第3章集成门电路和触发器new
数字电子技术试题(1-5章)
第1章 数制和码制一、填空题1．数制转换：（011010）2 =（ ）10 =（ ）8 =（ ）16。
2．数制转换：（35）10 =（ ）2 =（ ）8 =（ ）16。
3．数制转换：（251）8 =（ ）2 =（ ）16 =（ ）10。
4．数制转换：（4B ）16 =（ ）2 =（ ）8 =（ ）10。
5．数制转换：（69）10 =（ ）2 =（ ）16 =（ ）8。
6．将二进制数转换为等值的八进制和十六进制数（10011011001）2 =（ ）8 =（ ）16。
7．将二进制数转换为等值的八进制和十六进制数（1001010.011001）2 =（ ）8 =（ ）16。
一、填空题答案：1．26、32、1A ；2．100011、43、 23；3．10101001、A9、169；4．1001011、113、75；5．1000101、45、105；6．2331、4D9；7．112.31、4A.64。
第2章 逻辑代数基础一、填空题1．逻辑函数Y AB A B ''=+，将其变换为与非-与非形式为 。
2．逻辑函数Y A B AB C ''=+，将其变换为与非-与非形式为 。
3. 将逻辑函数AC BC AB Y ++=化为与非-与非的形式，为 。
4．逻辑函数Y A A BC '''=+，化简后的最简表达式为 。
5．逻辑函数Y A B A B ''=++，化简后的最简表达式为 。
6．逻辑函数()()Y A BC AB ''''=+，化简后的最简表达式为 。
7. 逻辑函数Y AB AB A B ''=++，化简后的最简表达式为 。
一、填空题答案1．()()()Y AB A B '''''= ； 2．()()()Y A B AB C '''''=；3． ()()()()Y AB BC AC ''''=； 4． Y A '=；5．1Y =； 6．1Y =； 7．Y A B =+。
《集成触发器》课件
由于触发器在事件发生时自动执行，减少了 人工干预，降低了出错的可能性。
可扩展性
通过集成多个触发器，可以实现更复杂的业 务逻辑，满足不断变化的业务需求。
灵活性
可以根据实际需求配置触发器的行为，实现 个性化的业务处理。
局限性
性能开销
集成触发器在处理大量事件时可能会 对系统性能产生影响。
复杂性
由于集成触发器的使用涉及到业务逻 辑的编写和配置，使用不当可能导致 系统变得复杂和难以维护。
这种触发器在一定时间 间隔后执行特定操作。
按结构分类
01
02
03
04
简单触发器
只有一个操作，当满足特定条 件时执行。
复合触发器
包含多个操作，当满足特定条 件时按照一定顺序执行。
嵌套触发器
一个触发器内部包含另一个触 发器，当外部触发器满足条件
时，内部触发器执行。
链式触发器
多个触发器依次链接，前一个 触发器的输出作为后一个触发
测试与验证
功能验证
验证触发器是否实现了所有预期的功能。
性能验证
验证触发器的性能是否满足预期要求。
05
集成触发器的应用案例
案例一：智能家居系统中的应用
总结词
智能家居控制
详细描述
集成触发器在智能家居系统中用于控制家电设备的自动化运行，通过预设条件触发相应 的操作，如自动开启空调、调节灯光亮度等。
案例二：工业自动化系统中的应用
《集成触发器》ppt课 件
目 录
• 集成触发器概述 • 集成触发器的分类 • 集成触发器的优势与局限性 • 集成触发器的设计与实现 • 集成触发器的应用案例 • 集成触发器的发展趋势与展望
01
06626 数字逻辑 自考考试大纲
湖北省高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：数字逻辑课程代码：06626I．课程性质与设置目的1．课程性质和特点数字逻辑属计算机科学与工程（类）本科重要的专业基础课，本课程的目的是使学生了解和熟悉从对数字系统提出要求开始，一直到用集成电路实现所需逻辑功能为止的整个过程。
熟练掌握数字系统逻辑设计的理论和方法，对于从事计算机研制、开发和应用的科技工作者来说是十分必要的。
课程的主要内容包括开关理论基础、逻辑门电路、组合逻辑、时序逻辑、ISP技术、数字系统等，它跟踪计算机元器件的发展脚步，介绍新型元器件的基本技术，为后续计算机硬件类课程打下基础，也为深入理解计算机的工作原理提供理论及实践基础。
2．课程要求通过本课程的学习，应考者应掌握数字逻辑设计的基本理论和方法、数字逻辑电路的一般原理以及数字逻辑电路的新发展。
本课程的核心是学生必须学会数字逻辑电路的基础知识，掌握数字逻辑电路设计和分析的方法步骤，在此基础上能够使用常用的实验素材进行同步时序逻辑电路的设计。
掌握集成门电路，触发器和组合逻辑电路等实用性较广的功能部件，为将来实践工作打下坚实的基础。
本课程涉及到数学，逻辑学和电子学相关的知识，理论性比较强。
3．与本专业其它课程的关系本课程在计算机应用专业的教学计划中被列为专业基础课，其先修课程为普通物理、模拟电子技术和离散数学，后续课程为计算机组成原理、计算机接口技术等硬件课程。
数字逻辑作为一门承上启下的基础课程，地位相当重要。
本课程的重点是研究数字系统中各种逻辑电路分析与设计的基本方法；难点是各种大中型芯片的分析和组合设计。
II．课程内容与考核目标第一章基本知识一、学习目的与要求了解数字系统的概念、模拟信号与数字信号的特点；重点掌握二进制、八进制、十进制、十六进制数的计数规律及相互转换，理解机器数的原码、反码、补码三种代码表示及相关转换，理解三种常用BCD码与十进制数的关系及各自特点，以及Gray码、奇偶检验码、字符编码的作用、特点和编码的原理。
集成逻辑门电路
集成逻辑门是最基本的数字集成电路，是组成数字逻辑的基础。
常用的集成门电路，大多采用双列直插式封装（Dual-In-line Package ，缩写成DIP）。
集成门电路外形图
槽口
1 2 3 3 4 6 7
14 13 12 11 10 9 8
3.2.1 TTL与非门的内部结构及工作原理
+VCC
(+5V)
R4
100
T4
D
F
A
B
R1
4k
R2
1k
R3
1k
T2
T1
T3
输入级
输出级
中间级
1. TTL与非门的内部结构
输入级由多发射极晶体管T1和基极电组R1组成，它实现了输入变量A、B的与运算。
(1) 输入级
+VCC
(+5V)
R4
100
T4
D
F
A
B
R1
4k
R2
1k
R3
1k
T2
T1
T3
输入级
输出级
中间级
为使T1的集电结及T2和T3的发射结同时导通，UB1至少应当等于
UB1=UBC1+UBE2+UBE3 =2.1V
T2和T3必然截止。
因此有
+VCC
(+5V)
R4
100
+VCC
(+5V)
R4
100
T4
D
F
A
B
R1
4k
R2
1k
R3
1k
T2
T1
T3
输入级
第3章门电路
3.3 CMOS门电路
6. CMOS电路的优点
（1）微功耗。 CMOS电路静态电流很小，约为纳安数量级。
（2）抗干扰能力很强。 输入噪声容限可达到VDD/2。
（3）电源电压范围宽。 多数CMOS电路可在3～18V的电源电压范围内正常
Digital Electronics Technolo20g2y0/12/29
3.2 半导体二极管门电路
2. 二极管与门
3. 二极管或门
A Y
B
Digital Electronics Technolo20g2y0/12/29
3.3 CMOS门电路
MOS门电路：以MOS管作为开关元件构成的门电路。 MOS门电路，尤其是CMOS门电路具有制造工艺简单、 集成度高、抗干扰能力强、功耗低、价格便宜等优点，得 到了十分迅速的发展。
3.3 CMOS门电路
➢ 功耗 ❖ 静态功耗: 逻辑电路输出状态不发生变化时的功耗。
大多数CMOS电路具有很低的静态功耗，所以在很 多低功耗的场合采用CMOS集成电路。
❖ 动态功耗: 逻辑电路输出状态发生变化时的功耗， 其值比静态功耗大得多。
PCCLVD 2D f
PTCPD VD 2 D f PDPCPT
buses.
RP IOLmax
VP
ILL Z=VOLmax RL
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3.3 CMOS门电路
❖ 施密特触发器
VOUT
5.0
VT-
VT+
2.1 2.9 5.0 VIN
Voltage of hysteresis =VT+-VT-
2020年智慧树知道网课《数字电子技术(山东科技大学)》课后章节测试满分答案
第一章测试1【单选题】(5分)一位十六进制数可以用（）位二进制数来表示。
A.2B.1C.3D.42【单选题】(5分)十进制数43可转换为（）8421BCD码。
A.1000011B.010011C.10011D.010000113【单选题】(5分)二进制数+1011的反码为（）。
A.10100B.11011C.01011D.001004【单选题】(5分)有符号二进制数-89的补码为（）。
A.01011001B.10100111C.11011001D.001001115【多选题】(10分)与模拟电路相比，数字电路主要的优点有（）。
A.保密性好B.抗干扰能力强C.容易设计D.通用性强6【多选题】(10分)与八进制数(47.3)8等值的数为（）。
A.(100111.11)2B.(100111.011)2C.(27.3)16D.(27.6)167【多选题】(10分)以下代码中为恒权码的为（）。
A.余三码B.5421BCD码C.8421BCD码D.格雷码8【多选题】(10分)与十进制数（53.5）10等值的数或代码为（）。
A.(65.4)8B.(01010011.0101)8421BCDC.(35.8)16D.(110101.1)29【多选题】(10分)在一个8位的存储单元中，能够存储的最大无符号整数是（）。
A.（127）10B.（255）10C.（256）10D.（FF）1610【多选题】(10分)矩形脉冲信号的参数有（）。
A.周期B.占空比C.脉宽D.扫描期11【多选题】(10分)常用的BCD码有（）。
A.奇偶校验码B.余三码C.格雷码D.8421码12【多选题】(10分)以下几种编码中，可靠性编码是（）。
A.5421码B.8421码C.格雷码D.奇偶校验码第二章测试1【单选题】(5分)利用约束项化简逻辑函数时，约束项应看成()。
A.1B.能使圈组大的看成1，其它看成0C.无所谓D.22【单选题】(5分)下面的卡诺图化简，应画（）个包围圈。
数电-第三章逻辑门电路
了解和掌握常见时序逻辑电路的原理和应用，如寄存器、 计数器、顺序脉冲发生器等。
可编程逻辑器件应用
1 2
可编程逻辑器件简介
了解可编程逻辑器件的基本概念和分类，如PAL、 GAL、CPLD、FPGA等。
可编程逻辑器件编程
学习使用相应的开发工具和编程语言，对可编程 逻辑器件进行编程和配置，实现特定的逻辑功能。
典型组合逻辑电路
了解和掌握常见组合逻辑电路的 原理和应用，如编码器、译码器、
数据选择器、比较器等。
时序逻辑电路分析与设计
时序逻辑电路分析
分析时序逻辑电路的工作原理，包括触发器的状态转换、 时钟信号的作用等，进而理解电路的功能。
时序逻辑电路设计
根据实际需求，设计实现特定功能的时序逻辑电路。包括 确定输入、输出变量，选择适当的触发器类型，画出状态 转换图或时序图等步骤。
数电-第三章逻辑门 电路
• 逻辑门电路基本概念 • 基本逻辑门电路 • 复合逻辑门电路 • 逻辑门电路应用 • 逻辑门电路实验与仿真 • 逻辑门电路总结与展望
目录
Part
01
逻辑门电路基本概念
逻辑门定义与分类
逻辑门定义
逻辑门是数字电路中的基本单元 ，用于实现基本的逻辑运算功能 ，如与、或、非等。
逻辑符号为带有小圆圈的与门符号。
或非门电路
01
02
03
或非门逻辑功能
实现输入信号的逻辑或操 作，并取反输出结果。
或非门符号
逻辑符号为带有小圆圈的 或门符号。
或非门真值表
输入全为0时，输出为1； 输入有1时，输出为0。
异或门电路
异或门逻辑功能
实现输入信号的异或操作， 即输入信号相同时输出为0， 不同时输出为1。
数电期末总结知识要点
数字电路各章知识点第1章 逻辑代数基础一、 数制和码制1．二进制和十进制、十六进制的相互转换 2．补码的表示和计算 3．8421码表示二、 逻辑代数的运算规则1．逻辑代数的三种基本运算：与、或、非 2．逻辑代数的基本公式和常用公式 逻辑代数的基本公式（P10） 逻辑代数常用公式： 吸收律：A AB A =+消去律：AB B A A =+ A B A AB =+ 多余项定律：C A AB BC C A AB +=++ 反演定律：B A AB += B A B A ∙=+ B A AB B A B A +=+三、 逻辑函数的三种表示方法及其互相转换 ★ 逻辑函数的三种表示方法为：真值表、函数式、逻辑图 会从这三种中任一种推出其它二种，详见例1-6、例1-7 逻辑函数的最小项表示法 四、 逻辑函数的化简： ★1、 利用公式法对逻辑函数进行化简2、 利用卡诺图队逻辑函数化简3、具有约束条件的逻辑函数化简例1.1 利用公式法化简 BD C D A B A C B A ABCD F ++++=)( 解：BD C D A B A C B A ABCD F ++++=)(BD C D A B A B A ++++= )(C B A C C B A +=+ BD C D A B +++= )(B B A B A =+ C D A D B +++= )(D B BD B +=+ C D B ++= )(D D A D =+ 例1.2 利用卡诺图化简逻辑函数 ∑=)107653()(、、、、m ABCD Y 约束条件为∑8)4210(、、、、m 解：函数Y 的卡诺图如下：00 01 11 1000011110AB CD111×11××××D B A Y +=第2章集成门电路一、 三极管如开、关状态 1、饱和、截止条件：截止：beTV V < 饱和：CSBSBI iIβ>=2、反相器饱和、截止判断 二、基本门电路及其逻辑符号 ★与门、或非门、非门、与非门、OC门、三态门、异或、传输门（详见附表：电气图用图形符号 P321 ）二、门电路的外特性★1、电阻特性：对TTL门电路而言，输入端接电阻时，由于输入电流流过该电阻，会在电阻上产生压降，当电阻大于开门电阻时，相当于逻辑高电平。
3第三章讲义集成逻辑门
二极管的稳态开关特性
二极管伏安特性
iDIseqD v /kT 1
理想二极管开关特性 二极管特性折线简化
Vi<Vth时，二极管截止，iD=0。 Vi>Vth时，二极管导通。
二极管的瞬态开关特性
理想二极管开关特性
二极管瞬态开关特性
2、三极管的开关特性
NPN 型三极管截止、放大、饱和 3 种工作状态的特点
4
PN结
• 在PN结上外加一电压 ，如果P型一边接正极 ，N型一 边接负极，电流便从P型一边流向N型一边，空穴和电 子都向界面运动，使空间电荷区变窄，甚至消失，电 流可以顺利通过。
• 如果N型一边接外加电压的正极，P型一边接负极，则 空穴和电子都向远离界面的方向运动，使空间电荷区 变宽，电流不能流过。这就是PN结的单向导电性。
– （PN junction）
PN结
• 在 P 型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的 电离杂质。在电场的作用下，空穴是可以移动的，而 电离杂质（离子）是固定不动的 。
• N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子。 • 当P型和N型半导体接触时，在界面附近空穴从P型半
导体向N型半导体扩散，电子从N型半导体向P型半导 体扩散。空穴和电子相遇而复合，载流子消失。因此 在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子，却有分 布在空间的带电的固定离子，称为空间电荷区 。 • P 型半导体一边的空间电荷是负离子 ，N 型半导体一 边的空间电荷是正离子。正负离子在界面附近产生电 场，这电场阻止载流子进一步扩散 ，达到平衡。
– 必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通， 流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数 值称为“门槛电压”，锗管约为0.2V，硅管约为0.6V）以后，二极管才能 直正导通。
数字电子技术基础：第三章 逻辑门电路
逻辑符号
C
vI /vO
TG
vO /vI
C
C
υo/ υI
2. CMOS传输门电路的工作原理
vI /vO
5V到+5V
C
+5V
TP +5V vO /vI
5V TN
5V
C
设TP:|VTP|=2V， TN:VTN=2V
I的变化范围为－5V到+5V。
c=0=-5V， c =1=+5V
1）当c=0， c =1时 GSN= -5V (－5V到+5V)=(0到-10)V
在由于电路具有互补对称的性质，它的开通时间与关 闭时间是相等的。平均延迟时间：<10 ns。
动态功耗
CMOS反相器的PD与f和 2 VDD
CMOS反相器从一个稳定状态转变到另一个稳定状态时所产生的功耗
PD=PC+PT
分布电容CL充放电引起的功耗： PC CL fVD2D
CMOS管瞬时交替导通引起的功耗：PT CPD fVD2D
74标准系列 74LS系列
74AS系列
74LVC 74VAUC 低(超低)电压 速度更加快 与TTL兼容 负载能力强 抗干扰 功耗低
74ALS
3.1 概述
门电路：实现基本逻辑/复合逻辑运算的单元电路
逻辑状态的描述—— 正逻辑：高电平→1，低电平→0 负逻辑：高电平→0，低电平→1
缺点：功耗较大/速度较慢
VDD VIH(min) I OH(total) I IH(total)
… …
I0H（total) &1
+V DD RP
&
&1
IIH（total) &
第3章 门电路
vI R1 vI1
1
vO1
1
vO
R2 R1 vI 1 vI vO R1 R2 R1 R2
如果CMOS反相器的阈值电压Vth≈VDD/2，R1<R2，输入信号vI 是三角波， vI增大时电路的工作过程如下： （a）vI =0时, 由于R1<R2， vI1 <VDD/2， vO1 =1， vO =0。 （b）当vI↑ → vI1 ≈Vth时， vI↑ → vI1↑ → vO1↓→vO↑ 电路状态很快翻转为： vO = VDD
工作特点划分
不可重复触发单稳态触发器 可重复触发单稳态触发器
2012年12月
可重触发与不可重触发单稳态触发器
Bai Tianrui
集成单稳根据电路及工作状态不同分为不可重触发和可重 触发两种
不可重触发
vi vo tw tw
可重触发
vi vo tw tw
2012年12月
1. 集成单稳态触发器74121
vi vi vo tw
t
Bai Tianrui
定时 延时 脉冲整形 组成振荡器
单稳态 触发器
vo
t
2012年12月
3. 门电路构成的单稳
Bai Tianrui
G1、G2是CMOS门电路。
与非门构成的微分型单稳 vI Cd R VDD &
G1
G1、G2由RC电路耦合 在一起。 RC电路是一种微分电路 形式。 最关键：vR VDD
0 vI VTVT+
（c） vI >VT+时， vO =VDD保持不变。
2012年12月
门电路组成的施密特触发器
Bai Tianrui
(完整版)数电1-10章自测题及答案(2)
第一章绪论一、填空题1、根据集成度的不同，数字集成电路分位以下四类：小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路。
2、二进制数是以2为基数的计数体制，十六体制数是以16为基数的计数体制。
3、二进制数只有0和1两个数码，其计数的基数是2，加法运算的进位规则为逢二进一。
4、十进制数转换为二进制数的方法是：整数部分用除2取余法，小数部分用乘2取整法，十进制数23.75对应的二进制数为10111.11。
5、二进制数转换为十进制数的方法是各位加权系数之和，二进制数10110011对应的十进制数为179。
6、用8421BCD码表示十进制时，则每位十进制数可用四位二进制代码表示，其位权值从高位到低位依次为8、4、2、1。
7、十进制数25的二进制数是11001，其对应的8421BCD码是00100101。
8、负数补码和反码的关系式是：补码=反码+1。
9、二进制数+1100101的原码为01100101，反码为01100101，补码为01100101。
-1100101的原码为11100101，反码为10011010，补码为10011011。
10、负数-35的二进制数是-100011，反码是1011100，补码是1011101。
二、判断题1、二进制数有0~9是个数码，进位关系为逢十进一。
（）2、格雷码为无权码，8421BCD码为有权码。
（√）3、一个n位的二进制数，最高位的权值是2^n+1。
（√）4、十进制数证书转换为二进制数的方法是采用“除2取余法”。
（√）5、二进制数转换为十进制数的方法是各位加权系之和。
（√）6、对于二进制数负数，补码和反码相同。
（）7、有时也将模拟电路称为逻辑电路。
（）8、对于二进制数正数，原码、反码和补码都相同。
（√）9、十进制数45的8421BCD码是101101。
（）10、余3BCD码是用3位二进制数表示一位十进制数。
（）三、选择题1、在二进制技术系统中，每个变量的取值为（A）A、0和1B、0~7C、0~10D、0~F2、二进制权值为（B ）A、10的幂B、2的幂C、8的幂D、16的幂3、连续变化的量称为（B ）A、数字量B、模拟量C、二进制量D、16进制量4、十进制数386的8421BCD码为（B）A、0011 0111 0110B、0011 1000 0110C、1000 1000 0110D、0100 1000 01105、在下列数中，不是余3BCD码的是（C ）A、1011B、0111C、0010D、10016、十进制数的权值为（D ）A、2的幂B、8的幂C、16的幂D、10的幂7、负二进制数的补码等于（D ）A、原码B、反码C、原码加1D、反码加18、算术运算的基础是 （ A ）A 、加法运算B 、减法运算C 、乘法运算D 、除法运算9、二进制数-1011的补码是 （ D ）A 、00100B 、00101C 、10100D 、1010110、二进制数最高有效位（MSB ）的含义是 （ A ）A 、最大权值B 、最小权值C 、主要有效位D 、中间权值第二章 逻辑代数基础一、填空题1、逻辑代数中三种最基本的逻辑运算是与运算、或运算、非运算。
第3章集成门电路和触发器new
(8) 高电平输入电流IiH：指某一输入端接高电平，而其他输入端接地
时，流入高电平输入端的电流，又称为输入 漏电流。
第三章 集成门电路与触发器
(9) 平均传输延迟时间tpd: 指一个矩形波信号从与非门输入端传到与
非门输出端(反相输出)所延迟的时间。通常 将从输入波上沿中点到输出波下沿中点的 时间延迟称为导通延迟时间tpdL；从输入 波下沿中点到输出波上沿中点的时间延迟 称为截止延迟时间tpdH。
8
第三章 集成门电路与触发器
由于二极管的单向导电性，所以在数字电路中经常把它 当作开关使用。
二极管组成的开关电路图如图（a）所示。二极管导通 状态下的等效电路如图(b)所示，截止状态下的等效电路如图 (c)所示，图中忽略了二极管的正向压降。
D
U 0
R
关闭 R
断开 R
(a)
(b)
(c)
二极管开关电路及其等效电路
第三章 集成门电路与触发器
集成门电路和触发器等逻辑器件是实现数字系统功能的 物质基础。
随着微电子技术的发展，人们把实现各种逻辑功能的元 器件及其连线都集中制造在同一块半导体材料小片上，并封 装在一个壳体中，通过引线与外界联系，即构成所谓的集成 电路块，通常又称为集成电路芯片。
采用集成电路进行数字系统设计的优点： 可靠性高、可维性好、功耗低、成本低等优点，可以大 大简化设计和调试过程。
5
第三章 集成门电路与触发器
3. 2 半导体器件的开关特性
数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管等器件一般是 以开关方式运用的，其工作状态相当于相当于开关的“接通” 与“断开”。
由于数子系统中的半导体器件运用在开关频率十分高的电 路中(通常开关状态变化的速度可高达每秒百万次数量级甚至千 万次数量级)，因此，研究这些器件的开关特性时，不仅要研究 它们在导通与截止两种状态下的静止特性，而且还要分析它们 在导通和截止状态之间的转变过程，即动态特性。
第3章
图3.11 D触发器
4. J-K触发器 J-K触发器是一种功能较强的触发器。这种触发器 克服了R-S触发器中存在的状态不定的缺点。其逻 辑符号和真值表见图3.12。
图3.12 J-K触发器
3.3.2 寄存器
在计算机中，常需要将参加运算的数据或运算的结 果暂时存放起来，寄存器就是计算机中用来暂时存 放数据代码的器件，它可以接收需要寄存的代码， 也可以将寄存的代码送出去。计算机中很多组成部 件需要有能够暂时寄存代码数据的部件。
图3.6 3-8译码器逻辑电路图
2. 典型的译码器芯片 下面介绍典型的译码器芯片3-8译码器74LS138。 74LS138是一种常用的3-8译码器。图3.7给出了它 的引脚图(a)和电路图(b)。 需要说明的是G1、G2A、G2B端的功能。这3个输入 端是使能控制端，当G1端为“0”或G2A、G2B端为 “1”时，译码器此时输出的组合信号为全“1”。
3.2.3 移码器
译码器是具有多个输入端和多个输出端的器件。当 输入端加上某一组合信号时，对应这一组合信号的 若干个输出端便有信号输出，也就是说，译码器是 把输入的一种格式的代码信号译成另一种格式的信 号，以实现代码所要求的操作的器件。根据使用方 式的不同，译码器又称编码器或换码器。
译码器也是计算机中不可缺少的器件，主要用在控 制器里的指令分析，存储器里的地址选择上。如 CPU内控制器里的指令译码器专对指令中的操作码 进行译码，变成各种操作控制信号。CPU从地址线 输出的地址码，经过地址译码后，启动CPU所选中 的I/O接口或存储器芯片，进行读写操作。 下面介绍译码器的电路设计及典型的译码器电路。
3.2 组合逻辑电路
逻辑电路中输出状态只与当时的输入状态有关，而 与过去的输入状态无关，这种逻辑电路称为组合逻 辑电路。本节介绍计算机中常用的组合逻辑电路： 加法器、算术逻辑单元、译码器和数据选择器。
数字逻辑设计习题册
数字逻辑设计习题册哈尔滨工业大学（威海）计算机学院体系结构教研室第2章 逻辑代数基础一、填空1．摩根定理表示为：=⋅B A ＿＿＿＿＿；=+B A ＿＿＿＿＿＿。
2. 函数表达式D C AB Y ++=，则其对偶式为='Y ＿＿＿＿＿＿＿＿。
3．根据反演规则，若C D C B A Y +++=，则=Y ＿＿＿＿＿＿＿＿。
4．函数式CD BC AB F ++=写成最小项之和的形式结果为()∑m ，写成最大项之积的形式结果为)(∏M。
二、 证明1．证明公式()()A BC A B A C +=++成立。
2．证明此公式B A B A A +=+成立。
3．证明此公式)()()()()(C A B A C B C A B A +⋅+=+⋅+⋅+成立。
三、 用代数法化简下列各式1．B A BC A F +=12．D C A ABD CD B A F ++=23．CD D AC ABC C A F +++=34．)()(4C B A C B A C B A F ++⋅++⋅++=5．C DE C BE CD B B A AC F ++++=56．C B A AD C B A CD AB F ++++=67．D BC A BD A BD CD B B A C A F +++++=7四、用卡诺图化简下列各式 1．C B A AB C B F ++=12．C B BC B A F ++=23．C B C B C A C A F +++=34．D C A C B A D C D C A ABD ABC F +++++=45．D B A AC C B A F ++=56．C B A AD C B A D C AB F ++++=67．D BC A BD A BD CD B B A C A F +++++=78．D B D B C A C A F +++=89．D C B A D AC D C B D C A F +++⊕=)(910．∑=mC B A P )7,6,5,2,1,0(),,(111．∑=mD C B A P )14,11,10,9,8,7,6,4,3,2,1,0(),,,(212．∑=mD C B A P )15,14,13,12,10,9,8,6,4,1,0(),,,(3五、 用卡诺图化简下列带有约束条件的逻辑函数 1．∑∑+=d mD C B A P )15,14,13,2,1,0()12,11,9,8,6,3(),,,(12．∑∑+=d mD C B A P )15,14,13,10,9,8()12,11,6,5,4,3,2,0(),,,(23．D C B A D C B A D C A P ++++=3， 约束：0=+AC AB4．CD B A CD B A P +=4， 约束：A B C D 为互相排斥的一组变量，即在任何情况下它们之中不可能两个同时为1。
《门电路和触发器》课件
组合逻辑电路
利用门电路可以构建各种组合逻辑电路，如编码器、译码器、比较 器等，这些电路在计算机、通信、控制等领域有广泛应用。
数字系统
门电路是构成数字系统的基本元件，如计算机中的CPU、内存、总线 等都离不开门电路的应用。
它由逻辑门电路组成，具有两个稳定 状态，可以在外部信号的作用下进行 状态的翻转。
触发器的分类
根据逻辑功能的不同，触发器可以分 为RS触发器、D触发器、JK触发器和 T触发器等类型。
根据电路结构的不同，触发器可以分 为基本型触发器和钟控型触发器两类 。
触发器的作用
触发器可以作为存储 元件，用于存储二进 制信号状态。
在时钟脉冲的上升沿或 下降沿到来时，D触发 器的输出状态会根据输 入信号D的状态发生改 变。
特点
D触发器具有存储数据 的功能，因此在寄存器 和计数器等数字电路中 得到广泛应用。
JK触发器
功能描述
JK触发器也称为双输入边沿触发 器，具有置位、复位、翻转和非 翻转四个工作状态。当J和K输入 端都为0时，输出端为0；当J和K 输入端都为1时，输出端为1；当J 和K输入端分别为0和1时，输出 端状态会发生翻转。
02 当输入信号为高电平时，输出信号为低电平；当 输入信号为低电平时，输出信号为高电平。
03 NOT门电路常用于实现信号的反向传输和存储等 功能。
NAND门电路
01
NAND门电路是一种逻辑门电路，其功能是实现逻辑
与非运算。
02
当输入信号全部为高电平时，输出信号为低电平；否
则，输出信号为高电平。
03
工作原理
当置位或复位信号来到时，触发器会根据输入信号的状态改变输出状态，并保持不变直到 另一个信号到来。
《门电路和触发器》课件
随着科技的不断进步，数字电路在计算机、通信和控制等领域将持续发展和创新。
3 学习门电路和触发器的建议
通过实践和深入学习，掌握门电路和触发器的原理和应用，为未来的电子工程师之路打 下基础。
触发器的分类
SR 触发器
SR 触发器是最简单的触发器之一，可以用于存储 和控制二进制信息。
JK 触发器
JK 触发器是一种通用触发器，具有较高的灵活性 和功能性。
D 触发器
D 触发器是最常用的触发器之一，可以实现数据存 储和时序控制。
T 触发器
T 触发器是一种特殊的触发器，常用于频率分割和 计数器设计。
3 什么是触发器
触发器是一种存储和控制电路元件，可以存 储和处理二进制信息。
4 为什么需要触发器
触发器可用于构建存储器、计数器和时序电 路等复杂的数字电路。
常用的门电路
非门电路
非门电路的输出是输入信号的反相，常用于电平 转换和逻辑运算。
或门电路
或门电路的输出是输入信号的逻辑或运算结果， 常用于数据合并和逻辑运算。
《门电路和触发器》PPT 课件
本课件将介绍门电路和触发器的基本概念、应用和分类。通过深入浅出的讲 解，帮助大家理解数字电路的设计原理和逻辑运算的关键。
简介
1 什么是门电路
门电路是由逻辑门组成的电路，用于执行布 尔代数的逻辑运算。
2 为什么需要门电路
门电路可以将不同的输入组合转化为特定的 输出，使计算机和电子设备能够进行复杂的 逻辑运算。
与门电路
与门电路的输出是输入信号的逻辑与运算结果， 常用于数据筛选和逻辑运算。
异或门电路Leabharlann 异或门电路的输出是输入信号的逻辑异或运算结 果，常用于编码和纠错等应用。
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第三章 集成门电路与触发器
2. 开通时间 开通时间：二极管从反向截止到正向导通的时间称为开 通时间。 二极管的开通时间很短，对开关速度影响很小，相 对反向恢复时间而言几乎可以忽略不计。
3.1 数字集成电路的分类
数字集成电路通常按照所用半导体器件的不同或者根据 集成规模的大小进行分类。
一. 根据所采用的半导体器件进行分类
根据所采用的半导体器件，数字集成电路可以分为两大类。 1.双极型集成电路：采用双极型半导体器件作为元件。主 要特点是速度快、负载能力强，但功耗较大、 集成度较低。 2.单极型集成电路(又称为MOS集成电路): 采用金属-氧化 物半导体场效应管(Metel Oxide Semiconductor Field Effect Transister)作为元件。主要特点是结构简单、制造方便、集 成度高、功耗低，但速度较慢。
第三章 集成门电路与触发器
第三章
集成门电路与触发器
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第三章 集成门电路与触发器
集成门电路和触发器等逻辑器件是实现数字系统功能的 物质基础。
随着微电子技术的发展，人们把实现各种逻辑功能的元 器件及其连线都集中制造在同一块半导体材料小片上，并封 装在一个壳体中，通过引线与外界联系，即构成所谓的集成 电路块，通常又称为集成电路芯片。
状态。
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第三章 集成门电路与触发器
2． 反向特性 二极管在反向电压 UR 作用下，处于截止状态，反向电阻
很大，反向电流 IR 很小（将其称为反向饱和电流，用 IS 表 示，通常可忽略不计 ），二极管的状态类似于开关断开。而 且反向电压在一定范围内变化基本不引起反向电流的变化。
注意事项： ● 正向导通时可能因电流过大而导致二极管烧坏。组成 实际电路时通常要串接一只电阻 R，以限制二极管的正向电 流； ● 反向电压超过某个极限值时，将使反向电流IR突然猛 增，致使二极管被击穿（通常将该反向电压极限值称为反向击 穿电压UBR），一般不允许反向电压超过此值。
3. LSI (Large Scale Integration ) 大规模集成电路: 逻辑门数为100 门～9999 门(或元件数1000个～99999个)； 4. VLSI (Very Large Scale Integration) 超大规模集 成电路: 逻辑门数大于10000 门(或元件数大于100000个)。
MOS集成电路又可进一步分为： PMOS( P-channel Metel Oxide Semiconductor)； NMOS(N-channel Metel Oxide Semiconductor)； CMOS(Complement Metal Oxide Semiconductor)。
┊ CMOS电路应用较普遍，因为它不但适用于通用逻电路 的设计，而且综合性能最好 。
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第三章 集成门电路与触发器
双极型集成电路又可进一步可分为： TTL(Transistor Transistor Logic)电路； ECL(Emitter Coupled Logic)电路； I2L(Integrated Injection Logic)电路。
┊ TTL电路的“性能价格比”最佳，应用最广泛。
采用集成电路进行数字系统设计的优点： 可靠性高、可维性好、功耗低、成本低等优点，可以大 大简化设计和调试过程。
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第三章 集成门电路与触发器
本章知识要点:
● 半导体器件的开关特性； ● 逻辑门电路的功能、外部特性及使用方法； ● 常用触发器的功能、触发方式与外部工作特性。
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第三章 集成门电路与触发器
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二. 动态特性
第三章 集成门电路与触发器
二极管的动态特性是指二极管在导通与截止两种状态转 换过程中的特性，它表现在完成两种状态之间的转换需要一 定的时间。为此，引入了反向恢复时间和开通时间的概念。
1. 反向恢复时间
反向恢复时间：二极管从正向导通到反向截止所需要的 时间称为反向恢复时间。
反向恢复时间tre=存储时间ts+渡越时间tt
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第三章 集成门电路与Байду номын сангаас发器
由于二极管的单向导电性，所以在数字电路中经常把它 当作开关使用。
二极管组成的开关电路图如图（a）所示。二极管导通 状态下的等效电路如图(b)所示，截止状态下的等效电路如图 (c)所示，图中忽略了二极管的正向压降。
D
U 0
R
关闭 R
断开 R
(a)
(b)
(c)
二极管开关电路及其等效电路
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第三章 集成门电路与触发器
3. 2 半导体器件的开关特性
数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管等器件一般是 以开关方式运用的，其工作状态相当于相当于开关的“接通” 与“断开”。
由于数子系统中的半导体器件运用在开关频率十分高的电 路中(通常开关状态变化的速度可高达每秒百万次数量级甚至千 万次数量级)，因此，研究这些器件的开关特性时，不仅要研究 它们在导通与截止两种状态下的静止特性，而且还要分析它们 在导通和截止状态之间的转变过程，即动态特性。
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第三章 集成门电路与触发器
二．根据集成电路规模的大小进行分类
通常根据一片集成电路芯片上包含的逻辑门个数或元件 个数，分为 SSI 、MSI 、LSI 、VLSI。
1. SSI (Small Scale Integration ) 小规模集成电路: 逻辑门数小于10 门(或元件数小于100个)；
2. MSI (Medium Scale Integration ) 中规模集成电路: 逻辑门数为10 门～99 门(或元件数100个～999个)；
★正向电压 UF ≤ UTH ：管子截止，电阻很大、正向电流 IF 接近
于 0， 二极管类似于开关的断开状态 ；
★正向电压 UF = UTH ：管子开始导通，正向电流 IF 开始上升；
★正向电压 UF ＞UTH (一般锗管为0.3V，硅管为0.7V) ：管子充
分导通， 电阻很小，正向电流IF 急剧增加，二极管类似于开关的接通
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第三章 集成门电路与触发器
3.2.1 晶体二极管的开关特性
一．静态特性
静态特性是指二极管在导通和截止 两种稳定状态下的特性。典型二极管的 静态特性曲线(又称伏安特性曲线) 如下图所示。
1. 正向特性 ： 门槛电压 ( UTH )：使二极管开始导通的正向电压，有时又称
为导通电压 (一般锗管约0.1V，硅管约0.5V)。