數(shù)字電路期末總復(fù)習(xí)大綱

1、本文格式為word版，下載可任意編輯數(shù)字電路期末總復(fù)習(xí)大綱 數(shù)字電路期末總復(fù)習(xí)大綱 第 1 章 數(shù)字規(guī)律概論 一、進(jìn)位計(jì)數(shù)制 1.十進(jìn)制與二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換 2.二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換 3.二進(jìn)制數(shù)與 16 進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換 二、基本規(guī)律門(mén)電路 第 2 章 規(guī)律代數(shù) 表示規(guī)律函數(shù)的方法，歸納起來(lái)有：真值表，函數(shù)表達(dá)式，卡諾圖，規(guī)律圖及波形圖等幾種。 一、規(guī)律代數(shù)的基本公式和常用公式 1）常量與變量的關(guān)系+0與 +11 與 1 與 0 2）與一般代數(shù)相運(yùn)算規(guī)律 a.交換律：+ b.結(jié)合律：（+）+（+） c.安排律： ） = 10 0= aa a+ a aa b b a = ) ( ) ( c b a

2、 c b a = ) ( c b a + b a c a) )() ( c a b a c b a + + = + 3）規(guī)律函數(shù)的特別規(guī)律 a.同一律：+ b.摩根定律： ， b.關(guān)于否定的性質(zhì) 二、規(guī)律函數(shù)的基本規(guī)章 代入規(guī)章 在任何一個(gè)規(guī)律等式中，假如將等式兩邊同時(shí)消失某一變量的地方，都用一個(gè)函數(shù)表示，則等式仍舊成立，這個(gè)規(guī)章稱(chēng)為代入規(guī)章 例如： 可令 則上式變成 三、規(guī)律函數(shù)的：公式化簡(jiǎn)法 公式化簡(jiǎn)法就是利用規(guī)律函數(shù)的基本公式和常用公式化簡(jiǎn)規(guī)律函數(shù)，通常，我們將規(guī)律函數(shù)化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)的與或表達(dá)式 1）合并項(xiàng)法： 利用+ 或 ,將二項(xiàng)合并為一項(xiàng)，合并時(shí)可消去一個(gè)變量 例如： 2）汲取法 利用公

3、式 ，消去多余的積項(xiàng)，依據(jù)代入規(guī)章b a b a = + b a b a + = ac b a c b a + c bl a l a + c b a l a = 1 = + a a a b a b a = = b a c c b a c b a c b a = + = + ) (a b a a = + b a 可以是任何一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)律式 例如 化簡(jiǎn)函數(shù) 解：先用摩根定理綻開(kāi)： 再用汲取法 3）消去法 利用 消去多余的因子 例如，化簡(jiǎn)函數(shù) 解： = = = 4)配項(xiàng)法 利用公式 將某一項(xiàng)乘以（ ），即乘以 1，然后將其折成幾項(xiàng)，再與其它項(xiàng)合并。 例如：化簡(jiǎn)函數(shù) e b d a ab + +ab

4、b a+e b d a ab + +e b d a b a + + +) ( ) ( e b b d a a + + +) 1 ( ) 1 ( e b b d a a + + +b a+b a b a a + = +abc e b a b a b a + + +abc e b a b a b a + + +) ( ) ( abc b a e b a b a + + +) ( ) ( bc b a e b b a + + +) )( ( ) )( ( c b b b a b b c b a + + + + +) ( ) ( c b a c b a + + +ac b a c a b a + +

5、+c b a b a + +c a b a bc c a b a + = + + a a+b a c b c b b a + + + 解： 2.應(yīng)用舉例 將下列函數(shù)化簡(jiǎn)成最簡(jiǎn)的與或表達(dá)式 1） 2)l= 3)l= 解：1） = = = = = 2)l= = = = b a c b c b b a + + +) ( ) ( c c b a c b a a c b b a + + + + + c b a bc a c b a c b a c b b a + + + + + ) ( ) ( ) ( bc a c b a c b a c b c b a b a + + + + + ) ( ) 1 (

6、) 1 ( b b c a a c b c b a + + + + + c a c b b a + + a d dce bd b a + + +ac c b b a + +abcd c b c a ab + + +a d dce bd b a + + +dce a b d b a + + + ) (dce a b d b a + +dce b a d b a + +dce ab b a d b a + + + ) )( (dce d b a + +d b a +ac c b b a + +ac c b c c b a + + + ) (ac c b c b a c b a + + +) 1 (

7、 ) 1 ( a c b b ac + + + = 3)l= = = = 四、規(guī)律函數(shù)的化簡(jiǎn)卡諾圖化簡(jiǎn)法： 卡諾圖是由真值表轉(zhuǎn)換而來(lái)的，在變量卡諾圖中，變量的取值挨次是按循環(huán)碼進(jìn)行排列的，在與或表達(dá)式的基礎(chǔ)上，畫(huà)卡諾圖的步驟是： 1.畫(huà)出給定規(guī)律函數(shù)的卡諾圖，若給定函數(shù)有 個(gè)變量，表示卡諾圖矩形小方塊有 個(gè)。 2.在圖中標(biāo)出給定規(guī)律函數(shù)所包含的全部最小項(xiàng)，并在最小項(xiàng)內(nèi)填 1，剩余小方塊填 0. 用卡諾圖化簡(jiǎn)規(guī)律函數(shù)的基本步驟： 1.畫(huà)出給定規(guī)律函數(shù)的卡諾圖 2.合并規(guī)律函數(shù)的最小項(xiàng) 3.選擇乘積項(xiàng)，寫(xiě)出最簡(jiǎn)與或表達(dá)式 選擇乘積項(xiàng)的原則： 它們?cè)诳ㄖZ圖的位置必需包括函數(shù)的全部最小項(xiàng) 選擇的乘積項(xiàng)

8、總數(shù)應(yīng)當(dāng)最少 c b ac +abcd c b c a ab + + +abcd a a c b c a ab + + + + ) (abcd c b a c ab c a ab + + + +) ( ) ( c b a c a abcd c ab ab + + + +) 1 ( ) 1 ( b c a cd c ab + + + +c a ab +nn2 每個(gè)乘積項(xiàng)所包含的因子也應(yīng)當(dāng)是最少的 例 1.用卡諾圖化簡(jiǎn)函數(shù) 解：1.畫(huà)出給定的卡諾圖 2.選擇乘積項(xiàng)： 例 2.用卡諾圖化簡(jiǎn) 解：1.畫(huà)出給定 4 變量函數(shù)的卡諾圖 2.選擇乘積項(xiàng) 設(shè)到最簡(jiǎn)與或表達(dá)式 例 3.用卡諾圖化簡(jiǎn)規(guī)律函數(shù) 解：

9、1.畫(huà)出 4 變量卡諾圖 2.選擇乘積項(xiàng)，設(shè)到最簡(jiǎn)與或表達(dá)式 第 3 章 規(guī)律門(mén)電路 門(mén)電路是構(gòu)成各種簡(jiǎn)單集成電路的基礎(chǔ)，本章著重理解 ttl和 cmos 兩類(lèi)集成電路的外部特性：輸出與輸入的規(guī)律關(guān)系，電壓傳輸特性。 1.ttl 與 cmos 的電壓傳輸特性 開(kāi)門(mén)電平 保證輸出為額定低電平 時(shí)所允許的最小輸入高電平值 在標(biāo)準(zhǔn)輸入規(guī)律時(shí)， 1.8 關(guān)門(mén) 保證輸出額定高電平 90%的狀況下，允許的最大輸c b a c b a abc bc a + + +c b a bc ac + +c b a d c a c b cd b abcd f + + + = ) (c b a d b a c b + +

10、) 14 , 12 , 10 , 7 , 5 , 4 , 3 , 1 ( m d ac d c b d a + +onvonvoffv1100 01 10 11 abc11 10ab00000101111110101 11 11 11 1ab 0000010111111010m 1 m 0 m 2 m 3m 4 m 5 m 6 m 7m 11 m 8 m 9 m 10m 12 m 13 m 14 m 151 11 1 11 11v o0.5 1 1.5 2 2.5 3v i123v nlv offv onv nha bcd e0.30.8v ilv ih1.8 入低電平值，在標(biāo)準(zhǔn)輸入規(guī)律時(shí)，

11、0.8 為規(guī)律 0 的輸入電壓 典型值 0.3 為規(guī)律的輸入電壓 典型值 3.0 為規(guī)律的輸出電壓 典型值 3.5 為規(guī)律 0 的輸出電壓 典型值 0.3 對(duì)于 ttl：這些臨界值為 ， , 低電平噪聲容限： 高電平噪聲容限： 例：7400 的 它的高電平噪聲容限 31.81.2 它的低電平噪聲容限 0.80.30.5 2.ttl 與 coms 關(guān)于規(guī)律 0 和規(guī)律 1 的接法 7400 為 cmos 與非門(mén)采納+5電源供電，輸入端在下面四種接法下都屬于規(guī)律 0 輸入端接地 輸入端低于 1.5的電源 輸入端接同類(lèi)與非門(mén)的輸出電壓低于 0.1 輸入端接 10 電阻到地 74ls00 為 ttl

12、與非門(mén)，采納+5電源供電，采納下列 4 種接法都屬于規(guī)律 1 offvilvilvihvihvohvohvolvolvv v oh 4 . 2min= v v ol 4 . 0max =v v ih 0 . 2min= v v il 8 . 0max =il off nlv v v - =on ih nhv v v - =v v oh 5 . 2min=） （v v ol 4 . 0(=出最?。﹙ v ih 0 . 2min=） （v v il 7 . 0max=） （on ih nhv v v - =il off nlv v v - =w k 輸入端懸空 輸入端接高于 2電壓 輸入端接同類(lèi)與

13、非門(mén)的輸出高電平 3.6 輸入端接 10 電阻到地 第 4 章 組合規(guī)律電路 一、組合規(guī)律電路的設(shè)計(jì)方法 依據(jù)實(shí)際需要，設(shè)計(jì)組合規(guī)律電路基本步驟如下： 1.規(guī)律抽象 分析設(shè)計(jì)要求，確定輸入、輸出信號(hào)及其因果關(guān)系 設(shè)定變量，即用英文字母表示輸入、輸出信號(hào) 狀態(tài)賦值，即用 0 和 1 表示信號(hào)的相關(guān)狀態(tài) 列真值表，依據(jù)因果關(guān)系，將變量的各種取值和相應(yīng)的函數(shù)值用一張表格一一列舉，變量的取值挨次按二進(jìn)制數(shù)遞增排列。 2.化簡(jiǎn) 輸入變量少時(shí)，用卡諾圖 輸入變量多時(shí)，用公式法 3.寫(xiě)出規(guī)律表達(dá)式，畫(huà)出規(guī)律圖 變換最簡(jiǎn)與或表達(dá)式，得到所需的最簡(jiǎn)式 依據(jù)最簡(jiǎn)式，畫(huà)出規(guī)律圖 例，設(shè)計(jì)一個(gè) 8421bcd 檢碼電

14、路，要求當(dāng)輸入量 abcd3 或7時(shí)，電路輸出為高電平，試用最少的與非門(mén)實(shí)現(xiàn)該電路。 w k 解：1.規(guī)律抽象 分由題意，輸入信號(hào)是四位 8421碼為十進(jìn)制，輸出為高、低電平； 設(shè)輸入變量為 dcba，輸出變量為； 狀態(tài)賦值及列真值表 由題意，輸入變量的狀態(tài)賦值及真值表如下表所示。 2.化簡(jiǎn) 由于變量個(gè)數(shù)較少，幫用卡諾圖化簡(jiǎn) 3.寫(xiě)出表達(dá)式 經(jīng)化簡(jiǎn)，得到 4.畫(huà)出規(guī)律圖 二、用組合規(guī)律集成電路構(gòu)成函數(shù) 74ls151 的規(guī)律圖如右圖圖中， 為輸入使能端，低電平有效 為地址輸入端， 為數(shù)據(jù)選擇輸入端， 、 互非的輸出端，其菜單如下表。 c b a d b a l + + =e0 1 2s s s

15、7 0 d d y ya b c d l0 0 0 00 0 00 0 00 00 0 00 00 000 0 00 00 000 000111 111 11 11 1 111111111111 111 11 11 1 11110000011ab cd 000001011111101 1 11 100 0 0 01111000000 0=1000 0abcdlbdac = 其中 為 的最小項(xiàng) 為數(shù)據(jù)輸入 當(dāng) 1 時(shí)，與其對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)在表達(dá)式中消失 當(dāng) 0 時(shí)，與其對(duì)應(yīng)的最小項(xiàng)則不會(huì)消失 利用這一性質(zhì)，將函數(shù)變量接入地址選擇端，就可實(shí)現(xiàn)組合規(guī)律函數(shù)。 利 用 入 選 一 數(shù) 據(jù) 選 擇 器 74

16、ls151 產(chǎn) 生 邏 輯 函 數(shù) 解：1）將已知函數(shù)變換成最小項(xiàng)表達(dá)式 2)將 轉(zhuǎn)換成 74ls151 對(duì)應(yīng)的輸出形式 = 在表達(dá)式的第 1 項(xiàng) 中 為反變量，、為原變量，故011 在表達(dá)式的第項(xiàng) ，中 a、c 為反變量，為 原變量，故101 同理 =111 y0 1 2 7 0 1 2 2 0 1 2 1 0 1 2 0. s s s d s s s d s s s d s s s d + + + +iyi iiid m =70im0 1 2s s sidididab c b a bc a l + + =ab c b a bc a + +) ( c c ab c b a bc a + +

17、+c ab abc c b a bc a + + +c ab abc c b a bc a l + + + =iyi iid m =70bc a abc a 3mc b a bc b a 5mabc 7m74ls151d 0d 1d 2d 3d 4d 5d 6d 7s 0 s 1 s 2e1a b cl =110 這樣 將 74ls151 中 m 取 1 即 1 取 0，即 0 由此畫(huà)出實(shí)現(xiàn)函數(shù) 的規(guī)律圖如下圖示。 第 5 章 鎖存器和觸發(fā)器 一、觸發(fā)器分類(lèi)：基本 r-s 觸發(fā)器、同步 rs 觸發(fā)器、同步觸發(fā)器、 主從 r-s 觸發(fā)器、主從 jk 觸發(fā)器、邊沿觸發(fā)器上升沿觸發(fā)器（觸發(fā)器、jk

18、觸發(fā)器）、下降沿觸發(fā)器（觸發(fā)器、jk 觸發(fā)器） 二、觸發(fā)器規(guī)律功能的表示方法 觸發(fā)器規(guī)律功能的表示方法，常用的有特性表、卡諾圖、特性方程、狀態(tài)圖準(zhǔn)時(shí)序圖。 對(duì)于第 5 章 表示規(guī)律功能常用方法有特性表，特性方程準(zhǔn)時(shí)序圖 對(duì)于第 6 章 上述 5 種方法其本用到。 三、各種觸發(fā)器的規(guī)律符號(hào)、功能及特性方程 1.基本 r-s 觸發(fā)器 規(guī)律符號(hào) 規(guī)律功能 特性方程： 若 ，則 c ab 6m7 7 6 6 5 5 3 3d m d m d m d m + + +7 6 5 3d d d d 、 、 、7 6 5 3d d d d = = =4 2 1 0d d d d 、 、 、4 2 1 0d d

19、 d d = = =c ab abc c b a bc a + + +0 , 1 = = s r 01=+ nq sr 若 ，則 （約束條件） 若 ，則 若 ，則 1（不允許消失） 2.同步 rs 觸發(fā)器 （cp1 期間有效） 若 ，則 （約束條件） 若 ，則 若 ，則 若 ，則 1 處于不穩(wěn)定狀態(tài) 3.同步觸發(fā)器 特性方程 (cp=1 期間有效) 4.主從 r-s 觸發(fā)器 特性方程 (作用后) 約束條件 規(guī)律功能 若 ，cp 作用后， 若 ，cp 作用后， 若 ，cp 作用后， 若 ，cp 作用后，處于不穩(wěn)定狀態(tài) note: cp 作用后指由 0 變?yōu)?1，再由 1 變?yōu)?0 時(shí) n nq

20、r s q + =+10 , 0 = = s r 11=+ nq0 = s r 0 , 1 = = s rn nq q =+11 , 1 = = s r q q =n nq r s q + =+10 , 1 = = s r 01=+ nq0 = s r 0 , 0 = = s r 11=+ nq0 , 1 = = s rn nq q =+11 , 1 = = s r q q =d q n =+1n nq r s q + =+10 = s r0 , 1 = = s r 01=+ nq1 , 0 = = s r 11=+ nq0 , 0 = = s rn nq q =+11 , 1 = = s r

21、setclrsrscpsetclrd dcpqsetclrsrscpr 5.主從 jk 觸發(fā)器 特性方程為： (cp 作用后) 規(guī)律功能 若 ，cp 作用后， 若 ，cp 作用后， 若 ，cp 作用后， (保持) 若 ，cp 作用后， (翻轉(zhuǎn)) 7.邊沿觸發(fā)器 邊沿觸發(fā)器指觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)在 cp 產(chǎn)生跳變時(shí)刻發(fā)生， 邊沿觸發(fā)器分為：上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā) 1）邊沿觸發(fā)器 上升沿觸發(fā)器 其特性方程 (cp 上升沿到來(lái)時(shí)有效) 下降沿觸發(fā)器 其特性方程 (cp 下降沿到來(lái)時(shí)有效) 2）邊沿 jk 觸發(fā)器 上升沿 jk 觸發(fā)器 其特性方程 (cp 上升沿到來(lái)時(shí)有效) 下降沿 jk 觸發(fā)器 其特性

22、方程 (cp 下降沿到來(lái)時(shí)有效) 3）觸發(fā)器 上升沿觸發(fā)器 n n nq k q j q + =+10 , 1 = = k j 11=+ nq1 , 0 = = k j 01=+ nq0 , 1 = = k jn nq q =+11 , 1 = = k jn nq q =+1d q n =+1d q n =+1n n nq k q j q + =+1n n nq k q j q + =+1jksetclrcpjksetclrd dcpsetclrd dcpjksetclrjkjksetclrcpjk1ttcp 其特性方程 (cp 上升沿到來(lái)時(shí)有效) 下降沿觸發(fā)器 其特性方程: (cp 下降沿到

23、來(lái)時(shí)有效) 例：設(shè)圖所示電路中，已知端的波形如圖所示，試畫(huà)出及端波形，設(shè)觸發(fā)器初始狀態(tài)為 0. 由于所用觸發(fā)器為下降沿觸發(fā)的觸發(fā)器， 其特性方程為 (cp 下降沿到來(lái)時(shí)) =cp 時(shí)刻之前 ， 0，0 cp=b=0 0=0 時(shí)刻到來(lái)時(shí) ，1 cp=b=1 0=1 不變 時(shí)刻到來(lái)時(shí) 0， ，故 b=cp=0，當(dāng) cp 由 1 變?yōu)? 時(shí)， 1 當(dāng) 1，而 a=0 cp=1 時(shí)刻到來(lái)時(shí)，a=1， cp=a =0 當(dāng) cp0 時(shí)， 0 當(dāng) 時(shí)，由于 a=1，故 cp=a =1 圖圖 n nq t q =+1n nq t q =+1d q n =+1 nqnq a1t 1 =nqnq1t 0 =nq

24、0 =nq2t 0 =nq=+1 nqnq 0=+1 nq 3t 1 =nq nq=+1 nqnq01=+ nq nq1ttcpsetclrd=1000abab cpqt 1 t 2 t 3 t 4t 4 若電路如圖 c 所示，設(shè)觸發(fā)器初始狀態(tài)為 0，c 的波形如圖 d所示,試畫(huà)出及端的波形 當(dāng)特性方程 （cp 下降沿有效） 時(shí)刻之前，a=0, q=0, cp=b= 時(shí)刻到來(lái)時(shí) 1， 故 cp=b= 當(dāng) cp 由 1 變?yōu)?0 時(shí)， 1 當(dāng) 1 時(shí)，由于 a=1,故 cp ， 不變 時(shí)刻到來(lái)時(shí)， 0， 1，故 cp=b= 此時(shí)，cp 由 1 變?yōu)?0 時(shí)， 0 當(dāng) 0 時(shí)，由于0 故 cp=0

25、 0=1 時(shí)刻到來(lái)時(shí)，由于 a=1，而 0，故 cp 當(dāng) cp 由 1 變?yōu)?0 時(shí)， 1 當(dāng)1 時(shí)，由于1，故 圖 c 圖 d 例：試寫(xiě)出如圖示電路的特性方程，并畫(huà)出如圖示給定信號(hào)cp、作用下端的波形，設(shè)觸發(fā)器的初始狀態(tài)為 0. d q n =+1 nq1t 1 = nq a1t 0 =nq 0 0 1 = = nq a=+1 nqnqnq 1 1nq2t qnq 0 1= a=+1 nqnqnq 3tnq 0 = nq a=+1 nqnq1 1 1 = setclrd=000bat 1 t 2 t 3 t 4aqb cpjksetclrcpjk000=1000abcp 解：由題意該觸發(fā)器為

26、下降沿觸發(fā)器 jk 觸發(fā)器其特性方程 （cp 下降沿到來(lái)時(shí)有效） 其中 由 jk 觸發(fā)器功能： j=1,k=0cp 作用后 1 j=0,k=0cp 作用后 0 j=0,k=0cp 作用后 j=1,k=1cp 作用后 第 6 章時(shí)序規(guī)律電路分類(lèi) 一、時(shí)序規(guī)律電路分類(lèi) 時(shí)序規(guī)律電路分為同步時(shí)序規(guī)律電路和異步時(shí)序規(guī)律電路，時(shí)序規(guī)律電路通常由組合規(guī)律電路和存貯電路兩部分組成。 二、同步時(shí)序電路分析 分析步驟：確定電路的組成部分 確定存貯電路的即刻輸入和時(shí)序電路的即刻輸出規(guī)律式 確定電路的次態(tài)方程 列出電路的特性表和驅(qū)動(dòng)表 由特性表和驅(qū)動(dòng)表畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 電路特性描述。 例：分析如下圖示同步時(shí)序電路的規(guī)

27、律功能 n n nq k q j q + =+1b a j = b a k + =+1 nq=+1 nq=+1 nqnq=+1 nqnqt 1 t 2 t 3 t 4 t 5acpbjkq 解：確定電路的組成部分 該電路由 2 個(gè)上升沿觸發(fā)的 t 觸發(fā)器和兩個(gè)與門(mén)電路組成的時(shí)序電路 確定存貯電路的即刻輸入和時(shí)序電路的即刻輸出 存貯電路的即刻輸入：對(duì)于 ： 對(duì)于 ： 時(shí)序電路的即刻輸出： 確定電路的狀態(tài)方程 對(duì)于 ： 對(duì)于 ： 列出狀態(tài)表和真值表 由于電路有 2 個(gè)觸發(fā)器，故可能消失狀態(tài)分別為 00、01、10、11 設(shè) 0ff a t o =1ffnoaq t0=n n qaq i0 1=0f

28、fn nq a q010 =+1ffn n nq aq q1 011) ( =+000 0 0= =n n s010 0 1= =n n s100 1 2= =n n s110 1 3= =n n s1t000000 0cpa1tq 0q 0q 1q 1ff 0 ff 1z000 01 111q 1nq 0n0 0 0a=0 a=1q 1n+1q 0n+1z0 010 01 0 100 100 110 111 00q 1nq 0n0a=0 a=1q 1n+1q 0n+1z000s 0s 1s 2s 3s 0s 1s 2s 30001s 1s 2s 3s 0 電路狀態(tài)圖為 電路的特性描述 由狀態(tài)

29、圖，該電路是一個(gè)可控模 4 加法計(jì)數(shù)器，當(dāng) a=1 時(shí)，在 cp 上升沿到來(lái)后電路狀態(tài)值加 1，一旦計(jì)數(shù)到 11 狀態(tài)，y=1，電路狀態(tài)在下一個(gè) cp 上升沿加到 00，輸出信號(hào) y 下降沿可用于觸發(fā)器進(jìn)位操作，當(dāng) a=0 時(shí)停止計(jì)數(shù)。 例：試分析下圖示電路的規(guī)律功能 解：確定電路的組成部分 該電路由 3 個(gè)上升沿觸發(fā)的 d 觸發(fā)器組成 確定電路的太方程 對(duì)于 ： （cp 上升沿到來(lái)有效） 對(duì)于 ： （cp 上升沿到來(lái)有效） 0ffn nq d q2 010= =+1ffn nq d q0 111= =+s 0 s 1s 2 s 3z a0 00 10 00 10 1q 1 q 01 10 0

30、0 0setclrdsetclrdsetclrdcprdff 0 ff 1 ff 2 對(duì)于 ： （cp 上升沿到來(lái)有效） 列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值表 由狀態(tài)表轉(zhuǎn)換真值表畫(huà)出如下圖示狀態(tài)圖 、 、 、 、 、 這 6 個(gè)狀態(tài)，形成了主循環(huán)電路， 、為無(wú)效循環(huán) 規(guī)律功能分析 由狀態(tài)圖可以看出，此電路正常工作時(shí)，每經(jīng)過(guò) 6 個(gè)時(shí)鐘脈沖作用后，電路的狀態(tài)循環(huán)一次，因此該電路為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，電路中有 2 個(gè)無(wú)效狀態(tài)，構(gòu)成無(wú)效循環(huán)，它們不能自動(dòng)回到主循環(huán)，故電路沒(méi)有自啟動(dòng)力量。 2ffn nq d q1 212= =+0s1s3s7s6s4s2s5s1 0 0000111 10 1 1 11 1 111 11 1

31、 10 101q 1nq 2nq 1n+1q 2n+10001000 000 00 00 00q 0nq 0n+11 11 1 0q 1nq 2nq 1n+1q 2n+1q 0nq 0n+1s 0s 0s 1s 1s 2s 2s 3s 3s 4s 4s 5s 5s 6s 6s 7s 7s 0 s 1 s 3 s 2s 4 s 6s 7 s5有效循環(huán)無(wú)效循環(huán) 三、同步時(shí)序電路設(shè)計(jì) 同步時(shí)序設(shè)計(jì)一般按如下步驟進(jìn)行： 1）依據(jù)設(shè)計(jì)要求畫(huà)出狀態(tài)規(guī)律圖； 2）狀態(tài)化簡(jiǎn)； 3）狀態(tài)安排； 4）選定觸發(fā)器的類(lèi)型，求輸出方程、狀態(tài)方程和驅(qū)動(dòng)方程； 5）依據(jù)方程式畫(huà)出規(guī)律圖； 6）檢查電路能否自啟動(dòng)，如不能自啟

32、動(dòng)，則應(yīng)實(shí)行措施加以解決。 例：用 jk 觸發(fā)器設(shè)計(jì)一同步時(shí)序電路，其狀態(tài)如下表所示，分析如圖示同步時(shí)序電路。 解： 由題意，狀態(tài)圖已知，狀態(tài)表已知。故進(jìn)行狀態(tài)安排及求狀態(tài)方程，輸出方程。 由于有效循環(huán)數(shù) n=4，設(shè)觸發(fā)器個(gè)數(shù)為 k,則 4 得到 k=2. 故選用 2 個(gè) jk 觸發(fā)器，將狀態(tài)表列為真值表，求狀態(tài)方程及輸出方程。 k210/0 101q 1nq 2nq 1n+1q 2n+11100 0 01/0ya=0a=111/000/111/000/001/010/1 y 的卡偌圖： 的卡偌圖： 的卡偌圖： = =（a 將 （a 分別寫(xiě)成 jk 觸發(fā)器的標(biāo)準(zhǔn)形式： j 對(duì)于 f : 得到

33、=1, =1 對(duì)于方程 （a 得到 =a =a 畫(huà)出規(guī)律圖，選用上升沿觸發(fā)的 jk 觸發(fā)器 10+ nq11+ nqnn n n n n n n nq q a q q a q aq q q a q0 1 0 1 0 1 0 111+ + + =+n n n n n nq q a aq q q a q a1 0 0 1 0 0) ( ) ( + + +)0nq n n nq q a q1 0 1) ( +n nq q011=+=+11nq )0nq n n nq q a q1 0 1) ( +=+11nqn nq k q +0fn n nq q q0 0101 1 + =+0j0k=+11nq

34、)0nq n n nq q a q1 0 1) ( +1jnq 0 1knq 0 0 00000001 11 0 1 11 1 101 10 1 11 101q 1nq 1n+1q 2n+10110000 000 00 01 01q 0n0 11 0 1ay0 0 00 01a0100 01 10 11q 1n q0ny= q 1n1q 0n1 0 11 0 1a0100 01 10 11q 1n q0nq 0n+1q 0n 000 1 11 0 0a0100 01 10 11q 1n q0n01cpff 0 ff 11j1kq 0c 11j1kq 1c 11ya 第八章脈沖波形的變換與產(chǎn)生

35、555 定時(shí)器及其應(yīng)用 1.電路結(jié)構(gòu)及工作原理 555 定時(shí)器內(nèi)部由分壓器、 電壓比較器、rs 鎖存器（觸發(fā)器）和 集電極開(kāi)路的三極管 t 等三部分組成， 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及示意圖如圖 22a)、22b) 所示。 在圖 22b）中，555 定時(shí)器是 8 引腳芯卡，放電三極管為外接電 路供應(yīng)放電通路，在使用定時(shí) 器時(shí)，該三極管集電極 （第 7 腳）一般要接上拉電阻， 3v cc1000000000 05k5k5kv otc 1c 2g 1g 2g 3 g 4v cc(電源) rd 復(fù)位輸出8 4地17放電端2觸發(fā)輸入vi2閥值輸入vi16掌握電壓vco5rsv r1v r2圖22a) 555定時(shí)器的電

36、路結(jié)構(gòu)+-1234 5678gnd觸發(fā)輸出復(fù)位 掌握電壓閥值放電v cc555圖22b) 引腳圖 為反相比較器， 為同相 比較器，比較器的基準(zhǔn)電壓由 電源電壓 及內(nèi)部電阻分壓 比打算，在掌握 （第 5 腳） 懸空時(shí)， 、 ; 假如第 5 腳外接掌握電壓， 則 、 ， 端（第 4 腳）是復(fù)位端，只要 端加上低電平，輸出端（第 3 腳）馬上被置成低電平，不受其它輸入狀態(tài)的影響，因此正常工作時(shí)必需使 端接高電平。 由圖 22a)， 和 組成的 rs 觸發(fā)器具有復(fù)位掌握功能，可掌握三極管 t 的導(dǎo)通和截止。 由圖 22a)可知， 當(dāng) （即 ）時(shí)，比較器 輸出 當(dāng) （即 ）時(shí)，比較器 輸出 rs 觸發(fā)器

37、 q0 輸出為高電平，三極管 t 導(dǎo)通，輸出為低電平（ ） 當(dāng) （即 ）, 時(shí)，比較器 輸出高電平， ，輸出為低電平 基本 rs 觸發(fā)器 q1， 輸出為低電平，三極管 t 截止，同時(shí) 輸出為高電平。 1c2cccvcovcc rv v321=cc rv v312=1rvcov212=rvcovdrdrdr1g2g1 iv1rv1 ivccv321c 0 =rv2 iv2rv 2 ivccv312c 1 =sv3g 0 =ov1 iv1rv1 ivccv322 ivccv311c 1 =rv2c 0 =sv3g4grd v i1 v i2 v o t的狀態(tài)11110 導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止不變 不變1

38、10023 v cc13 v cc23 v cc23 v cc23 v cc13 v cc13 v cc13 v cc表 555定時(shí)器功能表 當(dāng) （即 ）時(shí)，比較器 輸出 當(dāng) （即 ）時(shí)，比較器 輸出 、 輸出 q1， 同進(jìn) t 截止， 輸出為高電平 這樣，就得到了表所示 555 功能表。 2.應(yīng)用 1）用 555 構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 其連接圖如圖 23 所示。 若將其第 2 腳（ ）作為觸發(fā)器信號(hào)的輸入端，第 8 腳外接電阻 r 是第 7 腳;第 7 腳與第 1 腳之間再接一個(gè)電容 c，則構(gòu)成了單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 其工作原理如下： 電源接通瞬間，電路有一個(gè)穩(wěn)定的過(guò)程，即電源通過(guò) r 向 c充電，當(dāng)

39、 上升到 時(shí)， 為低電平，放電三極管和 t 導(dǎo)通，電容 c 放電，電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。 1 iv1rv1 ivccv321c 0 =rv2 iv2rv2 ivccv312c 0 =sv1g2g 1 = q4g2 ivcvccv32ov5551 52678 43r0.01uf cv o+5v觸發(fā)輸入v i2放電端v c圖23 用555定時(shí)器接成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器tttv ov cv it w23 v cc圖24 工作波形 若觸發(fā)輸入端施加觸發(fā)信號(hào)（ ），觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)， 輸出為高電平，且放電三極管 t 截止，此后電容 c 充電至 時(shí)，電路又發(fā)生翻轉(zhuǎn)， 為低電平，放電三極管導(dǎo)通，電容 c 放電，電路恢復(fù)至穩(wěn)定狀態(tài)。 其工作波形如圖 24 所示。 2）用 555 構(gòu)成施密特觸發(fā)器 將 555 定時(shí)器的 和 兩個(gè)輸入端連在 一起作為信號(hào)輸入端，即可得到施密特觸發(fā)器， 如圖 25 所示，施密特觸發(fā)器能便利地將三角波、 正弦波變成方波。 由于 555 內(nèi)部比較器 和 的參考 電壓不同，因而基本 rs 觸發(fā)器的置 0 信號(hào) 和置 1 信號(hào)必定發(fā)生在輸入信號(hào)的不同電平， 因