北京郵電大學(xué)計算機學(xué)院 數(shù)字邏輯第一章

數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)2014-2015學(xué)年第1學(xué)期

主講:

高荔●專業(yè)基礎(chǔ)課●為組成原理的學(xué)習(xí)做準備課程安排課程安排●考試方法：卷面筆答+作業(yè)+期中+實驗●

評分方法：卷面

60%考試

（作業(yè)、期中）

20%

+實驗20%●上課時間：周三1-2節(jié)周五1-2節(jié)(單周)●

地點：教三--537教室教學(xué)●

答疑時間：待定●

地點：教三--1017gaoliksk@學(xué)時安排課時安排●

課程講授(1)第一章開關(guān)理論基礎(chǔ)

(2)第二章組合邏輯

第三章時序邏輯第四章存儲邏輯器件第五章可編程邏輯第六章數(shù)字系統(tǒng)●

學(xué)時數(shù)7學(xué)時10學(xué)時12學(xué)時

6學(xué)時

7學(xué)時

6學(xué)時48學(xué)時(1)基本邏輯門實驗(2)三態(tài)門實驗(3)數(shù)據(jù)選擇器和譯碼器……●

課程實驗16學(xué)時64學(xué)時●

學(xué)時數(shù)《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)》

(電子工業(yè)出版社)

王永軍李景華編著

《數(shù)字邏輯設(shè)計》(人民郵電出版社)

李仁發(fā)主編

《數(shù)字電子技術(shù)》(電子工業(yè)出版社)

[美]ThomasL.Floyd編

《數(shù)字邏輯實用教程》

(清華大學(xué)出版社)

王玉龍主編

《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計教程》(清華大學(xué)出版社)

謝聲斌主編

參考書籍參考書籍參考書籍參考書籍參考書籍http://www.datasheet///所用軟件所用軟件WorkbenchMultisimLatticeispDesignEXPERTQuartusII9.0演示設(shè)備P301、2、3、作業(yè)第1章第

1章第一節(jié)二進制系統(tǒng)第二節(jié)數(shù)制與碼制第三節(jié)邏輯函數(shù)及描述方式第四節(jié)布爾代數(shù)第五節(jié)卡諾圖第六節(jié)數(shù)字集成電路開關(guān)理論基礎(chǔ)二進制系統(tǒng)第一節(jié)二進制系統(tǒng)●

一、連續(xù)量和離散量連續(xù)量數(shù)字量的取值只有0、1離散量的取值可以很多1,3,5,42,…模擬量是隨時間連續(xù)變化的物理量數(shù)字量是不隨時間連續(xù)變化的物理量離散量的一種u0tu0t0t數(shù)字量模擬量應(yīng)用模擬電子系統(tǒng)數(shù)字及模擬電子系統(tǒng)原始聲音波形麥克風音頻信號線性放大器重現(xiàn)聲音波形放大的音頻信號原始聲音波形揚聲器音頻信號線性放大器重現(xiàn)聲音波形放大的音頻信號CD盤音樂聲音信號的模擬再現(xiàn)線性放大器聲音波形放大的音頻信號D/A101011101數(shù)字信號揚聲器●

二、開關(guān)量開關(guān)量數(shù)字量的兩個數(shù)字狀態(tài)1和0信號的有與無電平的高與低開關(guān)的通與斷事情的真與假實際生活中相互對立的兩種狀態(tài)，例如：都可以用1和0來表示。開關(guān)量用來表示1和0的電平邏輯電平VVH(max)VH(min)VL(min)VL(max)00.852邏輯0區(qū)邏輯1區(qū)禁止區(qū)TTL電路VVH(max)VH(min)VL(min)VL(max)00.83.32禁止區(qū)邏輯0區(qū)邏輯1區(qū)CMOS電路Transistor-TransistorLogic晶體管晶體管邏輯電路Complementarymetal-oxide-semiconductor互補金屬氧化物半導(dǎo)體●

三、數(shù)字波形數(shù)字波形將數(shù)字量的兩個狀態(tài)1和0用波形表示數(shù)字波形10110000101111正脈沖負脈沖上升沿下降沿上升沿下降沿理想脈沖波形非理想脈沖波形脈沖幅度脈沖寬度tW上升沿tftr下降沿非線性部分90%10%從低電平到高電平需要過程ARbRcVccF數(shù)字波形周期T=T1=T2=T3=T4=T5周期性波形非周期性波形T1T2T3T4T5三個重要參數(shù)脈沖周期T脈沖頻率f頻寬比DTtW（占空比）P4例1特點：波形不在固定的時間間隔內(nèi)重復(fù)。特點：波形在固定的時間間隔內(nèi)重復(fù)。數(shù)制與碼制第二節(jié)數(shù)制與碼制●

一、數(shù)制數(shù)制人們對數(shù)量計數(shù)的一種統(tǒng)計規(guī)律計數(shù)制中所用到的數(shù)碼個數(shù)R一個數(shù)的大小與什么有關(guān)？進位計數(shù)的兩個基本因素基數(shù)位權(quán)數(shù)碼所處的位置逢R進一●

1、十進制（Decimalnotation）逢十進一，借一當十有十個數(shù)碼0，1，2，…96342是多少？(6342)8=(3298)103298101是多少？5(101)2=(5)10表達式：特點：K是任意進制數(shù)碼所允許數(shù)中的一個。進制表示●

2、二進制(Binarynotation)●

3、八進制(Octalnotation)逢二進一，借一當二有兩個數(shù)碼0，1表達式：特點：逢八進一，借一當八有八個數(shù)碼0，1，…7表達式：特點：進制表示●

4、十六進制(Hexadecimalnotation)逢十六進一，借一當十六有十六個數(shù)碼0，1，…9，A,B,C,D,E,F表達式：特點：●

二、進位計數(shù)制間的轉(zhuǎn)換小結(jié)公式展開計算整數(shù)：除小數(shù)：乘28162816取余法取整法三位并一位四位并一位一位拆三位一位拆四位二進制八進制十六進制十進制二進制八進制十六進制十進制八進制十六進制二進制八進制十六進制二進制轉(zhuǎn)換類型轉(zhuǎn)換方法例題CDAF例11466571100110110101111將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制和十六進制數(shù)例2例3在不同進制的四個數(shù)中最小的一個數(shù)是_____。a)(11011001)2b)(75)10c)(37)8d)(A7)16a)217b)75c)31d)167c)(77.25)10=(1)(_____)2=(2)(_____)8=(3)(_____)16(1)(a)10101011.1(b)1001101.01

(c)

11010101.01(d)

10001110.11(2)(a)120.4(b)107.5

(c)115.2

(d)

141.2(3)(a)4D.4(b)

5B.4(c)

39.8(d)5A.C

(a)(c)(b)八進制十六進制例題與11010101.1101B相等的數(shù)有（）。A、325.64OB、B5.DHC、213.8125DD、223.14E、355.61OA、C3AF.EH=（）B。3AF.EH=1110101111.1110

B。OctalnotationDecimalnotationBinarynotationHexadecimalnotation例4例5盤點全球最潮最酷的30款手表例題設(shè)計一個鐘表，用二進制表示時鐘的時，二進制表示時鐘的分，請問各需要幾位二進制數(shù)。例6碼制●

二、碼制可以表示不同大小的數(shù)值信息。以特定二進制代碼表示十進制數(shù)值、字母、符號的過程。為了表示文字符號(包括控制符)等被處理的信息，需用一定位數(shù)的二進制數(shù)碼與每一項信息建立一一對應(yīng)關(guān)系，這些數(shù)碼稱為代碼。數(shù)字系統(tǒng)包括兩類信息數(shù)碼代碼若對N項信息進行編碼，要求二進制代碼的位數(shù)n應(yīng)滿足二進制編碼●

1、二進制碼*

有權(quán)碼*無權(quán)碼P8表1-1任何相鄰的碼字中，僅有一位代碼不同，其他相同。循環(huán)碼自然碼●

2、二-十進制碼BCD碼（BinaryCodedDecimal）用4位二進制數(shù)碼來表示1位十進制數(shù)的0~9這10個狀態(tài)，這種關(guān)系稱為二—十進制編碼。實質(zhì)班級

20132113012013211201學(xué)號：2013211166常用BCD碼十進制數(shù)8421BCD碼2421BCD碼5121BCD碼余3碼格雷碼000000000000000110000100010001000101000001200100010001001010011300110011011001100010401000100011101110110501011011100010001110601101100100110011010701111101101010101000810001110101110111100910011111111111001101常用BCD碼BCD碼*8421碼*2421碼*5211碼*余3碼*格雷碼P8表1-2有權(quán)碼無權(quán)碼“9”1001=8+1“9”1111=2+4+2+1“9”1111=5+2+1+1“9”1100=8421碼+0011“9”1101循環(huán)碼字符編碼用7位二進制數(shù)進行編碼ASCII碼例1用8421BCD碼和余3碼分別表示十進制數(shù)276.8。(276.8)10=(001001110110.1000)8421BCD(276.8)10=(010110101001.1011)余3ASCII碼表“T”“54”128種狀態(tài)來表示128個字符，其中包括96個圖形字符(大小寫英文字母各26個，數(shù)字符l0個，專用符號34個)和控制字符32個。ASCII1、交作業(yè)2、本周作業(yè)第一章P304、5、6、7P318、9、10[除(4)]

作業(yè)提問1、十進制轉(zhuǎn)換為十二進制的方法是什么？問題3、BCD碼的實質(zhì)是什么？有幾種編碼方式？用5121碼表示“6”4、西文字符在機器內(nèi)部存儲并處理時采用的編碼是什么嗎？輸出顯示是什么編碼？5、漢字從輸入到輸出用到幾部分編碼？2、自己隨便說出一個大于50的十進制數(shù)，再將其表示為十六進制、二進制、八進制。代碼存儲并處理漢字（漢字內(nèi)碼）輸入漢字（漢字輸入碼）輸出漢字（漢字字型碼）7FH08H08H08H08H●●●●●●●●●●●●●●●西文字符在計算機中的處理過程存儲并處理字符（ASCII碼）輸入字符（鍵盤直接敲入）輸出字符（點陣編碼）T54H08H08H08H08H7×9點陣漢字字符在計算機中的處理過程011111110000100000001000000010000000100000001000000010000000100000001000占用9個字節(jié)漢字編碼存儲并處理漢字（漢字內(nèi)碼）輸入漢字（漢字外碼）輸出漢字（漢字字型碼）全拼智能ABC五筆……區(qū)位GB2312-80“麻”區(qū)位碼：3473區(qū)位34→“4”73→“s”11b7b6……b0b7b6……b0…………高字節(jié)低字節(jié)(34)10(73)10漢字內(nèi)碼：C2EA16×16點陣字節(jié)0：03H字節(jié)1：00H字節(jié)2：03H字節(jié)3：00H字節(jié)4：03H字節(jié)5：00H字節(jié)6：03H字節(jié)7：04H字節(jié)8：FFH字節(jié)9：FEHHZ（香港新加坡）BIG5（臺灣）GB（大陸）顯示“大”字點陣.bmp存放16×16點陣，用32字節(jié)存放24×24點陣，用72字節(jié)存放64×64點陣，用512字節(jié)……=(00100010)2=(01001001)2區(qū)碼位碼分別加上A0H微軟搜狗區(qū)位碼查詢助手演示_區(qū)位碼表邏輯函數(shù)第三節(jié)邏輯函數(shù)

輸入的邏輯變量A、B、…的取值確定之后，邏輯結(jié)果Y的取值也就唯一地被確定了，其函數(shù)關(guān)系為在數(shù)字電路中，所謂邏輯是指一定因果關(guān)系的規(guī)律性。注意：它與數(shù)字1和數(shù)字0的含意完全不同。信號的有與無電平的高與低開關(guān)的通與斷事情的真與假●

一、基本概念相互對立的邏輯狀態(tài)，例如：兩種可能取值，分別稱為邏輯1和邏輯0，即所謂的二值邏輯。與邏輯運算●

二、基本邏輯運算●

1、與運算決定一件事情的所有條件都具備之后，該事件才會發(fā)生。與邏輯設(shè)：開關(guān)閉合=1，開關(guān)打開=0；燈亮=1，燈不亮=0輸入輸出ABF000110110001與運算真值表與運算表達式邏輯乘ABAB與門符號BAFF<=AandBVHDL語言P11仿真邏輯函數(shù)的表達方式與邏輯運算波形BAFCDAFBC多輸入與門與門的波形ABFBAF與邏輯運算應(yīng)用與門的應(yīng)用選通A計數(shù)器解碼及頻率顯示1s1s清零信號頻率計或邏輯運算●

2、或運算

當決定一件事情的各條件中，只要具備一個條件，該事件就會發(fā)生?；蜻壿嬢斎胼敵鯝BF000110110111或運算真值表或運算表達式邏輯加或門符號BAFF<=AorBVHDL語言ABAB或邏輯運算多輸入或門或門的波形ABFBAFBAFCDAFBC非邏輯運算●

3、非運算就是否定。求反。非邏輯輸入輸出AF0110非運算真值表非運算表達式ARAR非門符號AFF<=notAVHDL語言AF非門的波形AFAF非門方向畫反應(yīng)用中的問題異或邏輯運算●

4、異或運算

只有當輸入兩變量相異時輸出=1，否則輸出=0。異或邏輯輸入輸出ABF000110110110異或運算真值表異或運算表達式異或門符號BAF實質(zhì)按位加無進位F<=AxorBVHDL語言同或運算表達式=A⊙B異或邏輯波形異或門的波形BAABXORXNOR異或運算應(yīng)用14H、02H、6AH、44H發(fā)送方接收方00010100000000100001011016H7CH38H0H全部數(shù)據(jù)的異或值=38H

發(fā)送方將要發(fā)數(shù)據(jù)及全部數(shù)據(jù)的異或值送出，接收方將全部數(shù)據(jù)進行異或后結(jié)果為0，則接收成功。異或運算的應(yīng)用單片機計算機通訊通訊協(xié)議格式為：TLV+校驗值。其中T為命令字，L為數(shù)據(jù)V的長度，校驗值是TLV所有數(shù)據(jù)的異或。TLV與或非邏輯運算●

5、與或非運算

將與、或、非三種邏輯綜合起來。與或非運算真值表與或非運算表達式與或非門符號BAFDCF<=not(AandBorCandD)VHDL語言輸入輸出ABCDF10001001000110100010101100111100010011010101111001101111011111101110111000000000識別邏輯符號BAP1CBCAP2P3P4FP5P6識別電路中的邏輯符號邏輯門符號BAFBAFAFBAF與門或門非門異或門BAF&BAF≥1BAF=1與非門邏輯門對照BAFBAF&AF1ANSI/IEEE(美國國家標準化組織/電氣和電子工程師協(xié)會)GB/T4728（國標）符號舉例BAFDC與或非運算？例題如圖，此電路為研究生論文評審表決電路。有3人參加評審，在每人面前設(shè)置一個按鈕，其中主審握著按鈕A，兩名副審分別握著按鈕B和C。若以按鈕按下為1，沒有按下為0；燈亮為1，燈不亮為0。寫出邏輯關(guān)系真值表；并畫出邏輯圖。例1輸入輸出ABCF000001010011100101110111真值表表達式AFBC邏輯圖ACB00000111例題例2某電路的輸入、輸出波形如圖。該電路實現(xiàn)的邏輯運算是（）。輸入C輸入D輸出Y0110A、或非邏輯B、同或邏輯C、異或邏輯D、與非邏輯C真值表CDY00011011正邏輯、負邏輯的概念●

6、正邏輯、負邏輯高電平賦為邏輯“1”，低電平賦為邏輯“0”。正邏輯通常的思維方式高電平賦為邏輯“0”，低電平賦為邏輯“1”。負邏輯TTL電平采用正邏輯邏輯“1”：2~5V邏輯“0”：0~0.8V主機(SN75150)TTL主機(SN75154)TTLRS232EIARS232EIA148814893CG53DK4B3K3K2.4K輸出RS232輸入TTL+12V-12V1488“1”低電平“1”高電平通通標準串行接口RS232采用負邏輯邏輯“1”：-15V~-5V邏輯“0”：+5V~+15V正邏輯、負邏輯的概念輸入輸出ABF000110110001正邏輯與門負邏輯輸入輸出ABF111001001110或門P15表1.5正負邏輯對應(yīng)高電平賦為邏輯“0”，低電平賦為邏輯“1”。負邏輯正邏輯、負邏輯的概念輸入輸出ABF000110110110正邏輯異或門負邏輯同或門輸入輸出ABF111001001001分析時用高低電平概念三態(tài)門物理上連接，電氣上不定。三種狀態(tài)邏輯0邏輯1高阻此狀態(tài)時，輸出與電路斷開ABFFA使能端F=高阻ABFFA低電平使能高電平使能F=高阻三態(tài)門作為接口電路應(yīng)用于數(shù)據(jù)總線。三態(tài)門tri-staterlogicEWB演示_三態(tài)門F=高阻●7、三態(tài)門74LS134布爾代數(shù)基本定律第四節(jié)布爾代數(shù)●

一、基本定律P16表1.6基本定律1律0律重疊律非律A·=0A+0=AA·0=0A+1=1A·1=AA·A=AA+A=AA+=1互補律結(jié)合律交換律分配律摩根定律反演律(A+B)+C=A+(B+C)(AB)C=A(BC)AB=BAA+B=B+AA+BC=(A+B)(A+C)A(B+C)=AB+AC布爾代數(shù)基本定律吸收律A(A+B)=AA+A·B=A(A+B)(A+C)=A+BC多余項定律例1(C+B)(A+C)=_______A、BA+ACB、AB+CC、A+BCD、BC+AB吸收律交換律例2下列邏輯中正確的表達式_______A、A+AB=BB、C(D+C)=CDC、E+CE=ED、BC+A=A吸收律C布爾代數(shù)基本定律例1(C+B)(A+C)=_______A、BA+ACB、AB+CC、A+BCD、BC+AB吸收律交換律例2下列邏輯中正確的表達式_______A、A+AB=BB、C(D+C)=CDC、E+CE=ED、BC+A=A吸收律C例題例3摩根定律吸收律例4與相等的表達式_______。A、EFCD、EB、C、D互補律證明布爾代數(shù)基本規(guī)則●

二、基本規(guī)則代入規(guī)則反演規(guī)則等式兩邊同一變量處用相同邏輯表達式代替等式不變。ABABAB求一個邏輯函數(shù)的非函數(shù)。原變量→非變量非變量→原變量例1例2證明：布爾代數(shù)對偶規(guī)則對原式遵守先與后或的運算順序。不是單個邏輯變量上的非號，均應(yīng)保持不變。結(jié)論對偶規(guī)則求一個邏輯函數(shù)的對偶式。例3例4證明例5其對偶式不考慮順序的其對偶式=A≠A某個邏輯恒等式成立時，則其對偶式也成立。P17例2反演、對偶規(guī)則比較邏輯變量不變運算順序不變兩變量以上的非號不動原式對偶式邏輯變量取反運算順序不變兩變量以上的非號不動原式反演式原式二次反演轉(zhuǎn)換、二次對偶轉(zhuǎn)換后均為原式邏輯函數(shù)化簡●

三、邏輯函數(shù)化簡與-或表達式或-與表達式與非-與非表達式或非-或非表達式化簡目標與-或表達式化簡的方法代數(shù)法卡諾圖法例1并項法=1=1布爾代數(shù)化簡舉例例2吸收法A+AB=A例3消去法例4A+A=A配項法最簡“與或”表達式的條件“與”項的個數(shù)最少“與”項內(nèi)的變量數(shù)最少布爾代數(shù)化簡舉例例4求:(1)畫出原始邏輯表達式的邏輯圖(2)布爾代數(shù)簡化邏輯表達式

(3)畫出簡化后邏輯表達式的邏輯圖解：(1)BAYC(2)(3)AA=0BB=BACYB通知1、數(shù)字邏輯實驗從第8周開始，希望同學(xué)們認真對待，獨立完成。實驗成績記入期末考試成績！

2、小班學(xué)委到主樓七層723找張潔老師聯(lián)系實驗時間。提問1、最基本的三種邏輯運算是什么？問題2、異或運算包括哪幾種基本邏輯運算？3、畫出邏輯函數(shù)的電路結(jié)構(gòu)4、描述電路

卡諾圖化簡第五節(jié)卡諾圖●

一、卡諾圖的結(jié)構(gòu)與特點●

1、邏輯函數(shù)最小項的概念定義設(shè)有n個變量，它們所組成的具有n個變量的“與”項中，每個變量或者以原變量或者以反變量的形式出現(xiàn)一次，且僅出現(xiàn)一次，這個乘積項稱為最小項。n個變量具有2n個最小項變量組合ABC對應(yīng)十進制最小項最小項代表符號mn0000m00011m10102m20113m31004m41015m51106m61117m7●每個最小項都有三個因子?！衩總€變量都是它的因子。●每個變量都以原變量A、B、C或非變量出現(xiàn)。●每個乘積項的組合僅出現(xiàn)一次。任何一個邏輯函數(shù)可以寫成一組最小項之和。最小項表達式例1邏輯或運算三變量的最小項例3例2的最小項表達式。的最小項表達式。A+A=1的函數(shù)表達式?？ㄖZ圖結(jié)構(gòu)●

2、卡諾圖將n變量的全部最小項各用一個小方格表示，并按循環(huán)碼排列變量取值組合，使幾何相鄰的小方格具有邏輯相鄰性?？ㄖZ圖三變量0001111000000101101001001011111101ABC000111100m0m2m6m41m1m3m7m5ABC每格標最小項每格標變量取值每格標最小項編號ABC卡諾圖結(jié)構(gòu)000111100026411375ABC00011110000412801151391137151110261410ABCD三變量卡諾圖四變量卡諾圖BABADCC卡諾圖結(jié)構(gòu)00000101101011011110110000041282428201601151392529211711371511273123191026141026302218ABCDE五變量卡諾圖BDEA任意幾何相鄰的小方格所代表的最小項具有邏輯相鄰性CC卡諾圖化簡2●

3、卡諾圖化簡實質(zhì)合并最小項以消去相應(yīng)的變量。合并規(guī)則僅有一個變量取值不同的兩個最小項，合并成一項就可消去一個變量。000111100026411375BABCACm6+m7=ABm1+m5=BC*兩個相鄰小方格合并1111為何相鄰的最小項才可合并？卡諾圖化簡4最小項為1的四個小方格合并成一項，就可消去兩個變量。*四個相鄰小方格合并00011110000412801151391137151110261410ABCD00011110000412801151391137151110261410ABCD00011110000412801151391137151110261410ABCD00011110000412801151391137151110261410ABCD11111111AC11111111ABADBD用代數(shù)式驗證卡諾圖化簡8最小項為1的八個小方格合并成一項，就可消去三個變量。*八個相鄰小方格合并00011110000412801151391137151110261410ABCD00011110000412801151391137151110261410ABCDB1111111111111111D卡諾圖化簡步驟●

4、卡諾圖化簡步驟例1試用卡諾圖化簡法求邏輯表達式的最簡與或表達式。00011110000412801151391137151110261410ABCD111111111卡諾圖化簡步驟例2試用卡諾圖化簡法求邏輯表達式的最簡與或表達式。0001111000011110ABCD111111解：1111卡諾圖化簡步驟(1)若給出的邏輯函數(shù)是一般表達式，則先將函數(shù)變換為一般的“與或”表達式或者變換為最小項之和的形式。(2)畫出需要化簡函數(shù)的卡諾圖。(3)按照合并最小項的規(guī)則，合并最小項。首先，圈為1的沒有相鄰的孤立小方格；其次，找出只有一種合并可能的小方格，并從這個小方格出發(fā)，把為1的相鄰小方格圈起來；最后，圈4個、…、2k個為1的相鄰小方格。一個方格可被包圍多次，但每個包圍圈必須有新的方格?？ㄖZ圖化簡步驟邏輯變量不超過五個時用卡諾圖化簡(4)寫出合并后的最簡“與或”表達式。0001111000011110ABCD1111111111例題例1的正確最簡與或表達式為________。0001111000011110ABCD111解：11111111A、B、C、D、CA和D也是正確的但不是最簡。0001111000011110D000111100001111011111111111ABCD11111111111ABCD邏輯化簡例題1在函數(shù)F=AB+CD的真值表中，F(xiàn)=1的狀態(tài)共有_________個。a、2b、4c、7d、16例2解：00011110000412801151391137151110261410ABCD1111111ABCDc邏輯化簡例題2例3已知某電路的真值表如下，該電路的邏輯表達式是_______。輸入輸出ABCF00000011010001111000101111011111a、F=AB+Cb、F=A+B+Cc、F=Cd、F=AB+C000111100026411375ABC1111解：1ABCa卡諾圖化簡布爾代數(shù)化簡……代數(shù)法化簡邏輯函數(shù)需要一定的經(jīng)驗和技巧，不容易確定化簡結(jié)果是否為最簡。無關(guān)項化簡●

5、具有無關(guān)項邏輯函數(shù)的化簡n變量的邏輯函數(shù)中，不可能存在，或不允許存在，或即使存在也無關(guān)緊要的最小項。無關(guān)項例化簡函數(shù)，且無關(guān)項為0001111000011110ABCD11×××1解：×××F=1項無關(guān)項1、交作業(yè)2、本周作業(yè)P3110(4).12.13.14

作業(yè)提問1、邏輯函數(shù)化簡的目標是什么？最簡的含義是什么?問題2、布爾代數(shù)化簡和卡諾圖化簡的區(qū)別？3、布爾代數(shù)化簡邏輯函數(shù)4、卡諾圖化簡邏輯函數(shù)無關(guān)項化簡例化簡函數(shù)，且無關(guān)項為0001111000011110ABCD11×××1解：×××11邏輯函數(shù)的描述工具邏輯函數(shù)的描述工具布爾代數(shù)法真值表法邏輯圖法卡諾圖法波形圖法硬件描述語言法輸入輸出ABF00011011011001001110ABBAFABFF<=(notAandB)or(AandnotB)集成技術(shù)制造類型●

一、集成電路的制造技術(shù)類型第六節(jié)數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路SLE66CL160集成技術(shù)制造類型供電電壓集成電路型號特點CMOS5V74HC、74CT、74HCT、74ACT、74AHC、74AHCT功耗小集成度高3.3V74LV、74LVC、74ALVCTTL5V74S、74AS、74LS、74ALS、74F(高速TTL)、54(軍用)速度快BiCMOS3.6V74BCT、74ABT、74LVT、74ALB低噪聲高密度●

一、集成電路的制造技術(shù)類型第六節(jié)數(shù)字集成電路P26三極管非門●

（1）三極管非門電路數(shù)字電路利用三極管的開關(guān)特性--------截止及飽和導(dǎo)通狀態(tài)。AFARbRcVccF三極管的開關(guān)電路bce當輸入信號為低電平時，三極管截止，輸出為高電平。開關(guān)打開開關(guān)閉合當輸入信號為高電平時，三極管飽和導(dǎo)通，輸出為低電平。反相器ebc截止等效電路導(dǎo)通等效電路●

1、TTL門電路的基本結(jié)構(gòu)TTL門晶體管-晶體管邏輯（電路）Transistor-TransistorLogic與非門電路當有一個(或幾個)輸入端接低電平Ui(+0.3V)時，T1導(dǎo)通，C1為低電位T2截止、T5截止，C2為高電位，T3T4導(dǎo)通，F(xiàn)高電位，F(xiàn)=1。(1)有一個(或幾個)輸入端接低電平的情況●

(2)、三極管與非門電路多發(fā)射極晶體管與非門電路當輸入端A、B、C全部接高電平UiH(+3.6V)時，T1管處于截止狀態(tài)，C1為高電位T2導(dǎo)通、T5導(dǎo)通，C2為低電位，T3T4截止，F(xiàn)低電位，F(xiàn)=0。(2)所有輸入端都接高電平的情況MOS管門電路●

2、MOS管電路T1對信號起反相作用Vi=1，VO=0Vi=0，VO=1MOS金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管Metal_Oxide_SemiconductortypeFieldEffectTransistorg柵極d漏極S源極B襯底MOS管電路的類型PMOSNMOSCMOSP溝道管N溝道管同時使用PMOS和NMOS(互補MOS)●

(1)、MOS管非門電路ViVOMOS管門電路●

（2）、CMOS管與非門電路輸出為低電平。AB輸入均為低電平時，T1T2截止。AB輸入均為高電平時，T1T2導(dǎo)通。輸出為高電平。AB輸入有一個為低電平時，T1或T2截止。輸出為高電平。實現(xiàn)與非邏輯集成技術(shù)封裝類型封裝形式外觀DIP雙列直插SOIC表面貼PLCC嵌入式LCCC●

二、集成電路的封裝類型門電路封裝●

標準封裝與管腳GNDVCC12345671615121110981413WEB演示：74系列芯片74LS00查手冊練習(xí)P28圖1.28集成技術(shù)規(guī)模類型分類定義片內(nèi)門數(shù)SSISmallScaleIntegration

小規(guī)模集成電路12個門以下/片MSIMediumScaleIntegration中規(guī)模集成電路12~99門/片LSILargeSealeIntegration

大規(guī)模集成電路100~9999門/片VLSIVerylargescaleintegration超大規(guī)模集成電路1萬~99999門/片ULSIUltraLargeScaleintegration

巨大規(guī)模集成電路10萬門以上/片●

三、集成電路的規(guī)模類型集成電路的使用特性●

四、集成電路的使用特性●

1、負載能力門電路輸出端允許連接下一級門輸入端的數(shù)目。扇出系數(shù)驅(qū)動門負載門一般邏輯門的負載能力為8。功率邏輯門的負載能力為25。集成電路的延遲特性VIVO三極管截止與飽和兩種狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換的過程，需要一定的時間。VOiCVI●

2、延遲特性RbRcVccic集成電路的延遲特性●

2、延遲特性AF平均傳輸延遲時間tyHLtyLHAFttUIMUIM/2UOM/2UOM平均時延TTL低速器件tyd>40nsTTL中速器件tyd15~40nsTTL高速器件tyd8~15nsTTL超高速器件tyd<8nsCMOS高速器件tyd≈9ns查手冊74LS02二輸入或非門的延遲時間延遲特性例題tttt如下圖所示，將三個非門首尾相接，加電壓后為何會產(chǎn)生高頻振蕩？試畫出波形加以解釋，如果每個門的延遲時間是tyd=20ns，試求振蕩頻率。20ns例TABCFFBCA解：集成電路的功耗特性●

3、功耗特性空載導(dǎo)通功耗Pon平均功耗集成電路的功耗與集成密度有關(guān)，功耗大的器件集成度不能很高。74H系列TTL門電路平均功耗≈22mW當輸出端空載，門電路輸出端為低電平時電路的功耗空載截止功耗Poff當輸出端空載，門電路輸出端為高電平時電路的功耗CMOS門電路平均功耗為微瓦集成電路的空腳處理●

4、空腳處理為了保證門電路可靠工作，未使用的輸入端要接入一個固定邏輯電平。與門——將不用端接邏輯“1”（VCC）或門——

將不用端接邏輯“0”(GND)現(xiàn)有三輸入與門若干，要求輸入變量有六個，電路如何連接?“1”例空腳處理例題在如下圖中，四輸入集成門的輸入端1、2、3為多余輸入端。問下列八種接法中，哪些是正確的，為什么?a,b,e,g例(e)OC門補充：集電極開路OC門OC門輸出只有接一個合適的上拉電阻R，才能實現(xiàn)相應(yīng)的邏輯功能。OC“1”O(jiān)C+VccRR看《標準手冊》P1、《10184335》P272上拉電阻第1章掌握內(nèi)容●

1、數(shù)制的表示及轉(zhuǎn)換●

2、BCD碼的常用編碼方案●

3、邏輯函數(shù)的幾種表示方法●

5、利用代數(shù)方法化簡邏輯函數(shù)●

6、利用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)●

7、將邏輯圖符轉(zhuǎn)換為邏輯表達式●

8、將邏輯表達式用邏輯圖符表示●

9、了解VHDL語言表達邏輯函數(shù)●

10、了解TTL門電路的基本內(nèi)部結(jié)構(gòu)●

11、集成電路的使用特性●

4、布爾代數(shù)的基本定律及規(guī)則1、交作業(yè)2、本周作業(yè)：

P562、3、

6、7作業(yè)邏輯化簡例題3例3化簡函數(shù)為最簡與或式。解：超過五變量，卡諾圖化簡較困難采用代數(shù)化簡：多余項是CDE

9月24號作業(yè)報告第1，2題出錯不多，有很少一部分同學(xué)小數(shù)部分出現(xiàn)錯誤。第3題沒有出現(xiàn)錯誤的。第4題問題出現(xiàn)：一、寫真值表時沒有按從小到大或者從大到小的順序?qū)?，顯得比較混亂二、有部分同學(xué)ABC輸入001時輸出1三、有部分同學(xué)ABC輸入111時輸出0，有部分輸出1，我覺的題目本身有點歧義，兩種理解都可以，所以我都給批的正確四、表達式?jīng)]有根據(jù)真值表寫出，表達式顯得很復(fù)雜，但都正確第5題出現(xiàn)問題不多第8題（1）很大一部分同學(xué)結(jié)果為A,原因是出現(xiàn)CB+/C/B=1的錯