数字逻辑电路与系统设计课件 ppt
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第5章数字逻辑电路.ppt
（2）逻辑关系式表示：F=A·B·C
（3）真值表表示：如图表5-1所示
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5.4 基本逻辑门电路
2.“或”逻辑关系 当决定事件的各个条件中只要有一个或一个以上具备时事件就
会发生 图5-10所示，F和A、B、C之间就存在“或”逻辑关系 “或”逻辑也有如上三种表示方法： （1）图5-11所示为“或”逻辑图形符号 （2）逻辑表达式：F=A+B+C （3）真值表：见表5-2
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5.2 数制
5.2.2 二进制数
二进制数只有0和1两个符号。只要能区分两种状态的元件即 可实现。
计数的基数为2，各位数的权是2的幂，计数规律是“逢二进 一”
N位二进制整数的表达示为：
例5.1 一个二进制数10101000， 试求对应的十进制数
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5.2 数制
图5-23是利用三态与非门组成的双向传输通路，改变控制端C 的电平，就可控制信号的传输方向。
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5.4 基本逻辑门电路
3. CMOS门电路 CMOS门电路是由PMOS管和NMOS管构成的一种互补对称场效
应管集成门电路。 下面是几种常用的CMOS门电路的结构和工作原理的简要说明 （1）CMOS与非门：如图5-24所示 当A、B全为1时，T1和T2同时导通，T3和T4同时截止，F=0 当输入端由一个或全为0时，串联的T1和T2必有一个或两个全部截
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5.4 基本逻辑门电路
（5）TTL三态输出与非门电路。简称三态门，图5-20是其逻辑 图形符号。A、B是输入端，C是控制端，F为输出端。输出端除 了可以实现高低电平外，还可以出现高阻状态。
数字电路逻辑设计PPT课件
VHDL描述逻辑门电路
2021/6/7
1
（一）库和程序包
库（LIBRARY） 库是经编译后的数据的集合，它存放包 集合定义、实体定义、结构定义和配置 定义
库和程序包用来描述和保留元件、类型 说明函数、子程序等，以便在其它设计 中可以随时引用这些信息，提高设计效 率。
2021/6/7
2
（一）库和程序包
❖ ASIC矢量库。在VHDL语言中，为了进行门级仿真，各公司 可提供面向ASIC的逻辑门库。在该库中存放着与逻辑门一一对 应的实体。为了使用面向ASIC的库，对库进行说明是必要的。
2021/6/7
6
（一）库和程序包
❖WORK库。WORK库是现行作业库 。设计者所描述的 VHDL语 句 不 需 要 任 何 说 明 ， 将 都 存 放 在 WORK 库 中 。 WORK库对所有设计都是隐含可见的，因此在使用该库时 无需进行任何说明。
❖用户定义库。用户定义库简称用户库，是由用户自己创建 并定义的库。设计者可以把自己经常使用的非标准（一般是 自己开发的）包集合和实体等汇集成在一起定义成一个库， 作为对VHDL标准库的补充。用户定义库在使用时同样要首 先进行说明。
上述5类库中，除了STD库和WORK库之外的其它库均 为资源库。资源库是存放常规元件和标准模块的库，使用时 需预先说明。
10
（二）VHDL的实体(Entity )
端口说明 描述端口的名称、模式和数据类型。
端口: 实体的每一个输入、输出信号称为 端口，对应于硬件电路图或芯片的一个 引脚。
2021/6/7
11
端口说明
ENTITY <实体名> IS PORT（端口名： 端口类别 信号类型； ┇ 端口名： 端口类别 信号类型 ）；
2021/6/7
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（一）库和程序包
库（LIBRARY） 库是经编译后的数据的集合，它存放包 集合定义、实体定义、结构定义和配置 定义
库和程序包用来描述和保留元件、类型 说明函数、子程序等，以便在其它设计 中可以随时引用这些信息，提高设计效 率。
2021/6/7
2
（一）库和程序包
❖ ASIC矢量库。在VHDL语言中，为了进行门级仿真，各公司 可提供面向ASIC的逻辑门库。在该库中存放着与逻辑门一一对 应的实体。为了使用面向ASIC的库，对库进行说明是必要的。
2021/6/7
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（一）库和程序包
❖WORK库。WORK库是现行作业库 。设计者所描述的 VHDL语 句 不 需 要 任 何 说 明 ， 将 都 存 放 在 WORK 库 中 。 WORK库对所有设计都是隐含可见的，因此在使用该库时 无需进行任何说明。
❖用户定义库。用户定义库简称用户库，是由用户自己创建 并定义的库。设计者可以把自己经常使用的非标准（一般是 自己开发的）包集合和实体等汇集成在一起定义成一个库， 作为对VHDL标准库的补充。用户定义库在使用时同样要首 先进行说明。
上述5类库中，除了STD库和WORK库之外的其它库均 为资源库。资源库是存放常规元件和标准模块的库，使用时 需预先说明。
10
（二）VHDL的实体(Entity )
端口说明 描述端口的名称、模式和数据类型。
端口: 实体的每一个输入、输出信号称为 端口，对应于硬件电路图或芯片的一个 引脚。
2021/6/7
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端口说明
ENTITY <实体名> IS PORT（端口名： 端口类别 信号类型； ┇ 端口名： 端口类别 信号类型 ）；
数字逻辑电路设计-(王毓银)讲义.PPT第一章
( N )2 an1an2 a1a0 .a1a2 am
an1 2n1 an2 2n2 a1 21 a0 20
a1 21 a2 22 am 2m
n1
ai
1.1.2 数制及其转换
小数部分的转换步骤如下： 将小数部分逐次乘以R，取乘 积的整数部分作为R进制的各有关数位，乘积的小数部分 继续乘以R，直至最后乘积为0或达到一定的精度为止。
例4：求（0.3125）10 =（
）2
解： 0.3125 × 2 = 0.625 ……整数为0 b-1
0.625 × 2 = 1.25 ……整数为1 b-2
3基数r为2k各进制之间的互相转换由于3位二进制数构成1位八进制数4位二进制数构成1位十六进制数以二进制数为桥梁即可方便地完成基数r为2k各进制之间的互相转换
西安邮电学院“校级优秀课程”
数字电路与逻辑设计
第一章 绪 论
第一章 绪 论
目的与要求：
1、正确理解一些有关数字电路的基本概念； 2、常用数制数的表示以及它们之间的转换； 3、掌握数字系统中常用的几种BCD码。
1.1.2 数制及其转换
例6：将十进制小数（0.39）10 转换成八进制数， 要求精度达到0.1% 。
解：要求精度达到0.1% ，因为1/83 < 1/1000 < 1/84， 所以需要精确到八进制小数4位。 0.39 × 8 = 3.12 ……整数为3 b-1=3 0.12 × 8 = 0.96 ……整数为0 b-2=0 0.96 × 8 = 7.68 ……整数为7 b-3=7 0.68 × 8 = 5.44 ……整数为5 b-4=5 所以（0.39）10 =（0.3075）8
an1 2n1 an2 2n2 a1 21 a0 20
a1 21 a2 22 am 2m
n1
ai
1.1.2 数制及其转换
小数部分的转换步骤如下： 将小数部分逐次乘以R，取乘 积的整数部分作为R进制的各有关数位，乘积的小数部分 继续乘以R，直至最后乘积为0或达到一定的精度为止。
例4：求（0.3125）10 =（
）2
解： 0.3125 × 2 = 0.625 ……整数为0 b-1
0.625 × 2 = 1.25 ……整数为1 b-2
3基数r为2k各进制之间的互相转换由于3位二进制数构成1位八进制数4位二进制数构成1位十六进制数以二进制数为桥梁即可方便地完成基数r为2k各进制之间的互相转换
西安邮电学院“校级优秀课程”
数字电路与逻辑设计
第一章 绪 论
第一章 绪 论
目的与要求：
1、正确理解一些有关数字电路的基本概念； 2、常用数制数的表示以及它们之间的转换； 3、掌握数字系统中常用的几种BCD码。
1.1.2 数制及其转换
例6：将十进制小数（0.39）10 转换成八进制数， 要求精度达到0.1% 。
解：要求精度达到0.1% ，因为1/83 < 1/1000 < 1/84， 所以需要精确到八进制小数4位。 0.39 × 8 = 3.12 ……整数为3 b-1=3 0.12 × 8 = 0.96 ……整数为0 b-2=0 0.96 × 8 = 7.68 ……整数为7 b-3=7 0.68 × 8 = 5.44 ……整数为5 b-4=5 所以（0.39）10 =（0.3075）8
《数字逻辑基础》课件
公式化简法
使用逻辑代数公式对逻辑函数进行化简，通过消去多余的项和简化 表达式来得到最简结果。
卡诺图化简法
使用卡诺图对逻辑函数进行化简，通过填1、圈1、划圈和填0的方 法来得到最简结果。
03
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的输入和输出
分析组合逻辑电路的输入和输出信号，了解它们之间的关系。
交通信号灯控制系统的设计与实现
交通信号灯简介
交通信号灯是一种用于控制交通流量的电子设备，通常设置在路口或 交叉口处。
设计原理
交通信号灯控制系统的设计基于数字逻辑电路和计算机技术，通过检 测交通流量和车流方向来实现信号灯的自动控制。
实现步骤
首先确定系统架构和功能需求，然后选择合适的元件和芯片，接着进 行电路设计和搭建，最后进行测试和调整。
真值表
通过列出输入和输出信号的所有可能组合，构建组合逻辑电路的真值表，以确定输出信 号与输入信号的逻辑关系。
逻辑表达式
根据真值表，推导出组合逻辑电路的逻辑表达式，表示输入和输出信号之间的逻辑关系 。
组合逻辑电路的设计
确定逻辑功能
根据实际需求，确定所需的逻辑功能，如与、或、非等。
设计逻辑表达式
根据确定的逻辑功能，设计相应的逻辑表达式，用于描述输入和 输出信号之间的逻辑关系。
实现电路
根据逻辑表达式，选择合适的门电路实现组合逻辑电路，并完成 电路的物理设计。
常用组合逻辑电路
01
02
03
04
编码器
将输入信号转换为二进制码的 电路，用于信息处理和控制系
统。
译码器
将二进制码转换为输出信号的 电路，用于数据分配和显示系
统。
多路选择器
使用逻辑代数公式对逻辑函数进行化简，通过消去多余的项和简化 表达式来得到最简结果。
卡诺图化简法
使用卡诺图对逻辑函数进行化简，通过填1、圈1、划圈和填0的方 法来得到最简结果。
03
组合逻辑电路
组合逻辑电路的分析
组合逻辑电路的输入和输出
分析组合逻辑电路的输入和输出信号，了解它们之间的关系。
交通信号灯控制系统的设计与实现
交通信号灯简介
交通信号灯是一种用于控制交通流量的电子设备，通常设置在路口或 交叉口处。
设计原理
交通信号灯控制系统的设计基于数字逻辑电路和计算机技术，通过检 测交通流量和车流方向来实现信号灯的自动控制。
实现步骤
首先确定系统架构和功能需求，然后选择合适的元件和芯片，接着进 行电路设计和搭建，最后进行测试和调整。
真值表
通过列出输入和输出信号的所有可能组合，构建组合逻辑电路的真值表，以确定输出信 号与输入信号的逻辑关系。
逻辑表达式
根据真值表，推导出组合逻辑电路的逻辑表达式，表示输入和输出信号之间的逻辑关系 。
组合逻辑电路的设计
确定逻辑功能
根据实际需求，确定所需的逻辑功能，如与、或、非等。
设计逻辑表达式
根据确定的逻辑功能，设计相应的逻辑表达式，用于描述输入和 输出信号之间的逻辑关系。
实现电路
根据逻辑表达式，选择合适的门电路实现组合逻辑电路，并完成 电路的物理设计。
常用组合逻辑电路
01
02
03
04
编码器
将输入信号转换为二进制码的 电路，用于信息处理和控制系
统。
译码器
将二进制码转换为输出信号的 电路，用于数据分配和显示系
统。
多路选择器
数字逻辑电路与系统设计课件
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。
实现逻辑功能
根据状态转换图，实现相应的 逻辑功能。
确定设计目标
明确设计时序逻辑电路的目的 和要求，如实现特定的功能、 达到一定的性能指标等。
设计状态转换图
根据设计要求，设计状态转换 图，确定状态和输出。
验证设计
通过仿真或实验验证设计的正 确性和可行性。
常用时序逻辑电路
寄存器
用于存储二进制数据，常用于数据传输和数据处理。
集成化和智能化技术的发展，为数字 系统的设计带来了新的机遇和挑战。
数字系统的智能化是当前的一个重要 趋势，它使得数字系统能够具有更强 的自适应性、智能性和灵活性。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
分析输入和输出信号的逻辑关系，确定电路的功 能。
真值表和逻辑表达式
通过列出所有输入组合和对应的输出值，得到真 值表，并根据真值表推导出逻辑表达式。
3
逻辑功能描述
根据逻辑表达式或真值表，描述组合逻辑电路的 逻辑功能。
组合逻辑电路的设计
明确设计要求：确定输入和 输出信号，以及电路要实现 的功能。
根据功能要求，逐一确定每 个输入组合对应的输出值。
自底向上的设计方法
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。
实现逻辑功能
根据状态转换图，实现相应的 逻辑功能。
确定设计目标
明确设计时序逻辑电路的目的 和要求，如实现特定的功能、 达到一定的性能指标等。
设计状态转换图
根据设计要求，设计状态转换 图，确定状态和输出。
验证设计
通过仿真或实验验证设计的正 确性和可行性。
常用时序逻辑电路
寄存器
用于存储二进制数据，常用于数据传输和数据处理。
集成化和智能化技术的发展，为数字 系统的设计带来了新的机遇和挑战。
数字系统的智能化是当前的一个重要 趋势，它使得数字系统能够具有更强 的自适应性、智能性和灵活性。
THANKS FOR WATCHING
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分析输入和输出信号的逻辑关系，确定电路的功 能。
真值表和逻辑表达式
通过列出所有输入组合和对应的输出值，得到真 值表，并根据真值表推导出逻辑表达式。
3
逻辑功能描述
根据逻辑表达式或真值表，描述组合逻辑电路的 逻辑功能。
组合逻辑电路的设计
明确设计要求：确定输入和 输出信号，以及电路要实现 的功能。
根据功能要求，逐一确定每 个输入组合对应的输出值。
自底向上的设计方法
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
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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.
4. 二进制数与十进制数之间的转换 (1)二进制数转换为十进制数(按权展开法)
例：
(1011.101) 1 23 1 21 1 20 1 21 1 23 2
8 2 1 0.5 0.125
第8页/共97页
（2）十进制数转换为二进制数(提取2的幂法)
例： (45.5)10 32 8 4 1 0.5 1 25 0 24 1 23 1 22 0 21 1 20 1 2-1 (101101.1)2
· + 0 1 原变量 反变量
+ · 1 0 反变量 原变量 则所得新的逻辑式即为F的反函数，记为F。
例 已知 F=A B + A B, 根据上述规则可得： F=(A+B)(A+B)
第37页/共97页
例 已知 F=A+B+C+D+E, 则 F=A B C D E
由F求反函数注意： 1）保持原式运算的优先次序； 2）原式中的不属于单变量上的非号不变；
00
0
01
1
10
1
11
1
第20页/共97页
A
≥1
B
或门逻辑符号
F=A+B
或门的逻辑功能概括为: 1) 有“1”出“1”; 2) 全“0” 出“0”.
数字逻辑电路与系统设计课件 蒋立平PPT149页
数字逻辑电路与系统设计课 件 蒋立平
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
拉
60、生活的道路一旦6、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
拉
60、生活的道路一旦6、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
数字逻辑电路与系统设计课件 (2)
VCC
RD D
NMOS
管开关
电路
S
MOS管作开关使用时，通常工作在截止区和非饱和区。
数字集成电路中常用的MOS管为P沟道增强型和N沟道增 强型。
(1) 导通条件及导通时的特点(以NMOS管为例) 导通条件: VGS > VTN (VTN为NMOS管的开启电压) 导通时的特点: 在开关电路中,MOS管导通时一般工作 在非饱和区,这时要求VGS > VTN +VDS ,导通电阻RDS为几 百欧姆。
C端输入0V， 二极管DA、DB导通,DC 截止 F=3V
2.2.2 三极管门电路 1. 非门
Vcc(3V)
RC
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1kΩ
Vo
Vi 1.5kΩ VB
R1
R2
10kΩ
工作原理(设三极管电流放大倍数β=30) VBB(-5V)
三极管非门电路
① Vi=0V,则三极管基极电位VB<0V,满足截止条件 VBE<0.5V, 三极管截止,IC=0, VO=Vcc=3V, 为高电平。
2.1.2 半导体三极管的开关特性
(1) 饱和导通条件及饱和时的特点
饱和导通条件:
Vi
IB≥IBS=
ICS β
≈
VCC βRC
饱和导通时的特点:
VBE≈0.7V VCE=VCES=0.1~0.3V 发射极和集电极之间如同闭合的开关
Vcc
IC Rb IB
RC Vo
三极管开关电路
(2) 截止条件及截止时的特点
近似等 R 效电路
K
+
Vi >0.7
-
-
(2) 截止条件及截止时的特点
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
数字逻辑朱勇ppt课件
电路。
仿真工具
用于模拟和测试数字电 路的行为和功能。
布局布线工具
将逻辑电路转换为物理 版图，并生成制程需要
的掩膜。
05 数字信号处理
数字信号的特点
01
02
03
04
离散性
数字信号在时间或幅度上都是 离散的，表现为信号状态的突
然跳变。
稳定性
数字信号的幅度值范围较小， 因此信号相对稳定，不易受到
噪声干扰。
可存储性
数字信号可以方便地存储在计 算机存储器、数字磁带等介质
上。
抗干扰能力强
由于数字信号是离散的，因此 具有较强的抗干扰能力，传输
过程中不易失真。
数字信号处理的方法
时域分析法
频域分析法
通过观察信号在不同时间点的取值来分析 信号的特性。
将信号转换为频域表示，通过分析信号的 频率成分来理解信号特性。
数字逻辑还可以应用于加密、编码、图像处理等领域，为现代信息社会提供了重 要的技术支持。
02 数字逻辑基础
基本逻辑门
OR门
实现逻辑或运算， 当输入有一个为真 时，输出为真。
NAND门
实现逻辑与非运算 ，当输入都为真时 ，输出为假。
AND门
实现逻辑与运算， 当输入都为真时， 输出为真。
NOT门
实现逻辑非运算， 对输入取反。
时序逻辑电路
总结词
具有记忆功能的电路，输出不仅取决于当前的输入，还与过 去的输入状态有关。
详细描述
时序逻辑电路具有存储元件（如触发器），可以保存之前的 输入状态，因此其输出不仅取决于当前的输入，还与之前的 输入和状态有关。常见的时序逻辑电路有寄存器、计数器、 微处理器等。
可编程逻辑电路
仿真工具
用于模拟和测试数字电 路的行为和功能。
布局布线工具
将逻辑电路转换为物理 版图，并生成制程需要
的掩膜。
05 数字信号处理
数字信号的特点
01
02
03
04
离散性
数字信号在时间或幅度上都是 离散的，表现为信号状态的突
然跳变。
稳定性
数字信号的幅度值范围较小， 因此信号相对稳定，不易受到
噪声干扰。
可存储性
数字信号可以方便地存储在计 算机存储器、数字磁带等介质
上。
抗干扰能力强
由于数字信号是离散的，因此 具有较强的抗干扰能力，传输
过程中不易失真。
数字信号处理的方法
时域分析法
频域分析法
通过观察信号在不同时间点的取值来分析 信号的特性。
将信号转换为频域表示，通过分析信号的 频率成分来理解信号特性。
数字逻辑还可以应用于加密、编码、图像处理等领域，为现代信息社会提供了重 要的技术支持。
02 数字逻辑基础
基本逻辑门
OR门
实现逻辑或运算， 当输入有一个为真 时，输出为真。
NAND门
实现逻辑与非运算 ，当输入都为真时 ，输出为假。
AND门
实现逻辑与运算， 当输入都为真时， 输出为真。
NOT门
实现逻辑非运算， 对输入取反。
时序逻辑电路
总结词
具有记忆功能的电路，输出不仅取决于当前的输入，还与过 去的输入状态有关。
详细描述
时序逻辑电路具有存储元件（如触发器），可以保存之前的 输入状态，因此其输出不仅取决于当前的输入，还与之前的 输入和状态有关。常见的时序逻辑电路有寄存器、计数器、 微处理器等。
可编程逻辑电路
数字逻辑课件
数字信号 u t
特点是脉冲式的，只有两种状态： 有脉冲和无脉冲。 一般我们用高电平代表有脉冲，低电平代表无脉 冲----正逻辑 当然也可以反过来定义----负逻辑
研究数字电路时注重电路输出、
输入间的逻辑关系，因此不能采用 模拟电路的分析方法。主要的分析 工具是逻辑代数，时序图，逻辑电 路图等。
2 1 0
位权
一个十进制数 N可以表示成加权和的形式： D:decimal
( N )D
n 1 i m
取值
ai 10i
权重
若用电子电路进行十进制数运算， 必须要有十个电路状态与十个数码相对 应。这样将在技术上带来许多困难，电 路复杂，运算速度慢，而且很不经济。 早期的模拟计算机就是如此。
• 方法： 整数部分 • －－从低位（小数点左边第一位）开始，每三位二进制数分为一组， 最后不足三位的前面补零，每组用一位等价的八进制数来代替； 小数部分 • －－从高位（小数点右边第一位）开始，每三位二进制数分为一组， 最后不足三位的后面补零，然后按顺序写出对应的八进制数。
• 例：将二进制数（10111101.01110111）2转换为八进制数。
开关合为逻辑1开关断为逻辑0灯亮为逻辑1灯灭为逻辑0非逻辑逻辑反非逻辑真值表非逻辑关系非逻辑关系表示式与非逻辑真值表与非逻辑表达式与非逻辑表达式ab或非逻辑真值表或非逻辑表达式或非逻辑表达式cdab两输入变量ab不同时输出y为1而ab相同时输出y为0两输入变量ab相同时输出y为1而ab不同时输出y为0yyaabb运算类型逻辑表达式功能说明相同为1不同为0abcdabcdab与非逻辑或非逻辑与或非逻辑异或逻辑同或逻辑复合逻辑关系小结乘运算规则
t
对模拟信号进行传输、 处理的电子线路称为 模拟电路。
数电-数字逻辑基础幻灯片PPT
2.复合逻辑运算 在逻辑代数中，由基本的与、或、非逻辑运算可以实现多种复合逻辑运算。
A
B & Y1 A•B
A
A
B
Y1
B
Y1
A B
≥1
Y2 AB
A B
+ Y2
A B
Y2
A 1 Y3 A
A
Y3
A
Y3
(a)国际符号
(b)曾用符号 (c)美国符号
A B
&
Y4 A • B
A B
A B
≥ 1 Y5 A B
A
&
A
F
F
B
B
(a)
(b)
OC门逻辑符号
(a) 国际符号；
(b) 惯用符号
OC门除了可以“线与”连接外，还可以用来驱动感性负载或实现电平转换。 例如，在图的电路中，EC=10V时，F的输出高电平就从3.6V变成了10V。
＋ EC
& A
F B
& C D
OC门的线与电路
（3）三态门
三态门也称TS门(Three State Gate)， 是在TTL逻辑电路的基础上增加一个 使能端EN而得到的。当EN=0时，TTL与非门不受影响，仍然实现与非门功 能；当EN=1时，TTL与非门的V4、V5将同时截止，使逻辑门输出处于高阻 状态。因此，三态门除了具有普通逻辑门的高电平（逻辑1）和低电平（ 逻辑0）两种状态之外，还有第三种状态——高阻抗状态，也称开路状态 或Z状态。三态门的逻辑符号和真值表分别如图1－6和表1－5所示。国际 符号中的倒三角形“▽”表示逻辑门是三态输出，EN为“使能”限定符 ，输入端的小圆圈表示低电平有效(有的三态门也可能没有小圆圈，说明 EN是高电平有效)。
数字逻辑电路教程PPT第2章逻辑门电路
TTL与非门的电压传输特性及 抗干扰能力
CD段（过渡区）：
1始也、.3导都TV5管＜通处有v， 于I＜一T导21、 小通.4V段T状3，、时态TT间，54管管同T开4 时导通，故有很大电流
流TT，电平52管、过T压vO4=T管很RvO054管急电 趋大.3V趋剧阻 于的。于下， 截基饱降止极T2和管到，电导提低输流通供电出，
TTL与非门的电压传输特性及 抗干扰能力
AB段（截止区）： vI＜0.6V，输出电压vO不
随输入电压vI变化，保持 在高电平VH。 VC1＜0.7V，T2和T5管截 止，T3、T4管导通，输出 为高电平，VOH=3.6V。 由于这段T2和T5管截止， 故称截止区。
TTL与非门的电压传输特性及 抗干扰能力
⒉工作原理
当输入端A、B、C中有任一
个输入信号为低电平 (VIL=0.3V)时，相应的发射结 导通，T1工作在深度负饱和 状态，使T1管的基极电位VB1 被箝制在 VB1=VIL+VBE1=0.3+0.7=1V， 集电极电位 VC1=VCES1+VIL=0.1+0.3=0.4V 使T2管截止，IC2=0， VE2=VB5=0V，故T5管截止。
TTL与非门的电压传输特性及 抗干扰能力
CD段（过渡区）： 由于vI的微小变化而
引起输出电压vO的急 剧下降，故此段称为 过渡区或转折区。
TTL与非门的电压传输特性及 抗干扰能力
CD段中点对应的输入电压 ，既是T5管截止和导通的分 界线，又是输出高、低电平 的分界线，故此电压称阈值 电压VT（门槛电压）， VT=1.4V。
第二章 集成逻辑门电路
集成逻辑门电路，是把门电路的所 有元器件及连接导线制作在同一块 半导体基片上构成的。
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分个位 秒十位 秒个位
计 时 电 路
三位计时器示意图
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课外参考教材：
1. Digital Logic Circuit Analysis and Design Victor P.Nelson 等著
清华大学出版社 （英文影印版）
2. Digital Fundamentals (Seventh Edition) Thomas L.Floyd 著
科学出版社 （英文影印版）
1)点名和缺交作业共5次；2)实验缺席1次；
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2
学习要点： 1.有兴趣学，自己想学；
2.善于思考，多问“为什么” 3.多做练习和思考题 4.注意实验环节，提高动手能力
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3
课内参考教材：
1.蒋立平 主编：数字逻辑电路与系统设计， 电子工业出版社.
2.阎 石 主编：数字电子技术基础（第四版）， 高等教育出版社.(面向二十一世纪教材）
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6Hale Waihona Puke 第1章 数字逻辑基础第2章 逻辑门电路
课
第3章 组合逻辑电路
程
第4章 常用组合逻辑功能器件
第5章 时序逻辑电路
内
第6章 常用时序逻辑功能器件
容
第7章 半导体存储器和可编程逻辑器件
第8章 脉冲信号的产生与整形
第9章 数模和模数转换
-
7
绪论
一、模拟量和数字量
模拟量：模拟量就是连续变化的量。自然界中可 测试的物理量一般都是模拟量,例如温 度，压力，距离，时间等。
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12
原始声波 (Original sound waves)
麦克风 (Microphone)
扬声器 Speaker
音频 Audio signal
线性放大器
Linear amplifier
放大后的 音频信号
Amplified audio signal
再生声波 Reproduced sound waves
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19
第1章 数字逻辑电路基础
1.1 数制与数制转换 所谓“数制”，指进位计数制，即用进位的方法来计数.
数制包括计数符号（数码）和进位规则两个方面。
常用数制有十进制、十二进制、十六进制、六十进 制等。
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三、数字电路特点: 1) 工作信号是二进制表示的二值信号(只有“0”和“1”
两种取值); 2) 电路中器件工作于“开”和“关”两种状态,研究电路
的输出和输入的逻辑关系; 3) 数字电路既能进行“代数”运算,也能进行“逻辑”运 算; 4) 数字电路工作可靠, 抗干扰性能好.
5) 数字信号便于存储，传输，保密性好.
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5
电子器件的发展
（
电
课
子 管
程
简
介
分 晶立 体元 管件
集 SSI（100元件以下） 成 电 MSI（〈103） 路
LSI（〈105）
超大规模
VLSI （105以上）
1千芯的路展91积台重装6上片发和。900计置3大年万 ， 展 微60年吨算中、集个大，型，，机使重成器大尤计1性管分靠福用用量耗9电件促其算4能立，性了雷重电。8路集进促机年在电但差斯、11出成了进的.58，体路器。特耗0万现在电数飞K肖积体件电等只W，一子字速克、积较发大电。成块学电发利重大多明、子目等量、时了寿管前发方焊由电命芯 等 已，在明面点分子短片效达占一了明多立管。中门上地些晶显、元；世集，百1大7体优电件电界成目万0功平管于路组子上上前门率方，电的成管第万高。发米的其子可体一个的射，
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A.M
P.M
时间（小时）
温度和时间关系图(用数字形式表示)
-
11
二、模拟和数字系统的几个实例 1） 音频有线扩音系统 音频有线扩音系统为纯模拟系统。
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9
温 度 ( C)
量化曲线
36 34 32 30 28 26 24 22 20 18
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
A.M
P.M
时间（小时）
温 度 和 时 间 关 系 图 (用 采 样 值 表 示 )
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(oc)
30 29
音频信号的 模拟再生
Analog reproduction of audio signal
CD机原理图（单声道）
Basic principle of a CD player
-
扬声器 Speaker
声波 sound waves
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3）数字钟 带数字显示的数字钟是一个纯数字系统。 下面讨论一个带数字显示的三位计时系统。
数字量：数字量是离散的量。数字量一般是将模 拟量经过抽样、量化和编码后而得到的。
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温 度 ( C)
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
A.M
P.M
时间（小时）
温 度 和 时 间 关 系 图 (用 模 拟 量 表 示 )
数字逻辑电路
南京理工大学紫金学院
办公室：图书馆301
孙敦艳
-
1
本课程为《数字逻辑电路》，以数字电路为主，脉 冲电路的内容较少.课程为4.5个学分，包括实验(1学分). 属专业基础课.考核方式是闭卷.
最终成绩有以下几部分组成：
平时成绩：15%
实验成绩：15%
考试成绩：70%
有下列情况之一者，取消考试资格:
音频有线扩音系统
Audio public address system
-
13
2）CD 播放机 CD 播放机为数模混合系统
-
14
CD驱动器 CD Drive
1 0 1 101 1 10 1
数字数据 Digital data
数模转换器 D\A convter
线性放大器 Linear amplifier