数字电子技术期末总结.ppt

总结 组合逻辑电路 时序逻辑电路 1 特点 分析 设计 2 常用功能器件 定义 功能 集成芯片应用编码器 译码器 数据选择器 数据分配器 比较器 加法器 1 特点 分析 设计 2 常用功能器件 定义 功能 集成芯片应用计数器 寄存器 门电路构成 触发器电路构成 简化 逻辑代数 基本定律和恒等式 组合逻辑电路的分析步骤 组合逻辑电路分析方法 1 由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式 2 化简和变换逻辑表达式 3 列出真值表 4 根据真值表或逻辑表达式 经分析最后确定其功能 根据已知逻辑电路 经分析确定电路的的逻辑功能 例分析逻辑电路的功能 解 1 由逻辑图逐级写出逻辑表达式 为了写表达式方便 借助中间变量P 2 化简与变换 3 由表达式列出真值表 4 分析逻辑功能 当A B C三个变量不一致时 电路输出为 1 所以这个电路称为 不一致电路 1 逻辑抽象 约定 根据实际逻辑问题的因果关系确定输入 输出变量 并定义逻辑状态的含义 2 根据逻辑描述列出真值表 3 由真值表写出逻辑表达式 5 画出逻辑图 4 根据器件的类型 简化和变换逻辑表达式 一 组合逻辑电路的设计步骤 根据实际逻辑问题 求出所要求逻辑功能的最简单逻辑电路 组合逻辑电路的设计 例试用与非门设计一个组合逻辑电路 它接收一位8421BCD码B3 B2 B1 B0 仅当2 B3B2B1B0 7时 输出Y才为1 用译码器实现逻辑函数的步骤 1 写出逻辑函数的最小项和的形式 2 将逻辑函数的最小项和的表达式变换成与非与非式 3 画出接线图 4 如果函数为4变量函数 用3 8线译码器实现 则需先用两片3 8线译码器扩展成4 16线译码器 在此基础上进行以上步骤 例1试用译码器和门电路实现逻辑函数 解 将逻辑函数转换成最小项表达式 再转换成与非 与非形式 m3 m5 m6 m7 用一片74138加一个与非门就可实现该逻辑函数 利用8选1数据选择器组成函数产生器的一般步骤 a 将函数变换成最小项表达式 b 使器件处于使能状态 c 地址信号S2 S1 S0作为函数的输入变量 d 处理数据输入D0 D7信号电平 逻辑表达式中有mi 则相应Di 1 其他的数据输入端均为0 要实现的逻辑函数中的变量个数与数据选择器的地址输入端的个数相同 将变量与数据选择器的地址输入端一一对应即可 如果要实现的逻辑函数中的变量个数与数据选择器的地址输入端的个数不同 不能用前述的简单办法 应分离出多余的变量 把它们加到适当的数据输入端 例2试用8选1数据选择器74X151实现单输出组合逻辑函数 解法一 其中 S2 A S1 B S0 C 比较Y与L 当D5 D7 1 D0 D1 D2 D4 0时 Y L 一 不同逻辑功能的触发器国际逻辑符号 D触发器 JK触发器 T触发器 RS触发器 D触发器 1 特性表 2 特性方程 Qn 1 D 3 状态图 3 状态转换图 2 特性方程 JK触发器 T触发器 特性方程 状态转换图 逻辑符号 T 触发器 国际逻辑符号 特性方程 时钟脉冲每作用一次 触发器翻转一次 时序逻辑电路分析的一般步骤 1 观察电路的结构 确定电路是同步时序逻辑电路还是异步时序逻辑电路 是米里型电路还是莫尔型电路 确定电路的逻辑功能 3 列出状态转换表或画出状态图和波形图 2 根据给定的时序电路图 写出下列各逻辑方程式 1 写出各触发器的时钟方程 2 写出时序逻辑电路的输出方程 3 写出各触发器的驱动方程 4 将各触发器的驱动方程代入其特性方程 求得各触发器的次态方程 例1试分析如图所示时序电路的逻辑功能 二 同步时序逻辑电路分析举例 电路是由两个T触发器组成的同步米里型时序电路 解 1 观察电路的结构 一 米里型同步时序逻辑电路的分析 2 根据电路列出三个方程组 激励方程组 T0 AT1 AQ0 输出方程组 Y AQ1Q0 将激励方程组代入T触发器的特性方程得状态方程组 3 根据状态方程组和输出方程列出状态表 Y AQ1Q0 4 画出状态图 5 画出时序图 6 逻辑功能分析 观察状态图和时序图可知 电路是一个由信号A控制的可控二进制计数器 当A 0时停止计数 电路状态保持不变 当A 1时 在CP上升沿到来后电路状态值加1 一旦计数到11状态 Y输出1 且电路状态将在下一个CP上升沿回到00 输出信号Y的下降沿可用于触发进位操作 设计同步时序逻辑电路的一般步骤 同步时序电路的设计过程 1 根据给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表 2 状态化简 求出最简状态图 合并等价状态 消去多余状态的过程称为状态化简 等价状态 在相同的输入下有相同的输出 并转换到同一个次态去的两个状态称为等价状态 3 状态编码 状态分配 4 选择触发器的类型 6 画出逻辑图并检查自启动能力 给每个状态赋以二进制代码的过程 根据状态数确定触发器的个数 5 求出电路的激励方程和输出方程 选取编码方案的原则应有利于所选触发器的驱动方程及电路输出方程的简化和电路的稳定 例5 11设计一个101脉冲序列检测电路 X为输入 Z为输出 当检测到X连续输入101时Z 1 否则Z 0 X输入的101序列中最后一个1不可以当作下一个序列的第一个1 如X 01010110100 则Z 00010000100 1 逻辑抽象 建立原始状态图 解 设计一个米里型 前面的1不作为后面101序列的开始 不可重叠 的序列检测器 根据题意设定电路状态 S0 表示初始状态或没收到1时的状态 S1 收到一个1后的状态 S2 连续收到10后的状态 建立原始状态图和原始状态表 3 状态分配 三个状态 至少需要2个触发器 两个触发器有四种组合 00 01 10 11 设S0 00 S1 01 S2 10 得到编码后的状态图和状态表 4 选定触发器类型 求出电路的驱动方程和输出方程 驱动信号 5 根据驱动方程和输出方程 画出逻辑电路图 6 画出完整的状态图 检查电路的自启动 7 101检测器的输出波形 试设计一个0011序列检测器 带引脚名的逻辑符号 带引脚名的逻辑符号 带引脚名的逻辑符号 用RCO端来实现 完整状态转换图 3 电路振荡周期TT T1 T2 0 7 R1 2R2 C 4 电路振荡频率f