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第5章数字逻辑电路.ppt
也就是说它的变化是不连续的。通常用两个离散值0和1来表 示。如图5-3(b)所示。
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5.1 数字电路概述
5.1.2 数字电路的特点 数字电路就是处理数字信号的电路。数字电路与模拟电路既有
共同之处也有明显的区别。 数字电路主要研究电路的输入和输出状态之间的逻辑关系,即
电路的逻辑功能。 数字电路有如下特点: (1)数字信号用二进制来表示的,每一位只有0和1两种状态,
成,如TTL集成电路,一类是由MOS管构成,通常有NMOS集 成电路,PMOS集成电路,CMOS集成电路等 集成门电路的使用方法: (1)TTL“与非”门电路:“与”“非”功能都是由三极管实现 的,所以简称为TTL与非门。广泛应用于中、小规模集成电路中 (2)TTL“与非”门的传输特性:如图5-18所示
关系,这就是三极管的饱和工作状态 开关作用时,必须进入深度饱和区(UCE=UCES) 饱和状态时的特征 (1) IB>ICS/β (2)发射结和集电结都处于正向偏置 (3) ICS ≈UCC/RC (1)UCES≈0
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5.3 开关元件
3.截止状态 三极管截止状态的特点是集电结与发射结均反向偏置,有
止,而相应的T3或T4导通,输出端F=1 逻辑表达式为:F=A ·B
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5.4 基本逻辑门电路
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5.1 数字电路概述
5.1.2 数字电路的特点 数字电路就是处理数字信号的电路。数字电路与模拟电路既有
共同之处也有明显的区别。 数字电路主要研究电路的输入和输出状态之间的逻辑关系,即
电路的逻辑功能。 数字电路有如下特点: (1)数字信号用二进制来表示的,每一位只有0和1两种状态,
成,如TTL集成电路,一类是由MOS管构成,通常有NMOS集 成电路,PMOS集成电路,CMOS集成电路等 集成门电路的使用方法: (1)TTL“与非”门电路:“与”“非”功能都是由三极管实现 的,所以简称为TTL与非门。广泛应用于中、小规模集成电路中 (2)TTL“与非”门的传输特性:如图5-18所示
关系,这就是三极管的饱和工作状态 开关作用时,必须进入深度饱和区(UCE=UCES) 饱和状态时的特征 (1) IB>ICS/β (2)发射结和集电结都处于正向偏置 (3) ICS ≈UCC/RC (1)UCES≈0
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5.3 开关元件
3.截止状态 三极管截止状态的特点是集电结与发射结均反向偏置,有
止,而相应的T3或T4导通,输出端F=1 逻辑表达式为:F=A ·B
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5.4 基本逻辑门电路
数字逻辑电路大全
LABC
A
31
2T 2 截 止
Vo
B
T1
C
饱和
3 3 .6 V
1
2T 3
0 .3 V
R e2
截止
1 kΩ
二、TTL与非门的开关速度
1.TTL与非门提高工作速度的原理 (1)采用多发射极三极管加快了存储电荷的消散过程。
iB 1
R b1
4k Ω
+ VC C Rc2 1. 6kΩ
3 .6 V
A B C
1
1V 1 .4 V
31
T1 β iB 1
0 .7 V
0 .3 V
3
2T 2
1
R e2 1k Ω
Vo
3
2T 3
(2)采用了推拉式输出级,输出阻抗比较小,可迅速给负载电容充放电。
T4
1
导通
D 导通
T3
1
截止
+ VC C( + 5 V ) R c4
3Fra Baidu bibliotek2
充电
3 2
Vo CL
T4
1
截止
D 截止
T3
1
导通
+ VC C( + 5 V ) R c4
C
+ VC C( + 5 V )
Rc2
数字逻辑电路PPT课件
正负逻辑转换举例 正逻辑(与非门) AB Y 001 011 101 110
负逻辑(或非门) AB Y
11 0 10 0 01 0 00 1
第32页/共97页
1.2.4 基本定律和规则 1. 逻辑函数的相等
设有两个逻辑:F1=f1(A1,A2,…,An) F2=f2(A1,A2,…,An)
如果对于A1,A2,…,An 的任何一组取值(共2n组), F1 和 F2均相等,则称F1和 F2相等.
2. 或非逻辑 (将或逻辑和非逻辑组合而成)
或非逻辑真值表
AB
F=A +B
00
1
01
0
10
0
11
0
A
≥1
B
F=A+B
或非门逻辑符号
第24页/共97页
3.与或非逻辑 (由与、或、非三种逻辑组合而成)
与或非逻辑函数式: F=AB+CD
与或非门的逻辑符号
F=AB+CD ≥1 &
AB CD
第25页/共97页
0000 0001 0010 0011 0100 1011 1100 1101 1110 1111
第11页/共97页
余3码
0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100
(1) 有权BCD码:每位数码都有确定的位权的码, 例如:8421码、5421码、2421码. 如: 5421码1011代表5+0+2+1=8;
数字逻辑电路与系统设计课件
列出所有可能的输入组合: 根据设计要求,列出所有可 能的输入组合。
根据输入和输出关系,选择 合适的逻辑门电路实现设计。
常用组合逻辑电路
加法器
实现二进制数的加法运算。
编码器
将输入信号编成二进制码。
译码器
将二进制码译成输出信号。
比较器
比较两个二进制数的大小。
03
时序逻辑电路
时序逻辑电路的分析
建立时序逻辑电路模型
计数器
用于计数和控制时序,常用于实现定时器和分频器。
移位器
用于二进制数据的移位操作,常用于数据格式化和数据传输。
顺序脉冲发生器
用于产生一定规律的顺序脉冲信号,常用于控制电路的工作流程。
04
数字系统设计
数字系统概述
数字系统的基本概念
数字系统是指使用离散的二进制数字信号进行信息处理的系统。它主要由逻辑 门电路、触发器、寄存器、加法器等基本元件组成,具有精度高、稳定性好、 易于大规模集成等优点。
需要进行编程配置。
随着技术的发展,可编程逻辑 器件的集成度越来越高,功能 越来越强大。
PLD包括简单可编程逻辑器件 (SPLD)和复杂可编程逻辑器
件(CPLD)。
可编程逻辑器件的应用领域不 断扩大,包括数字信号处理、 图像处理、通信等领域。
数字系统的集成化与智能化
随着微电子技术和计算机技术的不断 发展,数字系统的集成化程度越来越 高。
数字逻辑电路 PPT课件
一. 基本逻辑门电路
基本逻辑门电路有与门(AND gate)、或门 (OR gate)及非门(NOT gate),分别可以完成 与、或、非三种逻辑运算。这三种逻辑运算可 以用晶体二极管和晶体三极管等分立元件组成 的电路来实现,也可以用集成电路来实现。
1. 与门电路 上图为简单的具有两个输入端的二极管与门电
由三极管和三极管组成的与非逻辑 电路,简称TTL与非门。它主要有 两个三极管组成,前一个多发射极 三极管完成与运算,后一个三极管 完成非运算。
由于与非门是有源器件,当多级与非门串
联使用时,每级都有能量补充,因此各级输出 电平不会因负载增加而逐级恶化。这样逻辑量 可以连续通过多级门电路,但其级数还要受延 时的限制。
上图是数字频率计控制电路,其中的与
门是用来控制脉冲信号能否进入计数器的开 关经加。脉到A它冲端有形;两成控个电制输 路与入 变门端 成开; 计和被 数关测 脉的信 冲信号 (号(重(频复门率频控为率制ffxx))信 号)加到B端。
二. 集成门电路
集成门电路可分为两大类: 一类是以半导体三极管为主要器件,称为 双极型集成门电路;另一类是以MOS型场效 应管为主要器件,称为MOS型或单极型集成 门电路。
阐述逻辑控制、脉冲计数和数字显示的基本原 理,介绍常用的计数器和A/D、D/A转换器。
主要内容
第一节 基本逻辑电路 第二节 双稳态触发器 第三节 脉冲的计数和显示 第四节 数模和模数转换
数字逻辑电路
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6. 2 数制
• wenku.baidu.com. 2. 6 BCD编码
• 1.码制 • 数字信息有两类:一类是数值;另一类是文字、符号、图形等,表示非
数值的其他事物。对后一类信息,在数字系统中也用一定的数码来表 示,以便于计算机来处理。这些代表信息的数码不再有数值大小的意 义,而称为信息代码,简称代码。 • 建立代码与文字、符号、图形和其他特定对象之间一一对应关系的过 程,称为编码。为了便于记忆、查找、区别,在编写各种代码时,总 要遵循一定的规律,这一规律称为码制。 • 2.二一十进制编码(BCD码) • 在数字系统中,最方便使用的是按二进制数码编制的代码。如在用二 进制数码表示一位十进制数0~9十个数码的对应状态时,经常用BCD 码。
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6. 1 数字电路概述
• 6.1.1数字信号与模拟信号
• 电子电路中有两种不同类型的信号:模拟信号和数字信号,图6-1-1所 示为模拟信号与数字信号之间的传输示意图。
• 模拟信号是指那些在时间和数值上都是连续变化的电信号,如图6-12 ( a)所示。例如,模拟语言的音频信号、热电偶上得到的模拟温度 的电压信号等。数字信号则是一种离散信号,它在时间上和幅值上都 是离散的。最常用的数字信号是用电压的高、低分别代表两个离散数 值1和0。如图6-1-2 (b)所示,U1称为高电平;U2称为低电平。
6. 2 数制
• wenku.baidu.com. 2. 6 BCD编码
• 1.码制 • 数字信息有两类:一类是数值;另一类是文字、符号、图形等,表示非
数值的其他事物。对后一类信息,在数字系统中也用一定的数码来表 示,以便于计算机来处理。这些代表信息的数码不再有数值大小的意 义,而称为信息代码,简称代码。 • 建立代码与文字、符号、图形和其他特定对象之间一一对应关系的过 程,称为编码。为了便于记忆、查找、区别,在编写各种代码时,总 要遵循一定的规律,这一规律称为码制。 • 2.二一十进制编码(BCD码) • 在数字系统中,最方便使用的是按二进制数码编制的代码。如在用二 进制数码表示一位十进制数0~9十个数码的对应状态时,经常用BCD 码。
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6. 1 数字电路概述
• 6.1.1数字信号与模拟信号
• 电子电路中有两种不同类型的信号:模拟信号和数字信号,图6-1-1所 示为模拟信号与数字信号之间的传输示意图。
• 模拟信号是指那些在时间和数值上都是连续变化的电信号,如图6-12 ( a)所示。例如,模拟语言的音频信号、热电偶上得到的模拟温度 的电压信号等。数字信号则是一种离散信号,它在时间上和幅值上都 是离散的。最常用的数字信号是用电压的高、低分别代表两个离散数 值1和0。如图6-1-2 (b)所示,U1称为高电平;U2称为低电平。
数字逻辑ppt
基础知识
1 电阻电路的(理想)元件
1. 1 电阻元件 1. 2 电压源 1. 3 电流源 1. 4 四种受控源
1. 1电阻
一. 线性时不变正电阻R(简称电阻)
R 符号:
定义:其电压和电流满足欧姆定律的二端元件。
伏安特性:
i
关联参考方向
+
u
-
i
u(t) Ri(t)
非关联参考方向 -
2.4 最大功率传递定理
• 最大功率传递定理
若含独立源的线性电阻单口网络 N 外接
一个可变的负载电阻 RL ,当 RL 变到与 网络 N 的戴维南(或诺顿)等效电阻
R0 相等时,网络 N 传递给负载的功率 为最大。该最大功率为:
pm a x
uo2c 4R0
或
pm ax
is2c R0 4
其中 uoc 、 isc为网络 N 的开路电压和短路电
即:一系列振幅不同,频率成整数倍的正弦波, 叠加以后可构成一个非正弦周期波。
分析中的u1、u3、u5等等,这些振幅不同、频率 分别是非正弦周期波频率k次倍的正弦波统称为非正 弦周期波的谐波,并按照k是非正弦周期波频率的倍 数分别称为1次谐波(基波)、3次谐波……。
k为奇数的谐波一般称为非正弦周期函数的奇次 谐波;k为偶数时则称为非正弦周期波的偶次谐波。 而把2次以上的谐波均称为高次谐波。
1 电阻电路的(理想)元件
1. 1 电阻元件 1. 2 电压源 1. 3 电流源 1. 4 四种受控源
1. 1电阻
一. 线性时不变正电阻R(简称电阻)
R 符号:
定义:其电压和电流满足欧姆定律的二端元件。
伏安特性:
i
关联参考方向
+
u
-
i
u(t) Ri(t)
非关联参考方向 -
2.4 最大功率传递定理
• 最大功率传递定理
若含独立源的线性电阻单口网络 N 外接
一个可变的负载电阻 RL ,当 RL 变到与 网络 N 的戴维南(或诺顿)等效电阻
R0 相等时,网络 N 传递给负载的功率 为最大。该最大功率为:
pm a x
uo2c 4R0
或
pm ax
is2c R0 4
其中 uoc 、 isc为网络 N 的开路电压和短路电
即:一系列振幅不同,频率成整数倍的正弦波, 叠加以后可构成一个非正弦周期波。
分析中的u1、u3、u5等等,这些振幅不同、频率 分别是非正弦周期波频率k次倍的正弦波统称为非正 弦周期波的谐波,并按照k是非正弦周期波频率的倍 数分别称为1次谐波(基波)、3次谐波……。
k为奇数的谐波一般称为非正弦周期函数的奇次 谐波;k为偶数时则称为非正弦周期波的偶次谐波。 而把2次以上的谐波均称为高次谐波。
数字逻辑电路-PPT精选文档
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3.研究的内容
(1)基于FPGA嵌入IP硬核的应用。这种SOPC系统是指在 FPGA中预先植入处理器。这使得FPGA灵活的硬件设计 与处理器的强大软件功能有机地结合在一起,高效地实 现SOPC系统。 (2)基于FPGA嵌入IP软核的应用。这种SOPC系统是指在 FPGA中植入软核处理器,如:NIOSII核等。用户可以 根据设计的要求,利用相应的EDA工具,对NIOSII及其 外围设备进行构建,使该嵌入式系统在硬件结构、功能 特点、资源占用等方面全面满足用户系统设计的要求。 (3)基于HardCopy技术的应用。这种SOPC系统是指将成 功实现于FPGA器件上的SOPC系统通过特定的技术直接 向ASIC转化。把大容量FPGA的灵活性和ASIC的市场优 势结合起来,实现对于有较大批量要求并对成本敏感的 电子产品,避开了直接设计ASIC的困难。
1.1 EDA技术及其发展
1.CAD(Computer Aided Design)阶段 20世纪70年代发展起来的CAD阶段是EDA技术发展的早期阶 段,这一阶段集成电路制作方面,MOS工艺得到广泛应用,可编程 逻辑技术及其器件已经问世,计算机作为一种运算工具已在科研领 域得到广泛应用,人们借助于计算机,在计算机上进行电路图的输 入、存储及PCB版图设计的EDA软件工具,从而使人们摆脱了用手 工进行电子设计时的大量繁难、重复、单调计算与绘图工作,并逐 步取代人工进行电子系统的设计、分析与仿真。 2.电子设计CAE(Computer Aided Engineering)阶段 计算机辅助工程(CAE),是在CAD工具逐步完善的基础上 发展起来的,在20世纪80年代开始应用。此时集成电路设计技术进 入了CMOS(互补场效应管)时代,复杂可编程逻辑器件已进入商业 应用,相应的辅助设计软件也已投入使用。 在这一阶段,人们已将各种电子线路设计工具如电路图输入、 编译与连接、逻辑模拟、仿真分析、版图自动生成及各种单元库都 集成在一个CAE系统中,以实现电子系统或芯片从原理图输入到版 图设计输出的全程设计自动化。利用现代的CAE系统,设计人员在 进行系统设计的时候,已可以把反映系统互连线路对系统性能
3.研究的内容
(1)基于FPGA嵌入IP硬核的应用。这种SOPC系统是指在 FPGA中预先植入处理器。这使得FPGA灵活的硬件设计 与处理器的强大软件功能有机地结合在一起,高效地实 现SOPC系统。 (2)基于FPGA嵌入IP软核的应用。这种SOPC系统是指在 FPGA中植入软核处理器,如:NIOSII核等。用户可以 根据设计的要求,利用相应的EDA工具,对NIOSII及其 外围设备进行构建,使该嵌入式系统在硬件结构、功能 特点、资源占用等方面全面满足用户系统设计的要求。 (3)基于HardCopy技术的应用。这种SOPC系统是指将成 功实现于FPGA器件上的SOPC系统通过特定的技术直接 向ASIC转化。把大容量FPGA的灵活性和ASIC的市场优 势结合起来,实现对于有较大批量要求并对成本敏感的 电子产品,避开了直接设计ASIC的困难。
1.1 EDA技术及其发展
1.CAD(Computer Aided Design)阶段 20世纪70年代发展起来的CAD阶段是EDA技术发展的早期阶 段,这一阶段集成电路制作方面,MOS工艺得到广泛应用,可编程 逻辑技术及其器件已经问世,计算机作为一种运算工具已在科研领 域得到广泛应用,人们借助于计算机,在计算机上进行电路图的输 入、存储及PCB版图设计的EDA软件工具,从而使人们摆脱了用手 工进行电子设计时的大量繁难、重复、单调计算与绘图工作,并逐 步取代人工进行电子系统的设计、分析与仿真。 2.电子设计CAE(Computer Aided Engineering)阶段 计算机辅助工程(CAE),是在CAD工具逐步完善的基础上 发展起来的,在20世纪80年代开始应用。此时集成电路设计技术进 入了CMOS(互补场效应管)时代,复杂可编程逻辑器件已进入商业 应用,相应的辅助设计软件也已投入使用。 在这一阶段,人们已将各种电子线路设计工具如电路图输入、 编译与连接、逻辑模拟、仿真分析、版图自动生成及各种单元库都 集成在一个CAE系统中,以实现电子系统或芯片从原理图输入到版 图设计输出的全程设计自动化。利用现代的CAE系统,设计人员在 进行系统设计的时候,已可以把反映系统互连线路对系统性能
数电-数字逻辑基础幻灯片PPT
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无论数字信号还是模拟信号都有传输通路。在电 子电路中,人们将产生、变换、传送、处理模拟信 号的电子电路叫做模拟电路,将产生、存储、变换 、处理、传送数字信号的电子电路叫做数字电路。 数字电路不仅能够完成算术运算,而且能够完成逻 辑运算,具有逻辑推理和逻辑判断的能力,因此被 称为数字逻辑电路或逻辑电路。
Y1 A•B
读作Y1等于A与B,相应地把这种运算叫做逻辑与运算,简称为与运算。与 运算和算术中的乘法运算是一样的,所以又叫做逻辑乘法运算,相应地,上 式又可读作Y1等于A乘B。书写时表示与或者乘的符号“·”常省略。
在表1-2中,对Y2来说,只要A或B为1时,其值就会为1,显然是一种或的 逻辑关系,并记作:
A B
A B
& ≥1
A B
C
Y6 A • B C • D C
D
D
Y4
A B
+
Y5
A B
+
A B
Y6
C D
A B
=1
Y7 A B
A B
( a)
(a)国际符号
(b)曾用符号
A
Y7
B
(b)
(c)
(c)美国符号
七种运算和逻辑符号
Y4 Y5
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无论数字信号还是模拟信号都有传输通路。在电 子电路中,人们将产生、变换、传送、处理模拟信 号的电子电路叫做模拟电路,将产生、存储、变换 、处理、传送数字信号的电子电路叫做数字电路。 数字电路不仅能够完成算术运算,而且能够完成逻 辑运算,具有逻辑推理和逻辑判断的能力,因此被 称为数字逻辑电路或逻辑电路。
Y1 A•B
读作Y1等于A与B,相应地把这种运算叫做逻辑与运算,简称为与运算。与 运算和算术中的乘法运算是一样的,所以又叫做逻辑乘法运算,相应地,上 式又可读作Y1等于A乘B。书写时表示与或者乘的符号“·”常省略。
在表1-2中,对Y2来说,只要A或B为1时,其值就会为1,显然是一种或的 逻辑关系,并记作:
A B
A B
& ≥1
A B
C
Y6 A • B C • D C
D
D
Y4
A B
+
Y5
A B
+
A B
Y6
C D
A B
=1
Y7 A B
A B
( a)
(a)国际符号
(b)曾用符号
A
Y7
B
(b)
(c)
(c)美国符号
七种运算和逻辑符号
Y4 Y5
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数字逻辑电路大全
聪明出于勤奋,天才在于积累
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路,那么,任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远,吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应,言行相称。——韩非
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