數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)備課筆記培訓(xùn)資料

1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)備課筆記精品文檔數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)使用教材： 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) （第四版）高等教育出版社總學(xué)時(shí)：68班級(jí)：14電子2班12課時(shí)：第一章：邏輯代數(shù)基礎(chǔ)本章的教學(xué)目的與要求：1、了解常用的數(shù)制及其轉(zhuǎn)換方法。2、理解常用碼制的編碼方法。3、理解三種最基本的邏輯關(guān)系。4、了解邏代的三條法則。5、掌握邏函的公式化簡(jiǎn)法和卡諾圖化簡(jiǎn)法。6、深入理解邏輯功能的邏輯函數(shù)表達(dá)式、真值表、邏輯圖、卡諾圖四種描述方法，并掌握它們間的轉(zhuǎn)換方法。本章的教學(xué)重點(diǎn)：1、邏函的兩種化簡(jiǎn)方法。2、邏輯功能的四種描述方法和轉(zhuǎn)換方式。本闡的教學(xué)難點(diǎn)：邏代公式化簡(jiǎn)法的技巧。1.1 概述1.1.1 數(shù)字量和模擬量模擬量

2、：隨時(shí)間是連續(xù)變化的物理量。特點(diǎn)：具有連續(xù)性。表示模擬量的信號(hào)叫做模擬信號(hào)。工作在模擬信號(hào)下的電子電路稱為模擬電路。時(shí)間、幅值上不連續(xù)的物理量。特點(diǎn)：具有離散性。表示數(shù)字量的信號(hào)叫做數(shù)字信號(hào)。工作在數(shù)字信號(hào)下的電子電路稱為數(shù)字電路01.1.2 數(shù)制和碼制、數(shù)制1、十進(jìn)制（Decimal）有十個(gè)數(shù)碼：0、1、9；逢十進(jìn)一（基數(shù)為十）；可展開(kāi)為1_4 108100 610 110 2以10為底的多項(xiàng)式如：（48.63）通式:D D annaii o10n an110 na。100a 110 1ma m 1010i2、二進(jìn)制（Binary）有兩個(gè)數(shù)碼：0、1;可展為以2為底的多項(xiàng)式。如:(101.0

3、1)b210(1 20 21 22)d(5.375)d式中：2i稱為位權(quán)。同理：用同樣方法可分析十六進(jìn)制數(shù)，此處不再說(shuō)明。卜面說(shuō)明十進(jìn)制與二進(jìn)制間的對(duì)應(yīng)關(guān)系:、數(shù)制轉(zhuǎn)換1、十進(jìn) 制二進(jìn) 制十進(jìn)制二進(jìn)制008100011910012101010103111110114100121100510113110161101411107111151111方法：按位權(quán)展開(kāi)再求和即可。整數(shù)部分：除2取余法(19) d= (10011)小數(shù)部分：乘2取整法例：( 0.625) d= (0.101) b0.625X2!1.25 X23、二f 十六方法：從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始左右四位一組，然后按二、十進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系直接寫出即

4、可。如：(110110010.11011 B= (1B2.D8) H二、碼制用不同的數(shù)碼表示不同事物的方法，就稱為編碼。為便于記憶和處理，在 編碼時(shí)必須遵循一定的規(guī)則，這些規(guī)則就稱為碼制。例如，一位十進(jìn)制數(shù)09十個(gè)數(shù)碼，用四位二進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，其代碼稱為 二一一十進(jìn)制代碼，簡(jiǎn)稱BCD代碼BCD代碼有多種不同的碼制：8421BCD碼、2421BCD碼、余3碼等,十進(jìn)制8421 碼2421 碼 (A)2421 碼(B)5211 碼余3碼余3循環(huán) 碼00000000000000000001100101000100010001000101000110200100010001000100101011130

5、0110011 00110101011001014010001000100011101110100501010101 110111000100011006011001101100100110011101701110111 二1101110010101111810001110111011011011111091001111111111111111001010權(quán)8421242124215211收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除34課時(shí)：1.2 邏輯代數(shù)中的三種基本運(yùn)算邏輯代數(shù)（布爾彳t數(shù)）用來(lái)解決數(shù)字邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)問(wèn)題。 0、1的含義在邏輯代數(shù)及邏輯電路中，0和1已不再具有值的概念。僅是借

6、來(lái)表示事物的兩種狀態(tài)或電路的兩種邏輯狀態(tài)而已。如： 真1 合1 1 高1取值；開(kāi)關(guān)；電平。假0分一0低一0參與邏輯運(yùn)算的變量叫邏輯變量，用字母 A, B表示。每個(gè)變量的取值非0即1。邏輯變量的運(yùn)算結(jié)果用邏輯函數(shù)來(lái)表示，其取值也為0和1。一、與邏輯運(yùn)算1、與邏輯定義某一事件能否發(fā)生，有若干個(gè)條件。當(dāng)所有條件都滿足時(shí)，事件才能發(fā) 生。只要一個(gè)或一個(gè)以上的條件不滿足，事件就不發(fā)生，這種決定事件的因果關(guān)系與邏輯關(guān)系2、與邏輯真值表3、與邏輯函數(shù)式Y(jié) = A?b4、與邏輯符號(hào)A 一 &B5、與邏輯運(yùn)算0?0 = 00?1 = 01?0 = 01?1 = 1或邏輯運(yùn)算1、或邏輯定義某一事件能否發(fā)生，有若干

7、個(gè)條件。只要一個(gè)或一個(gè)以上的條件滿足，事件就能發(fā)生；只有當(dāng)所有條件都不滿足時(shí)，事件就不發(fā)生，這種決定事件的因果關(guān)系或邏輯關(guān)系2、或邏輯真值表3、或邏輯函數(shù)式4、或邏輯符號(hào)Y=A+B5、或邏輯運(yùn)算0+0=0;0+1=1; 1+0=1; 1+1=1三、非運(yùn)算1、非邏輯定義條件具備時(shí)，事件不能發(fā)生；條件不具備時(shí)事件一定發(fā)生。這種決定事件 的因果關(guān)系稱為洋邏輯關(guān)系”。2、非邏輯真值表 3、非邏輯函數(shù)式4、非邏輯符號(hào)AY0110口 :一Y5、非邏 0 = 1四、幾種最常見(jiàn)的復(fù)合邏輯運(yùn)算1、與非A B C DY0 0 0 010 0 110110 00111103、與或非Y AB CDB C1.3 邏輯代

8、數(shù)的基本公式和常用公式1.3.1基本公式A0 = 0; A + 0=A; A1=A; A + 1 = 1。、交換律、結(jié)合律、分配律A+B= B + A; AB = BA。(A+B) +C=A+ (B+C) ; (AB) C = A (BC)。A (B+C) =AB+AC; A+BC= (A + B) (A + C)三、一些特殊定律重疊律:A + A = A; AA =A。反轉(zhuǎn)律:互補(bǔ)律:A A 1;AA= 0。反演律:A+ B= AB;AB = A+B。1.3.2常用公式吸收律：A + AB=AA AB A B證：左邊=A ABABA (A A)B A冗余律：AB AC BC AB AC卜面證

9、明兩個(gè)常用的等式：ab Ab ab Ab證：右邊=AB?AB (A B)(A B) AA AB BA BB=AB ABY1 AB AB A B異或函數(shù)。Y, AB AB A B A OB同或函數(shù)。AB AC AB AC證：右邊=(A B)(A C) AC AB BC AC AB 左邊。56課時(shí):1.4 、邏輯代數(shù)的基本定理1.4.1 代入定理在邏輯代數(shù)中，如將等式兩邊相同變量都代之以另一邏函，則等式依然成立。如：A AB A BWJ: AC D AC DB AC D B1.4.2 反演定理將邏函中的+”變喉“，飯“變+； 0”變1“， 1變0；原變量變反變量，反變量變?cè)兞浚眯率郊礊樵瘮?shù)

10、的反函數(shù)。如：Y (A BCD)E則：Y A(B CD) E或 A(B C D) E1.4.3 對(duì)偶定理將邏函中的+”變喉“，9“變+； 0”變1“， 1變0；變量不變，所得 新式即為原函數(shù)的對(duì)偶式。如：Y A(B C)則：Y A BC1.5 邏輯功能的描述方法1.5.1 邏輯函數(shù)表達(dá)式Y(jié) ABC ABC ABC邏函是以表達(dá)式的形式反應(yīng)邏輯功能。1.5.2 真值表上述邏函的真值表如右表所示。真值表是以表格的形式反應(yīng)邏輯功能。ABCY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0000001011110111111.5.3 邏輯圖以邏輯符號(hào)的形式反應(yīng)邏輯功能。與上述邏函對(duì)應(yīng)的邏輯電路如下邏輯

11、功能還有其它描述方法。Y1.5.4 各種邏輯功能描述方法間的轉(zhuǎn)換關(guān)系例：已知邏輯圖，求其真值表。ABY解：先由邏輯圖寫出邏函表達(dá)式，再將邏函表達(dá)式化為與或式并以此列出真值表。Y AAB BAB AABBAB A(A B) B(A B) AB AB1.6 邏函的公式化簡(jiǎn)法1.6.1 化簡(jiǎn)的意義BACY先看一例：Y AB AC與或表達(dá)式AB ACAB 7C與非與非表達(dá)式AB AC與或非表達(dá)式(A B)(A C)或與表達(dá)式A B A C或非或非表達(dá)式可見(jiàn)，同一邏函可以有多種表達(dá)方式，自然對(duì)應(yīng)有不同的實(shí)現(xiàn)電路。那么哪種實(shí)現(xiàn)電路的方案最簡(jiǎn)單呢？因此，化簡(jiǎn)就成為最重要、最有實(shí)際 意義的問(wèn)題了。1.6.2

12、化簡(jiǎn)的原則1、表達(dá)式中乘積項(xiàng)最少(所用的門最少)；2、乘積項(xiàng)中的因子最少（門的輸入端數(shù)最少）；3、化為要求的表達(dá)形式（便于用不同的門來(lái)實(shí)現(xiàn)）78課時(shí)：1.6.3 公式化簡(jiǎn)法例1:ABCDAB CDY AB AB ABC ABCD ABCD AB(1 C) AB ABCDAB AB (AB AB)CD AB AB AB AB CD AB例2:精品文檔Y ABCAD CDBDBEDABCADCD BDABC(A C)DBDABCaCdBDABC aCd例3:Y AB BC BC AB AB(C C) BC(A A) BC AB ABC ABC ABC ABC BC AB BC AC AB1.7 邏

13、函的卡諾圖化簡(jiǎn)法公式化簡(jiǎn)法建立在基本公式和常用公式的基礎(chǔ)之上，化簡(jiǎn)方便快捷，但是 它依賴于人們對(duì)公式的熟練掌握程度、經(jīng)驗(yàn)和技巧，有時(shí)化簡(jiǎn)結(jié)果是否為最簡(jiǎn) 還心中無(wú)數(shù)，而卡諾圖化簡(jiǎn)法具有規(guī)律性，易于把握。1.7.1 邏函的標(biāo)準(zhǔn)形式邏函有兩種標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)形式，即最小項(xiàng)和最大項(xiàng)表達(dá)形式，這里主要介紹最小 項(xiàng)表達(dá)形式。、最小項(xiàng)定義：設(shè)某邏函有n個(gè)變量，m是n個(gè)變量的一個(gè)乘積 項(xiàng)，若m中每個(gè)變量以原變量或反變量的形式出現(xiàn)一次且只出現(xiàn)一次，則m稱為這個(gè)邏函的一個(gè)最小項(xiàng)。如：Y(A、B、C、D)=AB CD + ABCD+ ABC是不是1、最小項(xiàng)性質(zhì)、n個(gè)變量必有且僅有2 n最小項(xiàng)約定：原變量用“1表示；A B最

14、小項(xiàng)編號(hào)0c0 001 010 011 100 101管理111ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABCm 0m 1m 2m 3反變量用“0衷示。變量數(shù)不同，相同編號(hào)所對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)名也不注：用編號(hào)表小最小項(xiàng)時(shí), 同。如，m 6:對(duì)三變量邏函為：ABC對(duì)四變量邏函為：ABCD、所有最小項(xiàng)之和恒等于1根據(jù)這一性質(zhì)知，邏函一般不會(huì)包含所有最小項(xiàng)ABCY000000100100011110001011110111112、最小項(xiàng)的求法Y (AB AB C)AB AB ABC AB _ (AB AB)C AB ABC_ ABC AB(C C) ABC ABC ABC ABC m5 m

15、3 m7 m6 m(3,5,6,7)注：邏函的最小項(xiàng)表達(dá)形式是唯一的。 在真值表中，邏函所包含的最小項(xiàng)恰是邏函取值為T所對(duì)應(yīng)的項(xiàng)，如：、最大項(xiàng)一一自學(xué)1.7.2 邏函的卡諾圖表示法一、邏輯相鄰項(xiàng)定義：在邏函的兩個(gè)最小項(xiàng)中，只有一個(gè)變量因互補(bǔ)而不同外，其余變量完全相同。如： ABC 與 ABC。顯然，在真值表中，幾何相鄰的兩個(gè)最小項(xiàng)未必滿足邏輯相鄰。那么，能否將真值表中的最小項(xiàng)重新排列從而使得幾何相鄰必邏輯相鄰呢？答案是：能，那就是真值表！四變量:、相令B項(xiàng)的合并規(guī)則 ABCD ABCD ABC兩個(gè)相鄰項(xiàng)合并可消去一個(gè)變量，如：ABCD ABCD BCD四個(gè)相鄰項(xiàng)合并可消去兩個(gè)變量，如：m4 m

16、5 m12 m13 ABCD ABCD ABCD ABCD ABC ABCm0 m2 m8 m10 BD八個(gè)相鄰項(xiàng)合并可消去三個(gè)變量，如：mo m2 mk mb m8 mio 色2 m14 D同理：十六個(gè)相鄰項(xiàng)合并可湎去四個(gè)變量；以此類推。910課時(shí)：1.7.3 邏函的卡諾圖化簡(jiǎn)法化簡(jiǎn)原則：被圈最小項(xiàng)數(shù)應(yīng)等于2n個(gè);收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔 卡諾圈應(yīng)為矩形且能大不??； 最小項(xiàng)可被重復(fù)圈但不能遺漏； 每圈至少應(yīng)包含有一個(gè)新有最小項(xiàng)例 1: Y=2m (0, 1, 3, 7) = AB BC111例 2: Y = Z mAcd或： ACD例3:Y BD ABCDY BD ABC

17、Y ABC ACD。，4,ABCAbdACDACDABC例4:Y=2 m(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14)圈1”法:00000111收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪0100CT1110/s1L.小11-1(01精品文檔Y AD CD BC AB圈0”法：依據(jù)：二丫+吊=1,即（Y+Y）包含所有最小項(xiàng)，未被 Y包含的最小項(xiàng)必被Y所包含；又= Y = 1時(shí)，Y=0, .Y = 2m （0, 15）Y ABCD ABCD , Y ABCD ABCD此例說(shuō)明：卡諾圖不僅可以化簡(jiǎn)邏函，還可以轉(zhuǎn)換表達(dá)形式。1.8約束邏函的化簡(jiǎn)法1.8.1 約束項(xiàng)和約束條件在8421BC

18、D碼中，m10m15這六個(gè)最小項(xiàng)是不允許出現(xiàn)的，我們把它們稱之為約束項(xiàng)（無(wú)關(guān)項(xiàng)、任意項(xiàng)）。2 m 10, 11, 12, 13, 14, 15） =0稱為約束條件。1.8.2 約束邏函的化簡(jiǎn)例：設(shè)A、B、C、D為一位8421BCD碼，當(dāng)C、D兩變量取值相反時(shí)，函數(shù)值取值為1,否則取值為0,試寫出邏函的最簡(jiǎn)表達(dá)解：先列出該邏輯問(wèn)題的真值表:ABCD ABCD ABCDY ABCD ABCDABCYD0 0 0 000 0 0 110 0 1010 0 1100 10 000 10 110 11010 111010 0 0010 0 11Y ACD ACD BCD收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪

19、除精品文檔若不利用約束項(xiàng)，則化簡(jiǎn)結(jié)果為:1112課時(shí)：第二章：門電路本章的教學(xué)目的與要求：1、了解二、三極管的靜態(tài)開(kāi)關(guān)特性；2、理解TTL門電路的工作原理和特性曲線；3、掌握TTL門電路的性能參數(shù)；4、了解CMOS與非門的工作原理，理解其性能參數(shù);5、理解OC、TS門的作用和特點(diǎn)。本章的教學(xué)重點(diǎn)：TTL門電路的性能參數(shù)及使用方法。本章的教學(xué)難點(diǎn)：TTL門電路的原理及特性分析。2.1概述收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔一、門電路用以實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路統(tǒng)稱為門電路。二、正、負(fù)邏輯二正邏負(fù)邏輯2.2二、三極管的開(kāi)關(guān)特性2.2.1 二極管的開(kāi)關(guān)特性導(dǎo)閉合2.2.2 三

20、極管的開(kāi)關(guān)特性通收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除 區(qū)截止區(qū)：Ib=Ic=0, Vce=V飽和區(qū)：I c = V c c /( pRc)=Ics, V c c2.3最簡(jiǎn)單的與、或、非門電路2.3.1二極管與門ABY0V0V0V3V0V0V0V3VA0V BY00Vo03Vo03V100高電平一T 約定：電平低電平一0”Y=A B一與邏輯功能。2.3.2二極管或門精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除5VR1-A 0VY=A+B 一或邏輯功能。Vcc(5V)Rc1k3.3k；T5V斤202.3.3三極管非門R2 T 10 1 kVee(-8V)VBEVi0Vv i = 0V 時(shí)VeeRR

21、1R2當(dāng)Vi=5V時(shí)設(shè)：T導(dǎo)通，則:AY01108 3.33.3 102V 。所以VT截止,Vbe = 0.7V,所以，I1Vbe ( Vee)0.7 ( 8)R2100.87 mA, BIBS因?yàn)镮bIbs,所以T飽和導(dǎo)通，v=0V。Ic=0, Vq=5VoVi VbeR15 0.7 y 1.3mA , 3.31.3 0.87 0.25mA。又精品文檔1314課時(shí)：2.4 TTL門電路2.4.1 TTL反相器一、電路結(jié)構(gòu)及工作原理3.4V0.2V1、輸入 A = 0.2V (Vil)Ti 導(dǎo)通，Vbi = 0.9V, T2、T4截止，Ibi = (Vcc VBi)/Ri=1.025mA。深度

22、 飽和，Y (輸出)=Vcc Vr2 Vbe3 Vd2= 3.4V= Voh。2、輸入 A = 3.4V (Voh)Ti集電結(jié)導(dǎo)通、T2、T4飽和，Vbi=2.1V, Ti發(fā)射結(jié)反偏，VE2 = VB1 Vbci Vbes2=2.1V0.7V 0.7V = 0.7V, Vc2= Ve3+Vces2=0.7V+0.2V = 0.9V ,所以 T3、D2截止，Vo = 0.2V。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除n )VTH一稱為閾電壓或門檻電壓，約為 1.4V三、輸入噪聲容限通常，很難保證輸入、輸 出電平在正常值上始終不變，VOH ()=2.4V;Vol (max) =0.4V。然后根據(jù)電壓傳

23、輸特性曲線由:VlVlVH (min)VH (m ax)VlnVhn (3V)(0.2V)VOH (m 1Vol (m aVil(ma x )x ) V IH (min)般大約:Vil (max) =0.8V;Vih ()=2.0V。定義:VNL = V IL (max) - VOL(max)=0.8V0.4V = 0.4V;VNH=VOH(min) Vih (min) = 2.4 V 2.0V = 0.4 V。噪聲容限反應(yīng)了門電路的抗干擾能力。2.4.2 TTL反相器輸入、輸出特性5V、輸入特性1 = f(v I)IlS一稱為輸入短路電流；IIH一稱為圖電平輸入電流、輸出特性V O= f (

24、 1 L)TRoL1、高電平輸出特性V OHRL精品文檔74系列門電路輸出高電平時(shí)的1L不能超過(guò)0.4mA2、低電平輸出特性0.2V3、扇出系數(shù)No輸出高電平時(shí)的No：NOH = I OH(max)/IlH =0.4/0.04=10。輸出低電平時(shí)的Nol :N0L = l0L(max)/IlS = 16/1=16。三、輸入端負(fù)載特性V I= f (Ri)5QVbei)Ri/(Ri+Ri)=(5 0.7)Ri/(R i+4)=4.3Ri/(Ri+4)2.4.3 TTL反相器動(dòng)態(tài)特性一一自學(xué)2.4.4 其它類型的TTL電路、與非門、或非門、與或非門等收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除、OC(Op

25、en Collector Gate)、1和 TS(Three-State Output)、精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除端問(wèn)題的提出：典型TTL門電出端不能并接使用。路的輸1、COY ABRl稱上拉電阻。VCCVOHL(m ax)一；m%HnI ihVcc VolL (m in),I lm m I il5VR &om 一個(gè)V門&之精品文檔式中：IOH 輸出三極管截止時(shí)的漏電流；Ilm 輸出三極管允許的最大電流；m負(fù)載門的個(gè)數(shù)，若負(fù)載門輸入端為或運(yùn)算，則 m應(yīng)為輸入端數(shù)2、TS 門當(dāng) EN=1 時(shí)：Y AB當(dāng)EN=0時(shí)：T3、T4均截止，輸出呈高阻態(tài)（禁態(tài)）。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)

26、聯(lián)系管理員刪除有效:高電平Y(jié)N低電平有效：& _ UAYA _B E 雖然OC門和TS門都能實(shí)現(xiàn)線與，但OC門的優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)外接不同的電 源電壓可獲得不同的輸出高電平；而 TS門的優(yōu)勢(shì)在于可方便地構(gòu)成總線結(jié)構(gòu)。如:單總線:雙總線:以下電路僅作扼要介紹。2.4.5 改進(jìn)型TTL電路74H系列、74S系列、74LS系列等。2.5 其它類型的雙極型數(shù)字集成電路ECL電路、I2L電路1718課時(shí)：2.6 CMOS門電路精品文檔2.6.1 CMOS反相器1、電路結(jié)構(gòu)及工作原理設(shè)：VddVthi+ | Vth2 I ，且 Vil=0V, Vih=Vdd。則：輸入與輸出問(wèn)為非邏輯關(guān)系。Vdd2、電壓傳輸特性

27、和電流傳輸Vo2D特性2.6.2 CMOS反相器的輸入、輸出特性id-吵 一A 0 Vdd + 0.7 Vi/V精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除2.6.3 CMOS與非門Y AB2.6.4 CMOS傳輸門和雙向開(kāi)關(guān)設(shè)：傳輸信號(hào)電壓為 10V, C=10V, C=0V, Vthi= I Vth2 | =3V。1920課時(shí)：第三章：組合邏輯電路本章的教學(xué)目的與要求：1、理解編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器等常用組合邏輯電路的工作原理，掌握它們的使用方法；2、掌握組合邏輯電路的分析方法，理解組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法；3、了解常用顯示器的工作原理；4、會(huì)用中規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)邏函；5、了解組

28、合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象。本章的教學(xué)重點(diǎn)：1、掌握組合邏輯電路的分析方法；2、會(huì)用中規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)邏函。本章的教學(xué)難點(diǎn)：集成電路各控制端的作用及使用方法。3.1 概述L組合邏輯電路數(shù)字電路時(shí)序邏輯電路組合邏輯電路的特點(diǎn):功能特點(diǎn)：任意時(shí)刻的輸出信號(hào)只與此時(shí)刻的輸入信號(hào)有關(guān)，而與信號(hào)作用前電路的輸出狀態(tài)無(wú)關(guān)。電路特點(diǎn)：不包含有記憶功能的單元電路，也沒(méi)有反饋電路。3.2 組合邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法3.2.1 組合邏輯電路的分析方法已知邏輯電路=分析邏輯功能分析步驟：?由邏輯電路寫出邏函表達(dá)式；?化簡(jiǎn)邏函并變換為與或式；?列真值表，判斷其功能。例：試分析圖示電路的邏輯功能。解：Y AABC

29、 BBC C ABC (A B C)ABC ABC ABCA B C Y00010010010001101000101011001111功能：?檢測(cè)三位二進(jìn)制碼是否相同；?檢測(cè)三臺(tái)設(shè)備的工作狀態(tài)是否相同；?檢測(cè)三個(gè)輸入信號(hào)是否相同。3.2.2 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法 已知邏輯功育L設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)步驟：?分析邏輯功能確定輸入變量、輸出函數(shù)；?列真值表；?寫出邏函表達(dá)式并化簡(jiǎn)為適當(dāng)?shù)男问剑?畫出邏輯圖并選擇適當(dāng)?shù)钠骷?shí)現(xiàn)邏函。例：電路設(shè)計(jì)一三人表決電路。=1同意； J解：設(shè)：分別用A、B、C代表三的意見(jiàn)，取值Y代表表決結(jié)果,=0不同意。ABCY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01

30、 0 11 1 01 1 10 00 10 1111通過(guò)；Y=10,未通過(guò)。Y ABC ABC ABC ABC BC AC ABBC AC ABY3.3 幾種常用的組合邏輯電路3.3.1 編碼器編碼：用文字、符號(hào)、數(shù)字表示特定對(duì)象的過(guò)程。如電話號(hào)碼、運(yùn)動(dòng)員編 號(hào)、姓名等均屬編碼。特指：把輸入的每一個(gè)高低電平信號(hào)編成一個(gè)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼的電路。、普通編碼器3位二進(jìn)制編碼器（8線一3線編碼器）:?任一時(shí)刻僅允許有一個(gè)輸入端為高電平（有效）一約束。由真值表寫出邏函表達(dá)式并利用約束項(xiàng)化簡(jiǎn)可得:o 2 1d Y Y Y5 7 32122課時(shí)：二、優(yōu)先編碼器特點(diǎn)：允許多個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)有效，但只對(duì)優(yōu)先權(quán)最高

31、的一個(gè)輸入信號(hào)進(jìn) 行編碼。? 8線一3線編碼器74LS148:電路見(jiàn)P141: F3.3.3。輸入：10 I 7 ,低電平有效；輸出：Y0 丫2 ,低電平有效。由電路易得：%（1_工）S _*。2_ I3記函SY （Il1匚萬(wàn) I3瓦-I I7）SYS 1 0 I1 I2 I3 I4 I5 1 6 1 7S YEX YSSS一稱為選通輸入端,0,編碼器工作;低電平有效1,編碼器不工作。0,表示編碼器工作且無(wú)信號(hào)輸入;Ys一稱為選通輸出端，低電平有效： Ys =1,編碼器工作且有輸入信號(hào)丫2 Yi Yo Ys Yex- - 74LS1480-0O-D-0-00QYex一稱為擴(kuò)展輸出端，低電平有效

32、。Yex=0,表示，編碼器工作且有S用二片74LS148折揩啰 改管-I54縮的碼器：Z2Z3ZlZo&Q_Q74LS148-74LS148o o 0Y2 Yi Yo Ys Yex_&Y2 Yi Yo Ys Yex10AIl I2 I3 I4 I5 I6Al A3A2AoI7A5A7A4 A6A9 A11 A13 a15A8Io I1AI120 I3 A12I5AI16I71o 線一4 線(8421BCD 碼)編碼器 74LS147電路見(jiàn)P144 F3.3.5:輸入：I oI 9 ,代表o9十個(gè)數(shù)碼；輸出：Yo Y3 ,代表一位 8421BCD 碼。集成3線一8線譯碼器74LS138,電路見(jiàn)P

33、14& F3.3.8。由電路易得：Yo A2A1A0S m0S; Yi=a2aiA0S= mS;Y7 A2AA0s m7S 0S SS2 s3一稱為譯碼控制端（使能端）。S = 0,不工作；S= 1,工作丫。丫1丫2丫3丫4丫5丫6丫774138曾*AZAR用二片138擴(kuò)展16線譯碼BCD碼（4線一10線）譯碼器8421BCD 碼譯碼器 74LS42:A3A2A1A0：輸入，表示 8421BCD 碼;Y9Yo：代表09十個(gè)數(shù)碼。丫0丫1丫2丫3丫4丫5丫6丫7丫8丫97442A3 A2A1A02324課時(shí)：三、顯示譯碼發(fā)光二極管LED;常見(jiàn)的顯示器ad D.P液晶LCD o2、BCD一b段顯示

34、譯碼器據(jù)8421BCD碼和數(shù)碼管工作原理可列出真值表:A3 A2 Ai A0Ya Yb Yc Yd Ye YfYg0 0 0011111100110000由真值表可求出各輸出端邏函表達(dá)式，如:o o o1 1 o 1 1 o 111 1 1 1 o o 1o o 1oo o 111 1 1 o o 1 1;:1 o； o r1YaA3 A2A1A0A2 A0A3 AYaA3 A2A1A0A2 A0A3A1同理可得：Yb A3A1 A2AA0 A2 A1AoYc A3A2 A2A1 Ao ,Yd A2A1Ao A2A1 Ao A2A1A0Ye A2A1 A ,Yf A3A2A0 A2A A1A0

35、Yg A3A2A1 A2A1A0。據(jù)此，可畫出邏輯電路圖。? 集成BCD碼一b段顯示譯碼器7448:YaYbYcYdYeYfYg 7448_LT BI/RBORBIA3 一A A 一Ao，一電路見(jiàn)P155 F3.3.15,其邏輯符號(hào)為：電路由兩部分組成：r譯碼部分；控制部分。?燈測(cè)試輸入信號(hào)LT:輸入，用以檢查數(shù)碼管的好壞。LT=0,七段全亮；LT =1,電路正常 譯碼。?滅零輸入信號(hào)RBI:輸入，當(dāng)RBI=0時(shí)，若輸入A3A2A1A0=0000,則七段全滅，不顯示；若A3A2A1A0W0000,則照常顯示。? 滅零輸出信號(hào)RBO :輸出，當(dāng)芯片本身處于滅零狀態(tài)（即RBI=0且A3A2AiA0

36、=0000）時(shí)，RBO =0,否則 RBO =1。利用RBI、RBO信號(hào)，在多位顯示系統(tǒng)中可以熄滅多余的零，如：003.8010,l?I RBOI 早1 RBOI 甲 RBO RBO RBII lRBO_RBjjRBO RBU IRBO RII 5V7447介紹：其功能與7448完全相同，僅是輸出為低電平有效，可作來(lái)驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極組的LED顯示器3.3.3數(shù)據(jù)選擇器Y1Y A1 AqD0A1A0D1A1 AqD2A1 A0D3、集成數(shù)據(jù)選擇器 雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74LS153:兩個(gè)數(shù)據(jù)選擇器公用地址輸入端和電源YiY2 Ai74LS153AoDio Dii D12 D13Si D20 D21 D2

37、2 D23S2ZY2526課時(shí):八選數(shù)據(jù)選擇器DIS Y A2INHCC4512 A1D0D1D2D3D4D5D6D7A0 1 11 1 - 1-CC4512:Y A2A1A0D0 A2A1A0D1A2AA0D2A2AA0D3A2A1 AoD44A1A0D5A2AA0D6 A2AA0D7功能表為:DIS INH功能00011正常工作Y = 0 （/作）輸出高阻態(tài)3.3.4加法器先看一例：1 1 0 1+ 1 0 1此例說(shuō)明：只有最低位為兩個(gè)數(shù)碼相加，其余各位 1 11都有可能是三個(gè)數(shù)碼。加得的結(jié)果必須用二位數(shù)來(lái)表10 0 10示，一位反應(yīng)本位和，一位反應(yīng)進(jìn)位。一、1位加法器?半加器s Ab a

38、bCo AB?全加器S ABCICo ABCiABCiABCI、多位加法器串行進(jìn)位:A B CIS CO0 0 00 00 0 11 00 1 01 00 1 10 11 0 01 01 0 10 11 1 00 11 1 11 1A BY(AB)0 00 11 01 10101000010103.3.5數(shù)值比較器一、1位數(shù)值比較器Y（a b） ABY（a b） ABY（a b） AB AB A BY（ab、多位數(shù)值比較器A=A 3A 2A1A0A A Avv vvB= B3 B2 Bi BoA3B3A 2 B2Ai BiAo B 0Y(ab)A3B31 It t* *iooA3B3X X1

39、B1 *ooiA3=B3* X1 KiooA3=B3A2B21 11 1ooiA3=B3A2B2AiBiB *iooA3=B3A2=B2AlBi1 IooiA3=B3A2=B2Ai=BiA0B0iooA3=B3A2=B2Ai=BiA0B0ooiA3=B3A2=B2A i = BiAo=BooioY(ab)A3B3AB3A2B2AB3A2B2A1B1AB3A2B2AiB1 Ao B0Y(aB) AB3A2B2A1B1A0BoY(aB) Y(A B) Y(a B)精品文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系2728課時(shí):3.3.6用集成器件設(shè)計(jì)組合邏輯電路-乙 AC ABC ABC一、用譯碼器設(shè)計(jì)Z2 BC

40、 ABCZ3 AB ABC例1:用74LS138實(shí)現(xiàn)下列一組邏函解：先將邏函表達(dá)為最小項(xiàng)形式: Zi= m 4+m6+m 3+m5 Z2= m 3+ m7+m iZ3= m 2+ m 3+m 5由74LS138知，在譯碼狀態(tài)下有:Y 0mo , Yi若令：A=A2 , B=A1 , C=A0,則有:乙m3m4m5m6 丫3丫4丫5丫6,mi , Y7m? o1 0ABC精品文檔Z2mim3 m7Y1Y3Y7Z3m2 m3 m5。二、用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一般說(shuō)來(lái)，4選1數(shù)選器可實(shí)現(xiàn)3變量以下的邏函，8選1數(shù)選器可實(shí)現(xiàn)4變量以下邏函，在允許添加門電路時(shí)，可實(shí)現(xiàn)任一邏函。例2:用4選1實(shí)現(xiàn)Z AC AB

41、C ABC解：Z ABC ABC ABC ABC ABC AB ABC四選一：Y A1A0D0 A1A0D1 A1A0D2 A1A0D3若令A(yù)1=A, A0=B, Y=Z,則通過(guò)比較對(duì)應(yīng)項(xiàng)可得： D0=C, D1=1, D2=C ,D3=0。A1YA0D0D1D2D3 S1I - c1c據(jù)此可畫出邏輯電路圖：例3:用8選1實(shí)現(xiàn)邏函Z ABC BD ABCDE解：若令 A2=A, Ai=B , Ao=C , Y=Z,則:Z ABCD A BCD ABC ABCD ABCD ABCDE收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除ZD 0 1ABCY AB AC AB ACY A2AiAoD0A2AiA0D

42、1A2A1AoD2A2A1A0D3A2Ai AoD4A2AiAqD5A2 A1AoD6A2A1A0D73.4組合邏輯電路中的競(jìng)爭(zhēng)一冒險(xiǎn)現(xiàn)象原因分析：當(dāng)B = C=1時(shí)，Y=A A應(yīng)包等于1但由于存在延遲時(shí)間tpd,使得G2、G3的輸入信號(hào)不同時(shí)改變，導(dǎo)致 G4輸入信號(hào)也不同時(shí)改變，遭成 G4的輸出產(chǎn)生不應(yīng)出現(xiàn)的負(fù)脈沖，該負(fù)脈沖對(duì)后續(xù)電路將產(chǎn)生造成干擾稱：A A0型冒險(xiǎn)Y A B A C AA AC AB BCG2GiA- 1A0YG3Yi G4DY當(dāng)B=C = 0時(shí)，Y= A區(qū)應(yīng)恒等于0,但考慮tpd后，輸出端出現(xiàn)了正的干 擾脈沖。稱：AA 1型冒險(xiǎn)。?判斷方法：當(dāng)其它變量取常值時(shí)，若邏函能化

43、為 A入、AA形式，則存 在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象。?消除方法：？在電路輸出端接入濾波電容。?在電路輸入端加選通脈沖。?在邏函中增加冗余項(xiàng)。精品文檔2930課時(shí)：第四章：觸發(fā)器本章的教學(xué)目的要求：1、理解基本RS、同步RS、主從、維持阻塞觸發(fā)器的工作原理及動(dòng)作特 點(diǎn)；2、掌握RS、JK、D、T、T觸發(fā)器的邏輯功能；3、掌握觸發(fā)器邏輯功能的描述方法及其內(nèi)在聯(lián)系；4、了解觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。本章的教學(xué)重點(diǎn)：1、觸發(fā)器的邏輯功能；2、觸發(fā)器邏輯功能的描述方法。本章的教學(xué)重點(diǎn)：主從型、維持阻塞型觸發(fā)器的工作原理。4.1 概述具有記憶功能的邏輯單元稱為觸發(fā)器。觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序電路的基本單 元。特點(diǎn)：? 具有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)“0”和1”；? 根據(jù)需要可以置“0”、置1”。分類:RSJK功能I D ;T4.2 觸發(fā)器4.2.1 基本RS觸發(fā)器一、電路結(jié)構(gòu)基本RS同步RS結(jié)構(gòu)主從型邊沿型RSd?兩與非門交叉耦合而成0?用Q端的狀態(tài)表示