数字电路复习总结

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,数字电路复习课,逻辑符号对照,曾用符号,美国符号,A,B,Y,A,B,Y,A,B,Y,A,A,Y,国标符号,A,B,&,A,1,A,B,Y,A,B,1,常量和变量的异或运算,因果互换律,如果,则有,第一章 小 结,一、数制和码制,1. 数制：,计数方法或计数体制,种 类,数码,位 权,应 用,备 注,十进制,0, 9,10,i,日常,二进制,0,，1,2,i,数字电路,2 = 2,1,八进制,0, 7,8,i,计算机程序,8 = 2,3,十六进制,0, 9，A F,16,i,计算机程序,16 = 2,4,各种数制之间的相互转换，特别是,十进制,二进制,的转换，要求熟练掌握。,2. 码制：,常用的 BCD 码有 8421 码、2421 码、5421,码、余 3 码等，其中以,8421 码,使用最广泛。,第二章 小结,一、常用逻辑关系及运算,1. 三种基本逻辑运算：,与 、或、非,2. 复合逻辑运算：,与非 、或非、与或非、异或、同或,二、逻辑代数的公式和定理 、规则,真值表 函数式 逻辑符号,1. 代入规则,2. 反演规则,3. 对偶规则,三、逻辑函数常用的表示方法：,真值表、卡诺图、函数式、逻辑图和波形图。,它们各有特点，但本质相同，可以相互转换。尤其是由,真值表 逻辑图,和,逻辑图 真值表,，,在逻辑电路的分析和设计中经常用到，必须熟练掌握。,四、逻辑函数的化简法,化简的方法主要有,公式化简法,和,图形化简法,两种。,1. 公式化简法：,可化简任何复杂的逻辑函数，但要求能熟,练和灵活运用逻辑代数的各种公式和定理，并要求具有一定的运算技巧和经验。,2. 图形化简法：,简单、直观，不易出错，有一定的步骤和,方法可循。但是，当函数的变量个数多于,六个时，就失去了优点，没有实用价值。,约束项：,（无关项）,可以取 0，也可以取 1，它的取值对逻辑函,数值没有影响，应充分利用这一特点化简,逻辑函数，以得到更为满意的化简结果。,第四章,小结,一、组合逻辑电路的特点,组合逻辑电路是由各种门电路组成的,没有记忆功,能,的电路。它的特点是任一时刻的输出信号只取决于,该时刻的输入信号，而与电路原来所处的状态无关。,逻辑图,逻辑表达式,化简,真值表,说明功能,二、组合逻辑电路的分析方法,三、组合逻辑电路的设计方法,逻辑抽象,列真值表,写表达式,化简或变换,画逻辑图,四、常用中规模集成组合逻辑电路,1. 加法器：,实现两组多位二进制数相加的电路。,根据进位方式不同，可分为串行进位加法,器和超前进位加法器。,2. 编码器：,将输入的电平信号编成二进制代码的电路。,主要包括二进制编码器、二 十进制编码,器和优先编码器等。,3. 译码器：,将输入的二进制代码译成相应的电平信号。,主要包括二进制译码器、二 十进制译码,器和显示译码器等。,集成芯片：,74LS148、,8 线 3 线优先编码器,集成芯片：,74LS138,（TTL）,3线 8线译码器（二进制译码器）,4. 数据选择器：,在地址码的控制下，在同一时间内从,多路输入信号中选择相应的一路信号,输出的电路。常用于数据传输中的并-,串转换。,集成芯片：,74LS151,74153,5. 数据分配器：,在地址码的控制下，将一路输入信号,传送到多个输出端的任何一个输出端,的电路。常用于数据传输中的串-并转,换。,集成芯片：,无专用芯片，可用二进制集成译码器实现。,（TTL）,8 选 1 数据选择器,（TTL）,4 选 1 数据选择器,6. 数值比较器：,数据选择器：,译码器:,7.用中规模集成电路实现组合逻辑函数,第四章 小 结,一、触发器,和门电路一样，也是组成数字电路的基本逻辑单元。它有,两个基本特性：,1. 有两个稳定的状态,（0 状态和 1 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。,二、触发器的逻辑功能,指触发器输出的次态,Q,n,+1,与输出的现态,Q,n,及输入,信号之间的逻辑关系。触发器逻辑功能的描述方法主要,有,特性表、卡诺图、特性方程、状态转换图和波形图,（时序图）。,根据,逻辑功能,不同，时钟触发器可分为,（1）,RS,触发器,（约束条件）,（3）,D,触发器,（4）,T,触发器,（5）,T,触发器,利用特性方程可实现不同功能触发器间逻辑功能的相互转换。,（2）,JK,触发器,第五章,小 结,一、时序逻辑电路的特点,数字,电路,逻辑,功能,组合逻辑电路,时序逻辑电路,（基本构成单元 门电路）,（基本构成单元 触发器）,任何时刻电路的输出，不仅和该时刻的输入,信号有关，而且还取决于电路原来的状态。,1. 逻辑功能：,2. 电路组成：,与时间因素(,CP,)有关；,含有记忆性的元件(,触发器,)。,二、时序电路逻辑功能的表示方法,逻辑图、逻辑表达式、状态表、卡诺图、,状态转换图（简称状态图）和时序图,三、时序电路的基本分析方法,实质：,逻辑图,状态图,关键：,求出状态方程，列出状态表，根据状态表画,出状态图和时序图，由此可分析出时序逻辑,电路的功能。,四、时序电路的基本设计方法,实质：,状态图,逻辑图,关键：,根据设计要求求出最简状态表（图），再通过卡诺图求出状态方程和驱动方程，由此画出逻辑图。,五、,寄存器和移位寄存器,寄存器, 存储二进制数据或者代码。,移位寄存器, 不但可存放数码，还能对数据进行移,位操作。,移位寄存器,有单向移位寄存器和双向移位寄存器。,集成移位寄存器,使用方便、功能全、输入输出方式,灵活。,六、计数器,1. 按计数进制分：,二进制计数器、十进制计数器和,任意进制计数器,2. 按计数增减分：,加法计数器、减法计数器和可逆（加/减）计数器,3. 按触发器翻转是否同步分：,同步计数器和异步计数器,记录输入脉冲,CP,个数的电路，是极具典型性和代表性的,时序逻辑电路,。,七、中规模集成计数器,功能完善、使用方便灵活，能很方便地构成,N,进制,（任意）,计数器,。主要方法有两种：,1. 用,同步,置 0 端或置数端清零获得,N,进制计数器,根据,N,-,1 对应的二进制代码写反馈清零函数。,2. 用,异步,置 0 端或置数端清零获得,N,进制计数器,根据,N,对应的二进制代码写反馈清零函数。,当需要扩大计数器的容量时，可将多片集成计数器进行级联。如,两片16 进制集成计数器,16,16 进制计数器,两片10 进制集成计数器,10,10 进制计数器,V,A,V,B,输出端,电压控制端,高电平触发端,低电平触发端,放电端,复位端,U,CC,分压器,比较器,R,-,S,触发器,放电管,地,+,+,C1,+,+,C2,Q,Q,R,D,S,D,5K,5K,5K,T,2,4,5,6,7,8,3,1,2/3 U,CC,1/3 U,CC,555定时器的工作,第8章 脉冲电路(重点),2/3,U,CC,2/3,U,CC,1/3,U,CC,0,1,1/3,U,CC,1,1,2/3,U,CC,1/3,U,CC,0,0,R,D,S,D,V,6,V,2,比较结果,1/3 U,CC,不允许,2/3 U,CC,+,+,C1,+,+,C2,.,.,5K,5K,5K,V,A,V,B,U,CC,R,D,S,D,5,6,2,u,+,u,时，,u,o,=+,U,om,1,u,+,u,时，,u,o,=,U,om,0,V,6,V,2,2/3,U,CC,2/3,U,CC,1/3,U,CC,1/3,U,CC,Q,T,1,0,保持,导通,截止,保持,综上所述，,555,功能表为：,Q,Q,R,D,S,D,T,输出,R,D,S,D,1,0,1,0,1,1,Q,T,1,0,保持,导通,截止,保持,3,7,6,脚,2脚,2,V,CC,/,3,V,CC,/,3,大于,大于,2,V,CC,/,3,2,V,CC,/,3,V,CC,/,3,V,CC,/,3,小于,小于,小于,大于,保持,保持,R,D,晶体管,T,u,o,0,1,1,1,0,0,1,导通,导通,截止,3#,7#,Q,Q,555定时器的引脚,6,2,7,8,4,1,5,3,555,R,1,C,+,R,2,C,1,+,V,CC,u,O,一、多谐振荡器,是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生矩形脉冲。,多谐振荡器,没有稳定状态，,只有两个暂稳态。暂稳态间的相,互转换完全靠电路本身电容的充,电和放电自动完成。,改变,R,、,C,定时元件数值的,大小，可调节振荡频率。,在振荡频率稳定度要求很高的情况下，可采用,石英晶体振荡器,。,4,8,1,6,2,3,5,7,R,1,R,2,C,u,C,555,D,u,o,V,CC,u,C,0,t,V,CC,/,3,2,V,CC,/,3,构成：,0,t,u,o,输出波形,由555构成的多谐振荡器,二、单稳态触发器,可将输入的触发脉冲变换为宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲，还常用于脉冲的定时、整形、展宽（延时）等。,6,2,7,8,4,1,5,3,555,R,C,+,C,1,+,V,CC,u,O,0.01,F,u,I,单稳态触发器,有一个稳定,状态和一个暂稳态。其输出脉,冲的宽度只取决于电路本身,R、,C,定时元件的数值，与输入信,号无关。输入信号只起到触发,电路进入暂稳态的作用。,改变,R、C,定时元件的数,值可调节输出脉冲的宽度。,单稳态触发器,可由 555 定时器构成，也可用集成的单稳态触发器实现。,第,11,章,小 结,一、D/A 转换器,1. 功能：,将输入的二进制数转换成与之成正比的模拟电量。,2. 种类：,权电阻网络、,R,- 2,R,倒 T 形电阻网络,D/A 转换器。,实现数模转换有多种方式，常用的是电阻网络 D/A 转换器，包括,其中以,R,- 2,R,倒 T 形电阻网络,D/A 转换器为重点作了详,细介绍，它的特点是速度快、性能好，适合于集成工艺制造，,因而被广泛采用。,3. 分辨率和转换精度：,与,D/A 转换器的,位数,有关，位数越多，分辨率和精度越高。,二、A/D 转换器,1. 功 能：,将输入的模拟电压转换成与之成正比的二进制数。,2. 转换过程：,采样、保持、量化、编码。,采样 保持电路,A / D,转换器,采样 - 保持电路：,对输入模拟信号抽取样值，并展宽（保持）。,采样时必须满足采样定理，即,f,s, 2,f,Imax,。,量化, 对样值脉冲进行分级。,编码,将分级后的信号转换成二进制代码。,A / D 转换器：,二、A/D 转换器,3. 种类：,直接转换型和间接转换型。,直接转换型, 并联比较型（速度快、精度低）,逐次渐近型（速度较快、精度较高）,间接转换型, 双积分型（速度慢、精度高、抗干扰,能力强）,作业：,1.4,1.5,1.6，1.10,2.15 ，2.18, 2.23,4.12,4.16,4.18,5.6节触发器逻辑功能及描述方法,P298 任意计数器的构成方法 例题,6.2, 6.5，6.11,6.12,6.13,6.14,10.5 555定时器及其应用,11.1，11.3，11.2,