《控制邏輯電路之》課件

控制邏輯電路之課程目標(biāo)掌握數(shù)字邏輯電路的基本理論和方法熟悉常用邏輯門電路的特性和應(yīng)用能夠進(jìn)行簡單邏輯電路的設(shè)計與分析了解時序邏輯電路的工作原理控制邏輯電路概述11.數(shù)字邏輯電路定義數(shù)字邏輯電路是指以數(shù)字信號作為輸入和輸出的電路。22.數(shù)字邏輯電路特點信號只有兩種狀態(tài):高電平（1）和低電平（0）。33.數(shù)字邏輯電路應(yīng)用廣泛應(yīng)用于計算機、通信、控制等領(lǐng)域。基本邏輯門電路與門只有當(dāng)所有輸入均為高電平時，輸出才為高電平?；蜷T只要有一個輸入為高電平，輸出就為高電平。非門輸出與輸入取反，輸入為高電平，輸出為低電平，反之亦然。異或門當(dāng)輸入信號相同時，輸出為低電平；當(dāng)輸入信號不同時，輸出為高電平。邏輯電平與邏輯運算邏輯電平數(shù)字邏輯電路中，信號只有高電平（1）和低電平（0）兩種狀態(tài)。邏輯運算邏輯運算包括：與運算、或運算、非運算、異或運算等。布爾代數(shù)基礎(chǔ)基本概念布爾代數(shù)是一種用于處理邏輯運算的數(shù)學(xué)系統(tǒng)?；具\算包括與運算、或運算、非運算等?；径衫纾航粨Q律、結(jié)合律、分配律等。簡單邏輯表達(dá)式化簡1利用布爾代數(shù)的基本定律進(jìn)行化簡。2使用卡諾圖進(jìn)行化簡。3使用邏輯代數(shù)定理進(jìn)行化簡。邏輯電路設(shè)計步驟1.分析問題明確邏輯電路的功能和要求。2.邏輯表達(dá)式用邏輯表達(dá)式描述邏輯電路的功能。3.電路設(shè)計根據(jù)邏輯表達(dá)式設(shè)計邏輯電路。4.驗證測試對設(shè)計好的電路進(jìn)行驗證和測試。組合邏輯電路分析1真值表列出所有可能的輸入組合及其對應(yīng)的輸出。2邏輯表達(dá)式用邏輯表達(dá)式描述電路的功能。3電路圖繪制電路圖，并分析其功能。組合邏輯電路設(shè)計11.確定功能明確電路的功能和要求。22.真值表根據(jù)功能需求建立真值表。33.邏輯表達(dá)式根據(jù)真值表寫出邏輯表達(dá)式。44.電路實現(xiàn)利用邏輯門電路實現(xiàn)邏輯表達(dá)式。時序邏輯電路簡介1定義時序邏輯電路是指輸出不僅取決于當(dāng)前輸入，還取決于電路過去的狀態(tài)。2特點電路具有記憶功能，可以保存信息。3應(yīng)用應(yīng)用于計數(shù)器、寄存器、時鐘等。觸發(fā)器的工作原理SR觸發(fā)器具有置位（Set）和復(fù)位（Reset）功能。JK觸發(fā)器具有置位、復(fù)位和保持功能。D觸發(fā)器數(shù)據(jù)觸發(fā)器，輸出跟隨輸入。觸發(fā)器的分類與應(yīng)用觸發(fā)器的分類SR觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器、T觸發(fā)器等。觸發(fā)器的應(yīng)用用于存儲數(shù)據(jù)、計數(shù)、時鐘等。寄存器及其應(yīng)用計數(shù)器電路設(shè)計1根據(jù)計數(shù)功能確定計數(shù)器的類型。2根據(jù)計數(shù)范圍選擇觸發(fā)器數(shù)量。3設(shè)計計數(shù)器電路，并進(jìn)行驗證測試。移位寄存器及其應(yīng)用1.構(gòu)成多個觸發(fā)器級聯(lián)而成，數(shù)據(jù)逐位移位。2.類型串行輸入串行輸出、串行輸入并行輸出等。3.應(yīng)用用于數(shù)據(jù)傳輸、存儲、編碼等。脈沖產(chǎn)生電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生一個脈沖，脈沖寬度由RC時間常數(shù)決定。多諧振蕩器產(chǎn)生周期性脈沖，脈沖寬度和頻率可調(diào)。時間延遲電路RC時間延遲電路利用RC電路的時間常數(shù)實現(xiàn)時間延遲。數(shù)字時間延遲電路利用計數(shù)器或移位寄存器實現(xiàn)時間延遲。脈沖調(diào)制電路1PWM定義脈沖寬度調(diào)制，通過改變脈沖寬度來控制輸出信號的平均值。2PWM應(yīng)用應(yīng)用于電機控制、電源管理、LED調(diào)光等。脈沖編碼調(diào)制電路PCM定義脈沖編碼調(diào)制，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。PCM應(yīng)用應(yīng)用于數(shù)字通信、音頻和視頻處理等。A/D和D/A轉(zhuǎn)換概述A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。D/A轉(zhuǎn)換將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換原理1采樣：將模擬信號按一定時間間隔進(jìn)行采樣。2量化：將采樣值量化為離散的數(shù)字值。3編碼：將量化后的數(shù)字值轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制編碼。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計1.選擇類型根據(jù)精度、速度、價格等因素選擇合適的ADC。2.確定參數(shù)確定分辨率、采樣率、輸入電壓范圍等參數(shù)。3.設(shè)計電路根據(jù)ADC的規(guī)格和應(yīng)用需求設(shè)計電路。數(shù)模轉(zhuǎn)換原理11.權(quán)重分配將數(shù)字信號中的每一位分配不同的權(quán)重。22.電流或電壓疊加根據(jù)權(quán)重對每一位進(jìn)行電流或電壓疊加。33.濾波輸出對疊加后的電流或電壓進(jìn)行濾波，得到模擬信號輸出。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計11.選擇DAC根據(jù)精度、速度、價格等因素選擇合適的DAC。22.確定參數(shù)確定分辨率、輸出電壓范圍、輸出電流等參數(shù)。33.設(shè)計電路根據(jù)DAC的規(guī)格和應(yīng)用需求設(shè)計電路。邏輯電路應(yīng)用舉例交通燈控制器使用邏輯電路實現(xiàn)交通燈的控制。報警系統(tǒng)使用邏輯電路實現(xiàn)安全報警功能。課程小結(jié)1課程內(nèi)容介紹了數(shù)字邏輯電路的基本理論和方法。2主要內(nèi)容包括邏輯門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路。3學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握數(shù)字邏輯