數(shù)字電路復(fù)習(xí)要點-07自控信工.ppt
1,復(fù)習(xí)要點 一、數(shù)字邏輯概論,1、數(shù)制:二進制、十進制、十六進制、八進制及相互轉(zhuǎn)換。,3、二進制代碼:二進制碼、二十進制碼(BCD碼)注意有六個無關(guān)項、,2、二進制數(shù)的算術(shù)運算: 原碼、反碼、補碼; 帶符號的二進制數(shù)的減法運算,2,及常用復(fù)合邏輯運算:與非、或非、與或非、同或、異或。,符號、邏輯功能,4、三種基本邏輯運算:與、或、非;,3,二、邏輯代數(shù),1、邏輯代數(shù)的基本定律和恒等式,3、邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法:(最簡與或式) (1)并項法 (2)吸收法 (3)消去法 (4)配項法,2、邏輯代數(shù)的運算規(guī)則: (1)代入規(guī)則: (2)反演規(guī)則: (3)對偶規(guī)則:,4,4、邏輯函數(shù)的最小項(定義、性質(zhì))、最小項表達式(標準與或式)唯一。,5、卡諾圖化簡法(注意無關(guān)項的處理),6、邏輯函數(shù)的表示方法:真值表、邏輯圖、邏輯表達式、卡諾圖、波形圖及相互轉(zhuǎn)換。,最簡與或式不唯一,5,三、邏輯門電路,(1)OC門(OD門) :外接上拉電阻 (能線與?。?1、典型邏輯門電路的符號、功能;,2、幾個特殊的邏輯門電路:符號、功能;,6,(3)CMOS傳輸門:符號、功能、控制端的作用。,(2)三態(tài)門(TSL門):控制端的作用。 (能線與?。?7,TTL與非門的 開門電阻:Ron=2.5k;關(guān)門電阻: Roff=0.7k,CMOS門輸入端經(jīng)電阻接地, 均等效于接低電平!,輸入端接電阻的情況。,3、TTL門多余輸入端的處理:原則,輸入端懸空相當于接高電平。,與門、與非門的多余輸入端的處理:,或門、或非門的多余輸入端的處理:,不同,一般接10K 以上的電阻,8, 四、組合邏輯電路,2、典型組合邏輯器件: 代碼轉(zhuǎn)換電路、編碼器(優(yōu)先編碼器)、譯碼器(全譯碼器、BCD碼譯碼器、七段碼譯碼器)、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器、數(shù)值比較器、算術(shù)運算電路加法器(超前進位的概念)、減法器。,3、組合邏輯電路的分析方法:,(1)由門電路組成:逐級寫出邏輯式化簡列真值表分析、描述邏輯功能。,(2)由集成器件組成:從功能表分析。,1、組合邏輯電路的基本概念,9,4、組合邏輯電路的設(shè)計方法:,(1)SSI設(shè)計方法: 用門電路、小規(guī)模邏輯電路實現(xiàn)。,(2)MSI設(shè)計方法: 用中規(guī)模邏輯器件實現(xiàn)。, 用3/8譯碼器作數(shù)據(jù)分配器, 用全譯碼器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù),注意:用一個138芯片可以實現(xiàn)多個組合邏輯函 數(shù)。但需要外加門電路。,10, 用2n選1數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)變量數(shù)n的任何組合邏輯函數(shù)(P111 例4.5.54.5.7)講。,5、組合邏輯電路的競爭與冒險: 產(chǎn)生的原因、影響、消除的方法。,注意: 與74138的不同點。一個芯片只能組成一個組合電路,但不需要外加電路。 (P111 例4.5.54.5.7)P121例4.5.8- -4.5.12。 講,11,P134 4.2.1 4.2.4,P136 4.3.1,P138 4.5.5 4.5.6 4.5.7,兩個3-8譯碼器如何組成4-16譯碼器作業(yè):,包含實驗二、三中規(guī)模集成電路的設(shè)計 比如利用74HC138、153、151的設(shè)計 P119-123,12,(1)基本SR鎖存器,符號、邏輯功能(真值表)、約束條件、波形圖,五、觸發(fā)器,1、鎖存器:,13,(2)邏輯門控鎖存器,邏輯門控SR鎖存器,邏輯門控D鎖存器,符號、邏輯功能(真值表)、約束條件、波形圖,注意:鎖存器與觸發(fā)器的區(qū)別! 輸入端和使能端的有效電平 (有無小圓圈);,14,符號、邏輯功能(真值表、特性方程)、波形圖。,注意: a. 輸入端的有效電平(有無小圓圈和非號); b.CP脈沖觸發(fā)沿(有無小圓圈和非號); c. 邊沿觸發(fā)器的符號。,2、觸發(fā)器:,15,T 觸發(fā)器,符號、邏輯功能(真值表、特性方程)、波形圖。,注意: a. T觸發(fā)器的分頻功能; b.JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器如何構(gòu)成T觸發(fā)器; c. JK觸發(fā)器與D觸發(fā)器之間的功能轉(zhuǎn)換,16,注意鎖存器與觸發(fā)器的區(qū)別!作業(yè):,P163 5.2.4,,P164 5.4.1, 5.4.2, 5.4.3,P165 5.4.9,17, 六、時序邏輯電路,1、時序邏輯電路的基本概念 同步/異步,2、時序邏輯電路的分析方法 (由觸發(fā)器構(gòu)成,只要求同步電路),a.寫出觸發(fā)器的激勵方程和電路的輸出方程,b.將激勵方程代入特性方程求狀態(tài)方程;,c.對應(yīng)各種現(xiàn)態(tài)求次態(tài);,d.列狀態(tài)表、狀態(tài)圖;,e.分析、描述邏輯功能、畫波形圖。,18,a.畫原始狀態(tài)圖化簡得最簡狀態(tài)圖;,b.狀態(tài)賦值,確定觸發(fā)器的類型和個數(shù);,3、時序邏輯電路的設(shè)計方法,c.列狀態(tài)表和驅(qū)動表,d.求輸出方程和觸發(fā)器的驅(qū)動方程;,e.畫邏輯圖和波形圖,檢驗?zāi)芊褡詥印?(由觸發(fā)器構(gòu)成,只要求同步電路),4、典型時序邏輯電路,(1)寄存器:,19,集成芯片74161: 控制信號的功能,異步清0,同步置數(shù),(2)計數(shù)器和分頻器 (同步、異步、二進制、非二進制),由觸發(fā)器構(gòu)成:會分析。,20,集成計數(shù)器(會看功能表、會用) 構(gòu)成任意進制計數(shù)器、分頻器 分析、設(shè)計,a.反饋清0法(異步):,b.反饋置數(shù)法(同步、異步):,注意:要求掌握置全0和反饋信號從進位端引出兩種情況。,21,注意:,清0信號(Rd)、置數(shù)信號(LD):什么電平有效,看功能表或看示意圖有無小圓圈或非號。,主要芯片:74161(同步4位二進制計數(shù)器) 74LS290(異步2/5 十進制計數(shù)器),22,特別提醒: 注意組合電路與時序電路畫波形圖的區(qū)別!,組合電路的輸出狀態(tài)只與輸入有關(guān),而時序電路中觸發(fā)器的狀態(tài)是在CP脈沖有效沿來到時才發(fā)生改變。但輸出電路若為組合電路,則與前者相同。,邏輯示意圖,23,作業(yè):,P214 6.2.1 6.2.4 6.4.11 6.4.12 6.4.13 6.4.14,7.半導(dǎo)體存儲器和可編程器件 只考概念,24,八、脈沖波形的產(chǎn)生和變換: 555定時器的應(yīng)用(構(gòu)成下述三種電路),(包括方波發(fā)生器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ;施密特觸發(fā)器):,(1)識別電路類型,分析邏輯功能;畫波形P240-245,(3)求:振蕩頻率f或周期T、輸出脈寬tW、上、下 閾值電平和回差VT。,(2)定性畫波形圖(輸入、輸出波形和電容上的波形)。,注意:,復(fù)位端(4腳)、控制端(5腳)的功能和應(yīng)用,(見課后習(xí)題?。?25,要求掌握,P.243 圖.7.5.2 7.5.3 7.5.4,7.5.5. 7.5.6 7.5.7 (均只定性畫出波形圖),要求:認識電路類型,簡述工作原理,求振蕩頻率或輸出脈寬等參數(shù),并定性畫出波形圖。,9.數(shù)模與模數(shù)轉(zhuǎn)換器 只考幾個基本概念,26,復(fù)習(xí),一數(shù)碼轉(zhuǎn)換: 1.(99.25)10=( )2 = ( ) 8 = ( ) 16 2.(11101001.01)2= ( )16=( )10 二用公式法化簡下列式為最簡與或式:,.,27,復(fù)習(xí),三.設(shè)計一個三輸入的多數(shù)表決電路,兩個或兩個以上輸入為1時,輸出為1,否則輸出為零。 四. 用卡諾圖化簡,1,28,復(fù)習(xí),五.試用一片3線-8線74HC138和與非門實現(xiàn)如下邏輯函數(shù)。,29,復(fù)習(xí):門電路、觸發(fā)器波形圖;由表達式畫邏輯電路圖;同步時序電路分析(舉例),74HC151、74HC153、74HCT161的應(yīng)用,各章重要基本概念畫一畫。,30,復(fù)習(xí),六.填空 1、n個輸入端的二進制譯碼器,共有 個輸出端。 2、在數(shù)字電路中一般采用正邏輯,即用 表示高電平。用 表示低電平。 3. 一個容量為2K8的RAM有 根地址線, 根數(shù)據(jù)線。 4四個觸發(fā)器構(gòu)成的8421BCD碼計數(shù)器共有 個無效狀態(tài)。 5四位二進制加法計數(shù)器的初始狀態(tài)為1001,經(jīng)過100個CP時鐘脈沖之后的狀態(tài)為 。減法計數(shù)器呢?,31,6譯碼器屬于 電路,計數(shù)器屬于 _ 電路。 7、A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標是 、 。 8.JK觸發(fā)器,若J=K,則可完成 觸發(fā)器的邏輯功能。,32,9.求邏輯函數(shù) AB; B.A; C.同或 ;D.異或 。 10.邏輯函數(shù)F=AB+CD的真值表中,F(xiàn)=1的個數(shù)有( )。 A2; B.4;C.16; D.7 .; 11.只有暫穩(wěn)態(tài)的電路是( )。 A.多諧振蕩器; B.單穩(wěn)電路; C.施密特觸發(fā)器; D.定時器.( ) 12.TTL電路的開門電阻及關(guān)門電阻各為( )及 ( ).,33,13.連續(xù)異或1985個1的結(jié)果是 A.0;B.1;C.不唯一;D.邏輯概念錯誤 14.TTL電路輸入懸空相當于( ) 15.觸發(fā)器有( )穩(wěn)定狀態(tài)。 16.移位寄存器按移動方向可分為( ) ( ),( ). 17.時序邏輯電路一般有( )和( )組成。,34,35,分析下圖所示電路,寫出它的激勵方程組,狀態(tài)方程組和輸出方程。,36,37,注意不同!,6.2.4,習(xí)題全解答案與此相同!,若是與非門,則,38,39,除了時鐘脈沖沒有其它輸入,