例试设计一个逻辑电路演示课件
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简单的逻辑电路演示ppt(ppt)
开关A 开关B 灯泡Z
B Z
“或”逻辑关系
断断熄 通断亮 断通亮 通通亮
2、“或”逻辑关系：
当一件事情的几个条件中只要有一 个得到满足，这件事情就会发生
3、“或”门的 输 入 输 出
真值表
A
B
Y
00
0
10
1
01
1
11
1
4、符号：
A B
≥1
Y
5、逻辑表达式： Y=A＋B
三、“非” 门
1、逻辑电路： 电路功能表：
与非门
复 合
或非门
门
与或非门
与门+非门 或门+非门 与门+或门+非门
复合门电路
1.与非门
A＆ B
1Y
真值表
逻辑符号
A＆
Y
B
输入
输出
AB Y
00 1 01 1 10 1 11 0
复合门电路
2.或非门
A ≥1
1
F
B
逻辑符号
A ≥1
Y
B
真值表
输入
输出
AB Y
00 1
01 0 10 0 11 0
下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件 组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当 放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合同时安装在保 险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。
R1
R2
A B
≥1 Z
R
S1 S2
+5V “或”门的真值表
输入
输出
ABZ
0
0
0
0
1
简单的逻辑电路课件
总结
1 逻辑电路的应用及其未来发展
逻辑电路广泛应用于计算机、通信、工业控制和消费电子等领域，随着技术的不断进步， 逻辑电路的应用将更加广泛。
2 逻辑电路的注意事项
在设计和实现逻辑电路时，需要考虑稳定性、抗干扰能力和功耗等因素，确保电路的可 靠性和性能。
3 逻辑电路的学习与应用建议
学习逻辑电路需要掌握基础理论和实践技能，建议通过实验和项目练习加深理解和掌握 逻辑电路的原理和应用。
实例分析
电子计算机的基本逻辑电路
电子计算机由大量的逻辑电路组 成，包括控制单元、运算单元和 存储单元，实现各种复杂的计算 和处理任务。
MP3 音乐播放器的逻辑电路
MP3音乐播放器包含逻辑电路来 解码音频文件、控制播放、调节 音量等，使用户可以享受高质量 的音乐体验。
智能灯光控制系统的逻辑 电路
智能灯光控制系统使用逻辑电路 实现自动调光、远程控制和情景 模式等功能，提供舒适的照明体 验和节能的灯光管理。
简单的逻辑电路ppt课件
逻辑电路是指由逻辑门组成的电子电路，它用于处理和传递逻辑信号，实现 各种逻辑运算和决策。本课件将介绍逻辑电路的定义、分类，以及逻辑门的 基本知识。
什么是逻辑电路？
定义
逻辑电路是由逻辑门组成的 电子电路，用于处理和传递 逻辑信号，实现逻辑运算和 决策。
Байду номын сангаас
分类
逻辑电路根据功能和结构的 不同，分为组合逻辑电路和 时序逻辑电路。
逻辑门介绍
逻辑门是逻辑电路的基本组 成单元，包括与门、或门、 非门等，用于实现不同的逻 辑功能。
逻辑门的实现方式
基础知识
逻辑门的实现需要了解数字电 子学的基础知识，如布尔代数 和卡诺图。
EDA-基本逻辑电路设计ppt课件
组合逻辑电路设计/译码器和编码器
译码器：将二进制码译成一组与输入代码一一对应的高、 低电平信号的过程称为译码。实现译码的电路称为译码器。 译码器是把输入的数码解出其对应的数码。 如果有N个二进制选择线，则最多可译码转换成2N个数 据。 如果一个译码器有N条输入线及M条输出线时，则称为 N×M译码器。 编码器：用特定的n位二进制代码表示某一种信息的过程 称为编码。实现编码功能的电路称为编码器。 编码器的功能与译码器恰好相反。 编码器是将2N个分离的信息代码以N个二进制码来表示。 如果一个编码器有N条输入线及M条输出线时，则称为 N×M编码器。
二、时序逻辑电路设计
1、锁存器 2、触发器 3、触发器的应用
时序逻辑电路设计/锁存器
锁存器(flip-latch)与触发器(flip-flop) 相同点：都具有记忆功能，存储二进制信号。 不同电：锁存器没有时钟信号作为启动信号；而触发 器有一个脉冲信号来启动它。 常用锁存器有RS锁存器和D锁存器。 d q ena D锁存器 d为数据输入端，ena为使能端。当ena=1时输出端状态 随输入端状态而变，当ena=0时输出端状态不变。
组合逻辑电路设计/简单门电路/ 2输入“与门”电路
查表法——利用真值表——行为描述方式 ARCHITECTURE ART OF MYAND2_1 IS BEGIN PROCESS(A,B) VARIABLE AB:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); BEGIN AB:=A&B; CASE AB IS WHEN "00"=>Y<='0'; WHEN "01"=>Y<='0'; WHEN "10"=>Y<='0'; WHEN OTHERS=>Y<='1'; END CASE; END PROCESS; END ART;
简单的逻辑电路PPT教学课件
3、为了使传主的事迹真实可信， 本文运用了怎样的方法来写的？
本文采择了梁启超的家信、 梁思成的作业、林徽因的访问记。
4、梁启超在给梁思成的信里说：“你觉得自己 的天才不能符合你的理想，又觉得这几年专做 呆板工夫生怕会变成工匠。你有这种感觉，就 是你的学问在进步的象征------” 从梁启超写 给梁思成的这封信里你体会到了什么？
大学毕业照
结识梁思成先生
在宾夕法尼亚大学
结婚照
幸福的蜜月
初为人母
一家四口
病后
梁思成：
梁启超之长子。 1927年获美国宾 夕法尼亚大学建 筑系硕士学位。 1928年入美国哈 佛大学美术研究 院学习。
1947年梁思成在讨论联合 国大厦设计方案时发言
梁思成在书房
梁思成作品—国徽
中华人民共和国 国徽方格墨线图
晶体管“非”门电路
●逻辑关系
条结件果
结果
AB Z
“与”逻辑关系
●真值表 与门
输入 输出
AB
Y
00
0
01
0
10
0
11
1
●符号 A & Y
B
条结果件 A 结果
B Z
“或”逻辑关系
或门
输入 输出
AB Y
00
0
01
1
10
1
11
1
A ≥1 Y
B
条件
A
结果
Z
“非”逻辑关系
输入 A 0 1
非门
输出 Y 1 0
A1 Y
的欲望。我们需要一种能使建筑数百年 不朽的好建筑理论。
2、 N6“徽因和思成之间经历了一番感情的 挣扎，有时竟爆发为激烈的争吵。他们俩的 个性和脾气南辕北辙，在婚前的这段时期， 彼此仍有待调适。”既然这样，你认为他们 两人在感情路上为什么还能走这么远，而且 在事业上做出了辉煌的业绩？
简单逻辑电路PPT课件
门电路能象门一样依一定的条件“开”或 “关”，当具备开门条件时，输出端就有一个 信号输出；反之，门关闭，就有另一个信号输 出。
数字电路中的发光二极管
数字电路中发光二极管有两种状态： 1. 发光二极管处于高电平时，二极管
发光，用“ 1 ”表示； 2. 发光二极管处于低电平时，二极管
不发光，用“ 0 ”表示；
输入B 0 1 1 0
输出Y 1 1 1 0
非门电路的逻辑关系
逻辑示意图
符号
非门电路的真值表
输入A 1 0
输出Y 0 1
集成门电路：
练习1： 根据与门逻辑填写与门真值表。
输入A 0 0 1 1
输入B 0 1 0 1
输出Y
2.b画出非门的工作波形图：
2.a画出或门的工作波形图：
写在最后
与门电路的逻辑关系
逻辑示意图 符号真值表是一 Nhomakorabea表明逻辑门电路输入端状态和 输出端状态逻辑对应关系的表
与门电路的真值表
输入A 0 0 1 1
输入B 0 1 0 1
输出Y 0 0 0 1
与门电路的工作波形图
逻辑式： L=A+B
或门电路的逻辑关系
逻辑示意图
符号
或门电路的真值表
输入A 1 0 1 0
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story 讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
20
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
数字电路中的发光二极管
数字电路中发光二极管有两种状态： 1. 发光二极管处于高电平时，二极管
发光，用“ 1 ”表示； 2. 发光二极管处于低电平时，二极管
不发光，用“ 0 ”表示；
输入B 0 1 1 0
输出Y 1 1 1 0
非门电路的逻辑关系
逻辑示意图
符号
非门电路的真值表
输入A 1 0
输出Y 0 1
集成门电路：
练习1： 根据与门逻辑填写与门真值表。
输入A 0 0 1 1
输入B 0 1 0 1
输出Y
2.b画出非门的工作波形图：
2.a画出或门的工作波形图：
写在最后
与门电路的逻辑关系
逻辑示意图 符号真值表是一 Nhomakorabea表明逻辑门电路输入端状态和 输出端状态逻辑对应关系的表
与门电路的真值表
输入A 0 0 1 1
输入B 0 1 0 1
输出Y 0 0 0 1
与门电路的工作波形图
逻辑式： L=A+B
或门电路的逻辑关系
逻辑示意图
符号
或门电路的真值表
输入A 1 0 1 0
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story 讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
20
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
数字逻辑电路大全PPT课件(2024版)
第6页/共48页
Rb1 4kΩ
Rc 2 1.6kΩ
Vc 2
1
+VCC（ +5V） Rc4 130Ω
3
T2 4
1
3
A
31
2T2
D Vo
B
T1
C
Ve 2
1
3
2T 3
Re2
1kΩ
输入级
中间级
输出级
第7页/共48页
2．TTL与非门的逻辑关系
（1）输入全为高电平3.6V时。
T2、T3导通，VB1=0.7×3=2.1（V ），
列。 6 ． 74AS 系 列 —— 为 先 进 肖 特 基 系
列， 它是74S系列的后继产品。 7．74ALS系列——为先进低 功耗肖特基系列， 是74LS系列的后继产品。
第30页/共48页
2.3
一、 NMOS门电路 1．NMOS非门
MOS逻辑门电路
VDD (+12V)
VDD (+12V)
VDD (+12V)
0.4V
高 电 平 噪 声 容 限 第1V5页NH/共＝48V页OH （ min ） - VON ＝ 2.4V-2.0V ＝
四、TTL与非门的带负载能力
1．输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH （1）输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端
接低电平时，从门电路输入端流出的电流。
& Vo G0
呈 现 高 阻 ， 称 为 高 阻 态 ， 或 禁 止 态+V。CC
Rc2
Rc4
Rb1
Vc2 1
3
T2 4
A
&
B
L
EN
简单逻辑电路PPT精品课件
答案：A.
针对训练 2－1：图 7－3－12 中是由基本门电路组成的逻辑电路，其中能使 小灯泡发光的是（ ）
答案：A.
图 7－3－12
【例 3】 由某门电路构成的一简单控制电路如图 7－3－13 所示，其中 R′ 为光敏电阻，光照时电阻很小，R 为变阻器，L 为小灯泡.其工作情况是：当光敏 电阻受到光照时，小灯泡 L 不亮，不受光照时，小灯泡 L 亮.请在电路中虚线框 内画出该门电路符号.
①当 A 输入为“1”时， Y 输出为“0” ②当 A 输入为“0”时， Y 输入为“1”
真 值 表
信 号 波 形 图 输 入 输 出
有低出低全高出高 信 号 现 象
全低出低有高出高
低出高，高出低
典例研析 类型一：实际应用 【例 1】某电热水器的恒温控制原理图如图 7－3－9.当温度低时，热敏电阻 的阻值很大，温度高时热敏电阻的阻值就很小.如果热水器中没有水时，电路中 BC 部分就处于断路.只有当热水器中有水，且水温低于某一数值时，发热器才会 开启并加热，否则便会关掉.某同学分析列出逻辑电路的真值表，则虚线框内逻 辑电路 L 的类型以及其真值表中 X、Y 处的逻辑值分别为（ ）
解析：B 是“或”逻辑关系，D 是“非”逻辑关系，AC 选项说法正确.
3.（2009 年苏、锡、常、镇四市教学调查）如图 7－3－19 所示的电路是一 个应用“非”门构成的简易火警电路.则 X 框中、Y 框中应是（ C ）
图 7－3－19 A.X 为半导体热敏电阻，Y 为可变电阻 导体热敏电阻，Y 为开关 C.X 为可变电阻，Y 为半导体热敏电阻 为半导体热敏电阻
图 7－3－23 A.若存在磁铁矿，则指示灯亮 B.若存在磁铁矿，则指示灯不亮 C.若电阻 R 调大，该探测仪的灵敏度提高 D.若电阻 R 调小，该探测仪的灵敏度提高
针对训练 2－1：图 7－3－12 中是由基本门电路组成的逻辑电路，其中能使 小灯泡发光的是（ ）
答案：A.
图 7－3－12
【例 3】 由某门电路构成的一简单控制电路如图 7－3－13 所示，其中 R′ 为光敏电阻，光照时电阻很小，R 为变阻器，L 为小灯泡.其工作情况是：当光敏 电阻受到光照时，小灯泡 L 不亮，不受光照时，小灯泡 L 亮.请在电路中虚线框 内画出该门电路符号.
①当 A 输入为“1”时， Y 输出为“0” ②当 A 输入为“0”时， Y 输入为“1”
真 值 表
信 号 波 形 图 输 入 输 出
有低出低全高出高 信 号 现 象
全低出低有高出高
低出高，高出低
典例研析 类型一：实际应用 【例 1】某电热水器的恒温控制原理图如图 7－3－9.当温度低时，热敏电阻 的阻值很大，温度高时热敏电阻的阻值就很小.如果热水器中没有水时，电路中 BC 部分就处于断路.只有当热水器中有水，且水温低于某一数值时，发热器才会 开启并加热，否则便会关掉.某同学分析列出逻辑电路的真值表，则虚线框内逻 辑电路 L 的类型以及其真值表中 X、Y 处的逻辑值分别为（ ）
解析：B 是“或”逻辑关系，D 是“非”逻辑关系，AC 选项说法正确.
3.（2009 年苏、锡、常、镇四市教学调查）如图 7－3－19 所示的电路是一 个应用“非”门构成的简易火警电路.则 X 框中、Y 框中应是（ C ）
图 7－3－19 A.X 为半导体热敏电阻，Y 为可变电阻 导体热敏电阻，Y 为开关 C.X 为可变电阻，Y 为半导体热敏电阻 为半导体热敏电阻
图 7－3－23 A.若存在磁铁矿，则指示灯亮 B.若存在磁铁矿，则指示灯不亮 C.若电阻 R 调大，该探测仪的灵敏度提高 D.若电阻 R 调小，该探测仪的灵敏度提高
《基本逻辑电路设计》PPT课件
可整理ppt
22
注意： a.在对时钟边沿说明时，一定要注明是上升沿
还是下降沿。 b.一个进程中只能描述一个时钟信号。 c.wait until 语句只能放在进程的最前面或
最后面。
3）时钟边沿的描述 时钟上升沿： （clock’event and clock = ‘1’） 时钟下降沿： （clock’event and clock = ‘0’）
可整理ppt
8
方法1：使用逻辑左移运算符
library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity decoder is
port(inp : in std_logic_vector(2 downto 0); outp : out std_logic_vector(7 downto 0));
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity decoder is
port(inp : in std_logic_vector(2 downto 0);
outp : out std_logic_vector(7 downto 0));
end decoder;
architecture rtl of decoder is
begin
process(inp)
begin
outp<=(others=>’0’);
outp(conv_integer(inp))<=‘1’;
end process;
end rtl;
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10
方法3：使用 case 语句实现。
可整理ppt
简单的逻辑电路PPT课件9 人教课标版
与门电路的逻辑关系
逻辑示意图
符号
真值表是一种表明逻辑门电路输入端状态和 输出端状态逻辑对应关系的表 与门电路的真值表
输入A 0 0 1 1 输入B 0 1 0 1 输出Y 0 0 0 1
与门电路的工作波形图
逻辑式：
L=A+B
或门电路的逻辑关系
逻辑示意图
符号
或门电路的真值表 输入A 1 0 1 0 输入B 0 1 1 0 输出Y 1 1 1 0
1、逻辑电路是有输入和输出端的一些电子
开关组成的电路，输出的结果由输入的条件
决定， 称为逻辑。 2、条件是用电位的高、低表示的电信号，
高电位用“1”表示，低电位用“0”表示，输
出高电位用“1”表示，输出低电位用“0”表 示。
门电路简介
门电路是一种有一个或多个输入端，只有一个输出端的开关
电路，是数字电路的基本单元。
新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3-1
2.10《简单的逻辑电路》
教学目标
（一）知识与技能 1、知道数字电路和模拟电路的概念，了解数字电 路的优点。 2、知道“与”门、“或”门、“非”门电路的特 征、逻辑关系及表示法。 3、初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路 在实际问题中的应用 （二）过程与方法 突出学生自主探究、交流合作为主体的学习方式。
（三）情感、态度与价值观 1、感受数字技术对现代生活的巨大改变； 2、体验物理知识与实践的紧密联系； 教学重点 三种门电路的逻辑关系。 教学难点 数字信号和数字电路的意义。 教学方法 探究、讲授、讨论、练习 教学手段 声光控感应灯、投影仪、多媒体教学设备、三种 门电路演示示教板、电压表等
简单的逻辑电路课件
门电路，简称“或”门，符号如图所示．
3.真值表
输入
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
输出
Y
0
1
1
1
四、“非”门
1.“非”逻辑关系：输出状态与输入状态_相__反__的逻辑关系．
2.“非”门电路：具有“非”逻辑关系的电路叫做“非”门
电路，简称“非”门．“非”门的表示符号如图所示．
3.真值表
输入
A
0
1
输出
Y
1
0
五、集成电路
逻辑关系表示为 A⇒－C，C 表示结 果成立，－C 表示结果不成立
[特别提醒] (1)上述类比中都是电键闭合作为满足条件，灯泡亮作为结 果成立进行类比的．
(2)条件成立或结果成立对应逻辑门电路中的“1”，相反时对应“0”， “1”、“0”是逻辑关系中的两种取值，不表示具体数字．
在车门报警电路中，两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上， 只要有开关处于断开状态，报警灯就发光，能实现此功能的电路是( )
A
B
C
D
【解析】 实现车门报警的电路应当是“或”门电路，而 A、B 是“与” 门电路，A、B 错误；选项 C、D 图是“或”门电路，但 C 中，S1、S2 均断 开时，灯泡不亮，不能起到报警作用，D 正确．
【答案】 D
简单的复合门电路
1.“与非”门 一个“与”门电路和一个“非”门电路组合在一起，组成一个复合门电 路，称为“与非”门，如图 2-11-1 所示．
如在铁路与公路的交叉路口安装有自动控制的信号灯，当火车 来的时候信号灯亮，火车过去时信号灯灭．图 2-11-4 是这种信号灯的控制电 路图．S1、S2 为两个光控开关，光照到时接通，没照到时断开．只有两个开 关都接通时，信号灯才是灭的．请在虚线框内画出符合要求的门电路符号．
简单的逻辑电路PPT课件10 人教课标版
通
通
输出 Y 0 熄 0 熄 0 熄 1
亮
“与”门符 号 A
& B
Y
A
B
有两个输入端的“与”门真值表
一个典型的“与”门电路
A
1 0
＋
R
Y
B
1 0 V
晶体管“与”门电路
预备知识一
＋
R
V
预备知识二
A
V B
“与”门电路原 理 A
1
＋
R
Y
V
0
“与”门电路原 理 A
1
＋
R
Y
V
0
1
0
B
“与”门电路原 理 A
• 门电路---------有一个（或多个）输入端，只
有一个输出端的开关电路，是数字电路的基
本单元。
• 门电路就像一扇门，当具备开门条件时，输
出端就有一个信号输出；反之，门关闭，就
有另一个信号输出。
1、“与” 门 “与”逻辑电路
“同时”的意 思
条件 结果
A
B
真值表
输入 A B 0 0 断 断 0 1 断 通 1 0 断 通 1 1
（3）为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调 的稍底些，R的值应大一些还是小一些？
D R X A Rt P +5V
1
Y
电铃 0V
火警报警装置
练 习
1、 根据与门逻辑 式：Y=A×B， 填写与门真值表
输入A 输入B 输出Y
0 0 1 1 0 1 0 1
0 0
0
1
2、画出非门的工作波形图：
3、画出或门的工作波形图：
例如：一个“与”门电路，集成到电路中，
通
输出 Y 0 熄 0 熄 0 熄 1
亮
“与”门符 号 A
& B
Y
A
B
有两个输入端的“与”门真值表
一个典型的“与”门电路
A
1 0
＋
R
Y
B
1 0 V
晶体管“与”门电路
预备知识一
＋
R
V
预备知识二
A
V B
“与”门电路原 理 A
1
＋
R
Y
V
0
“与”门电路原 理 A
1
＋
R
Y
V
0
1
0
B
“与”门电路原 理 A
• 门电路---------有一个（或多个）输入端，只
有一个输出端的开关电路，是数字电路的基
本单元。
• 门电路就像一扇门，当具备开门条件时，输
出端就有一个信号输出；反之，门关闭，就
有另一个信号输出。
1、“与” 门 “与”逻辑电路
“同时”的意 思
条件 结果
A
B
真值表
输入 A B 0 0 断 断 0 1 断 通 1 0 断 通 1 1
（3）为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调 的稍底些，R的值应大一些还是小一些？
D R X A Rt P +5V
1
Y
电铃 0V
火警报警装置
练 习
1、 根据与门逻辑 式：Y=A×B， 填写与门真值表
输入A 输入B 输出Y
0 0 1 1 0 1 0 1
0 0
0
1
2、画出非门的工作波形图：
3、画出或门的工作波形图：
例如：一个“与”门电路，集成到电路中，
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2
?
Q3Q1
? K2 ? Q1
? J1 ? 1
? ?
Hale Waihona Puke K1?1JQ
3
K
Z ? Q3Q1
&Z
CP
9
六进制计数器
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
clr
qa
USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
en
cnt6
qb
ENTITY cnt6 IS
在电原理图中如果要描述一个”与非”，会想到两
件事：
(1)确定输入输出 (2)确定功能
a b
&
ca b
c
&
同理：在VHDL中，所有的部件 (小至一个门，大至一 个CPU芯片或整个系统 )都是用设计实体 (Design
Entity)来描述，设计实体是描述电路的基本方法。
设计实体
实体： 描述电路的输入、输出
5-3 硬件描述语言VHDL
例：试设计一个逻辑电路， X=xn-1xn-2…x1x0是 该电路得串行输入信号， Z为它的输出，表示 X
中包含的1个数。
即： 输入序列X
含1统计电路 分析：
统计结果
对于这样一个看似十分简单的逻辑电路，却难
以用状态表对它进行描述，对于这样一个 n位的串行
输入序列，将有 2n种不同的组合，显然不能按当前已
4.主要设计文件是 HDL编 写的源程序
7
例：设计六进制计数器 第一步：选择器件 第二步：电路设计 第三步：系统调试
/0 S0
S1 /0
S2
/0 S5
/0
S4
/0
/0 S3
从选择具体的元 器件开始，并用 这些元器件进行 逻辑电路设计， 完成系统各独立 功能模块，然后 再连接。
Q3 Q2 Q1 Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Z0 0 0 0 0 1
描述和生成，这样即使是软件设计人员也同样可以方
便的借助HDL语言，设计出符合要求的硬件系统。
5
另外也为数字系统的硬件、软件协同设计打下 了良好的基础，数字系统的硬件、软件设计可以 在一开始就进行通盘考虑，进行早期仿真，这就 大大提高了系统设计的效率。所谓硬件描述语言： 就是可以描述硬件电路的功能、信号连接关系及 定时关系的语言。
2
开始
Z 0n 0
n n+1 N
x=1?
Y Z Z+1
N
Y
n=N?
3
算法设计的思想：是把系统应实现的逻辑功能看 作是应完成的某种运算或操作，若这一运算或操 作十分复杂，则可以把它 分解成若干个子运算或 子操作系统的算法描述的特征。
(1) 含有若干个子运算，实现对数据或信息的存储传 输或处理。
(2) 具有相应的控制程序，控制各子运算的执行顺序。
在导出算法流图后，便可将电路划分成 数据处理单
元和控制单元。
n=N?
X C1
﹥CR计A
﹥控制器
CP
C2
结束
﹥CR计B
Z
4
硬件描述语言 VHDL概述:
随着超大规模集成电路工艺的发展，待设计电路 的规模越来越大，传统的手工艺已无发适应设计复杂 数字系统的要求。然而超大规模集成电路的发展也推 动了计算机技术和数字技术的发展，使人们有可能开
clk
qc
PORT(clk,clr,en:IN STD_LOGIC;
qa,qb,qc:OUT STD_LOGIC);
END cnt6;
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ARCHITECTURE rtl OF cnt6 IS SIGNAL q:STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);
BEGIN PROCESS(clk) VARIABLE q6:INTEGER; BEGIN IF(clk'EVENT AND clk=‘1') THEN IF(clr=‘0') THEN q6:=‘0'; ELSIF(en=‘1') THEN IF(q6=5) THEN q6:=0;
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ELSE q6:=q6+1;
END IF; END IF; END IF; q<=CONV_STD_LOGIC_VECTOR(q6,3) qa<=q(0); qb<=q(1); qc<=q(2); END PROCESS; END rtl;
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第一层：是行为描述，（较小规模系统 时常常省略）实质是对整个系统的数学 模型进行描述。
收到的序列来规定电路的状态。如果这样规定，则需
要2n个状态；显然也不能按当前序列中已包含 1的个
数来规定状态，如果这样，则需要 n+1个状态，状态
表也将十分庞大。
1
由此可见： 由电路功能直接导出状态表的方法并非对所有
的电路设计都是适用的，但如果从为实现上述功能 必须完成的操作出发，问题就可能很容易解决。 (1) 该电路为统计序列中含有的“ 1”的个数，必 须包含有一个加 1计数器。 (2) 仅当输入信号为 1时才进行加 1计数，所以必 须还应有判别操作，要做的工作就是设计判别电 路和计数器，并配置相应的控制电路使它们能协 调地工作，以完成预定的功能。
发出功能强大的电子设计自动化 (简称EDA)软件，从
而改变了人们的设计思想和设计方法，实现设计自动 化。 数字系统设计历来存在 两个分支，即：系统硬件 设计和系统软件设计，但是随着计算机技术的发展和
硬件描述语言 HDL的出现，使这种情况又有新的变化， 数字系统的硬件结构及其行为完全可以用 HDL语言来
00 0 1 0 1 0 00 1 0 0 1 1 00 1 1 1 0 0 01 0 0 1 0 1 01 0 1 0 0 0 1
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Qn?1 3
?
Q2Q1 Q3
?
Q1Q3
Qn?1 2
?
Q3 Q2Q1
?
Q1Q2
Q n? 1 1
?
Q1
JQ
1
K
JQ
2
K
? J 3 ? Q2Q1
? ?
K3 ? Q1
?J ?
6
传统的系统硬件设计方法与利用 硬件描述语
言(HDL)的硬件电路设计方法的比较 ：
1.自下而上的设计方法
2.采用通用的逻辑元器件
3.在系统硬件设计的后期 进行仿真和调试 4.主要设计文件是原理图
1.自上而下的设计方法 (核心是算法思想的设计 )
2.系统中可大量采用 ASIC 芯片
3.系统采用早期仿真，降 低了硬件电路设计难度
第二层：是 RTL(寄存器 )描述，要想得到硬
件的具体实现，必须将行为方式描述的
VHDL程序改写成 RTL描述的VHDL程序。
第三层：是逻辑综合，将 RTL描述的程序
转换成用基本逻辑元件 (宏单元)表示的文 件，相当于在人工设计硬件电路时，根据 系统要求画出了系统的电原理图。
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一. VHDL语言描述数字系统的基本方法