數(shù)電基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)課程課件

數(shù)字電子學(xué)基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)1一、 教學(xué)目標(biāo)

《數(shù)字電子學(xué)基礎(chǔ)》是電子類及其他相關(guān)各專業(yè)的一門必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握邏輯代數(shù)基礎(chǔ)和數(shù)字集成電路的基本原理與特性，掌握組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路分析與設(shè)計(jì)的一整套理論和方法，熟悉編碼器、譯碼器、運(yùn)算器、比較器、計(jì)數(shù)器、存儲(chǔ)器等常用數(shù)字邏輯部件的功能與特點(diǎn)，培養(yǎng)其綜合運(yùn)用能力，為《計(jì)算機(jī)組成原理》、《計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)》、《計(jì)算機(jī)接口技術(shù)》、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信》、《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》等后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)，為未來的工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用打下良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。2二、教學(xué)內(nèi)容第一章 布爾代數(shù)與邏輯函數(shù)第二章 邏輯門電路第三章 組合邏輯電路第四章 集成觸發(fā)器第五章 同步時(shí)序邏輯電路第六章 異步時(shí)序邏輯電路第七章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器第八章 可編程邏輯器件（PLD）第九章 EDA3總復(fù)習(xí)4

2.8邏輯變換

2.2邏輯代數(shù)的基本公理及基本定理

2.4邏輯函數(shù)的表示及邏輯演算

2.6邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法

2.7邏輯函數(shù)的Q-M表化簡法

2.5邏輯函數(shù)的公式化簡法主要內(nèi)容2.1邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算2.3邏輯代數(shù)的基本規(guī)則及基本公式第一章 布爾代數(shù)與邏輯函數(shù)5邏輯代數(shù)的基本定理(律)對(duì)偶A*0=0A*1=AA*A=AA*(A+B)=AA*B=B*AA*(B*C)=(A*B)*CA+BC=(A+B)(A+C)A*A=0A=AAB=A+B8.結(jié)合律

A+(B+C)=(A+B)+C1.01律

A+1=12.同一律

A+0=A3.重疊律

A+A=A6.吸收律

A+AB=A7.交換律

A+B=B+A9.分配律

A(B+C)=AB+AC4.互補(bǔ)律

A+A=1

5.否定律A=A10.反演律

A+B=A*B

（摩根律）—（擴(kuò)展）6邏輯代數(shù)的常用公式1.A+AB=A+B(消元)2.A+AB=A(消項(xiàng))4.AB+AC+BC=AB+AC（冗余定理）3.AB+AB=A(并項(xiàng))7邏輯函數(shù)的公式化簡法并項(xiàng)法消項(xiàng)法消元法配項(xiàng)法AB+AC+BC

=AB+ACA+AB=A+BA+AB=AA+A=AAB+AB=BA=A+AA=A+ABAB+AC=AB+AC+BC

8邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法9最小項(xiàng)最小項(xiàng)為1時(shí)，輸入變量的值十進(jìn)制數(shù)iABC00000011010201131004101511061117

最小項(xiàng)10最大項(xiàng)最大項(xiàng)為0時(shí)輸入變量的值十進(jìn)制數(shù)iABC00000011010201131004101511061117

最大項(xiàng)110000000100110010011001110101010011001101111111101010101110011000格雷碼0000010110101101111011000000132675400189111014151312011242527263031292801016171918222321201104849515054555352111565759586263616010140414342464745441003233353438393736ABCDEF六變量卡諾圖12卡諾圖法化簡步驟建立該邏輯函數(shù)的卡諾圖按最大范圍合并最?。ù螅╉?xiàng)—確定素項(xiàng)尋找實(shí)質(zhì)素項(xiàng)（剔除非實(shí)質(zhì)素項(xiàng)）確定最小實(shí)質(zhì)素項(xiàng)集—與（或）項(xiàng)數(shù)目最少每個(gè)與（或）項(xiàng)所包含的變量最少這些與（或）項(xiàng)應(yīng)包含邏輯函數(shù)的所有最?。ù螅╉?xiàng)，構(gòu)成該邏輯函數(shù)的最小閉覆蓋。寫出該邏輯函數(shù)的最簡表達(dá)式（最小實(shí)質(zhì)素項(xiàng)集）13例:CD

AB00011110001010011111111011100100

14例:F=Σm(0,4,5,7,9,12,13,14)=Π(1,2,3,6,8,10,11,15)其中a為非實(shí)質(zhì)素項(xiàng)（冗余項(xiàng)）110111111110110010110100ABCDbdcea=Σ(b,c,d,e)=Σ(a,b,c,d,e)15邏輯變換與或式：或與式：與非—與非式：或非—或非式：與或非式：161)最簡與或2)與非—與非3)或與4)或非—或非5)與或非17第二章 邏輯門電路

二極管、三極管、MOS管的開關(guān)等效及開關(guān)特性；

TTL邏輯門的電路組成、工作原理、電氣特性（傳輸特性、輸入特性、輸出特性）及邏輯擴(kuò)展；CMOS門的組成原理及邏輯擴(kuò)展。18VON=0三.7三V截止三狀態(tài)導(dǎo)通狀態(tài)二極三管的三開關(guān)三等效NM三OS管的三轉(zhuǎn)移三特性19三極三管的三開關(guān)三等效OF三FONE三B三C三點(diǎn)三斷開E三B三C三點(diǎn)三接通Vcc/RCIceβIbeIce0Ice0.3vVce0.3—VccVceVccVce0.7vVbe0.6vVbe0vVbe飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)CBEEBC20輸入級(jí)分相級(jí)輸出級(jí)TT三L基本三門三–7三4系三列212.三輸三入負(fù)三載特三性1.三傳三輸特三性vth22帶緩三沖極三的CM三OS與非三門帶緩三沖極三的CM三OS或非三門23第三三章三組合三邏輯三電路組合三邏輯三電路三的一三般分三析方三法和三設(shè)計(jì)三步驟三；常用三邏輯三部件三如編三碼器三、譯三碼器三、運(yùn)三算器三、比三較器三、多三路數(shù)三據(jù)選三擇器三、代三碼轉(zhuǎn)三換器三、奇三偶發(fā)三生器三/奇三偶校三驗(yàn)器三及典三型MS三I的功三能、三特點(diǎn)三及應(yīng)三用；采用三典型MS三I進(jìn)行三組合三邏輯三設(shè)計(jì)三的原三理與三方法三；組合三網(wǎng)絡(luò)三中的三競爭三冒險(xiǎn)三問題三及其三消除三。24邏輯抽象實(shí)際問題真值表邏輯圖化簡變換最簡表達(dá)式適當(dāng)形式的表達(dá)式用SSI實(shí)現(xiàn)用MSI實(shí)現(xiàn)

邏輯化簡功能判斷

邏輯變換公式化簡邏輯表達(dá)式卡諾圖化簡真值表設(shè)計(jì)三步驟分析三方法25全加三器

一

位

全

加

器

真

值

表

輸入

輸出

Ai

Bi

CI

CO

S

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

1

0

0

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0

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

26利用三卡諾三圖化三簡為三：

SCO27

SCO利用三卡諾三圖化三簡為三：28多位三加法三器串行進(jìn)位加法器CoSCoSCoSABCoSCiCOS3S2S1S0A0B0A1B1A2B2A3B3ABCi

ABCiABCi串行三進(jìn)位三加法三器的三最大三缺點(diǎn)三是速三度慢三，29多位三加法三器串行進(jìn)位加法器CoSCoSCoSABCoSCiCOS3S2S1S0A0B0A1B1A2B2A3B3ABCi

ABCiABCi串行三進(jìn)位三加法三器的三最大三缺點(diǎn)三是運(yùn)三算速三度慢三，每三次運(yùn)三算需三要四三個(gè)全三加器三的傳三輸時(shí)三間;提高三運(yùn)算三速度三的方三法是三先行三進(jìn)位三。30四位全加器CIA0A1A2A3B0B1B2B3COS0S1S2S374LS28331有使三能的三3/三8線三譯碼三器7三4LS三13三8功能三表74LS138A0A1A2S13274153多路三數(shù)據(jù)三選擇三器33第四三章三集成三觸發(fā)三器觸發(fā)三器的三時(shí)序三分析三方法三；RS三、D三、T三、J三K觸發(fā)三器的三功能三及特三點(diǎn);狀態(tài)三表、三狀態(tài)三圖、三狀態(tài)三方程三、時(shí)三序圖三和激三厲表三的三運(yùn)用三及相三互轉(zhuǎn)三換；主從三工作三方式三及維三持阻三塞線三路克三服空三翻的三原理三。34&&QG1G2與非三門構(gòu)三成的三基本RS觸發(fā)三器當(dāng)=1，=0時(shí)，Q=0，=1當(dāng)=0，=1時(shí)，Q=1，=0當(dāng)=0，=0時(shí)，Q=1，=1信號(hào)消失后狀態(tài)不確定，基本RS觸發(fā)三器的三電路三結(jié)構(gòu)三與工三作原三理記憶置位復(fù)位基本RS觸發(fā)器特性表原態(tài)次態(tài)禁用（禁三用！三）置位復(fù)位當(dāng)=1，=1時(shí)，Q=Q，=穩(wěn)態(tài)35觸發(fā)三器的三邏輯三功能三及描三述方三法S=1,R=001S=0,R=1S=,R=0S=0,R=同步RS觸發(fā)三器的特性三方程1.同步RS觸發(fā)三器2.三D觸發(fā)三器D觸發(fā)三器的特性三方程01D=0D=0D=1D=1363.三JK觸發(fā)三器JK觸發(fā)三器的三特性三方程JK觸發(fā)三器的狀態(tài)三轉(zhuǎn)換三圖01J=,K=0J=0,K=J=1,K=J=,K=1KJ

Qn0

00

01

11

10

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

4.三T觸發(fā)三器T觸發(fā)三器的特性三方程01T=0T=0T=1T=137觸發(fā)三器的三特性三表RSQn+100Qn01110011╳DQn+10011╳00010101Qn11Qn+1SDRDQn1Qn0Qn+1TQn11001110Qn00Qn+1JK38第五三章三同步三時(shí)序三邏輯三電路同步三時(shí)序三邏輯三電路三的模三型；同步三時(shí)序三邏輯三電路三分析三的一三般方三法；常見三時(shí)序三邏輯三電路三如：三各種三進(jìn)制三計(jì)數(shù)三器、三移位三型計(jì)三數(shù)器三、序三列產(chǎn)三生器三、序三列濾三波器三等的三功能三、特三點(diǎn)與三應(yīng)用三；同步三時(shí)序三邏輯三電路三設(shè)計(jì)三的一三般步三驟；邏輯三描述三、狀三態(tài)定三義、三狀態(tài)三化簡三、狀三態(tài)分三配、三激勵(lì)三方程三求三解及三邏輯三電路三的工三程實(shí)三現(xiàn)；異步三時(shí)序三邏輯三電路三分析三與設(shè)三計(jì)的三方法三和特三點(diǎn)。39列系三統(tǒng)（三即刻三）輸三出方三程列驅(qū)三動(dòng)方三程列系三統(tǒng)狀三態(tài)方三程列系三統(tǒng)狀三態(tài)表畫系三統(tǒng)狀三態(tài)（三時(shí)序三）流三程圖判斷三時(shí)序三邏輯三功能三（讀三圖）時(shí)序三邏輯分析三方法三：40同步時(shí)序三邏輯三設(shè)計(jì)步驟邏輯三描述三（狀三態(tài)圖三）狀態(tài)三化簡狀態(tài)編碼狀態(tài)三求解(通過三卡諾三圖求三狀態(tài)三方程)驅(qū)動(dòng)三方程三求解三（選FF、求驅(qū)三動(dòng)方三程）畫邏三輯圖41狀態(tài)三化簡三：先按三輸入/輸出三相同三分類三，再按三到達(dá)三的新三狀態(tài)三相同三分類三，逐次三尋找三等價(jià)三類的三過程三叫狀三態(tài)化三簡。等價(jià)三狀態(tài)：在相三同的三輸入三下具三有相三同的三輸出三、并三且到三達(dá)的三新三狀態(tài)三也相三同的三狀態(tài)三集合三。42狀態(tài)三化簡：00CP·XZABCD00000010101111原始狀態(tài)圖110000000110簡化狀態(tài)圖43狀態(tài)三化簡三：D/1A/0DD/1A/0CC/0A/0BB/0A/0A10原始狀態(tài)表C’/1A/0C’C’/0A/0BB/0A/0A10簡化狀態(tài)表*Q—現(xiàn)態(tài)三；Q’三—次態(tài)44狀態(tài)三編碼三：××/×××/×1110/100/01010/000/00101/000/00010/Z110000000110簡化狀態(tài)圖45狀態(tài)三求解10

1000

101010××

11××

11××1100

0100

01100100

0010

000000101010XQ1XQ2X1XQ1X0461.若選三用JK三:2.若選三用D:3.若選三用T:4774三16三1功能三表C

PE

PE

T工作狀態(tài)0置零10預(yù)置數(shù)1101保持110保

持（C=0）1111計(jì)數(shù)

D0D1D2D3

Q0Q1Q2Q3EPETCP74161

計(jì)數(shù)輸入進(jìn)位輸出4874三16三0功能三表

D0D1D2D3

Q0Q1Q2Q3EPETCP74160計(jì)數(shù)輸入進(jìn)位輸出C

PE

PE

T工作狀態(tài)0置零10預(yù)置數(shù)1101保持110保

持（C=0）1111計(jì)數(shù)49第六三章異步三時(shí)序三邏輯三電路異步三時(shí)序三邏輯三電路三分析三與設(shè)三計(jì)的三特點(diǎn)50第七三章三半導(dǎo)三體存三儲(chǔ)器RA三M、三RO三M的結(jié)三構(gòu)、三原理三及使三用方三法;PR三OM三、E三PR三OM三、E2PR三OM三、F三LA三SH原理三與應(yīng)三用。51RO三M—Rea三dOnl三yMem三or三y三(掩膜RO三M)PR三OM三--三-Pro三gr三am三ma三bl三eRO三M三(可編三程RO三M)EP三RO三M-三--三Era三sa三bl三ePR三OM三(可擦三除可三編程RO三M)E2PR三OM—Ele三ct三ri三cl三lyEra三sa三bl三ePR三OM(電可三擦除三可編三程RO三M)靜態(tài)RA三M（SR三AM三—S三ta三ti三c三Ra三nd三om三A三cc三es三s三Me三mo三ry）動(dòng)態(tài)RA三M（DR三AM三--三Dy三na三mi三c三Ra三nd三om三A三cc三es三s三Me三mo三ry）Fl三as三h三Me三mo三ry只讀三存儲(chǔ)三器：隨機(jī)三存取三存儲(chǔ)三器RA三M52RA三M的結(jié)三構(gòu)和三工作三原理隨機(jī)三存取三存儲(chǔ)三器RA三M53只讀三存儲(chǔ)三器RO三M—三Rea三dOnl三yMem三or三y固定三只讀三存儲(chǔ)三器RO三MRO三M電路三包含三：地址三譯碼三器、三存儲(chǔ)三矩陣三、輸三出三緩沖三器54可編三程只三讀存三儲(chǔ)器三（PR三OM）常用三符號(hào)與門輸出恒等于零的與門或門互補(bǔ)輸出的緩沖器三態(tài)輸出的緩沖器55PR三OM陣列三圖A1A0WiD3D2D1D000

0000001

1000110

2010011

31001A1A0D3D2D1D0與固定或編程56第八三章三可編三程邏三輯器三件（PL三D）PL三A、三PA三L、三GA三L的結(jié)三構(gòu)、三原理三與應(yīng)三用。57第八三章三可編三程邏三輯器三件8.三1概述8.2PL三D(Pro三gr三am三ma三bl三eLog三icDev三ic三e三)可編三程邏三輯器三件8.三3PL三A（Pro三gr三am三ma三bl三eLog三icArr三ay)可編三程邏三輯陣列8.三4PA三L(Pro三gr三am三ma三bl三eArr三ayLog三ic三)可編三程陣三列邏三輯8.三5GA三L（Gen三er三alArr三ayLog三ic三)通用三陣列三邏輯8.三6EP三LD(Era三sa三bl三ePro三gr三am三ma三bl三eLog三icDev三ic三e)可擦三可編三邏輯三器件8.三7FP三GA(Fie三ldPro三gr三am三ma三bl三eGat三eArr三ay三)現(xiàn)場三可編三程門三陣列58PR三OM陣列三圖A1A0WiD3D2D1D000

0000001

1000110

2010011

31001A1A0D3D2D1D0與固定或編程59A1A0WiD3D2D1D00000000011000110201001131001PLA陣列D3D2D1D0=P0=A0A1A0或編程與編程PROM陣列D3D2D1A1A0