。,42,数字电子技术基础,考点： 计数器：加法计数器、减法计数器以及可逆,计数器；同步计数器（二进制计数器、十进制计数 器、任意进制计数器的设计）以及异步计数器其中 同步计数器更为重要，任意进制的计数器设计必须 掌握，同时设计时注意进位信号的输出。,3时序逻辑电路的设计方法（逻辑抽象、状态转换 图/表（状态化简、状态编码、画次态/输

25、出卡诺 图、化简求状态方程、驱动方程、画逻辑图）课件 上例题必须掌握。,注意求解时，明确步骤，逐步求解，尤其是状态,化简一定不要忽略。,43,数字电子技术基础,时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别：,时序电路在任一时刻的输出不仅取决于该时刻 的输入信号，而且与电路过去所处的状态有关。,按输出信号的特点分类,（1）Mealy（米利）型：输出取决于电路的状态和输,入 Y(tn)=FX(tn),Q(tn),（2）Moore（穆尔）型：输出仅仅取决于电路的状态 Y(tn)=FQ(tn),44,数字电子技术基础, 根据逻辑图写出时序电路的各触发器的驱动,方程和输出方程。, 根据已求出的驱动方程和所用触发器的

26、特征,方程， 获得时序电路的状态方程。, 根据时序电路的状态方程和输出方程，建立 状态转移表， 进而画出状态图和波形图等。, 分析电路的逻辑功能,并检查是否能自启动。,时序逻辑电路的分析方法,同步时序电路的分析步骤：,45,任意进制计数器的构成方法,1. M N,方法： 置零法（复位法），置数法（置位法）,设计数器的最大计数值为N，若要得到一个M(N)进制的 计数器，则只要在N进制计数器的顺序计数过程中，设法 使之跳过(N-M)个状态，只在M个状态中循环就可以了。,采 用置 零法或置数法设计任意进制计数器需要,经过以下三个步骤：, 选择计数器的计数范围，确定初态和末态； 确定产生清0或置数信号

27、的译码状态，然后根,据译码状态设计译码反馈电路；, 画出M进制计数器的逻辑电路。 字电子技术基础,46,数字电子技术基础,2、MN,必须用多片N进制计数器组合起来，才能构成M进制计数器。,各级之间的连接方式分为：,串行进位方式、并行进位方式、整体置零方式和整体置数方式,若M可分解为M=N 1 N 2 ，可用串行进位或并行进位方式将N1进制,和N 2 进制的计数器连接起来。,串行进位方式：低位片的进位输出信号作为高位片的时钟输入 。,并行进位方式：低位片的进位输出信号作为高位片的工作状态,控制信号（使能），两片的时钟输入端同时接 输入信号。,47,数字电子技术基础,一、逻辑抽象，画出电路的状态转换图或状态转换表 1.分析逻辑问题，确定输入变